JPS61205340A - ガスタ−ビンの制御装置 - Google Patents
ガスタ−ビンの制御装置Info
- Publication number
- JPS61205340A JPS61205340A JP4467485A JP4467485A JPS61205340A JP S61205340 A JPS61205340 A JP S61205340A JP 4467485 A JP4467485 A JP 4467485A JP 4467485 A JP4467485 A JP 4467485A JP S61205340 A JPS61205340 A JP S61205340A
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- Japan
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- coal
- gas
- difference pressure
- gas turbine
- differential pressure
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- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
- F02C9/26—Control of fuel supply
- F02C9/40—Control of fuel supply specially adapted to the use of a special fuel or a plurality of fuels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明はガスタービンの制御装置に関し、特に燃料ガス
の供給系に体積容量の大きいシステムが組込まれている
場合における負荷変動に対するガスタービン出力の応答
性を高めたものである。
の供給系に体積容量の大きいシステムが組込まれている
場合における負荷変動に対するガスタービン出力の応答
性を高めたものである。
〈従来の技術〉
ガスタービンは高温、高圧のガスによってタービンを駆
動して回転力を得るものでめり、例えば発電設備におい
て用いられて発電機を駆動している。
動して回転力を得るものでめり、例えば発電設備におい
て用いられて発電機を駆動している。
一方、近年石炭ガス化炉とガスタービン装置とを組合せ
て、ガスタービンの燃料として石炭ガス化炉で発生し九
石炭ガス金利用するシステムの検討が成されている。
て、ガスタービンの燃料として石炭ガス化炉で発生し九
石炭ガス金利用するシステムの検討が成されている。
〈発明が解決しようとする問題点〉
このようなシステムでは、ガスタービンの出力はそこに
供給される燃料ガスすなわち石炭ガス化炉で発生した石
炭ガスの圧力によっており、それは石炭ガス化炉に供給
される石、炭の量によって制御される。従って、ガスタ
ービンの負荷変動に応じて石炭の供給量が調節されるが
、このシステムでは燃料ガスの供給系に石炭ガス化炉、
クリーンアップ装置、昇圧圧縮機、及び大口径配管等が
組込まれているために系の体積容量が大きく、石炭ガス
化炉への石炭供給量を変化させてから冥際にタービン出
力がそれに応えるまでの応答時間が長くなってしまい、
タービンの急故な［荷変動に対応できないという問題点
がある。一方、石炭ガス化炉で発生した石炭ガス管予め
一定の高圧に保持し、タービン出力に応じて減圧してガ
スタービンへ供給することも考えられるが、石炭ガスを
予め必要以上に高圧に保持しておくことはエネ゛ルギの
損失を増大させ、システムの効率を低下させてしまう。
供給される燃料ガスすなわち石炭ガス化炉で発生した石
炭ガスの圧力によっており、それは石炭ガス化炉に供給
される石、炭の量によって制御される。従って、ガスタ
ービンの負荷変動に応じて石炭の供給量が調節されるが
、このシステムでは燃料ガスの供給系に石炭ガス化炉、
クリーンアップ装置、昇圧圧縮機、及び大口径配管等が
組込まれているために系の体積容量が大きく、石炭ガス
化炉への石炭供給量を変化させてから冥際にタービン出
力がそれに応えるまでの応答時間が長くなってしまい、
タービンの急故な［荷変動に対応できないという問題点
がある。一方、石炭ガス化炉で発生した石炭ガス管予め
一定の高圧に保持し、タービン出力に応じて減圧してガ
スタービンへ供給することも考えられるが、石炭ガスを
予め必要以上に高圧に保持しておくことはエネ゛ルギの
損失を増大させ、システムの効率を低下させてしまう。
このように、ガスタービンの燃料ガスの供給系に石炭ガ
ス化炉のような体積容量の大きいシステムが組込まれて
いると、急激な負荷変動に対するタービン出力の迅速な
応答が困離となるという問題が発生する。
ス化炉のような体積容量の大きいシステムが組込まれて
いると、急激な負荷変動に対するタービン出力の迅速な
応答が困離となるという問題が発生する。
く問題点を解決するための手段〉
本発明は上述の問題点を解決するもので６９、システム
の効率ヲ低下させることなく、緊急時等の急激な負荷変
動にも対応することができるガスタービンの制御装置を
提供すること金目的としている。
の効率ヲ低下させることなく、緊急時等の急激な負荷変
動にも対応することができるガスタービンの制御装置を
提供すること金目的としている。
この目的を達成する之めの本発明にかかるガスタービン
の制御装置の構成は、ガスタービンの燃焼器への燃料ガ
ス供給経路に、常時は所定の差圧だけ燃料ガス供給源か
らの燃料ガスの圧力を低下させて該燃焼器へ供給すると
共に急激な負荷変動があった時に該差圧を変化させる差
圧調整弁が設けられたことを特徴とするものである。
の制御装置の構成は、ガスタービンの燃焼器への燃料ガ
ス供給経路に、常時は所定の差圧だけ燃料ガス供給源か
らの燃料ガスの圧力を低下させて該燃焼器へ供給すると
共に急激な負荷変動があった時に該差圧を変化させる差
圧調整弁が設けられたことを特徴とするものである。
く作 用〉
従って、定常時は差圧調整弁により燃料ガス供給源の燃
料ガスに対して所定の差圧を有する燃料ガスがガスター
ビンの燃焼器へ供給され、ガスタービンの出力は燃料ガ
ス供給源の燃料ガス圧を変化させることで′ｌ＠節され
る。
料ガスに対して所定の差圧を有する燃料ガスがガスター
ビンの燃焼器へ供給され、ガスタービンの出力は燃料ガ
ス供給源の燃料ガス圧を変化させることで′ｌ＠節され
る。
一方、急激な負荷変動かあつ几時は差圧調整弁を駆動し
、そこで得られる差圧を変化させることにより燃焼器へ
供給される燃料ガス圧が調節され、それによりガスター
ビンの出力が関節される。
、そこで得られる差圧を変化させることにより燃焼器へ
供給される燃料ガス圧が調節され、それによりガスター
ビンの出力が関節される。
く実施例〉
以下、本発明を石炭カス化炉とガスタービン装置とを組
合せ九システムに実施し友−実施例について、その制御
系統概念図を表わす第１図により詳説する。本システム
は、第１図に示すように、石炭ガス化炉１１で発生し九
石炭ガスをガスタービン１２の燃料に用いる一方、ガス
タービン１２の空気圧縮機１３の吐出空気の一部を抽気
してそれを石炭ガス化炉１１の酸化剤として利用するも
のである〇ガスタービン１２は、空気圧縮機１３と燃焼
器１４とタービン１５とを一体に構成してなり、空気圧
縮機１３で大気を吸込んで圧縮し、その圧縮空気を燃焼
器１４へ送ってそこで燃料ガスを燃焼させて加熱すると
共に、加熱された高圧空気−をタービン１５で膨張させ
てその過程で発生する機械的エネルギを取出して発、電
機１６を回転駆動するものである。
合せ九システムに実施し友−実施例について、その制御
系統概念図を表わす第１図により詳説する。本システム
は、第１図に示すように、石炭ガス化炉１１で発生し九
石炭ガスをガスタービン１２の燃料に用いる一方、ガス
タービン１２の空気圧縮機１３の吐出空気の一部を抽気
してそれを石炭ガス化炉１１の酸化剤として利用するも
のである〇ガスタービン１２は、空気圧縮機１３と燃焼
器１４とタービン１５とを一体に構成してなり、空気圧
縮機１３で大気を吸込んで圧縮し、その圧縮空気を燃焼
器１４へ送ってそこで燃料ガスを燃焼させて加熱すると
共に、加熱された高圧空気−をタービン１５で膨張させ
てその過程で発生する機械的エネルギを取出して発、電
機１６を回転駆動するものである。
尚、タービン１５から排出された空気は、その後さらに
図示しない蒸気タービンのボイラの加熱に再利用される
こともある。また、空気圧縮機１３により圧縮され念空
気は一部（約３０％）抽気され、熱回収装置１７により
熱を回収されて冷却された後、昇圧圧縮機１８により所
要の圧力に昇圧されて石炭ガス化炉１１へ酸化剤として
供給される。さらに、この冷却後の空気を昇圧圧縮機１
８１に通さずにバイパス弁１９を介して石炭ガス化炉１
１へ供給する流路も形成されている。一方、石炭ガス化
炉１１へは石炭供給弁２０を介して原料の石炭が供給さ
れると共に、石炭ガス化炉１１で発生した石炭ガスはク
リーンアップ装置２１によりダスト等を除去されて清浄
化された後、遮断弁２２、差圧調整弁２３を介してガス
タービン１２の燃焼器１４へ燃料ガスとして送られる０
ま友、石炭ガスは、緊急時には緊急放出弁２４を開くこ
とで外部へ放出されるようになっている。
図示しない蒸気タービンのボイラの加熱に再利用される
こともある。また、空気圧縮機１３により圧縮され念空
気は一部（約３０％）抽気され、熱回収装置１７により
熱を回収されて冷却された後、昇圧圧縮機１８により所
要の圧力に昇圧されて石炭ガス化炉１１へ酸化剤として
供給される。さらに、この冷却後の空気を昇圧圧縮機１
８１に通さずにバイパス弁１９を介して石炭ガス化炉１
１へ供給する流路も形成されている。一方、石炭ガス化
炉１１へは石炭供給弁２０を介して原料の石炭が供給さ
れると共に、石炭ガス化炉１１で発生した石炭ガスはク
リーンアップ装置２１によりダスト等を除去されて清浄
化された後、遮断弁２２、差圧調整弁２３を介してガス
タービン１２の燃焼器１４へ燃料ガスとして送られる０
ま友、石炭ガスは、緊急時には緊急放出弁２４を開くこ
とで外部へ放出されるようになっている。
一方、ガスタービン１２の出力は比較器２５に発電機１
６の負荷にＸ６じ九目標出力設定値全入力することによ
シ制御される。比較器２５にはこの目標出力設定値の他
、発′に磯１６の出力信号が入力され、そこで目憚出力
設定値に対する実際の発電機１６の出力の偏差Δ１が求
められる。そしてこの偏差Δ１により、ＰＩＤ演算回路
２６を介して偏差Δ１を零にすべく石炭供給弁２０が調
節さ九て石炭ガス化炉１１に対する石炭供給量が制御さ
れると共に、ＰＩＤ演算回路２７、抽気量調整静翼可変
装置２８により昇圧圧縮機１８、及びＰＩＤ演算回路２
９によりバイパス弁１９を調節してその石炭供給量に見
合つ几圧縮空気を石炭ガス化炉１１へ供給するようにな
っている。
６の負荷にＸ６じ九目標出力設定値全入力することによ
シ制御される。比較器２５にはこの目標出力設定値の他
、発′に磯１６の出力信号が入力され、そこで目憚出力
設定値に対する実際の発電機１６の出力の偏差Δ１が求
められる。そしてこの偏差Δ１により、ＰＩＤ演算回路
２６を介して偏差Δ１を零にすべく石炭供給弁２０が調
節さ九て石炭ガス化炉１１に対する石炭供給量が制御さ
れると共に、ＰＩＤ演算回路２７、抽気量調整静翼可変
装置２８により昇圧圧縮機１８、及びＰＩＤ演算回路２
９によりバイパス弁１９を調節してその石炭供給量に見
合つ几圧縮空気を石炭ガス化炉１１へ供給するようにな
っている。
従って、石炭ガス化炉１１ではタービン出力に応じた石
炭ガスが生成され、それがクリーンアップ装置２１、遮
断弁２２、差圧調整弁２３ｆｔ介してガスタービン１２
の燃焼器１４へ供給されてガスタービン１２の運転が成
される〇 この差圧調整弁２３は、負荷変動が少ない定常運転時に
は一定の差圧だけ石炭ガス化炉１１からの石炭ガスの圧
力を低下させてガスタービン１２の燃焼器１４へ送る一
方、緊急時のような急激な負荷変動があつ之時はその変
動に対応して過渡的に差圧を変化させるようになってい
る。すなわち、比較器２５により得られた偏差Δ１はオ
フセット３０に入力され、そこで偏差Δ１の絶対値が所
定の値より大きいか否かが調べられ、偏差Δ１の絶対値
が所定の値より大きい場合つまり急激な負荷変動があつ
之時はその信号がＰＩＤ演算回路３１へ送られる。ＰＩ
Ｄ演算回路３１ではその偏差Δ１の比例要素とその微分
要素が求められ、それらを次の加算器３２において目標
差圧設定値と合計して目６［圧を決定する。
炭ガスが生成され、それがクリーンアップ装置２１、遮
断弁２２、差圧調整弁２３ｆｔ介してガスタービン１２
の燃焼器１４へ供給されてガスタービン１２の運転が成
される〇 この差圧調整弁２３は、負荷変動が少ない定常運転時に
は一定の差圧だけ石炭ガス化炉１１からの石炭ガスの圧
力を低下させてガスタービン１２の燃焼器１４へ送る一
方、緊急時のような急激な負荷変動があつ之時はその変
動に対応して過渡的に差圧を変化させるようになってい
る。すなわち、比較器２５により得られた偏差Δ１はオ
フセット３０に入力され、そこで偏差Δ１の絶対値が所
定の値より大きいか否かが調べられ、偏差Δ１の絶対値
が所定の値より大きい場合つまり急激な負荷変動があつ
之時はその信号がＰＩＤ演算回路３１へ送られる。ＰＩ
Ｄ演算回路３１ではその偏差Δ１の比例要素とその微分
要素が求められ、それらを次の加算器３２において目標
差圧設定値と合計して目６［圧を決定する。
この目標差圧は比較器３３に送出されると共に、比較器
３３にはさらに差圧調整弁２３の差圧を検出する差圧変
換器３４からの信号が入力され、そこで目標差圧に対す
る差圧１！ｌ整弁２３の実際の差圧の偏差Δ２が求めら
れる。
３３にはさらに差圧調整弁２３の差圧を検出する差圧変
換器３４からの信号が入力され、そこで目標差圧に対す
る差圧１！ｌ整弁２３の実際の差圧の偏差Δ２が求めら
れる。
そしてこの偏差Δ２によりＰＩＤ演算回路３５を介して
偏差Δ２を零にすべく差圧ｖＩ４Ｍ！ｌ弁２３を駆動し
てその開度を変えて差圧ｔ−変化させる。ここで、目標
差圧設定値は定常時における差圧調整弁２３の差圧を設
定するもので、この設定差圧は急激な負荷変動を過渡的
に差圧変化で吸収できる範囲内で、系の圧損が大きくな
らないように、できるだけ小さな値としておく。。
偏差Δ２を零にすべく差圧ｖＩ４Ｍ！ｌ弁２３を駆動し
てその開度を変えて差圧ｔ−変化させる。ここで、目標
差圧設定値は定常時における差圧調整弁２３の差圧を設
定するもので、この設定差圧は急激な負荷変動を過渡的
に差圧変化で吸収できる範囲内で、系の圧損が大きくな
らないように、できるだけ小さな値としておく。。
前述のように偏差Δ１が生じるとそれに応じて石炭ガス
化炉１１に対する石炭供給量及び油気空気流量が調節さ
れるが、偏差Δ１が 。
化炉１１に対する石炭供給量及び油気空気流量が調節さ
れるが、偏差Δ１が 。
大きい場合は燃料供給系の体積容量が大きい九めに供給
出口側の石炭ガス圧がそれに対応するまでに時間がかか
る。そこで、このように一時的に差圧ｐ４整弁２３の差
圧を変化させてガスタービン１２へ供給する石炭ガスの
圧力を調節する。例えば、急激な出方の増大が必要とな
ったときは、差圧調整弁２３の差圧を小さくしてガスタ
ービン１２へ供給する石炭ガスの圧力を上昇させること
により、石炭ガス供給系の圧力が所要圧力に上昇するま
での間のタービン出力の応答の遅れを補償する。
出口側の石炭ガス圧がそれに対応するまでに時間がかか
る。そこで、このように一時的に差圧ｐ４整弁２３の差
圧を変化させてガスタービン１２へ供給する石炭ガスの
圧力を調節する。例えば、急激な出方の増大が必要とな
ったときは、差圧調整弁２３の差圧を小さくしてガスタ
ービン１２へ供給する石炭ガスの圧力を上昇させること
により、石炭ガス供給系の圧力が所要圧力に上昇するま
での間のタービン出力の応答の遅れを補償する。
このとき圧力上昇に伴う石炭ガス量の変化は系内の圧力
変化によって吸収される。その後、過渡的な変化に続い
て修正動作により供給系内の石炭ガス圧力が所要圧力に
追随するので、差圧調整弁２３の差圧は設定値に戻り、
定常状態に落付くこととなる。尚、オフセット３０が設
けられているので、偏差Δ１の絶対値が所定値より小さ
い定常運転のときは差圧調整弁２３による差圧は常に設
定値となっており、石炭ガス供給系の圧力変化に対応し
てガスタービン１２へ供給される石炭ガス圧が変化する
。この偏差Δ１がどの８度大きいときに差圧調整弁２３
を駆動するかはｇＩ縛に応じて適宜オフセットｔをＢＩ
４ｊｌｉＬで変更されるものである。
変化によって吸収される。その後、過渡的な変化に続い
て修正動作により供給系内の石炭ガス圧力が所要圧力に
追随するので、差圧調整弁２３の差圧は設定値に戻り、
定常状態に落付くこととなる。尚、オフセット３０が設
けられているので、偏差Δ１の絶対値が所定値より小さ
い定常運転のときは差圧調整弁２３による差圧は常に設
定値となっており、石炭ガス供給系の圧力変化に対応し
てガスタービン１２へ供給される石炭ガス圧が変化する
。この偏差Δ１がどの８度大きいときに差圧調整弁２３
を駆動するかはｇＩ縛に応じて適宜オフセットｔをＢＩ
４ｊｌｉＬで変更されるものである。
尚、上述の説明では本発明を石炭ガス化炉とガスタービ
ン装置とを組合せ之システムに実施した例について述べ
たが、本発明はこれに限られるものではなく、この他の
燃料ガスの供給系に体積容量の大きいシステムが組込ま
れているような場合にも適用することができる。
ン装置とを組合せ之システムに実施した例について述べ
たが、本発明はこれに限られるものではなく、この他の
燃料ガスの供給系に体積容量の大きいシステムが組込ま
れているような場合にも適用することができる。
〈発明の効果〉
以上一実施例を挙げて詳細に説明したように本発明によ
れば、急激な負荷変動があった場合にも差圧調整弁を駆
動することによりタービン出力を迅速にそれに応答させ
ることができると共に、定常状態においては負荷に応じ
て燃料ガス供給源の圧力を変化させることでタービン出
力を調節できるので燃料ガス供給源の圧力を一定に制御
するものに比べて効率のよい運転を行うことができる。
れば、急激な負荷変動があった場合にも差圧調整弁を駆
動することによりタービン出力を迅速にそれに応答させ
ることができると共に、定常状態においては負荷に応じ
て燃料ガス供給源の圧力を変化させることでタービン出
力を調節できるので燃料ガス供給源の圧力を一定に制御
するものに比べて効率のよい運転を行うことができる。
また、差圧調整弁の必要開度変化範囲はガスタービンの
無負荷から全負荷までの全範囲に亘る必要はなく、燃料
ガス供給源が圧力変化する分だけ少なくてよいのでその
設計製作が容易となる。さらに、本発明では制御系が単
純であり、経済的なシステムを達成できる。
無負荷から全負荷までの全範囲に亘る必要はなく、燃料
ガス供給源が圧力変化する分だけ少なくてよいのでその
設計製作が容易となる。さらに、本発明では制御系が単
純であり、経済的なシステムを達成できる。
第１図は本発明の一実施例にかかる制御系統概念図であ
る。 図 面 中、 １１は石炭ガス化炉、 １２はガスタービン、 １３は空気圧縮機、 １４は燃焼器、 １５はタービン、 １６は発電機、 １８は昇圧圧縮機、 ２１はクリーンアップ装置、 ２３は差圧調整弁である０
る。 図 面 中、 １１は石炭ガス化炉、 １２はガスタービン、 １３は空気圧縮機、 １４は燃焼器、 １５はタービン、 １６は発電機、 １８は昇圧圧縮機、 ２１はクリーンアップ装置、 ２３は差圧調整弁である０
Claims (1)
- ガスタービンの燃焼器への燃料ガス供給経路に、常時は
所定の差圧だけ燃料ガス供給源からの燃料ガスの圧力を
低下させて該燃焼器へ供給すると共に急激な負荷変動が
あつた時に該差圧を変化させる差圧調整弁が設けられた
ことを特徴とするガスタービンの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4467485A JPS61205340A (ja) | 1985-03-08 | 1985-03-08 | ガスタ−ビンの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4467485A JPS61205340A (ja) | 1985-03-08 | 1985-03-08 | ガスタ−ビンの制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61205340A true JPS61205340A (ja) | 1986-09-11 |
Family
ID=12697991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4467485A Pending JPS61205340A (ja) | 1985-03-08 | 1985-03-08 | ガスタ−ビンの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61205340A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4936089A (en) * | 1987-12-18 | 1990-06-26 | Kawasaki Steel Corporation | Gas turbine plant system and gas pressure stabilizer thereof in emergency |
| EP1310647A1 (en) * | 2001-11-13 | 2003-05-14 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Method of and device for controlling fuel for gas turbine |
| JP2006105022A (ja) * | 2004-10-05 | 2006-04-20 | Jgc Corp | ガス化複合発電設備およびその制御方法 |
| JP2006105021A (ja) * | 2004-10-05 | 2006-04-20 | Jgc Corp | ガス化複合発電設備、制御方法、燃料ガスの製造方法 |
| JPWO2008149731A1 (ja) * | 2007-05-30 | 2010-08-26 | 三菱重工業株式会社 | ガス化複合発電プラント |
| US7877979B2 (en) | 2004-10-05 | 2011-02-01 | Jgc Corporation | Integrated gasification combined cycle plant, method of controlling the plant, and method of producing fuel gas |
| EP2985439A1 (en) * | 2014-08-12 | 2016-02-17 | Hamilton Sundstrand Corporation | Distributed fuel control system |
-
1985
- 1985-03-08 JP JP4467485A patent/JPS61205340A/ja active Pending
Cited By (12)
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| JP4981901B2 (ja) * | 2007-05-30 | 2012-07-25 | 三菱重工業株式会社 | ガス化複合発電プラント |
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