KR101775861B1

KR101775861B1 - 가스 터빈의 연소 제어 장치 및 연소 제어 방법 및 프로그램

Info

Publication number: KR101775861B1
Application number: KR1020167025666A
Authority: KR
Inventors: 노리요시 우야마; 히데키 하루타; 와타루 아키즈키; 유지 고마고메; 고지 다카오카; 요시후미 이와사키
Original assignee: 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤
Priority date: 2014-03-25
Filing date: 2015-03-24
Publication date: 2017-09-06
Also published as: KR20160123374A; DE112015001394B4; JP2015183619A; CN106103942A; CN106103942B; DE112015001394T5; JP6257035B2; US20170074175A1; WO2015146994A1; US10208678B2

Abstract

압축기(2)와, 연소기(3)와, 터빈(4)과, 추기 공기를 흡기 설비(7)의 입구로 되돌리는 추기 배관(12)과, 추기 공기의 추기량을 조절하는 추기 밸브(22)를 구비하는 가스 터빈에 장착되는 연소 제어 장치(50)는, 입력 데이터에 기초하여, 터빈 입구 온도 또는 터빈 입구 온도 상당 제어 변수를 설정하고, 터빈 입구 온도 또는 터빈 입구 온도 상당 제어 변수에 기초하여 연료 배분 비율을 설정하는 연료 배분 설정부(70)와, 연료 조정 밸브의 밸브 개방도를 설정하는 연료 밸브 개방도 설정부(81)를 구비한다. 연료 배분 설정부(70)는 연료 배분 비율을 수정하는 보정 수단을 포함한다.

Description

가스 터빈의 연소 제어 장치 및 연소 제어 방법 및 프로그램{COMBUSTION CONTROL DEVICE AND COMBUSTION CONTROL METHOD FOR GAS TURBINE, AND PROGRAM}

본 발명은, 가스 터빈의 연소 제어 장치 및 연소 제어 방법 및 프로그램, 특히, 가스 터빈의 안티 아이싱(anti-icing) 운전시에 적용되는 연소 제어 장치 및 연소 제어 방법 및 프로그램에 관한 것이다.

본원은, 2014년 03월 25일에 일본에 출원된 특허 출원 제 2014-061915호에 대해 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

일반적으로, 가스 터빈에 공급되는 연소용 공기는, 입구 안내 날개(IGV)의 개방도 등으로 유량 제어되고 있다. 가스 터빈의 무부하 운전 또는 부분 부하 운전의 경우는, 정격 부하 운전시에 비해서, IGV가 좁혀진 상태로 된다. 특히, 겨울철에 대기 온도가 저하한 경우에는, 압축기의 입구 부분에서, 공기중의 수분이 빙결하는 아이싱 현상이 발생하는 경우가 있다. 이 빙결 현상이 발생하면, 가스 터빈의 출력 저하나 효율 저하를 초래하여, 가스 터빈의 신뢰성에 악영향을 미치는 것 외에, 축적한 얼음이 박리되어, 압축기의 전방단의 동정(動靜) 날개를 손상시킬 우려가 있다.

이 현상을 회피하기 위해, 압축기에 들어가는 흡기 온도를 상승시키는 안티 아이싱 운전을 위한 가스 터빈 및 그 운전 방법이 다양하게 제안되고 있다. 특허문헌 1에는, 압축기에서 압축되어 고온으로 된 공기가 머무는 실린더로부터 실린더 공기의 일부를 추기(抽氣)하여, 압축기의 입구측의 흡기 설비로 순환시켜서, 압축기에 들어가는 공기 온도를 상승시켜, 빙결 현상을 방지하는 안티 아이싱을 위한 추기 공기 순환 방법의 일례가 나타나 있다.

또, 특허문헌 2에는, 안티 아이싱 운전을 행하지 않는 통상 운전을 행하는 가스 터빈에 관해서, 터빈 입구 온도에 기초하여 가스 터빈의 연소 제어를 행하는 시스템 및 방법의 일례가 나타나 있다.

일본 공개 특허 공보 평 9-291833 호 일본 특허 공보 제 4119909 호

가스 터빈의 운전을, 통상 운전으로부터 추기 공기 순환 방식의 안티 아이싱 운전으로 전환했을 경우, 실린더 공기의 일부가 추기되고, 압축기의 입구 측으로 되돌아간다. 이 경우, 연소기에 공급되는 공기가 적게 되어, 가스 터빈 출력과 제어 변수의 관계가 어긋나, 연소 제어가 불안정하게 되어, 연소 진동의 발생 등의 가스 터빈의 제어에 악영향을 미칠 가능성이 있다.

한편, 발전(發電)을 목적으로 한 가스 터빈에서는, 주간 및 야간의 전력 수요의 변동에 대응하기 위해, DSS(Daily Start and Stop) 운전이 행해진다. 그러나, 전력 수요의 변동에 대응하여 운전, 정지를 반복하는 것은, 가스 터빈의 효율 및 수명의 관점에서 바람직하지 않고, 가능한 한 턴 다운(출력 하한치)의 폭을 넓혀서, 저전력 수요시에도 운전 가능한 장치가 바람직하다.

본 발명은, 안티 아이싱 운전의 경우에도, 안정된 연소 제어가 가능하고, 또한 턴 다운 운전(부분 부하 운전)시에도, 이미션(emission) 규제치를 충족하면서, 안정된 운전을 가능하게 하는 가스 터빈의 연소 제어 장치 및 연소 제어 방법 및 프로그램을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

(1) 본 발명의 제 1 형태에 따른 가스 터빈의 연소 제어 장치는,

입구 안내 날개를 구비한 압축기와, 복수의 연료 노즐을 구비한 연소기와, 터빈과, 실린더로부터의 추기 공기를 흡기 설비의 입구로 되돌리는 추기 배관과, 상기 추기 배관에 설치되고, 상기 추기 공기의 추기량을 조절하는 추기 밸브를 구비하는 가스 터빈에 장착되고, 상기 연소기에 공급되는 연료의 연료 회로의 연료 배분 비율을 설정하는 가스 터빈의 연소 제어 장치로서, 입력 데이터에 기초하여 연산된 터빈 입구 온도 또는 터빈 입구 온도 상당 제어 변수를 설정하고, 상기 터빈 입구 온도 또는 상기 터빈 입구 온도 상당 제어 변수에 기초하여 상기 연료 배분 비율을 설정하는 연료 배분 설정부와, 상기 연료 배분 비율에 기초하여 상기 연료 회로에 마련된 연료 조정 밸브의 밸브 개방도를 설정하는 밸브 개방도 설정부를 구비하고, 상기 연료 배분 설정부는, 상기 추기 공기의 추기량에 기초하여 상기 연료 배분 비율을 수정하는 보정 수단을 포함하고 있다.

(2) 본 발명의 제 2 형태에 따른 가스 터빈의 연소 제어 장치는, (1)에 기재된 가스 터빈의 연소 제어 장치로서, 상기 연료 배분 설정부는, 상기 가스 터빈이 안티 아이싱 운전을 행하지 않는 경우의 운전 모드인 제 1 운전 모드에 있어서의 상기 터빈 입구 온도 또는 상기 터빈 입구 온도 상당 제어 변수에 상당하는 제 1 보간 데이터와, 일정한 추기량을 설정하여, 상기 실린더로부터의 상기 추기 공기의 일부를 상기 흡기 설비로 순환하는 안티 아이싱 운전의 운전 모드인 제 2 운전 모드에 있어서의 상기 터빈 입구 온도 또는 상기 터빈 입구 온도 상당 제어 변수에 상당하는 제 2 보간 데이터를 각각 산출하는 터빈 입구 온도 상당 제어 변수 설정부와, 안티 아이싱 운전에 있어서, 안정 연소에 필요한 추기량을 선정하여 상기 흡기 설비로 순환하는 운전 모드인 소정 운전 모드에 있어서의 상기 추기 공기의 추기량에 의해 정해지는 특정 파라미터에 기초하여, 상기 제 1 보간 데이터 및 상기 제 2 보간 데이터를 이용하여, 상기 소정 운전 모드에 있어서의 연료 배분 비율을 수정하는 연료 배분 보정부를 포함하고 있다.

(3) 본 발명의 제 3 형태에 따른 가스 터빈의 연소 제어 장치는, (1)에 기재된 가스 터빈의 연소 제어 장치로서, 상기 연료 배분 설정부는, 상기 가스 터빈이 안티 아이싱 운전을 행하지 않는 경우의 운전 모드인 제 1 운전 모드에 있어서의 무부하 운전시 출력에 관한 제 1 출력 보간 데이터와 정격 부하 운전시 출력에 관한 제 2 출력 보간 데이터를 산출하는 출력 보간 데이터 산출부와, 안티 아이싱 운전에 있어서, 안정 연소에 필요한 추기량을 선정하여 상기 흡기 설비로 순환하는 운전 모드인 소정 운전 모드에 있어서의 상기 추기 공기의 추기량에 의해 정해지는 특정 파라미터에 기초하여, 상기 제 1 출력 보간 데이터 및 상기 제 2 출력 보간 데이터를 각각 수정하는 출력 보간 데이터 보정부와, 수정 후의 제 1 수정 출력 보간 데이터 및 수정 후의 제 2 수정 출력 보간 데이터에 기초하여 터빈 입구 온도 상당 제어 변수를 산출하는 제어 변수 산출부와, 상기 터빈 입구 온도 상당 제어 변수에 기초하여 상기 연료 회로마다의 상기 연료 배분 비율을 산출하는 연료 배분 산출부를 포함하고 있다.

(4) 본 발명의 제 4 형태에 따른 가스 터빈의 연소 제어 장치는, (3)에 기재된 가스 터빈의 연소 제어 장치로서, 상기 출력 보간 데이터 보정부는, 상기 특정 파라미터에 대응하여 변화하는 출력 보정 계수를 산출하는 보정 계수 산출부와, 상기 출력 보정 계수를 이용하여 상기 제 1 출력 보간 데이터 및 상기 제 2 출력 보간 데이터를 수정하는 출력 보간 데이터 수정부를 포함하고 있다.

(5) 본 발명의 제 5 형태에 따른 가스 터빈의 연소 제어 장치는, (2)에 기재된 가스 터빈의 연소 제어 장치로서, 상기 연료 배분 보정부는, 상기 제 1 보간 데이터 및 상기 제 2 보간 데이터를 이용하여, 상기 특정 파라미터에 기초하여 상기 소정 운전 모드에 있어서의 수정 터빈 입구 온도 상당 제어 변수를 산출하는 제어 변수 보간부와, 상기 수정 터빈 입구 온도 상당 제어 변수에 기초하여, 상기 연료 회로마다의 상기 연료 배분 비율을 산출하는 연료 배분 산출부를 포함하고 있다.

(6) 본 발명의 제 6 형태에 따른 가스 터빈의 연소 제어 장치는, (2) 또는 (5)에 기재된 가스 터빈의 연소 제어 장치로서, 상기 터빈 입구 온도 상당 제어 변수 설정부는, 상기 제 1 운전 모드에 있어서의 무부하 운전시 출력에 관한 제 1 출력 보간 데이터와 정격 부하 운전시 출력에 관한 제 2 출력 보간 데이터를 산출하는 수단과, 상기 제 1 출력 보간 데이터 및 상기 제 2 출력 보간 데이터를 이용하여, 상기 제 1 운전 모드에 있어서의 상기 터빈 입구 온도 상당 제어 변수에 상당하는 제 1 보간 데이터를 산출하는 수단과, 상기 제 2 운전 모드에 있어서의 무부하 운전시 출력에 관한 제 3 출력 보간 데이터와 정격 부하 운전시 출력에 관한 제 4 출력 보간 데이터를 산출하는 수단과, 상기 제 3 출력 보간 데이터 및 상기 제 4 출력 보간 데이터를 이용하여, 상기 제 2 운전 모드에 있어서의 상기 터빈 입구 온도 상당 제어 변수에 상당하는 제 2 보간 데이터를 산출하는 수단을 포함하고 있다.

(7) 본 발명의 제 7 형태에 따른 가스 터빈의 연소 제어 방법은,

입구 안내 날개를 구비한 압축기와, 복수의 연료 노즐을 구비한 연소기와, 터빈과, 실린더로부터의 추기 공기를 흡기 설비의 입구로 되돌리는 추기 배관과, 상기 추기 배관에 설치되고, 상기 추기 공기의 추기량을 조절하는 추기 밸브와, 상기 연소기에 공급하는 연료 회로의 유량 배분 비율을 설정하는 가스 터빈의 연소 제어 장치를 구비하는 가스 터빈의 연소 제어 방법으로서, 상기 가스 터빈이 안티 아이싱 운전을 행하지 않는 경우의 운전 모드인 제 1 운전 모드에 있어서의 입력 데이터에 기초하여 연산된, 상기 제 1 운전 모드에 있어서의 터빈 입구 온도 또는 터빈 입구 온도 상당 제어 변수에 상당하는 제 1 보간 데이터를 산출하는 스텝과, 일정한 추기량을 설정하여, 상기 실린더로부터의 상기 추기 공기의 일부를 상기 흡기 설비로 순환하는 안티 아이싱 운전의 운전 모드인 제 2 운전 모드에 있어서의 입력 데이터에 기초하여 연산된, 상기 제 2 운전 모드에 있어서의 터빈 입구 온도 또는 터빈 입구 온도 상당 제어 변수에 상당하는 제 2 보간 데이터를 산출하는 스텝과, 안티 아이싱 운전에 있어서, 안정 연소에 필요한 추기량을 선정하여 상기 흡기 설비로 순환하는 운전 모드인 소정 운전 모드에 있어서의 상기 추기 공기의 추기량에 의해 정해지는 특정 파라미터에 기초하여, 상기 제 1 보간 데이터 및 상기 제 2 보간 데이터를 이용하여, 상기 소정 운전 모드에 있어서의 수정 터빈 입구 온도 또는 수정 터빈 입구 온도 상당 제어 변수를 산출하는 스텝과, 상기 수정 터빈 입구 온도 또는 상기 수정 터빈 입구 온도 상당 제어 변수에 기초하여, 상기 소정 운전 모드에 있어서의 상기 연료 회로마다의 연료 배분 비율을 산출하는 스텝과, 상기 연료 배분 비율에 기초하여, 상기 연료 회로마다의 밸브 개방도를 설정하는 스텝을 포함하고 있다.

(8) 본 발명의 제 8 형태에 따른 가스 터빈의 연소 제어 방법은,

입구 안내 날개를 구비한 압축기와, 복수의 연료 노즐을 구비한 연소기와, 터빈과, 실린더로부터의 추기 공기를 흡기 설비의 입구로 되돌리는 추기 배관과, 상기 추기 배관에 설치되고, 상기 추기 공기의 추기량을 조절하는 추기 밸브와, 상기 연소기에 공급하는 연료 회로의 연료 배분 비율을 설정하는 가스 터빈의 연소 제어 장치를 구비하는 가스 터빈의 연소 제어 방법으로서, 상기 가스 터빈이 안티 아이싱 운전을 행하지 않는 경우의 운전 모드인 제 1 운전 모드에 있어서의 입력 데이터에 기초하여, 무부하 운전시 출력에 관한 터빈 입구 온도에 대응하는 제 1 출력 보간 데이터를 산출하는 스텝과, 상기 제 1 운전 모드에 있어서의 입력 데이터에 기초하여, 정격 부하 운전시 출력에 관한 터빈 입구 온도에 대응하는 제 2 출력 보간 데이터를 산출하는 스텝과, 안티 아이싱 운전에 있어서, 안정 연소에 필요한 추기량을 선정하여 상기 흡기 설비로 순환하는 운전 모드인 소정 운전 모드에 있어서의 상기 추기 공기의 추기량에 의해 정해지는 특정 파라미터에 기초하여, 출력 보정 계수를 산출하는 스텝과, 상기 출력 보정 계수에 기초하여 상기 제 1 출력 보간 데이터를 수정하고, 제 1 수정 출력 보간 데이터를 산출하는 스텝과, 상기 출력 보정 계수에 기초하여 상기 제 2 출력 보간 데이터를 수정하고, 제 2 수정 출력 보간 데이터를 산출하는 스텝과, 상기 제 1 수정 출력 보간 데이터 및 상기 제 2 수정 출력 보간 데이터를 이용하여, 상기 소정 운전 모드에 있어서의 터빈 출력에 기초하여 터빈 입구 온도 상당 제어 변수를 산출하는 스텝과, 상기 터빈 입구 온도 상당 제어 변수에 기초하여, 상기 소정 운전 모드의 상기 연료 회로마다의 상기 연료 배분 비율을 산출하는 스텝과, 상기 연료 배분 비율에 기초하여, 상기 연료 회로마다의 밸브 개방도를 설정하는 스텝을 포함하고 있다.

(9) 본 발명의 제 9 형태에 따른 가스 터빈의 연소 제어 방법은,

입구 안내 날개를 구비한 압축기와, 복수의 연료 노즐을 구비한 연소기와, 터빈과, 실린더로부터의 추기 공기를 흡기 설비의 입구로 되돌리는 추기 배관과, 상기 추기 배관에 설치되고, 상기 추기 공기의 추기량을 조절하는 추기 밸브와, 상기 연소기에 공급하는 연료 회로의 유량 배분 비율을 설정하는 가스 터빈의 연소 제어 장치를 구비하는 가스 터빈의 연소 제어 방법으로서, 상기 가스 터빈이 안티 아이싱 운전을 행하지 않는 경우의 운전 모드인 제 1 운전 모드 및 일정한 추기량을 설정하여, 상기 실린더로부터의 상기 추기 공기의 일부를 상기 흡기 설비로 순환하는 안티 아이싱 운전의 운전 모드인 제 2 운전 모드에 있어서의 입력 데이터에 기초하여 데이터베이스를 작성하는 스텝과, 상기 데이터베이스에 기초하여, 상기 제 1 운전 모드에 있어서의 터빈 입구 온도 또는 터빈 입구 온도 상당 제어 변수에 상당하는 제 1 보간 데이터를 산출하는 스텝과, 상기 데이터베이스에 기초하여, 상기 제 2 운전 모드에 있어서의 터빈 입구 온도 또는 터빈 입구 온도 상당 제어 변수에 상당하는 제 2 보간 데이터를 산출하는 스텝과, 안티 아이싱 운전에 있어서, 안정 연소에 필요한 추기량을 선정하여 상기 흡기 설비로 순환하는 운전 모드인 소정 운전 모드에 있어서의 상기 추기 공기의 추기량에 의해 정해지는 특정 파라미터에 기초하여, 상기 제 1 보간 데이터 및 상기 제 2 보간 데이터를 이용하여, 상기 소정 운전 모드에 있어서의 수정 터빈 입구 온도 또는 수정 터빈 입구 온도 상당 제어 변수를 산출하는 스텝과, 상기 수정 터빈 입구 온도 또는 상기 수정 터빈 입구 온도 상당 제어 변수에 기초하여, 상기 소정 운전 모드에 있어서의 상기 연료 회로마다의 연료 배분 비율을 산출하는 스텝과, 상기 연료 배분 비율에 기초하여, 상기 연료 회로마다의 밸브 개방도를 설정하는 스텝을 포함하고 있다.

(10) 본 발명의 제 10 형태에 따른 가스 터빈의 연소 제어 장치는, (2) 내지 (5) 중 어느 하나에 기재된 가스 터빈의 연소 제어 장치로서, 상기 특정 파라미터는, 흡기 온도차와 실린더 압력비와 상기 추기량과 상기 추기 밸브의 밸브 개방도 중 어느 하나이다.

(11) 본 발명의 제 11 형태에 따른 가스 터빈의 연소 제어 방법은, (7) 내지 (9) 중 어느 하나에 기재된 가스 터빈의 연소 제어 방법으로서, 상기 특정 파라미터는, 흡기 온도차와 실린더 압력비와 상기 추기량과 상기 추기 밸브의 밸브 개방도 중 어느 하나이다.

(12) 본 발명의 제 12 형태에 따른 프로그램은, 가스 터빈의 연소 제어 방법을 실행하는 프로그램이다.

상기의 가스 터빈의 연소 제어 장치 및 연소 제어 방법 및 프로그램에 따르면, 통상 운전으로부터 안티 아이싱 운전으로 전환했을 경우에도, 연소기가 안정된 연소 제어가 유지되고, NO_X의 증대 등을 회피할 수 있고, 연소 진동의 발생도 억제할 수 있다. 그 결과, 가스 터빈이 안정된 운전이 가능해진다. 더욱이, 턴 다운 운전(부분 부하 운전)에 있어서도, 이미션 규제치를 만족하면서, 안정된 운전이 가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 일실시 형태에 있어서의 가스 터빈의 개략적인 장치 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 실시 형태 1에 따른 연소 제어 장치의 장치 구성과 취급 데이터를 나타내는 도면이다.
도 3은 실시 형태 1에 따른 데이터베이스의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 실시 형태 1에 따른 출력 보정 계수와 흡기 온도차의 관계를 나타내는 도면이다.
도 5는 실시 형태 1에 따른 파일럿비와 터빈 입구 온도 상당 제어 변수의 관계를 나타내는 도면이다.
도 6은 실시 형태 1에 따른 연소 제어 장치의 제어 로직을 나타내는 도면이다.
도 7은 변형예 1에 따른 제어 로직을 나타내는 도면이다.
도 8은 변형예 2에 따른 제어 로직을 나타내는 도면이다.
도 9는 실시 형태 1에 따른 제어 방법의 처리의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 10은 실시 형태 2에 따른 연소 제어 장치의 장치 구성과 취급 데이터를 나타내는 도면이다.
도 11은 실시 형태 2에 따른 운전 모드에 대한 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)와 실린더 압력비의 관계를 나타내는 도면이다.
도 12는 실시 형태 2에 따른 제어 방법의 처리의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 13은 실시 형태 3에 따른 연소 제어 장치의 장치 구성과 취급 데이터를 나타내는 도면이다.
도 14는 실시 형태 3에 따른 제어 방법의 처리의 흐름을 나타내는 도면이다.

이하에, 안티 아이싱 운전을 목적으로 한 가스 터빈에 관해서, 가스 터빈의 연소 제어 장치 및 연소 제어 방법의 각종 실시 형태에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다.

또, 이하에 설명하는 실시 형태에 있어서, 가스 터빈의 운전 조건의 차이에 따라, 제 1 운전 모드, 제 2 운전 모드 및 소정 운전 모드의 3개의 운전 모드로 구분하여 설명한다. 제 1 운전 모드는, 가스 터빈이 안티 아이싱 운전을 행하지 않는 통상 운전의 경우의 운전 모드를 말한다. 제 2 운전 모드는, 일정한 추기량을 설정하여, 실린더 공기의 일부를 흡기 설비로 순환하는 안티 아이싱 운전의 표준적인 운전 모드를 말한다. 소정 운전 모드는, 안티 아이싱 운전에 있어서, 가스 터빈의 운전 상황으로부터 판단하여, 안정 연소에 필요한 추기량을 선정하여 흡기 설비로 추기 공기를 순환하는 운전 모드로서, 안티 아이싱 운전에 최적인 운전 조건을 설정하는 운전 모드를 말한다.

[실시 형태 1]

본 발명에 따른 실시 형태 1의 가스 터빈의 연소 제어 장치 및 연소 제어 방법에 대해, 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명한다.

실시 형태 1의 가스 터빈의 장치 구성은 도 1에 나타나 있다. 가스 터빈(1)은, 압축기(2), 연소기(3), 터빈(4) 및 연소 제어 장치(50)를 주된 구성 요소로 하고, 회전축(8)에 접속된 발전기(5)에 의해 전력이 취출된다.

압축기(2)는, 흡기 설비(7)로부터 대기 공기 A를 취입하고 가압 압축하여, 압축 공기 A는 일단 압축기(2)의 실린더(6)에 모인다. 연소기(3)는, 실린더(6)로부터 공급된 압축 공기 A와 연료(G)를 혼합하여 연소시켜서, 고온의 연소 가스를 생성한다. 터빈(4)은, 회전축(8)에 고정된 복수단의 동익(動翼)과 실린더측에서 지지를 받은 복수단의 정익(靜翼)을 교대로 배치한 구성을 구비하고, 연소기(3)에서 발생한 연소 가스를 도입하여 회전축(8)을 회전시켜서, 열 에너지를 회전 에너지로 변환하여, 발전기(5)를 구동한다. 터빈(4)으로부터 배출된 연소 가스는, 배기 디퓨저(diffuser)(도시하지 않음)를 경유하여, 배기 가스(WG)로서 배기 덕트(13)로부터 계 외로 배출된다.

압축기(2)는, 그 상류측에 필터를 구비한 흡기 설비(7)을 갖는다. 흡기 설비(7)는, 내부에 흡기 필터(도시하지 않음)를 내장한 흡기 덕트(11)로 구성되어 있다. 흡기 덕트(11)에는, 흡기 온도계(34)가 마련되어, 흡기 온도(61c)를 측정하여, 연소 제어 장치(50)로 출력하고 있다.

또, 압축기(2)는, 실린더(6) 내의 가압된 실린더 공기의 일부를 추기하여, 흡기 설비(7)의 입구 측으로 되돌리는 추기 배관(12)을 갖는다. 추기 배관(12)은, 추기 공기의 추기량(61i)(도 8)을 계측하는 추기 유량계(36)와 추기 밸브(22)를 갖는다. 계측된 추기량(61i)은 연소 제어 장치(50)로 출력된다. 또, 추기 밸브(22)는, 연소 제어 장치(50)의 추기 밸브 개방도 설정부(83)로부터 출력된 추기 밸브 개방도 지령치에 따라 온 오프 제어된다. 또, 압축기(2)의 입구 측에는, 입구 안내 날개(IGV)(20)가 마련되어 있다. 입구 안내 날개(IGV)(20)는, 가스 터빈의 부하에 따라, 압축기(2)에 유입하는 공기량을 조정하는 가변 날개이며, 연소 제어 장치(50)의 IGV 개방도 설정부(82)로부터 IGV 개방도 지령치가 출력되고, IGV 구동부(21)에 의해 제어된다. 추가로, 실린더(6) 내에는, 실린더 압력계(31) 및 실린더 온도계(30)가 마련되어, 측정한 실린더 압력(61p)(도 7) 및 실린더 온도를 연소 제어 장치(50)로 출력한다. 가스 터빈(1)의 부하는, 발전기(5)가 구비하는 발전기 출력 검출부(40)로부터 부하치로서 연소 제어 장치(50)로 출력된다.

연소기(3)는, 복수 종류의 연료 노즐, 즉, 파일럿 노즐(15) 및 메인 노즐(16)을 갖는다. 파일럿 노즐(15)는, 연소기 내의 연소 안정성을 목적으로 하는 확산 연소용 노즐이다. 메인 노즐(16)은, 파일럿 노즐(15)의 주위에 복수개 배치된 예혼합 연료 노즐이 이용된다. 또, NOX 저감을 도모하기 위해, 도시하고 있지 않는 탑 해트 노즐(top hat nozzle)을 복수 종류의 연료 노즐의 일종으로서 더 마련해도 좋다.

또, 파일럿 노즐(15) 및 메인 노즐(16)에 연료(G)를 공급하는 연료 회로는, 제 1 연료 회로(18)와 제 2 연료 회로(19)를 가지고 있고, 제 1 연료 회로(18) 및 제 2 연료 회로(19)는, 연료 주회로(17)로부터 분기하여, 각 노즐에 접속하는 분기 배관이다. 제 1 연료 회로(18)는, 연료 주회로(17)로부터 분기하여, 파일럿 노즐(15)로 연료(G)를 공급하는 배관이며, 파일럿 연료 조정 밸브(23)가 마련된다. 제 2 연료 회로(19)는, 메인 노즐(16)에 연료(G)를 공급하는 배관이며, 메인 연료 조정 밸브(24)가 마련된다. 연료 주회로(17)에는, 연료 유량계(37)와 연료 온도계(38)가 마련되고, 계측치가 연소 제어 장치(50)로 출력된다. 파일럿 연료 조정 밸브(23)는, 연소 제어 장치(50)의 연료 밸브 개방도 설정부(81)로부터 출력된 밸브 개방도 지령치에 따라, 파일럿 노즐(15)에 공급되는 파일럿 연료의 유량을 조절한다. 메인 연료 조정 밸브(24)는, 마찬가지로, 연소 제어 장치(50)의 연료 밸브 개방도 설정부(81)로부터 출력된 밸브 개방도 지령치에 따라, 메인 노즐(16)에 공급되는 연료 유량을 조절한다.

또, 실린더(6)에는, 가스 터빈의 부분 부하 운전시에, 배기 가스(WG)의 성상(性狀) 조정 등을 목적으로, 실린더(6) 내의 압축 공기 A를 배기 덕트(13)로 배출하기 위해, 연소기(3) 및 터빈(4)을 바이패스하여 실린더(6)와 배기 덕트(13)를 접속하는 터빈 바이패스 배관(14)이 마련되어 있다. 터빈 바이패스 배관(14)에는, 연소 제어 장치(50)의 터빈 바이패스 밸브 개방도 설정부(84)로부터의 터빈 바이패스 밸브 개방도 지령치에 따라, 압축 공기 A의 바이패스량을 조절하는 터빈 바이패스 밸브(25)가 마련된다.

가스 터빈(1)으로부터 배출되는 배기 가스(WG)의 온도는, 배기 가스 온도계(39)로 계측되고, 계측치는 연소 제어 장치(50)로 출력된다. 또, 대기압(61k) 및 대기 온도(61g)(도 6)를 계측하는 대기압계(33) 및 대기 온도계(32)가 외부에 배치되고, 계측치가 연소 제어 장치(50)로 출력된다. 추가로, 가스 터빈 부하 및 안티 아이싱 운전의 온(투입) 또는 오프(절단)를 지시하는 외부 지령치의 하나인 안티 아이싱 지령치(AID)는, 외부로부터 연소 제어 장치(50)로 출력된다.

연소 제어 장치(50)는, 각 계측계로부터의 입력 신호 및 외부 지령치를 받는 입력부(60)와, 상기 입력 신호 또는 외부 지령치에 기초하여 터빈 입구 온도를 연산하여, 필요한 연료 유량을 결정하는 연료 배분 설정부(70)와, 상기 연료 배분 설정부(70)로부터 출력된 지령치에 기초하여 각 밸브의 밸브 개방도를 설정하는 밸브 개방도 설정부(80)로 구성된다. 또, 이 연소 제어 장치(50)는 컴퓨터를 갖고 구성되어 있다. 또, 이 연소 제어 장치(50)의 각 기능 구성은, 컴퓨터의 외부 기억 장치 등에 인스톨된 프로그램의 실행에 의해 기능한다.

밸브 개방도 설정부(80)는, 파일럿 연료 조정 밸브(23) 및 메인 연료 조정 밸브(24)의 개방도를 설정하는 연료 밸브 개방도 설정부(81)와, 입구 안내 날개(IGV)(20)의 개방도를 설정하는 IGV 개방도 설정부(82)와, 추기 밸브(22)의 개방도를 설정하는 추기 밸브 개방도 설정부(83)와, 터빈 바이패스 밸브의 개방도를 설정하는 터빈 바이패스 밸브 개방도 설정부(84)로 구성된다.

각 계측계 또는 외부로부터 입력부(60)로 보내진 입력 데이터(61)(도 2)는, 발전기 출력, 연료 유량, 연소용 공기 유량, 추기 유량, 흡기 유량, 터빈 바이패스 유량, IGV 개방도, 추기 밸브 개방도, 터빈 바이패스 밸브 개방도, 배기 가스 온도, 흡기 온도, 대기 온도, 실린더 온도, 실린더 압력, 흡기 압력, 대기압 및 외부 지령치로서의 터빈 출력 지령치(MW) 및 안티 아이싱 지령치(AID) 등이 있다. 이러한 입력 신호는 연료 배분 설정부(70)로 출력된다.

연료 배분 설정부(70)는, 입력부(60)로부터의 가스 터빈의 운전 상태를 나타내는 각 부의 유량, 온도, 압력 등의 계측치 및 터빈 출력 지령치(MW) 및 안티 아이싱 지령치(AID)에 기초하여, 연소기(3)에 있어서의 연소 온도, 즉, 터빈 입구 온도(TIT)를 연산하고, 터빈 입구 온도(TIT)에 기초하여 무차원화(연산)된 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)를 설정한다. 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)는 터빈 입구 온도(TIT)에 비례한다. 또, IGV 개방도가 일정하면, 터빈 입구 온도(TIT)는 터빈 출력(발전기 출력)에 비례한다. 추가로, 각종 연료 노즐에 공급되는 연료의 연료 배분 비율(FDR)은 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)의 함수로서 결정된다. 연료 배분 설정부(70)에서 설정된 파일럿 연료 조정 밸브(23) 및 메인 연료 조정 밸브(24)의 연료 배분 비율(FDR)은 밸브 개방도 설정부(80)로 출력된다.

또, 도시되어 있지 않지만, 각종 연료 노즐에 공급되는 전체 연료 유량은, 터빈 출력 지령치(MW)와 발전기 출력 등으로부터 설정되는 전체 연료 유량 지령치(CSO)에서 결정되고, 파일럿 연료 조정 밸브(23) 및 메인 연료 조정 밸브(24)의 연료 배분 비율(FDR)은 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)로부터 결정된다.

연료 밸브 개방도 설정부(81)에서는, 전체 연료 유량 지령치(CSO) 및 파일럿 연료 조정 밸브(23) 및 메인 연료 조정 밸브(24)의 연료 배분 비율(FDR)에 기초하여, 각각의 연료 밸브의 연료 유량을 산출하고, 각 밸브의 Cv값을 산출하여, 밸브 개방도를 설정한다. 밸브 개방도 지령치는 각 연료 조정 밸브로 출력되어, 각 연료 노즐에 공급되는 연료 유량을 제어한다. 또, IGV 개방도 설정부(82)는, 발전기 출력(61a)에 기초하여, IGV 개방도를 설정하여, IGV 구동부(21)로 출력한다. 추기 밸브 개방도 설정부(83)는, 안티 아이싱 지령치(AID)에 기초하여, 추기 밸브 개방도를 설정하여, 추기 밸브(22)로 출력한다. 터빈 바이패스 밸브 개방도 설정부(84)는, 터빈 바이패스 밸브 개방도 지령치에 기초하여, 밸브 개방도를 설정하여, 터빈 바이패스 밸브(25)로 출력한다.

다음으로, 본 실시 형태에 따른 연소 제어 장치의 구성 및 각각의 구성부에서 취급하는 데이터에 대해, 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2에 나타내는 연소 제어 장치(50)의 밸브 개방도 설정부(80)는, 편의상, 연료 밸브 개방도 설정부(81)만을 나타내고 있다.

본 실시 형태에서는, 안티 아이싱 운전을 행하지 않는 제 1 운전 모드를 기준으로 데이터베이스(70a)를 작성한다. 즉, 입력부(60)가 받아들인 제 1 운전 모드에 관한 가스 터빈의 운전 상태를 나타내는 각종 계측치 및 외부 지령치 및 각종 제어치의 입력 데이터(61) 중에서 관리 파라미터를 선정하고, 입력 데이터(61) 및 별도 축적된 각종 계측치의 데이터 군에 기초하여, 관리 파라미터와 터빈 출력(발전기 출력 MW)의 관계를 데이터베이스(70a)로서 구축한다. 본 실시 형태는, 이 데이터베이스(70a)에 기초하여 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)를 설정하고 있다. 또, 관리 파라미터로서는, 발전기 출력(61a), IGV 개방도(61b), 흡기 온도(61c), 흡기 유량(61d) 및 터빈 바이패스 유량(61e)을 선정하고 있다. 또, 관리 파라미터로서의 파라미터는 일례이며, 이들로 한정되는 것은 아니다.

도 3에 데이터베이스(70a)의 일례를 나타낸다. 도 3은 세로축에 발전기 출력(MW)을 나타내고, 가로축에 관리 파라미터 중에서 흡기 온도(TIN)를 선택한 예이다. 실선은, 정격 부하 운전시의 터빈 입구 온도(TIT)에 있어서의 발전기 출력(MW)과 흡기 온도(TIN)의 관계를 나타내고, 점선은 무부하 운전시의 터빈 입구 온도(TIT)에 있어서의 발전기 출력(MW)과 흡기 온도(TIN)의 관계를 나타내고 있다. 또, IGV 개방도는, 0%, 50%, 100%의 3 단계의 밸브 개방도를 표시하고 있다. 도 3에 따르면, 흡기 온도 및 IGV 개방도가 일정하면, 발전기 출력(MW)과 터빈 입구 온도(TIT)는 비례 관계에 있다. 또, 흡기 온도(TIN)의 상승에 수반하여, 발전기 출력(MW)은 저하한다. 흡기 온도(TIN)가 일정하면, IGV 개방도가 커지면, 발전기 출력(MW)은 증가한다.

또, 도 3에는 표시되어 있지 않지만, 발전기 출력(MW)과 흡기 유량 및 터빈 바이패스 유량의 관계도 데이터베이스(70a)에 포함되어 있다.

여기서, 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)는, 제 1 운전 모드의 무부하 운전시에 있어서의 발전기 출력(제 1 출력 보간 데이터(71a))과 정격 부하 운전시에 있어서의 발전기 출력(제 2 출력 보간 데이터(71b))을 데이터베이스(70a)로부터 산출하고, 실운전시의 실측 발전기 출력(61a)에 따라 보간하여, 발전기 출력(61a)에 대응하는 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)를 산출할 수 있다. 이 산출 방법은 특허문헌 2 등에 나타나 있다. 무부하 운전시란, 예를 들면 터빈 입구 온도가 700℃인 경우이며, 정격 부하 운전시란, 예를 들면 터빈 입구 온도가 1500℃인 경우를 말한다.

도 3에 있어서, 흡기 온도(TIN) 및 IGV 개방도 100%의 경우를 예로 들어, 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)의 산출 방법을 설명한다.

터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)는, 정격 부하 운전시의 발전기 출력(YMW)을 CLCSO=100%로 하고, 무부하 운전시의 발전기 출력(XMW)을 CLCSO=0%로 하여, 실운전시의 발전기 출력을 퍼센트(%)로 표시한 것이다. 즉, 입력부(60)로 입력된 실운전시의 발전기 출력(61a)을 AMW로 하면, 발전기 출력과 CLCSO의 관계는, 식(1)으로 나타난다.

CLCSO=(AMW-XMW)/(YMW-XMW)×100……(1)

도 3에서는, 무부하 운전시에, IGV 개방도 100% 운전의 경우의 발전기 출력(MW)과 흡기 온도(TIN)의 관계를 선 L1로 표시하고, 정격 부하 운전시에 IGV 개방도 100% 운전의 경우를 선 L2로 표시한다. 또, 선 L1 상의 흡기 온도(TIN)에 대응하는 점을 점 X1로 하고, 점 X1에 있어서의 발전기 출력을 XMW로 한다. 마찬가지로, 선 L2 상의 흡기 온도(TIN)에 대응하는 점을 점 Y1로 하고, 점 Y1에 있어서의 발전기 출력을 YMW로 한다. 또, 선분 X1Y1 상의 실운전시에 있어서의 발전기 출력 AMW에 대응하는 점을 점 Z1로 한다.

이 경우, 실운전시의 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)는, (선분 Z1X1)/(선분 Y1X1)의 비율을 퍼센트(%)로 표시한 값에 상당한다. 즉, 정격 부하 운전시 출력(YMW)과 무부하 운전시 출력(XMW)을 이용하여, 실운전시 출력 AMW로 내삽 보간하면, 상술한 식(1)에 나타내는 바와 같이, 실운전시의 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)를 산출할 수 있다.

즉, 도 3에 있어서, 흡기 온도(TIN) 및 IGV 개방도를 변화시켜, 실운전시 출력(AMW)에 대응한 값을 선택하면, 실운전시의 CLCSO를 산출할 수 있다. 또, 1점 쇄선으로 나타낸 선은, 소정 운전 모드를 상정하고, IGV 개방도 100%에서의 실운전시의 소정의 터빈 입구 온도에 있어서의 발전기 출력(MW)과 흡기 온도(TIN)의 관계를 상정하여, 참고로 표시한 것이다. 상기의 설명은, 특정의 흡기 온도 및 IGV 개방도에 있어서의 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)를 산출하는 방법이지만, 다른 흡기 온도, IGV 개방도를 선정해도, 마찬가지의 방법으로 산출할 수 있다. 또, 터빈 입구 온도로서, 정격 부하 운전시와 무부하 운전시를 취했지만, 이러한 온도는 일례이며, 이들의 온도로 한정되는 것은 아니다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서의 연료 배분 설정부(70)는, 출력 보간 데이터 산출부(71), 출력 보간 데이터 보정부(72), 제어 변수 산출부(75) 및 연료 배분 산출부(76)를 포함하고 있다.

전술한 바와 같이, 가스 터빈(1)이 안티 아이싱 운전에 투입된 경우, 실린더 공기의 일부가 추기된 추기 공기가 추기 배관(12)을 거쳐서 흡기 설비(7)로 순환되기 때문에, 동일 IGV 개방도에서도, 안티 아이싱 운전에서 추기 공기가 순환되는 분만큼 연소기로 공급되는 공기는 적게 되어, 가스 터빈은 실제로는 IGV를 더 닫힌 운전 상태로 된다. 이 경우, IGV 개방도나 발전기 출력 등에 의해 산출한 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)와 실제의 터빈 입구 온도에 차이가 발생하기 때문에, 연소 제어가 불안정하게 된다. 이 문제를 개선하기 위해, 제 1 운전 모드인 통상 운전시에 있어서의 발전기 출력과 제어 변수의 관계를 수정하여, 안티 아이싱 운전에 적합한 운전 조건으로 보정할 필요가 있다. 안티 아이싱 운전을 개시하는지 아닌지의 판단은, 대기 온도(61g)에 좌우되고, 대기 온도(61g)가 소정치 이하로 되었을 경우, 외부로부터 안티 아이싱 외부 지령치(AID)를 연소 제어 장치(50)에 입력한다.

출력 보간 데이터 산출부(71)는 운전 조건을 보정하기 위한 준비 단계의 부분이다. 데이터베이스(70a)로부터, 가스 터빈의 무부하 운전시에 있어서의 터빈 출력(발전기 출력)을 제 1 출력 보간 데이터(71a)로서 산출하고, 가스 터빈의 정격 부하 운전시에 있어서의 터빈 출력(발전기 출력)을 제 2 출력 보간 데이터(71b)로서 산출하여, 어느 데이터도 출력 보간 데이터 보정부(72)로 출력한다.

출력 보간 데이터 보정부(72)는 보정 계수 산출부(73)와 출력 보간 데이터 수정부(74)로 이루어진다. 또, 안티 아이싱 운전의 연소 제어의 안정성에 영향을 주는 특정 파라미터는 미리 선택해 둔다. 출력 보간 데이터 보정부(72)는, 선택된 특정 파라미터에 기초하여 제 1 출력 보간 데이터(71a) 및 제 2 출력 보간 데이터(71b)를 수정하여, 제 1 수정 출력 보간 데이터(74a) 및 제 2 수정 출력 보간 데이터(74b)를 설정하는 기능을 구비한다.

보정 계수 산출부(73)는, 출력 보간 데이터 산출부(71)로부터 송신된 제 1 출력 보간 데이터(71a) 및 제 2 출력 보간 데이터(71b)를 수정하는 것을 목적으로, 특정 파라미터에 대한 출력 보정 계수 F를 선정하는 기능을 구비한다. 안티 아이싱 운전에서는, 추기량의 많고 적음에 따라, 연소 제어의 안정성이 좌우된다. 따라서, 특정 파라미터는, 추기량의 영향이 큰 흡기 온도차(61f), 실린더 압력비(61h) 외에, 추기 밸브의 밸브 개방도(61m)나 추기량(61i) 자체도 선정할 수 있다. 흡기 온도차(61f)란, 흡기 설비(7)의 입구측의 흡기 온도(61c)와 대기 온도(61g)의 차이를 말한다. 실린더 압력비(61h)란, 대기압(61k)에 대한 실린더 압력(61p)의 비율(실린더 압력(61p)/대기압(61k))을 말한다.

본 실시 형태에서는, 특정 파라미터의 대표예로서, 흡기 온도차(61f)를 채택하여 설명한다. 도 4는 가로축에 나타내는 흡기 온도차(ΔT)와 세로축에 나타내는 출력 보정 계수 F의 관계를 나타낸 것이다. 흡기 설비(7)에 있어서, 비교적 온도가 높은 추기 공기가 외부로부터 취입된 대기 공기와 혼합되기 때문에, 추기량이 증가하면 흡기 온도차(ΔT)는 커진다. 흡기 온도차(ΔT)가 커지면, 출력 보정 계수 F는 작아지는 경향을 나타낸다. 추기 공기가 순환되지 않는 통상 운전시(제 1 운전 모드)는, 흡기 온도차(ΔT)가 0으로 되어, 출력 보정 계수 F는 1.0로 된다. 다른 특정 파라미터(실린더 압력비, 추기 밸브의 밸브 개방도, 추기량)의 경우도, 도시하지 않지만, 거의 동일한 경향을 나타낸다. 산출된 출력 보정 계수 F는 출력 보간 데이터 수정부(74)로 출력된다.

출력 보간 데이터 수정부(74)는, 보정 계수 산출부(73)에서 선정된 출력 보정 계수 F에 기초하여, 제 1 출력 보간 데이터(71a) 및 제 2 출력 보간 데이터(71b)를 수정하여, 제 1 수정 출력 보간 데이터(74a) 및 제 2 수정 출력 보간 데이터(74b)를 산출하는 기능을 갖는다. 즉, 제 1 수정 출력 보간 데이터(74a)는 제 1 출력 보간 데이터(71a)에 출력 보정 계수 F를 승산하여 산출된다. 마찬가지로, 제 2 수정 출력 보간 데이터(74b)는 제 2 출력 보간 데이터(71b)에 출력 보정 계수 F를 승산하여 산출된다. 제 1 수정 출력 보간 데이터(74a) 및 제 2 수정 출력 보간 데이터(74b)는 제어 변수 산출부(75)로 출력된다.

제어 변수 산출부(75)는, 흡기 온도차(61f)로 보정된 제 1 수정 출력 보간 데이터(74a) 및 제 2 수정 출력 보간 데이터(74b)를 이용하여, 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)를 산출하는 기능을 갖는다. 즉, 전술한 제 1 출력 보간 데이터(71a) 및 제 2 출력 보간 데이터(71b)를 대신하여, 무부하 운전시 출력에 대응하는 제 1 수정 출력 보간 데이터(74a) 및 정격 부하 운전시 출력에 대응하는 제 2 수정 출력 보간 데이터(74b)를 이용하여, 전술한 식(1)에 따라, 실운전시의 터빈 출력(발전기 출력 MW)(61a)로 보간하여, 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)를 산출한다. 산출된 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)는 연료 배분 산출부(76)로 출력한다.

연료 배분 산출부(76)는, 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)에 기초하여 각 연료 노즐의 연료 배분을 설정하는 기능을 갖는다. 도 5는 파일럿비 PR와 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)의 관계를 나타내고 있다. 제어 변수 산출부(75)에서 산출된 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)에 기초하여, 파일럿비 PR가 결정될 수 있다. 즉, 파일럿비 PR는, 파일럿 노즐(15)에 접속하는 제 1 연료 회로(18)에 공급되는 연료의 전체 연료 유량에 대한 연료 배분 비율(FDR)을 퍼센트(%)로 표시한 것이며, 메인비 MR는 전체 연료 유량으로부터 파일럿비 PR를 뺀 값의 전체 연료 유량에 대한 비율을 퍼센트(%)로 나타내고 있다. 즉, 메인비 MR는 메인 노즐(16)에 접속하는 제 2 연료 회로(19)의 연료 배분 비율(FDR)을 말한다. 연료 배분 산출부(76)에서 결정된 제 1 연료 회로(18) 및 제 2 연료 회로(19)의 각각의 연료 배분 비율(FDR)은 연료 밸브 개방도 설정부(81)로 출력된다.

밸브 개방도 설정부(80)의 연료 밸브 개방도 설정부(81)는, 연료 배분 산출부(76)로부터 송신된 연료 배분 비율(FDR) 및 별도 연료 배분 설정부(70)에서 설정된 전체 연료 유량 지령치(CSO)에 기초하여, 각 연료 조정 밸브의 밸브 개방도를 설정하는 기능을 갖는다. 즉, 파일럿 연료 조정 밸브(23)에서는, 전체 연료 유량 지령치(CSO)와 제 1 연료 회로(18)의 연료 배분 비율(FDR)에 기초하여, 파일럿 노즐(15)에 공급되는 연료 유량을 산출하고, 파일럿 연료 조정 밸브(23)의 Cv값을 산출하여, 밸브 개방도를 설정한다. 마찬가지로, 메인 연료 조정 밸브(24)에 대해서도, 전체 연료 유량 지령치(CSO)와 제 2 연료 회로(19)의 연료 배분 비율(FDR)로부터 밸브 개방도를 설정할 수 있다. 밸브 개방도 설정부(80)에서 설정된 파일럿 연료 조정 밸브(23)의 밸브 개방도 지령치 PVS 및 메인 연료 조정 밸브(24)의 밸브 개방도 지령치 MVS는, 각각 파일럿 연료 조정 밸브(23) 및 메인 연료 조정 밸브(24)로 출력된다. 또, 탑 해트 노즐(도시하지 않음)을 이용하는 경우는, 파일럿 노즐과 마찬가지로, 탑 해트비와 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)의 관계로부터 탑 해트 연료 조정 밸브(도시하지 않음)의 밸브 개방도를 설정할 수 있다.

다음으로, 본 실시 형태의 연소 제어 장치의 제어 로직을, 도 6을 이용하여 설명한다. 도 6에 나타내는 제어 로직은, 특허문헌 2에 나타내는 CLCSO를 산출하는 제어 로직을 베이스로 하여, 출력 보정 계수 F에 기초하여 출력을 보정하는 로직을 추가한 것이다. 우선, 안티 아이싱 지령치(AID)의 수신에 의해, 가스 터빈의 안티 아이싱 운전이 개시되고, 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)의 보정 작업이 개시된다. 본 실시 형태는, 특정 파라미터에 흡기 온도차(61f)를 이용하여 보정한 예이다. 즉, 상술한 바와 같이, 무부하 운전시에 있어서의 제 1 출력 보간 데이터(71a)와 정격 부하 운전시에 있어서의 제 2 출력 보간 데이터(71b)에 기초하여, 출력 보정 계수 F에 따라 보정하여, 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)를 산출하는 방법이다. 특허문헌 2 등의 종래예의 제어 로직에 대해서 수정한 제어 로직을, 굵은 실선으로 둘러싼 범위로 나타낸다.

도 6에 나타내는 제어 로직에서는, 가스 터빈이 안티 아이싱 운전에 투입되었을 경우에, 안티 아이싱 지령치(AID)의 온의 신호가 승산기(115)에서 승산된다. 한편, 흡기 온도(61c)와 대기 온도(61g)에 기초하여, 감산기(114)에서 흡기 온도(61c)로부터 대기 온도(61g)를 감산하여 흡기 온도차(61f)를 산출한다. 다음으로, 함수 발생기(116)에 있어서, 흡기 온도차(61f)에 기초하여 출력 보정 계수 F를 산출한다. 한편, 전술한 바와 같이, 관리 파라미터와 발전기 출력(MW)의 관계를 정리한 데이터베이스(70a)에 기초하여, 제 1 함수 발생기(111) 및 제 2 함수 발생기(112)에서, 무부하 운전시 출력에 관한 제 1 출력 보간 데이터(71a)와 정격 부하 운전시 출력에 관한 제 2 출력 보간 데이터(71b)를 생성한다. 다음으로, 산출된 제 1 출력 보간 데이터(71a)에 대해서, 승산기(118)에서, 출력 보정 계수 F를 승산하여, 보정 후의 제 1 수정 출력 보간 데이터(74a)를 산출한다. 마찬가지로, 승산기(121)에서, 제 2 출력 보간 데이터(71b)에 대해서, 출력 보정 계수 F를 승산하여, 보정 후의 제 2 수정 출력 보간 데이터(74b)를 산출한다. 다음으로, 제 1 수정 출력 보간 데이터(74a) 및 제 2 수정 출력 보간 데이터(74b)에 기초하여, 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)를 산출한다. 구체적인 산출 방법은, 전술한 식(1)에 기초하여 산출할 수 있지만, 특허문헌 2 등에 구체적인 순서가 기재되어 있다.

도 7은 도 6에 나타내는 제어 로직의 변형예 1을 나타낸다. 변형예 1은 특정 파라미터로서 실린더 압력비를 적용한 예이다. 즉, 가스 터빈이 안티 아이싱 운전에 투입되었을 경우에, 안티 아이싱 지령치(AID)의 온의 신호가 승산기(132)에서 승산된다. 한편, 제산기(131)에 있어서, 실린더 압력(61p)과 대기압(61k)으로부터 실린더 압력비(61h)(실린더 압력(61p)/대기압(61k))를 산출한다. 다음으로, 함수 발생기(133)에서 출력 보정 계수 F를 산출한다. 다음으로, 승산기(134, 135)에서, 제 1 출력 보간 데이터(71a) 및 제 2 출력 보간 데이터(71b)에 대해서, 산출된 출력 보정 계수 F를 승산한다. 이후의 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)를 산출하는 방법은 특허문헌 2 등과 마찬가지이다.

또, 굵은 선으로 둘러싸인 제어 로직을 제외한 부분은, 실시 형태 1과 동일 구성이므로, 동일한 명칭, 부호를 이용하고, 상세한 설명은 생략한다.

도 8은 특정 파라미터로서 추기량(61i) 또는 추기 밸브 개방도(61m)를 선정한 경우의 변형예 2를 나타낸다. 가스 터빈이 안티 아이싱 운전에 투입된 경우에, 안티 아이싱 지령치(AID)의 온의 신호가 승산기(141)에서 승산된다. 한편, 함수 발생기(142)에서, 추기량(61i) 또는 추기 밸브 개방도(61m)로부터 출력 보정 계수 F를 산출한다. 승산기(143, 144)에서, 제 1 출력 보간 데이터(71a) 및 제 2 출력 보간 데이터(71b)에 대해서, 산출된 출력 보정 계수 F를 각각 승산한다. 이후의 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)를 산출하는 방법은 특허문헌 2 등에 기재된 방법과 마찬가지이다. 또, 굵은 선으로 둘러싸인 제어 로직을 제외한 부분은, 실시 형태 1과 동일 구성이므로, 동일한 명칭, 부호를 이용하고, 상세한 설명은 생략한다.

다음으로, 가스 터빈의 안티 아이싱 운전이 개시된 경우의 연소 제어 방법에 관해서, 실시 형태 1에 따른 제어 방법의 처리의 흐름을 도 9에 기초하여 설명한다. 실시 형태 1에 따른 제어 방법의 처리의 흐름의 기본적인 생각은, 통상 운전시(제 1 운전 모드)에 있어서의 연소 제어 방법에 관한 처리의 흐름을 나타낸 특허문헌 2에 기재된 방법을 기준으로 하고 있다. 특허문헌 2에 기재된 방법과 상이한 처리 작업은 도 9에 있어서 굵은 선의 블록으로 표시했다.

즉, 각 계측치 및 각종 밸브 개방도 및 외부 지령치는, 입력부(60)에 송신되어, 입력 데이터(61)로서 연료 배분 설정부(70)로 출력된다(SP1).

다음으로, 준비 단계의 처리 작업으로서 연료 배분 설정부(70)에 있어서, 입력부(60)가 수신한 입력 데이터(61)에 기초하여, 관리 파라미터와 터빈 출력(발전기 출력 MW)의 관계를 데이터베이스(70a)로서 작성한다(SP2).

작성된 데이터베이스(70a)에 기초하여, 출력 보간 데이터 산출부(71)에 있어서, 무부하 운전시에 있어서의 제 1 출력 보간 데이터(71a) 및 정격 부하 운전시에 있어서의 제 2 출력 보간 데이터(71b)를 산출한다(SP3, SP4).

보정 계수 산출부(73)에서는, 입력부(60)로부터 송신된 흡기 온도(61c) 및 대기 온도(61g)에 기초하여 흡기 온도차(61f)를 산출하고, 산출된 흡기 온도차(61f)에 기초하여, 출력 보정 계수 F를 산출한다(SP5).

또, 전술한 바와 같이, 특정 파라미터가 실린더 압력비(61h)인 경우에는, 상술의 흡기 온도(61c) 및 대기 온도(61g)로 변경하여, 실린더 압력(61p) 및 대기압(61k)으로부터 실린더 압력비(61h)를 산출하고, 출력 보정 계수 F를 산출한다. 특정 파라미터가, 추기량(61i) 또는 추기 밸브 개방도(61m)인 경우에는, 추기량(61i) 또는 추기 밸브 개방도(61m)로부터 출력 보정 계수 F를 산출한다.

출력 보간 데이터 수정부(74)에서는, 출력 보간 데이터 산출부(71)에서 산출된 제 1 출력 보간 데이터(71a) 및 제 2 출력 보간 데이터(71b)와, 보정 계수 산출부(73)에서 산출된 출력 보정 계수 F를 승산하여, 제 1 수정 출력 보간 데이터(74a) 및 제 2 수정 출력 보간 데이터(74b)를 산출한다(SP6, SP7).

제어 변수 산출부(75)에서는, 출력 보간 데이터 수정부(74)로부터 출력된 제 1 수정 출력 보간 데이터(74a) 및 제 2 수정 출력 보간 데이터(74b)에 기초하여, 소정 운전(실운전) 모드에 있어서의 터빈 출력(발전기 출력)(61a)을 이용하여, 소정 운전 모드에 있어서의 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)를 결정한다(SP8).

다음으로, 연료 배분 산출부(76)에서는, 도 5에 나타내는 파일럿비 PR와 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)의 관계를 이용하여, 소정 운전(실운전) 모드에 있어서의 제 1 연료 회로(18) 및 제 2 연료 회로(19)에 관한 연료 배분 비율(FDR)을 산출한다. 즉, 통상 운전시에 있어서의 출력 보간 데이터(제 1 출력 보간 데이터(71a), 제 2 출력 보간 데이터(71b))를 보정한 수정 출력 보간 데이터(제 1 수정 출력 보간 데이터(74a), 제 2 수정 출력 보간 데이터(74b))에 기초하여 산출된 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)를 이용하여, 도 5의 관계로부터 파일럿비 PR, 즉 제 1 연료 회로(18)의 연료 배분 비율(FDR)을 산출한다(SP9). 제 2 연료 회로(19)의 연료 배분 비율(FDR)은, 전체 연료 유량을 1(100%)로 하여, 제 1 연료 회로(18)의 연료 배분 비율(FDR)을 공제하여 산출할 수 있다(SP10).

다음으로, 밸브 개방도 설정부(80)의 연료 밸브 개방도 설정부(81)에서는, 연료 배분 산출부(76)에서 산출된 제 1 연료 회로(18) 및 제 2 연료 회로(19)의 각각의 연료 배분 비율(FDR)에 기초하여, 파일럿 연료 조정 밸브(23) 및 메인 연료 조정 밸브(24)의 밸브 개방도가 설정된다. 각 밸브 개방도 지령치 PVS, MVS는, 파일럿 연료 조정 밸브(23) 및 메인 연료 조정 밸브(24)로 출력된다(SP11, SP12).

실시 형태 1에 따르면, 가스 터빈이, 통상 운전으로부터 안티 아이싱 운전으로 전환한 경우에도, 추기량의 증대에 대해서, 발전기 출력이 유지되고, 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)가 적정하게 보정되어, 안정된 연소 제어를 유지할 수 있다.

또, 본 실시 형태에 따르면, 턴 다운 운전시에 있어서도, NO_X, CO 등의 이미션 규제치를 만족하면서, 안정된 가스 터빈의 운전을 할 수 있다.

[실시 형태 2]

다음으로, 실시 형태 2에 대해, 도 10 내지 도 12를 참조하면서 설명한다.

본 실시 형태에 있어서는, 제 1 운전 모드에 관한 제 1 데이터베이스(90a)와 제 2 운전 모드에 관한 제 2 데이터베이스(90b)를 준비하여, 이들의 데이터베이스로부터 소정 운전(실운전) 모드에 있어서의 수정 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(MCLCSO)를 산출하는 점이, 실시 형태 1과는 상이하다.

즉, 실시 형태 1에서는, 데이터베이스(70a)는 제 1 운전 모드만을 참조했지만, 실시 형태 2에서는, 제 1 운전 모드와 제 2 운전 모드의 양쪽의 데이터베이스(90a, 90b)를 참조하는 점이, 상이하다.

도 10에 있어서, 준비 단계로서, 입력부(60)로부터 출력된 각 계측치의 입력 데이터(61) 및 외부 지령치(출력 지령치(MW), 안티 아이싱 지령치(AID))에 기초하여, 연료 배분 설정부(90)에 있어서, 관리 파라미터와 터빈 출력(발전기 출력 MW)의 관계를, 각각 제 1 운전 모드에 관한 제 1 데이터베이스(90a) 및 제 2 운전 모드에 관한 제 2 데이터베이스(90b)로서 작성한다. 본 실시 형태에 있어서의 각 데이터베이스의 구성은 실시 형태 1과 마찬가지이다.

본 실시 형태에 있어서의 연소 제어 장치(50)가, 입력부(60)와 연료 배분 설정부(90)와 밸브 개방도 설정부(80)로 구성되는 점은, 실시 형태 1과 동일하지만, 연료 배분 설정부(90)의 구성이 실시 형태 1과는 상이하다. 즉, 연료 배분 설정부(90)는, 터빈 입구 온도 상당 제어 변수 설정부(91)와 연료 배분 보정부(92)를 포함하고 있다.

터빈 입구 온도 상당 제어 변수 설정부(91)는, 제 1 운전 모드 및 제 2 운전 모드에 관한 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)를 산출하는 기능을 갖는다. 즉, 제 1 운전 모드에 관한 제 1 데이터베이스(90a)로부터 무부하 운전시에 있어서의 제 1 출력 보간 데이터(91a) 및 정격 부하 운전시에 있어서의 제 2 출력 보간 데이터(91b)를 산출한다. 또, 제 2 운전 모드에 관한 제 2 데이터베이스(90b)로부터, 마찬가지로, 무부하 운전시에 있어서의 제 3 출력 보간 데이터(91c) 및 정격 부하 운전시에 있어서의 제 4 출력 보간 데이터(91d)를 산출한다.

다음으로, 제 1 운전 모드에 관한 제 1 출력 보간 데이터(91a) 및 제 2 출력 보간 데이터(91b)로부터, 제 1 운전 모드에 있어서의 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO1)에 상당하는 제 1 보간 데이터(91e)를 산출한다. 또, 제 2 운전 모드에 관한 제 3 출력 보간 데이터(91c) 및 제 4 출력 보간 데이터(91d)로부터, 제 2 운전 모드에 있어서의 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO2)에 상당하는 제 2 보간 데이터(91f)를 산출한다. 제 1 운전 모드 및 제 2 운전 모드의 각각의 운전 모드에 있어서, 데이터베이스(90a, 90b)로부터 제 1 보간 데이터(91e) 및 제 2 보간 데이터(91f)를 각각 산출하는 순서는, 실시 형태 1에 기재의 순서와 동일하다. 산출된 제 1 보간 데이터(91e) 및 제 2 보간 데이터(91f)는 연료 배분 보정부(92)의 제어 변수 보간부(93)로 출력된다.

연료 배분 보정부(92)는, 터빈 입구 온도 상당 제어 변수 설정부(91)에서 산출된 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO1, CLCSO2)를 보정하여, 수정 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(MCLCSO)를 산출하는 제어 변수 보간부(93)와, 수정 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(MCLCSO)로부터 각 연료 회로(18, 19)의 연료 배분 비율(FDR)을 설정하는 연료 배분 산출부(94)를 포함하고 있다.

즉, 제어 변수 보간부(93)는, 터빈 입구 온도 상당 제어 변수 설정부(91)로부터 송신된 제 1 운전 모드에 관한 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO1)에 상당하는 제 1 보간 데이터(91e) 및 제 2 운전 모드에 관한 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO2)에 상당하는 제 2 보간 데이터(91f)에 기초하여, 소정 운전(실운전) 모드에 있어서의 수정 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(MCLCSO)를 산출하는 기능을 갖는다.

도 11을 참조하면서, 수정 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(MCLCSO)를 산출하는 방법을 구체적으로 설명한다. 도 11은, 특정 파라미터로서 실린더 압력비를 선정한 경우의 각 운전 모드에 있어서의 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)와 실린더 압력비(CPR)의 관계를 나타낸다. 세로축은 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)를 나타내고, 가로축은 실린더 압력비(CPR)를 나타낸다. 또, 여기서의 설명은, 특정 파라미터로서 실린더 압력비(CPR)를 일례로 들어 설명하지만, 다른 특정 파라미터에서도 마찬가지의 방법을 적용할 수 있다.

그런데, 터빈 입구 온도(TIT)는 터빈 출력(발전기 출력 MW)에 비례한다. 또, IGV 개방도를 일정하게 하면, 터빈 입구 온도(TIT)는 실린더 압력비(CPR)에도 비례한다. 추가로, 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)는, 전술한 바와 같이 터빈 입구 온도(TIT)를 무차원화한 값이다. 즉, IGV 개방도를 일정하게 하면, 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)는, 실린더 압력비(CPR) 및 터빈 출력(발전기 출력 MW)과 비례 관계에 있다. 즉, 도 11에 나타내는 바와 같이, 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)와 실린더 압력비(CPR)의 관계는, IGV 개방도를 일정하게 하면, 직선 관계로 나타난다.

도 11에 있어서, 제 1 운전 모드는 선 L1로서 점선으로 표시되고, 제 2 운전 모드는 선 L2로서 실선으로 표시되어 있다. 안티 아이싱 운전은, 실린더 공기의 일부를 추기하여 흡기 설비(7)로 순환시키기 때문에, 실린더 압력이 저하하여, 연소기 내의 연공비는 높아진다. 따라서, 안티 아이싱 운전을 개시하면, 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)는, 안티 아이싱 운전을 행하지 않는 통상 운전시(제 1 운전 모드)보다 높아진다. 즉, 실린더 압력비가 변하지 않으면, 제 2 운전 모드의 쪽이 제 1 운전 모드보다, 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)가 높아진다.

도 11에 있어서, 제 1 운전 모드의 실린더 압력비(CP1), 제 2 운전 모드의 실린더 압력비(CP2)로서, 각각의 운전 모드에 있어서의 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)를 CLCSO1, CLCSO2로 한다. 제 1 운전 모드의 실린더 압력비(CP1)에 대한 선 L1 상의 점을 점 P로 하고, 제 2 운전 모드의 실린더 압력비(CP2)에 대한 선 L2 상의 점을 점 Q로 하면, 점 P, Q에 대한 터빈 입구 온도 상당 제어 변수가, CLCSO1, CLCSO2에 상당한다.

다음으로, 소정 운전(실운전) 모드에 있어서의 실린더 압력비를 CPS로 하고, 선 L1, L2 상의 점 P, Q를 연결하는 선 L3 상의 실린더 압력비 CPS에 대응하는 점을 점 S로 한다. 점 S에 대응하는 터빈 입구 온도 상당 제어 변수를 CLCSOS로 하면, 이 값이, 소정 운전(실운전) 모드에 있어서의 수정 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(MCLCSO)에 상당한다. 즉, 터빈 입구 온도 상당 제어 변수인 CLCSO1, CLCSO2, CLCSOS와 실린더 압력비(CP1, CP2, CPS)의 관계는 식(2)으로 나타난다.

CLCSOS=CLCSO1＋(CLCSO2-CLCSO1)×(CPS-CP1)/(CP2-CP1)……(2)

즉, 제 1 운전 모드에 있어서의 실린더 압력비(CP1)와 제 2 운전 모드에 있어서의 실린더 압력비(CP2)와 소정 운전(실운전) 모드에 있어서의 실린더 압력비(CPS)로부터, 제 1 운전 모드 및 제 2 운전 모드에 있어서의 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO1, CLCSO2)를 이용하여, 내삽법에 따른 직선 보간을 행하면, 소정 운전(실운전) 모드에 있어서의 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSOS)를 산출할 수 있다. 이 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSOS)가, 소정 운전(실운전) 모드에 있어서의 수정 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(MCLCSO)에 상당한다. 또, 상술의 설명은, 내삽 보간법으로 설명했지만, 이것에 한정하지 않고, 예를 들면, 실린더 압력비(CPS)가 실린더 압력비(CP2)보다 작아진 경우에도, 외삽법에 따른 직선 보간법을 적용하여, 마찬가지로 소정 운전 모드에 있어서의 수정 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(MCLCSO)를 산출할 수 있다.

다음으로, 연료 배분 산출부(94)에 있어서, 제어 변수 보간부(93)에서 산출된 수정 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(MCLCSO)를 이용하여, 소정 운전 모드에 있어서의 제 1 연료 회로(18) 및 제 2 연료 회로(19)에 관한 연료 배분 비율(FDR)을 산출한다. 연료 배분 비율(FDR)의 산출 순서는, 실시 형태 1의 도 5를 참조하여 설명한 방법과 동일하므로, 상세한 것은 생략한다. 산출된 제 1 연료 회로(18) 및 제 2 연료 회로(19)의 연료 배분 비율(FDR)은, 밸브 개방도 설정부(80)의 연료 밸브 개방도 설정부(81)로 출력된다.

연료 밸브 개방도 설정부(81)에서는, 제 1 연료 회로(18)의 파일럿 연료 조정 밸브(23) 및 제 2 연료 회로(19)의 메인 연료 조정 밸브(24)의 밸브 개방도가 설정된다. 각각의 밸브의 밸브 개방도의 설정 순서는, 실시 형태 1과 동일하고, 상세한 것은 생략한다. 결정된 밸브 개방도는, 파일럿 연료 조정 밸브(23) 및 메인 연료 조정 밸브(24)로 출력된다. 또, 도시하고 있지 않는 탑 해트 연료 조정 밸브가 적용되는 경우에도, 파일럿 연료 조정 밸브와 마찬가지의 순서로 밸브 개방도를 설정할 수 있다.

다음으로, 실시 형태 2에 따른 제어 방법의 처리의 흐름을 도 12에 기초하여 설명한다. 도 9에 나타내는 실시 형태 1의 방법과는 상이한 처리의 흐름은, 도 12에 있어서, 굵은 선의 블록으로 나타내고 있다.

실시 형태 1과 마찬가지로, 각 계측치 및 각종 밸브 개방도 및 외부 지령치는, 입력부(60)로 송신되고, 입력 데이터(61)로서 연료 배분 설정부(90)로 출력된다(SP1).

다음으로, 준비 단계의 처리 작업으로서, 연료 배분 설정부(90)에 있어서, 관리 파라미터와 터빈 출력(발전기 출력 MW)의 관계를 데이터베이스(90a), 데이터베이스(90b)로서 작성한다(SP2). 제 1 운전 모드 및 제 2 운전 모드에 관한 데이터베이스(90a, 90b)는, 각각 제 1 데이터베이스(90a), 제 2 데이터베이스(90b)로 한다. 본 실시 형태에서는, 선택하는 특정 파라미터로서 실린더 압력비(CPR)를 대표예로 나타냈지만, 실시 형태 1과 마찬가지로 다른 특정 파라미터도 적용할 수 있다.

다음으로, 제 1 운전 모드에 있어서의 제 1 데이터베이스(90a)를 이용하여, 무부하 운전시에 있어서의 제 1 출력 보간 데이터(91a) 및 정격 부하 운전시에 있어서의 제 2 출력 보간 데이터(91b)를 산출한다(SP3). 추가로, 제 1 출력 보간 데이터(91a) 및 제 2 출력 보간 데이터(91b)에 기초하여, 제 1 운전 모드에 있어서의 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO1)에 상당하는 제 1 보간 데이터(91e)를 산출한다(SP4). 또, 데이터베이스로부터 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)를 산출하는 순서는, 실시 형태 1에 기재된 순서와 동일한 방법이다.

다음으로, 제 2 운전 모드에 있어서의 제 2 데이터베이스(90b)를 이용하여, 무부하 운전시에 있어서의 제 3 출력 보간 데이터(91c) 및 정격 부하 운전시에 있어서의 제 4 출력 보간 데이터(91d)를 산출한다(SP5). 추가로, 제 3 출력 보간 데이터(91c) 및 제 4 출력 보간 데이터(91d)에 기초하여, 제 2 운전 모드에 있어서의 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO2)에 상당하는 제 2 보간 데이터(91f)를 산출한다(SP6).

다음으로, 제 1 운전 모드에 있어서의 제 1 보간 데이터(91e) 및 제 2 운전 모드에 있어서의 제 2 보간 데이터(91f)에 기초하여, 소정 운전(실운전) 모드에 있어서의 수정 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(MCLCSO)를 산출한다(SP7). 또, 제 1 운전 모드에 있어서의 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO1)와 실린더 압력비(CP1) 및 제 2 운전 모드에 있어서의 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO2)와 실린더 압력비(CP2)에 기초하여, 내삽 보간하여, 소정 운전(실운전) 모드에 있어서의 수정 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(MCLCSO)를 산출하는 순서는, 도 11을 이용하여 설명한 순서와 동일하다.

다음으로, 소정 운전(실운전) 모드에 있어서의 수정 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(MCLCSO)에 기초하여, 제 1 연료 회로(18) 및 제 2 연료 회로(19)의 연료 배분 비율(FDR)을 산출한다(SP8, SP9). 산출된 제 1 연료 회로(18) 및 제 2 연료 회로(19)의 연료 배분 비율(FDR)에 기초하여, 제 1 연료 회로(18)의 파일럿 연료 조정 밸브(23) 및 제 2 연료 회로(19)의 메인 연료 조정 밸브(24)의 밸브 개방도(PVS, MVS)를 선정할 수 있다(SP10, SP11).

본 실시 형태에 있어서의 실시 형태에 따르면, 실시 형태 1과 비교하여, 안티 아이싱 운전시의 데이터베이스와 통상 운전시의 데이터베이스를 보간하여, 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)를 산출하고 있기 때문에, 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)가 실시 형태 1보다 더 정확하게 설정할 수 있다. 따라서, 안티 아이싱 운전이 개시된 경우에도, 보다 안정된 연소 제어가 실현될 수 있다.

또, 본 실시 형태에 따르면, 실시 형태 1과 마찬가지로, 턴 다운 운전시에 있어도, NO_X, CO 등의 이미션 규제치를 만족하면서, 안정된 가스 터빈의 운전이 가능하다.

[실시 형태 3]

다음으로, 실시 형태 3에 대해, 도 13을 참조하면서 설명한다.

실시 형태 1 및 실시 형태 2는, 모두, 입력부(60)로부터 송신된 입력 데이터(입력 데이터 군)(61)에 기초하여, 터빈 출력(발전기 출력 MW) 또는 터빈 입구 온도와 관리 파라미터의 관계를 데이터베이스화하고, 이 데이터베이스에 기초하여, 연료 회로의 연료 배분 비율을 설정하고, 밸브 개방도를 설정하고 있었다. 한편, 실시 형태 3에서는, 관리 파라미터를 이용하지 않고 , 터빈 입구 온도(TIT)와 입력 데이터(61)의 관계를 데이터베이스화하여, 이 데이터베이스에 기초하여 각 밸브의 밸브 개방도를 설정하는 점이, 실시 형태 1 및 실시 형태 2와는 상이하다.

또, 본 실시 형태에 있어서의 데이터베이스의 구성이, 다른 실시 형태와는 상이하지만, 제 1 운전 모드에 관한 데이터베이스와 제 2 운전 모드에 관한 데이터베이스를 준비하여, 이들의 데이터베이스로부터 소정 운전 모드에 있어서의 수정 터빈 입구 온도 또는 수정 터빈 입구 온도 상당 제어 변수를 산출하는 수정 방법의 기본적인 생각은 실시 형태 2와 동일하다. 여기서, 데이터베이스로부터 산출하는 대상을, 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO) 외에, 터빈 입구 온도(TIT)를 포함하고 있는 것은, 상술한 바와 같이, 터빈 입구 온도(TIT)와 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)는 비례 관계에 있기 때문에, 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)를 터빈 입구 온도(TIT)로 치환하는 것이 가능하기 때문이다.

도 13에 있어서, 입력부(60)로부터 출력된 계측치, 제어치 및 외부 지령치에 관한 입력 데이터(61)에 기초하여, 준비 단계로서, 연료 배분 설정부(100)에 있어서, 터빈 입구 온도(TIT)와 입력 데이터(61)의 관계를, 각각 제 1 운전 모드에 관한 제 1 총합 데이터베이스(100a) 및 제 2 운전 모드에 관한 제 2 총합 데이터베이스(100b)로서 작성한다.

터빈 입구 온도 상당 제어 변수 설정부(101)에서는, 제 1 운전 모드 및 제 2 운전 모드에 있어서의 터빈 입구 온도(TIT) 또는 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)에 상당하는 보간 데이터(101a, 101b)를 설정하는 기능을 갖는다. 구체적으로는, 제 1 운전 모드에 관한 제 1 총합 데이터베이스(100a)에 기초하여, 제 1 운전 모드에 있어서의 터빈 입구 온도(TIT1) 또는 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO1)에 상당하는 제 1 보간 데이터(101a)를 산출한다. 추가로, 제 2 운전 모드에 관한 제 2 총합 데이터베이스(100b)에 기초하여, 제 2 운전 모드에 있어서의 터빈 입구 온도(TIT2) 또는 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO2)에 상당하는 제 2 보간 데이터(101b)를 산출한다. 이들의 데이터는 연료 배분 보정부(102)의 제어 변수 보간부(103)로 출력된다.

제어 변수 보간부(103)는, 터빈 입구 온도 상당 제어 변수 설정부(101)로부터 출력된 제 1 보간 데이터(101a) 및 제 2 보간 데이터(101b)에 기초하여, 소정 운전(실운전) 모드에 있어서의 보정된 수정 터빈 입구 온도(MTIT) 또는 수정 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(MCLCSO)를 설정하는 기능을 갖는다. 구체적으로는, 제 1 운전 모드에 있어서의 제 1 보간 데이터(101a)와 제 2 운전 모드에 있어서의 제 2 보간 데이터(101b)로부터, 특정 파라미터를 이용하여, 소정 운전(실운전) 모드에 있어서의 수정 터빈 입구 온도(MTIT) 또는 수정 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(MCLCSO)를 산출한다. 특정 파라미터는 실린더 압력비(CPR)가 일례이다.

소정 운전 모드에 있어서의 수정 터빈 입구 온도(MTIT) 또는 수정 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(MCLCSO)의 산출에 있어서는, 실시 형태 2의 도 11을 이용하여 설명한 내삽법 또는 외삽법에 따른 직선 보간법을 적용할 수 있다. 또, 본 실시 형태에 대해서 실시 형태 2의 도 11을 적용하는 경우, 세로축의 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)를 터빈 입구 온도(TIT)로 치환하여도 좋다. 또, 특정 파라미터로서, 실린더 압력비(CPR)로 변경하여, 다른 특정 파라미터를 적용해도 좋다. 산출된 수정 터빈 입구 온도(MTIT) 또는 수정 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(MCLCSO)는 연료 배분 산출부(104)로 출력된다.

제어 변수 보간부(103)으로부터 송신된 수정 터빈 입구 온도(MTIT) 또는 수정 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(MCLCSO)를 이용하여, 연료 배분 산출부(104)에서, 소정 운전(실운전) 모드에 있어서의 제 1 연료 회로(18) 및 제 2 연료 회로(19)에 관한 연료 배분 비율(FDR)을 산출한다. 연료 배분 비율(FDR)의 산출 순서는, 실시 형태 1과 마찬가지이므로, 상세한 것은 생략한다. 산출된 제 1 연료 회로(18) 및 제 2 연료 회로(19)의 연료 배분 비율(FDR)은, 밸브 개방도 설정부(80)의 연료 밸브 개방도 설정부(81)로 출력된다.

연료 밸브 개방도 설정부(81)는, 제 1 연료 회로(18)의 파일럿 연료 조정 밸브(23) 및 제 2 연료 회로(19)의 메인 연료 조정 밸브(24)의 밸브 개방도를 설정한다. 각각의 밸브의 밸브 개방도의 설정 순서는 실시 형태 1과 동일하다. 설정된 밸브 개방도 지령치 PVS, MVS는, 파일럿 연료 조정 밸브(23) 및 메인 연료 조정 밸브(24)로 출력된다.

다음으로, 실시 형태 3에 따른 제어 방법의 처리의 흐름을 도 14에 나타낸다. 실시 형태 1 및 실시 형태 2의 방법과는 상이한 처리의 흐름은, 굵은 선의 블록으로 나타내고 있다. 전술한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 제 1 운전 모드 및 제 2 운전 모드에 대해, 터빈 입구 온도(TIT)와 입력 데이터 군의 관계를 각각 데이터베이스화하고 있다(제 1 총합 데이터베이스(100a), 제 2 총합 데이터베이스(100b)). 이들의 데이터베이스를 이용하여, 터빈 입구 온도(TIT) 또는 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)에 관한 제 1 보간 데이터(101a) 및 제 2 보간 데이터(101b)를 산출하고, 이들의 데이터로부터 수정 터빈 입구 온도(MTIT) 또는 수정 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(MCLCSO)를 산출하는 점이, 실시 형태 2와는 상이하다. 그 외의 처리의 흐름은 실시 형태 2와 마찬가지이다.

본 실시 형태에 따르면, 실시 형태 1 및 실시 형태 2와 비교하여, 보다 안정된 연소 제어가 가능해진다. 즉, 본 실시 형태의 경우는, 실시 형태 1 및 실시 형태 2보다 광범위의 계측치 및 제어치 및 외부 지령치를 취입하여, 데이터베이스화하고 있다. 따라서, 보다 정밀도 좋은 터빈 입구 온도(TIT) 또는 터빈 입구 온도 상당 제어 변수(CLCSO)가 설정되고, 각 연료 밸브 개방도가 결정될 수 있으므로, 불안정한 연소 상태가 해소되어, NO_X나 연소 진동의 문제도 해소된다.

또, 본 실시 형태에 따르면, 통상 운전으로부터 안티 아이싱 운전으로 전환했을 경우에도, 연소기가 안정된 연소 제어가 유지되어, NO_X의 증대등을 회피할 수 있고, 연소 진동의 발생도 억제할 수 있다. 그 결과, 가스 터빈의 안정된 운전이 가능해진다.

또, 본 실시 형태에 따르면, 실시 형태 1, 실시 형태 2와 마찬가지로, 턴 다운 운전시에서도, NO_X, CO 등의 이미션 규제치를 만족하면서, 안정된 가스 터빈의 운전이 가능하다.

(산업상의 이용 가능성)

본 발명의 가스 터빈의 연소 제어 장치 및 연소 제어 방법 및 프로그램에 따르면, 통상 운전으로부터 안티 아이싱 운전으로 전환했을 경우에도, 연소기의 안정된 연소 제어가 유지되고, NO_X의 증대 등을 회피할 수 있고, 연소 진동의 발생도 억제할 수 있다. 그 결과, 가스 터빈의 안정된 운전이 가능해진다. 추가로, 턴 다운 운전(부분 부하 운전)에 있어서도, 이미션 규제치를 만족하면서, 안정된 운전이 가능하다.

1 : 가스 터빈 2 : 압축기
3 : 연소기 4 : 터빈
5 : 발전기 6 : 실린더
7 : 흡기 설비 8 : 회전축
11 : 흡기 덕트 12 : 추기 배관
13 : 배기 덕트 14 : 터빈 바이패스 배관
15 : 파일럿 노즐 16 : 메인 노즐
17 : 연료 주회로 18 : 제 1 연료 회로
19 : 제 2 연료 회로 20 : 입구 안내 날개(IGV)
21 : IGV 구동부 22 : 추기 밸브
23 : 파일럿 연료 조정 밸브 24 : 메인 연료 조정 밸브
25 : 터빈 바이패스 밸브 30 : 실린더 온도계
31 : 실린더 압력계 32 : 대기 온도계
33 : 대기압계 34 : 흡기 온도계
35 : 흡기압계 36 : 추기 유량계
37 : 연료 유량계 38 : 연료 온도계
39 : 배기 가스 온도계 40 : 발전기 출력 검출부
50 : 연소 제어 장치 60 : 입력부
61 : 입력 데이터 61a : 발전기 출력
61b : IGV 개방도 61c : 흡기 온도
61d : 흡기 유량 61e : 터빈 바이패스 유량
61f,ΔT : 흡기 온도차 61g : 대기 온도
61h, CPR : 실린더 압력비 61i : 추기량
61j : 흡기 압력 61k : 대기압
61m : 추기 밸브 개방도 61p : 실린더 압력
70, 90, 100 : 연료 배분 설정부 80 : 밸브 개방도 설정부
70a, 90a, 90b, 100a, 100b : 데이터베이스
71 : 출력 보간 데이터 산출부
71a, 91a : 제 1 출력 보간 데이터
71b, 91b : 제 2 출력 보간 데이터
72 : 출력 보간 데이터 보정부 73 : 보정 계수 산출부
74 : 출력 보간 데이터 수정부 74a : 제 1 수정 출력 보간 데이터
74b : 제 2 수정 출력 보간 데이터 75 : 제어 변수 산출부
76, 94, 104 : 연료 배분 산출부 81 : 연료 밸브 개방도 설정부
91, 101 : 터빈 입구 온도 상당 제어 변수 설정부
91c : 제 3 출력 보간 데이터 91d : 제 4 출력 보간 데이터
91e, 101a : 제 1 보간 데이터 91f, 101b : 제 2 보간 데이터
92, 102 : 연료 배분 보정부 93, 103 : 제어 변수 보간부
AID : 안티 아이싱 지령치 MW : 터빈 출력 지령치
F : 출력 보정 계수 FDR : 연료 배분 비율
PR : 파일럿비 TIT : 터빈 입구 온도
MTIT : 수정 터빈 입구 온도
CLCSO : 터빈 입구 온도 상당 제어 변수
MCLCSO : 수정 터빈 입구 온도 상당 제어 변수

Claims

입구 안내 날개를 구비한 압축기와,
복수의 연료 노즐을 구비한 연소기와,
터빈과,
실린더로부터의 추기(抽氣) 공기를 흡기 설비의 입구로 되돌리는 추기 배관과,
상기 추기 배관에 마련되고, 상기 추기 공기의 추기량을 조절하는 추기 밸브
를 구비하는 가스 터빈에 장착되고,
상기 연소기에 공급되는 연료의 연료 회로의 연료 배분 비율을 설정하는 가스 터빈의 연소 제어 장치로서,
입력 데이터에 기초하여 연산된 터빈 입구 온도 또는 터빈 입구 온도 상당 제어 변수를 설정하고, 상기 터빈 입구 온도 또는 상기 터빈 입구 온도 상당 제어 변수에 기초하여 상기 연료 배분 비율을 설정하는 연료 배분 설정부와,
상기 연료 배분 비율에 기초하여 상기 연료 회로에 마련된 연료 조정 밸브의 밸브 개방도를 설정하는 밸브 개방도 설정부
를 구비하되,
상기 연료 배분 설정부는, 상기 추기 공기의 추기량에 기초하여 상기 연료 배분 비율을 수정하는 보정 수단을 포함하는
가스 터빈의 연소 제어 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 연료 배분 설정부는,
상기 가스 터빈이 안티 아이싱(anti-icing) 운전을 행하지 않는 경우의 운전 모드인 제 1 운전 모드에 있어서의 상기 터빈 입구 온도 또는 상기 터빈 입구 온도 상당 제어 변수에 상당하는 제 1 보간 데이터와, 일정한 추기량을 설정하여, 상기 실린더로부터의 상기 추기 공기의 일부를 상기 흡기 설비로 순환하는 안티 아이싱 운전의 운전 모드인 제 2 운전 모드에 있어서의 상기 터빈 입구 온도 또는 상기 터빈 입구 온도 상당 제어 변수에 상당하는 제 2 보간 데이터를 각각 산출하는 터빈 입구 온도 상당 제어 변수 설정부와,
안티 아이싱 운전에 필요한 추기량을 선정하여 상기 흡기 설비로 순환하는 운전 모드인 소정 운전 모드에 있어서의 상기 추기 공기의 추기량에 의해 정해지는 특정 파라미터에 기초하여, 상기 제 1 보간 데이터 및 상기 제 2 보간 데이터를 이용하여, 상기 소정 운전 모드에 있어서의 연료 배분 비율을 수정하는 연료 배분 보정부
를 포함하는 가스 터빈의 연소 제어 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 연료 배분 설정부는,
상기 가스 터빈이 안티 아이싱 운전을 행하지 않는 경우의 운전 모드인 제 1 운전 모드에 있어서의 무부하 운전시 출력에 관한 제 1 출력 보간 데이터와 정격 부하 운전시 출력에 관한 제 2 출력 보간 데이터를 산출하는 출력 보간 데이터 산출부와,
안티 아이싱 운전에 필요한 추기량을 선정하여 상기 흡기 설비로 순환하는 운전 모드인 소정 운전 모드에 있어서의 상기 추기 공기의 추기량에 의해 정해지는 특정 파라미터에 기초하여, 상기 제 1 출력 보간 데이터 및 상기 제 2 출력 보간 데이터를 각각 수정하는 출력 보간 데이터 보정부와,
수정 후의 제 1 수정 출력 보간 데이터 및 수정 후의 제 2 수정 출력 보간 데이터에 기초하여 터빈 입구 온도 상당 제어 변수를 산출하는 제어 변수 산출부와,
상기 터빈 입구 온도 상당 제어 변수에 기초하여 상기 연료 회로마다의 상기 연료 배분 비율을 산출하는 연료 배분 산출부
를 포함하는 가스 터빈의 연소 제어 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 출력 보간 데이터 보정부는,
상기 특정 파라미터에 대응하여 변화하는 출력 보정 계수를 산출하는 보정 계수 산출부와,
상기 출력 보정 계수를 이용하여 상기 제 1 출력 보간 데이터 및 상기 제 2 출력 보간 데이터를 수정하는 출력 보간 데이터 수정부
를 포함하는 가스 터빈의 연소 제어 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 연료 배분 보정부는,
상기 제 1 보간 데이터 및 상기 제 2 보간 데이터를 이용하여, 상기 특정 파라미터에 기초하여 상기 소정 운전 모드에 있어서의 수정 터빈 입구 온도 또는 수정 터빈 입구 온도 상당 제어 변수를 산출하는 제어 변수 보간부와,
상기 수정 터빈 입구 온도 또는 상기 수정 터빈 입구 온도 상당 제어 변수에 기초하여, 상기 연료 회로마다의 상기 연료 배분 비율을 산출하는 연료 배분 산출부
를 포함하는 가스 터빈의 연소 제어 장치.
제 2 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 터빈 입구 온도 상당 제어 변수 설정부는,
상기 제 1 운전 모드에 있어서의 무부하 운전시 출력에 관한 제 1 출력 보간 데이터와 정격 부하 운전시 출력에 관한 제 2 출력 보간 데이터를 산출하는 수단과,
상기 제 1 출력 보간 데이터 및 상기 제 2 출력 보간 데이터를 이용하여, 상기 제 1 운전 모드에 있어서의 상기 터빈 입구 온도 상당 제어 변수에 상당하는 제 1 보간 데이터를 산출하는 수단과,
상기 제 2 운전 모드에 있어서의 무부하 운전시 출력에 관한 제 3 출력 보간 데이터와 정격 부하 운전시 출력에 관한 제 4 출력 보간 데이터를 산출하는 수단과,
상기 제 3 출력 보간 데이터 및 상기 제 4 출력 보간 데이터를 이용하여, 상기 제 2 운전 모드에 있어서의 상기 터빈 입구 온도 상당 제어 변수에 상당하는 제 2 보간 데이터를 산출하는 수단
을 포함하는 가스 터빈의 연소 제어 장치.
제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 특정 파라미터는, 흡기 온도차와 실린더 압력비와 상기 추기량과 상기 추기 밸브의 밸브 개방도 중 어느 하나인 가스 터빈의 연소 제어 장치.
입구 안내 날개를 구비한 압축기와,
복수의 연료 노즐을 구비한 연소기와,
터빈과,
실린더로부터의 추기 공기를 흡기 설비의 입구로 되돌리는 추기 배관과,
상기 추기 배관에 마련되고, 상기 추기 공기의 추기량을 조절하는 추기 밸브와,
상기 연소기에 공급하는 연료 회로의 유량 배분 비율을 설정하는 가스 터빈의 연소 제어 장치
를 구비하는 가스 터빈의 연소 제어 방법으로서,
상기 가스 터빈이 안티 아이싱 운전을 행하지 않는 경우의 운전 모드인 제 1 운전 모드에 있어서의 입력 데이터에 기초하여 연산된, 상기 제 1 운전 모드에 있어서의 터빈 입구 온도 또는 터빈 입구 온도 상당 제어 변수에 상당하는 제 1 보간 데이터를 산출하는 스텝과,
일정한 추기량을 설정하여, 상기 실린더로부터의 상기 추기 공기의 일부를 상기 흡기 설비로 순환하는 안티 아이싱 운전의 운전 모드인 제 2 운전 모드에 있어서의 입력 데이터에 기초하여 연산된, 상기 제 2 운전 모드에 있어서의 터빈 입구 온도 또는 터빈 입구 온도 상당 제어 변수에 상당하는 제 2 보간 데이터를 산출하는 스텝과,
안티 아이싱 운전에 필요한 추기량을 선정하여 상기 흡기 설비로 순환하는 운전 모드인 소정 운전 모드에 있어서의 상기 추기 공기의 추기량에 의해 정해지는 특정 파라미터에 기초하여, 상기 제 1 보간 데이터 및 상기 제 2 보간 데이터를 이용하여, 상기 소정 운전 모드에 있어서의 수정 터빈 입구 온도 또는 수정 터빈 입구 온도 상당 제어 변수를 산출하는 스텝과,
상기 수정 터빈 입구 온도 또는 상기 수정 터빈 입구 온도 상당 제어 변수에 기초하여, 상기 소정 운전 모드에 있어서의 상기 연료 회로마다의 연료 배분 비율을 산출하는 스텝과,
상기 연료 배분 비율에 기초하여, 상기 연료 회로마다의 밸브 개방도를 설정하는 스텝
을 포함하는 가스 터빈의 연소 제어 방법.
입구 안내 날개를 구비한 압축기와,
복수의 연료 노즐을 구비한 연소기와,
터빈과,
실린더로부터의 추기 공기를 흡기 설비의 입구로 되돌리는 추기 배관과,
상기 추기 배관에 마련되고, 상기 추기 공기의 추기량을 조절하는 추기 밸브와,
상기 연소기에 공급하는 연료 회로의 연료 배분 비율을 설정하는 가스 터빈의 연소 제어 장치
를 구비하는 가스 터빈의 연소 제어 방법으로서,
상기 가스 터빈이 안티 아이싱 운전을 행하지 않는 경우의 운전 모드인 제 1 운전 모드에 있어서의 입력 데이터에 기초하여, 무부하 운전시 출력에 관한 터빈 입구 온도에 대응하는 제 1 출력 보간 데이터를 산출하는 스텝과,
상기 제 1 운전 모드에 있어서의 입력 데이터에 기초하여, 정격 부하 운전시출력에 관한 터빈 입구 온도에 대응하는 제 2 출력 보간 데이터를 산출하는 스텝과,
안티 아이싱 운전에 필요한 추기량을 선정하여 상기 흡기 설비로 순환하는 운전 모드인 소정 운전 모드에 있어서의 상기 추기 공기의 추기량에 의해 정해지는 특정 파라미터에 기초하여, 출력 보정 계수를 산출하는 스텝과,
상기 출력 보정 계수에 기초하여 상기 제 1 출력 보간 데이터를 수정하고, 제 1 수정 출력 보간 데이터를 산출하는 스텝과,
상기 출력 보정 계수에 기초하여 상기 제 2 출력 보간 데이터를 수정하고, 제 2 수정 출력 보간 데이터를 산출하는 스텝과,
상기 제 1 수정 출력 보간 데이터 및 상기 제 2 수정 출력 보간 데이터를 이용하여, 상기 소정 운전 모드에 있어서의 터빈 출력에 기초하여 터빈 입구 온도 상당 제어 변수를 산출하는 스텝과,
상기 터빈 입구 온도 상당 제어 변수에 기초하여, 상기 소정 운전 모드의 상기 연료 회로마다의 상기 연료 배분 비율을 산출하는 스텝과,
상기 연료 배분 비율에 기초하여, 상기 연료 회로마다의 밸브 개방도를 설정하는 스텝
을 포함하는 가스 터빈의 연소 제어 방법.
입구 안내 날개를 구비한 압축기와,
복수의 연료 노즐을 구비한 연소기와,
터빈과,
실린더로부터의 추기 공기를 흡기 설비의 입구로 되돌리는 추기 배관과,
상기 추기 배관에 마련되고, 상기 추기 공기의 추기량을 조절하는 추기 밸브와,
상기 연소기에 공급하는 연료 회로의 유량 배분 비율을 설정하는 가스 터빈의 연소 제어 장치
를 구비하는 가스 터빈의 연소 제어 방법으로서,
상기 가스 터빈이 안티 아이싱 운전을 행하지 않는 경우의 운전 모드인 제 1 운전 모드 및 일정한 추기량을 설정하여, 상기 실린더로부터의 상기 추기 공기의 일부를 상기 흡기 설비로 순환하는 안티 아이싱 운전의 운전 모드인 제 2 운전 모드에 있어서의 입력 데이터에 기초하여 데이터베이스를 작성하는 스텝과,
상기 데이터베이스에 기초하여, 상기 제 1 운전 모드에 있어서의 터빈 입구 온도 또는 터빈 입구 온도 상당 제어 변수에 상당하는 제 1 보간 데이터를 산출하는 스텝과,
상기 데이터베이스에 기초하여, 상기 제 2 운전 모드에 있어서의 터빈 입구 온도 또는 터빈 입구 온도 상당 제어 변수에 상당하는 제 2 보간 데이터를 산출하는 스텝과,
안티 아이싱 운전에 필요한 추기량을 선정하여 상기 흡기 설비로 순환하는 운전 모드인 소정 운전 모드에 있어서의 상기 추기 공기의 추기량에 의해 정해지는 특정 파라미터에 기초하여, 상기 제 1 보간 데이터 및 상기 제 2 보간 데이터를 이용하여, 상기 소정 운전 모드에 있어서의 수정 터빈 입구 온도 또는 수정 터빈 입구 온도 상당 제어 변수를 산출하는 스텝과,
상기 수정 터빈 입구 온도 또는 상기 수정 터빈 입구 온도 상당 제어 변수에 기초하여, 상기 소정 운전 모드에 있어서의 상기 연료 회로마다의 연료 배분 비율을 산출하는 스텝과,
상기 연료 배분 비율에 기초하여, 상기 연료 회로마다의 밸브 개방도를 설정하는 스텝
을 포함하는 가스 터빈의 연소 제어 방법.
제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 특정 파라미터는, 흡기 온도차와 실린더 압력비와 상기 추기량과 상기 추기 밸브의 밸브 개방도 중 어느 하나인 가스 터빈의 연소 제어 방법.
청구항 8에 기재된 가스 터빈의 연소 제어 방법을 실행하는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체에 기록된 프로그램.