CN118401746A - 燃气涡轮机的控制装置、燃气涡轮机及燃气涡轮机的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明的至少一实施方式所涉及的一种燃气涡轮机的控制装置，其具备：吹扫气体流量控制部，对用于将残留在燃气涡轮机内部的燃料气体排出到燃气涡轮机外部的吹扫气体的流量进行控制。吹扫气体流量控制部根据与从燃气涡轮机入口的进气量相关的参数对吹扫气体的流量进行控制。

Description

燃气涡轮机的控制装置、燃气涡轮机及燃气涡轮机的控制 方法

技术领域

本发明涉及一种燃气涡轮机的控制装置、燃气涡轮机及燃气涡轮机的控制方法。

本申请主张基于2022年1月24日于日本专利局申请的日本特愿2022-008808号的优先权，并将其内容援用于此。

背景技术

在使用气体燃料作为燃料的燃气涡轮机中，例如在使燃气涡轮机停止时，为了不使燃料配管内残留的燃料在燃料配管内燃烧，通过将氮等不活性气体吹扫至燃料配管来将燃料配管内的气态燃料利用不活性气体排出(例如参考专利文献1)。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-082262号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

但是，例如，在如燃气涡轮机跳闸时等那样进气量逐渐减少的情况下，若不规划基于不活性气体的吹扫，则有可能在燃烧器的下游侧会产生燃料气体的浓度相对较高的区域，从而导致意外点火等。该情况例如在使用如氢等那样的燃烧性相对较高的燃料时显著。

鉴于上述情况，本发明的至少一实施方式的目的在于提供一种能够提高燃气涡轮机的安全性的燃气涡轮机的控制装置、燃气涡轮机及燃气涡轮机的控制方法。

用于解决技术课题的手段

(1)本发明的至少一实施方式所涉及的燃气涡轮机的控制装置，其具备：

吹扫气体流量控制部，对用于将残留在燃气涡轮机内部的燃料气体排出到燃气涡轮机外部的吹扫气体的流量进行控制，

所述吹扫气体流量控制部根据与从燃气涡轮机入口的进气量相关的参数对所述吹扫气体的流量进行控制。

(2)本发明的至少一实施方式所涉及的燃气涡轮机，其具备：

上述(1)的结构的燃气涡轮机的控制装置；

流量调节装置，调节所述吹扫气体的流量；及

涡轮，通过使所述燃料气体燃烧而产生的燃烧气体旋转。

(3)本发明的至少一实施方式所涉及的燃气涡轮机的控制方法，其中，

根据与从燃气涡轮机入口的进气量相关的参数，对用于将残留在燃气涡轮机内部的燃料气体排出到燃气涡轮机外部的吹扫气体的流量进行控制。

发明效果

根据本发明的至少一实施方式，能够提高燃气涡轮机的安全性。

附图说明

图1是概略地表示一实施方式所涉及的燃气涡轮机的结构的图。

图2是若干实施方式所涉及的控制装置的功能框图。

图3是用于对吹扫气体的供给方法的一实施方式进行说明的曲线图。

图4是用于对吹扫气体的供给方法的另一实施方式进行说明的曲线图。

具体实施方式

以下，参考附图对本发明的若干实施方式进行说明。其中，关于作为实施方式所记载的或附图中所示出的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等，并不旨在将本发明的范围限定于此，其仅为说明例。

例如，关于“在某一方向上”、“沿着某一方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或“同轴”等表示相对或绝对配置的表述，不仅表示严格意义上的这种配置，而且还表示以公差或者可获得相同功能程度的角度或距离而相对位移的状态。

例如，关于“相同”、“相等”及“均质”等表示事物处于相同状态的情况的表述，不仅表示严格意义上的相同状态，还表示存在公差或者可获得相同功能的程度的差的状态。

例如，关于四边形或圆筒形状等表示形状的表述，不仅表示几何学上严格意义上的四边形或圆筒形状等形状，还表示在可获得相同效果的范围内包括凹凸部或倒角部等的形状。

另一方面，关于“具备”、“设置”、“包括”、“包含”或“具有”一个构成要件这一表述，并不是排除其他构成要件存在的排他性表述。

(燃气涡轮机2的整体结构)

以下，对具备了若干实施方式所涉及的控制装置100的燃气涡轮机2的一例进行说明。图1是概略地表示一实施方式所涉及的燃气涡轮机2的结构的图。如图1所示，发电装置1具备燃气涡轮机2和发电机7。

另外，在图1中，主要记载与后述的吹扫气体的流量的调整有关的结构，省略了其他结构的记载。

燃气涡轮机2为发电用燃气涡轮机。燃气涡轮机2具备：压缩机3，用于生成压缩空气；燃烧器4，用于利用压缩空气及燃料产生燃烧气体；涡轮5，构成为通过燃烧气体被旋转驱动；燃料系统20，用于向燃烧器4供给燃料；及吹扫气体系统30，用于向燃料系统20的后述的燃料配管26供给吹扫气体。

压缩机3经由旋转轴8A与涡轮5连接。压缩机3通过涡轮5的旋转能量被旋转驱动，从而生成压缩空气。在压缩机3的入口侧设置有进口导叶6。空气的流入量通过由致动器6a改变进口导叶6的开度而进行调整。进口导叶6的开度根据进口导叶开度控制指令IGVCSO而被控制。由压缩机3生成的压缩空气被供给到燃烧器4。

向燃烧器4供给由压缩机3生成的压缩空气和燃料，并通过使燃料燃烧而产生作为涡轮5的工作流体的燃烧气体。供给到燃烧器4的燃料的流量由根据燃料流量指令来调整开度的燃料流量调节阀23进行调整。燃烧气体从燃烧器4输送至后段的涡轮5。

如后述，燃料流量调节阀23由若干实施方式所涉及的控制装置100进行控制。

涡轮5通过在燃烧器4中生成的燃烧气体被驱动。涡轮5通过旋转轴8B与发电机7连接。发电机7构成为通过涡轮5的旋转能量来发电。

(燃料系统20)

在一实施方式所涉及的燃气涡轮机2中，燃料系统20构成为供给气体燃料(燃料气体)作为燃料。一实施方式所涉及的燃料系统20具备：截止阀21，用于截止供给到燃烧器4的燃料气体的供给；压力调节阀22，配置于截止阀21的下游，用于调节供给到燃烧器4的燃料气体的压力；及多个燃料流量调节阀23，配置于压力调节阀22的下游，用于调节供给到燃烧器4的燃料气体的流量。

另外，在一个实施方式所涉及的燃料系统20中，示出了具备例如5个用于向燃烧器4供给燃料气体的燃料供给系统25的情况的例子，但是燃料供给系统25也可以采用其他方式。并且，在图1中，仅代表性地图示一个燃烧器4，但燃气涡轮机2可以构成为具备多个燃烧器4，且在各燃烧器4中分别设置有各燃料供给系统25。

在一实施方式所涉及的燃气涡轮机2中，在压力调节阀22的下游，各燃料供给系统25中分支的燃料配管26的每一个上设置有燃料流量调节阀23。

截止阀21具有用于打开和关闭截止阀21的未图示的致动器。

压力调节阀22具有用于改变压力调节阀22的设定压力的未图示的致动器。

各燃料流量调节阀23具有未图示的致动器，所述致动器用于调节流经各燃料流量调节阀23的燃料气体的流量。

在一实施方式所涉及的燃料系统20中，截止阀21、压力调节阀22、各燃料流量调节阀23由若干实施方式所涉及的控制装置100进行控制。

(吹扫气体系统30)

在一实施方式所涉及的燃气涡轮机2中，吹扫气体系统30具备：第1吹扫气体供给系统31，用于向截止阀21与压力调节阀22之间的燃料配管26供给吹扫气体；及5个第2吹扫气体供给系统32，用于向各燃料供给系统25中的燃料流量调节阀23的下游侧的燃料配管26供给吹扫气体。

在一实施方式所涉及的吹扫气体系统30中，在第1吹扫气体供给系统31中设置有用于调节向燃料配管26供给的吹扫气体的流量的流量调节阀33，在各个第2吹扫气体供给系统32中设置有用于调节向燃料配管26供给的吹扫气体的流量的流量调节阀34。

各流量调节阀33、34具有用于调节流经各流量调节阀33、34的吹扫气体的流量的未图示的致动器。

各流量调节阀33、34为调节吹扫流量Qp的流量调节装置。

在一实施方式所涉及的吹扫气体系统30中，各流量调节阀33、34由若干实施方式所涉及的控制装置100进行控制。

在一实施方式所涉及的吹扫气体系统30中，吹扫气体例如为氮等不活性气体。在以下说明中，关于从吹扫气体系统30供给的吹扫气体，作为氮进行说明。

(控制装置100)

若干实施方式所涉及的控制装置100具备执行各种运算处理的处理器101和非暂时或暂时地存储由处理器101处理的各种数据的存储器103。处理器101由CPU、GPU、MPU、DSP、以及除这些以外的各种运算装置或他们的组合等来实现。存储器103由RAM、ROM、闪存器或它们的组合等实现。

图2是若干实施方式所涉及的控制装置100的功能框图。另外，在图2中，仅记载与后述的吹扫气体的流量的调整有关的功能模块，省略了其他功能模块的记载。

若干实施方式所涉及的控制装置100具备吹扫气体流量控制部110。吹扫气体流量控制部110包括吹扫气体流量计算部111和阀控制信号输出部112。吹扫气体流量控制部110、吹扫气体流量计算部111及阀控制信号输出部112是通过由处理器101执行存储于存储器103中的程序来实现的功能模块。

吹扫气体流量计算部111如后述那样计算从吹扫气体系统30向燃料配管26供给的吹扫气体的流量(吹扫流量Qp)。

阀控制信号输出部112向各流量调节阀34的未图示的致动器输出控制信号，使得以由吹扫气体流量计算部111计算出的吹扫流量Qp进行吹扫。

关于控制装置100中的具体处理内容，将在后面进行详细说明。

(关于基于吹扫气体的吹扫)

例如，在如燃气涡轮机2跳闸时等那样进气量逐渐减少的情况下，若不规划基于吹扫气体的吹扫，则有可能在燃烧器4的下游侧会产生燃料气体的浓度相对较高的区域，从而导致意外点火等。该情况例如在使用如氢等那样的燃烧性相对较高的燃料时显著。

因此，在一实施方式所涉及的燃气涡轮机2中，如以下那样，从吹扫气体系统30向燃料配管26供给吹扫气体。

图3是用于对吹扫气体的供给方法的一实施方式进行说明的曲线图。

图4是用于对吹扫气体的供给方法的另一实施方式进行说明的曲线图。

在图3及图4的曲线图中，表示从涡轮入口的进气量Qa、燃料供给量Qf及燃烧器4的下游侧的空间内的氢浓度Ch的推移。另外，在以下说明中，设为燃料气体中包含有相对较多的氢。

并且，在以下的说明中，将从涡轮入口的进气量Qa简称为进气量Qa，将燃烧器4的下游侧的空间内的氢浓度Ch简称为氢浓度Ch。

在图3及图4的曲线图中，用粗虚线表示从涡轮入口的进气量Qa，用细实线表示燃料供给量Qf，用细虚线表示氢浓度Ch。并且，在图3及图4的曲线图中，用与曲线图的横轴平行的虚线表示成为爆炸下界限LEL的氢浓度。

并且，在图3及图4的曲线图中，为了避免各曲线图线与横轴重叠，将纵轴的零点位置设定为从横轴分离的位置。

后述的各时刻t1、t2、t3为后述的事件的发生时刻，各时刻t1、t2、t3之间的时间的长短在图3的曲线图和图4的曲线图中并不一定相同。即，可以为如下：即使在图3的曲线图和图4的曲线图中时刻t1为相同时刻，时刻t2在图3的曲线图和图4的曲线图中也并不一定为相同时刻。时刻t3在图3的曲线图和图4的曲线图中也并不一定为相同时刻。

在图3及图4的曲线图中，作为从吹扫气体系统30向燃料配管26供给吹扫气体的情况的一例，例举在以额定转速运行的燃气涡轮机2中发生了跳闸的情况进行说明。

在图3及图4所示的若干实施方式所涉及的吹扫气体的供给方法中，在时刻t1产生了跳闸时，从时刻t1开始由于因惯性旋转，因此燃气涡轮机转速开始逐渐下降。

在图3及图4所示的若干实施方式所涉及的吹扫气体的供给方法中，在时刻t1停止燃料气体的供给，因此从产生了跳闸的时刻t1至利用吹扫气体开始向燃料配管26进行吹扫的时刻t2为止，燃料供给量Qf为零。因此，氢浓度Ch在时刻t1至时刻t2期间逐渐降低。

若在时刻t2利用吹扫气体开始向燃料配管26进行吹扫，则残留在燃料配管26中的燃料气体被吹扫气体推出而从燃烧器4的未图示的燃料喷嘴吹出，因此氢浓度Ch再次上升。此时，从燃烧器4的未图示的燃料喷嘴吹出的燃料气体的流量与从吹扫气体系统30供给到燃料配管26的吹扫气体的流量(吹扫流量Qp)相等。

因此，若吹扫流量Qp过多，则有可能残留在燃料配管26中的燃料气体被吹扫气体一下子挤出，从而使氢浓度Ch超过爆炸下界限LEL。

(图3所示的一实施方式的吹扫气体的供给方法的情况)

因此，在图3所示的一实施方式所涉及的吹扫气体的供给方法中，对吹扫流量Qp设定上限，以使氢浓度Ch不超过基准浓度Cs(例如，爆炸下界限LEL)。

例如，在图3所示的一实施方式所涉及的吹扫气体的供给方法中，在吹扫期间中以恒定的流量进行吹扫，以使吹扫流量Qp成为上限阈值Thu。

在此，吹扫流量Qp的上限阈值Thu为在吹扫期间中即使进气量Qa变最少的时刻氢浓度Ch也不超过基准浓度Cs的值。例如，在图3所示的例子中，在吹扫期间中，进气量Qa变最少的时刻为吹扫结束的时刻t3。

在图3所示的一实施方式所涉及的吹扫气体的供给方法中，吹扫期间的长短(t3-t2)，即吹扫所需的时间tp大致等于所吹扫的燃料配管26内的容积V除以吹扫期间中的平均吹扫流量Qpa而得的值(V/Qpa)()。

因此，在图3所示的一实施方式所涉及的吹扫气体的供给方法中，在时刻t3结束吹扫的情况下，能够从根据时刻t3的涡轮转速求出的时刻t3的进气量Qa求出吹扫流量Qp的上限阈值Thu。

并且，能够从所求出的上限阈值Thu来求出吹扫所需的时间tp，并且知晓在哪个时刻开始吹扫(即，时刻t2)。

另外，在计算时刻t3的进气量Qa时，通过考虑进口导叶6的开度，能够提高时刻t3的进气量Qa的计算精度。

即，在图3所示的一实施方式所涉及的吹扫气体的供给方法中，吹扫气体流量控制部110的吹扫气体流量计算部111根据与进气量Qa相关的参数求出吹扫流量Qp。在此，与进气量Qa相关的参数中包括与燃气涡轮机转速有关的参数。关于与燃气涡轮机转速有关的参数，例如可以是检测燃气涡轮机转速的转速传感器9(参考图1)的检测值，也可以是燃气涡轮机转速的控制值。并且，关于与燃气涡轮机转速有关的参数，可以是预先测定或者通过预先计算求出的跳闸后的燃气涡轮机转速的推移的数据。

在图3所示的一实施方式所涉及的吹扫气体的供给方法中，若接收到例如表示燃气涡轮机2跳闸的跳闸信号时，如上所述，吹扫气体流量控制部110的吹扫气体流量计算部111例如从跳闸后的燃气涡轮机转速的推移的数据求出吹扫结束的时刻t3的进气量Qa。

而且，吹扫气体流量计算部111从时刻t3的进气量Qa计算吹扫流量Qp的上限阈值Thu。

吹扫气体流量计算部111从所求出的上限阈值Thu计算吹扫所需的时间tp，并计算开始吹扫的时刻t2。

吹扫气体流量计算部111分别计算与吹扫流量Qp的上限阈值Thu对应的流量调节阀34的阀开度。而且，吹扫气体流量计算部111在成为时刻t2的时刻将上述的阀开度的信息输出至阀控制信号输出部112。

阀控制信号输出部112根据从吹扫气体流量计算部111接收的阀开度的信息生成并输出用于驱动流量调节阀34的未图示的致动器的控制信号。

在各流量调节阀34中，通过接收该控制信号，从而未图示的致动器对各流量调节阀34的开度进行调节。由此，以所期望的吹扫流量Qp向各燃料配管供给吹扫气体。

在图3所示的一实施方式所涉及的吹扫气体的供给方法中，以考虑了从燃气涡轮机入口的进气量Qa的流量来供给吹扫气体，因此，能够抑制在燃烧器4的下游侧产生燃料气体的浓度相对较高的区域。由此，能够抑制意外点火等，因此，能够提高燃气涡轮机2的安全性。

并且，由于与进气量Qa相关的参数中包括与燃气涡轮机转速有关的参数，因此，能够相对容易地计算进气量Qa。

并且，与进气量Qa相关的参数中优选包括与进口导叶开度有关的参数。关于与进口导叶开度有关的参数，例如可以是进口导叶6的开度，即致动器6a的驱动位置的信息，也可以是进口导叶开度控制指令IGVCSO。

由此，能够提高进气量Qa的计算精度。

如此，在图3所示的一实施方式所涉及的吹扫气体的供给方法中，也可以是：吹扫气体流量控制部110以不超过和与进气量Qa相关的参数对应的吹扫流量Qp的上限阈值Thu的方式控制吹扫流量Qp。

由此，以不超过上限阈值Thu的方式控制吹扫流量Qp，并且能够抑制在燃烧器4的下游侧产生燃料气体的浓度相对较高的区域。

并且，在图3所示的一实施方式所涉及的吹扫气体的供给方法中，上限阈值Thu能够设定为在吹扫期间中的进气量Qa中即使为最少的进气量Qa时氢浓度Ch也小于燃料气体的爆炸下界限LEL。

由此，提高抑制在燃烧器4的下游侧产生燃料气体的浓度相对较高的区域的可靠性。

在图3所示的一实施方式所涉及的吹扫气体的供给方法中，可以将吹扫期间中的吹扫流量Qp设定为恒定。

即，在图3所示的一实施方式所涉及的吹扫气体的供给方法中，也可以是：吹扫气体流量控制部110以吹扫期间中的吹扫流量Qp成为恒定的方式对吹扫流量Qp进行控制。

由此，能够简化如后述那样控制各流量调节阀34的控制装置100的控制内容，并且能够抑制控制装置100中的处理器101等的负荷。

在图3所示的一实施方式所涉及的吹扫气体的供给方法中，优选在燃气涡轮机2跳闸时根据与上述进气量Qa相关的参数对吹扫流量Qp进行控制。

即，在图3所示的一实施方式所涉及的吹扫气体的供给方法中，也可以是：吹扫气体流量控制部110在燃气涡轮机2跳闸时根据与上述进气量Qa相关的参数开始对吹扫流量Qp进行控制。

由此，能够抑制在燃气涡轮机2的跳闸时在燃烧器4的下游侧产生燃料气体的浓度相对较高的区域的情况。因此，能够抑制燃气涡轮机2的跳闸时的意外点火等，因此能够提高燃气涡轮机2的跳闸时的安全性。

另外，在图3所示的一实施方式所涉及的吹扫气体的供给方法中，也可以是：吹扫流量Qp在不超过吹扫气体的流量的上限阈值Thu的范围内在吹扫期间中发生变动。

在吹扫期间结束之后，即时刻t3以后，燃烧器4的未图示的燃料喷嘴不再从燃料喷嘴吹出燃料气体，因此氢浓度Ch逐渐降低。

(图4所示的另一实施方式的吹扫气体的供给方法的情况)

在图4所示的另一实施方式所涉及的吹扫气体的供给方法中，根据随着时间的流逝而发生变化的进气量Qa来变更吹扫流量Qp。即，在图4所示的另一实施方式所涉及的吹扫气体的供给方法中，在吹扫期间中使氢浓度Ch不超过基准浓度Cs的范围内，随着进气量Qa的增减而使吹扫流量Qp增减。

具体而言，吹扫气体流量控制部110的吹扫气体流量计算部111根据吹扫流量Qp随着进气量Qa的增减而增减的函数fx计算吹扫流量Qp。即，函数fx为如下函数，即，能够计算与进气量Qa对应的吹扫流量Qp，并且能够计算随着进气量Qa减少而吹扫流量Qp减少的函数。

在图4所示的另一实施方式所涉及的吹扫气体的供给方法中，该函数fx为将与进气量Qa相关的参数和吹扫气体的流量建立关联的函数。

另外，在图4所示的另一实施方式所涉及的吹扫气体的供给方法中，与进气量相关的参数与图3所示的一实施方式所涉及的吹扫气体的供给方法中的参数相同。

若将与进气量Qa相关的参数设为Pa，则函数fx例如如下式(1)表示。

fx＝f(Pa)……(1)

在图4所示的另一实施方式所涉及的吹扫气体的供给方法中，例如接收到表示燃气涡轮机2跳闸的跳闸信号时，如上所述，吹扫气体流量计算部111基于函数fx来计算吹扫流量Qp。

吹扫气体流量计算部111从所计算出的吹扫流量Qp计算吹扫所需的时间tp，并计算开始吹扫的时刻t2。

吹扫气体流量计算部111计算与所计算出的吹扫流量Qp对应的流量调节阀34的各个阀开度。而且，吹扫气体流量计算部111在成为时刻t2的时刻开始将上述阀开度的信息输出至阀控制信号输出部112。成为时刻t3之前，吹扫气体流量计算部111反复执行基于函数fx的吹扫流量Qp的计算、与所计算出的吹扫流量Qp对应的流量调节阀34的各自的阀开度的计算及所计算出的阀开度的信息的向阀控制信号输出部112输出。

阀控制信号输出部112根据从吹扫气体流量计算部111接收的阀开度的信息生成并输出用于驱动流量调节阀34的未图示的致动器的控制信号。

在各流量调节阀34中，通过接收该控制信号，从而未图示的致动器对各流量调节阀34的开度进行调节。由此，以所期望的吹扫流量Qp向各燃料配管供给吹扫气体。

在图4所示的另一实施方式所涉及的吹扫气体的供给方法中，由于能够根据进气量Qa来设定吹扫流量Qp，因此，相较于与进气量Qa无关地设定吹扫流量Qp的情况，能够抑制意外点火等的同时相对迅速地完成吹扫。

即，在图4所示的另一实施方式所涉及的吹扫气体的供给方法中，吹扫气体流量控制部110的吹扫气体流量计算部111根据与进气量Qa相关的参数而求出吹扫流量Qp。在此，与进气量Qa相关的参数中包括与燃气涡轮机转速有关的参数。关于与燃气涡轮机转速有关的参数，例如可以是检测燃气涡轮机转速的转速传感器9(参考图1)的检测值，也可以是燃气涡轮机转速的控制值。并且，关于与燃气涡轮机转速有关的参数，可以是预先测定或者通过预先计算求出的跳闸后的燃气涡轮机转速的推移的数据。

由此，以考虑了从燃气涡轮机入口的进气量Qa的流量来供给吹扫气体，因此，能够抑制在燃烧器4的下游侧产生燃料气体的浓度相对较高的区域的情况。由此，能够抑制意外点火等，因此，能够提高燃气涡轮机2的安全性。

并且，由于与进气量Qa相关的参数中包括与燃气涡轮机转速有关的参数，因此，能够相对容易地计算进气量Qa。

并且，与进气量Qa相关的参数中优选包括与进口导叶开度有关的参数。关于与进口导叶开度有关的参数，例如可以是进口导叶6的开度，即致动器6a的驱动位置的信息，也可以是进口导叶开度控制指令IGVCSO。

由此，能够提高进气量Qa的计算精度。

在图4所示的另一实施方式所涉及的吹扫气体的供给方法中，优选以吹扫期间中燃气涡轮机内部的燃料气体的浓度成为小于燃料气体的爆炸下界限LEL的方式计算吹扫流量Qp。

由此，能够进一步提高燃气涡轮机的安全性。

在图4所示的另一实施方式所涉及的吹扫气体的供给方法中，优选在燃气涡轮机2跳闸时根据与上述进气量Qa相关的参数对吹扫流量Qp进行控制。

即，在图4所示的另一实施方式所涉及的吹扫气体的供给方法中，也可以是：吹扫气体流量控制部110在燃气涡轮机2跳闸时根据与上述进气量Qa相关的参数开始对吹扫流量Qp进行控制。

由此，能够抑制在燃气涡轮机2的跳闸时在燃烧器4的下游侧产生燃料气体的浓度相对较高的区域的情况。因此，能够抑制燃气涡轮机2的跳闸时的意外点火等，因此能够提高燃气涡轮机2的跳闸时的安全性。

在吹扫期间结束之后，即时刻t3以后，燃烧器4的未图示的燃料喷嘴不再从燃料喷嘴吹出燃料气体，因此氢浓度Ch逐渐降低。

本发明并不限定于上述实施方式，还包括对上述实施方式加以变形的方式或将这些方式适当组合而成的方式。

例如，在上述说明中，主要对以额定转速运行的燃气涡轮机2的跳闸时进行了说明，但也可以在燃气涡轮机2停机运行时跳闸的情况下或在燃气涡轮机2启动时跳闸的情况下如上述那样控制吹扫流量Qp。

上述各实施方式中所记载的内容例如可以如下理解。

(1)本发明的至少一实施方式所涉及的一种燃气涡轮机2的控制装置100，其具备：吹扫气体流量控制部110，对用于将残留在燃气涡轮机内部的燃料气体排出到燃气涡轮机外部的吹扫气体的流量(吹扫流量Qp)进行控制。吹扫气体流量控制部110根据与从燃气涡轮机入口的进气量Qa相关的参数对吹扫气体的流量进行控制。

根据上述(1)的结构，以考虑了从燃气涡轮机入口的进气量Qa的流量来供给吹扫气体，因此，能够抑制在燃烧器4的下游侧产生燃料气体的浓度相对较高的区域的情况。由此，能够抑制意外点火等，因此，能够提高燃气涡轮机2的安全性。

(2)若干实施方式中，在上述(1)的结构中，优选吹扫气体流量控制部110根据将和进气量Qa相关的参数与吹扫气体的流量(吹扫流量Qp)建立关联的函数fx来控制吹扫气体的流量。

根据上述(2)的结构，能够根据进气量Qa来设定吹扫气体的流量(吹扫流量Qp)，因此，相较于与进气量Qa无关地设定吹扫气体的流量的情况，能够抑制意外点火等的同时相对迅速地完成吹扫。

(3)若干实施方式中，在上述(2)的结构中，优选吹扫气体流量控制部110以吹扫气体的流通期间中燃气涡轮机内部的燃料气体的浓度成为小于燃料气体的爆炸下界限LEL的方式控制吹扫气体的流量(吹扫流量Qp)。

根据上述(3)的结构，能够进一步提高燃气涡轮机2的安全性。

(4)若干实施方式中，在上述(1)的结构中，也可以是：吹扫气体流量控制部110以不超过与进气量Qa相关的参数对应的吹扫气体的流量(吹扫流量Qp)的上限阈值Thu的方式控制吹扫气体的流量(吹扫流量Qp)。

根据上述(4)的结构，以不超过考虑了从燃气涡轮机入口的进气量Qa的上限阈值Thu的方式控制吹扫气体的流量(吹扫流量Qp)，能够抑制在燃烧器4的下游侧产生燃料气体的浓度相对较高的区域的情况。

(5)若干实施方式中，在上述(4)的结构中，优选上限阈值Thu设定为在吹扫气体的流通期间中的进气量Qa中即使为最少的进气量Qa时燃气涡轮机内部的燃料气体的浓度也小于燃料气体的爆炸下界限LEL。

根据上述(5)的结构，提高抑制在燃烧器4的下游侧产生燃料气体的浓度相对较高的区域的可靠性。

(6)若干实施方式中，在上述(5)的结构中，也可以是：吹扫气体流量控制部110以吹扫气体的流通期间中的吹扫气体的流量(吹扫流量Qp)成为恒定的方式控制吹扫气体的流量(吹扫流量Qp)。

根据上述(6)的结构，能够简化吹扫气体流量控制部110的控制内容。由此，能够抑制吹扫气体流量控制部110的处理器101等的负荷。

(7)若干实施方式中，在上述(1)至(6)中的任一结构中，也可以是，若检测到燃气涡轮机2跳闸，则吹扫气体流量控制部110根据与从燃气涡轮机入口的进气量Qa相关的参数开始对吹扫气体的流量(吹扫流量Qp)进行控制。

根据上述(7)的结构，能够抑制在燃气涡轮机2跳闸时在燃烧器4的下游侧产生燃料气体的浓度相对较高的区域的情况。由此，能够抑制燃气涡轮机2跳闸时的意外点火等，因此，能够提高燃气涡轮机2跳闸时的安全性。

(8)若干实施方式中，在上述(1)至(7)中的任一结构中，优选与进气量Qa相关的参数中包括与燃气涡轮机转速有关的参数。

根据上述(8)的结构，能够相对容易地计算进气量Qa。

(9)若干实施方式中，在上述(8)的结构中，优选与进气量Qa相关的参数中包括与进口导叶开度有关的参数。

根据上述(9)的结构，能够提高进气量Qa的计算精度。

(10)本发明的至少一个实施方式所涉及的燃气涡轮机2，其具备：上述(1)至(9)中任一结构的燃气涡轮机2的控制装置100；流量调节装置(各流量调节阀34)，调节吹扫气体的流量(吹扫流量Qp)；及涡轮5，通过使燃料气体燃烧而产生的燃烧气体旋转。

根据上述(10)的结构，由于具备上述(1)至(9)中任一结构的燃气涡轮机2的控制装置100，因此，能够抑制在燃烧器4的下游侧产生燃料气体的浓度相对较高的区域的情况。由此，能够抑制意外点火等，因此，能够提高燃气涡轮机2的安全性。

(11)本发明的至少一个实施方式所涉及的燃气涡轮机2的控制方法，其中，根据与从燃气涡轮机入口的进气量Qa相关的参数，对用于将残留在燃气涡轮机内部的燃料气体排出到燃气涡轮机外部的吹扫气体的流量(吹扫流量Qp)进行控制。

根据上述(11)的方法，以考虑了从燃气涡轮机入口的进气量Qa的流量来供给吹扫气体，因此，能够抑制在燃烧器的下游侧产生燃料气体的浓度相对较高的区域的情况。由此，能够抑制意外点火等，因此，能够提高燃气涡轮机2的安全性。

符号说明

2-燃气涡轮机，3-压缩机，5-涡轮，6-进口导叶，20-燃料系统，26-燃料配管，30-吹扫气体系统，33、34-流量调节阀，100-控制装置，101-处理器，103-存储器，110-吹扫气体流量控制部，111-吹扫气体流量计算部，112-阀控制信号输出部。

Claims (11)

1.一种燃气涡轮机的控制装置，其具备：

吹扫气体流量控制部，对用于将残留在燃气涡轮机内部的燃料气体排出到燃气涡轮机外部的吹扫气体的流量进行控制，

所述吹扫气体流量控制部根据与从燃气涡轮机入口的进气量相关的参数对所述吹扫气体的流量进行控制。

2.根据权利要求1所述的燃气涡轮机的控制装置，其中，

所述吹扫气体流量控制部根据将与所述进气量相关的参数和所述吹扫气体的流量建立关联的函数对所述吹扫气体的流量进行控制。

3.根据权利要求2所述的燃气涡轮机的控制装置，其中，

所述吹扫气体流量控制部以使在所述吹扫气体的流通期间中所述燃气涡轮机内部的所述燃料气体的浓度成为小于所述燃料气体的爆炸下界限的方式对所述吹扫气体的流量进行控制。

4.根据权利要求1所述的燃气涡轮机的控制装置，其中，

所述吹扫气体流量控制部以不超过与所述进气量相关的参数对应的所述吹扫气体的流量的上限阈值的方式对所述吹扫气体的流量进行控制。

5.根据权利要求4所述的燃气涡轮机的控制装置，其中，

所述上限阈值设定为在所述吹扫气体的流通期间中的所述进气量中即使为最少的进气量时所述燃气涡轮机内部的所述燃料气体的浓度也小于所述燃料气体的爆炸下界限。

6.根据权利要求5所述的燃气涡轮机的控制装置，其中，

所述吹扫气体流量控制部以使所述吹扫气体的流通期间中的所述吹扫气体的流量成为恒定的方式对所述吹扫气体的流量进行控制。

7.根据权利要求1或2所述的燃气涡轮机的控制装置，其中，

若检测到所述燃气涡轮机跳闸，则所述吹扫气体流量控制部根据与从所述燃气涡轮机入口的进气量相关的参数开始对所述吹扫气体的流量进行控制。

8.根据权利要求1或2所述的燃气涡轮机的控制装置，其中，

与所述进气量相关的参数中包括与燃气涡轮机转速有关的参数。

9.根据权利要求8所述的燃气涡轮机的控制装置，其中，

与所述进气量相关的参数中包括与进口导叶开度有关的参数。

10.一种燃气涡轮机，其具备：

权利要求1或2所述的燃气涡轮机的控制装置；

流量调节装置，调节所述吹扫气体的流量；及

涡轮，通过使所述燃料气体燃烧而产生的燃烧气体旋转。

11.一种燃气涡轮机的控制方法，其中，

根据与从燃气涡轮机入口的进气量相关的参数，对用于将残留在燃气涡轮机内部的燃料气体排出到燃气涡轮机外部的吹扫气体的流量进行控制。