JP2000310128A

JP2000310128A - 予備容量制御装置を有するガスタービン発電機

Info

Publication number: JP2000310128A
Application number: JP2000073245A
Authority: JP
Inventors: William Irwin Rowen; ウィリアム・アーウィン・ローウェン; Raj Kumar Anand; ラジ・クーマー・アナンド; Richard John Wooding; リチャード・ジョン・ウッディング
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1999-03-16
Filing date: 2000-03-16
Publication date: 2000-11-07
Anticipated expiration: 2020-03-16
Also published as: DE60029660D1; EP1036924A2; DE60029660T2; JP4848086B2; EP1036924A3; US6164057A; EP1036924B1

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】所望の予備出力容量を維持するようにガスタ
ービンを運転する制御装置を得ること。【解決手段】圧縮機の前置静翼角度２１０がガスター
ビンの予備容量を指示するものとして適用される。実際
の前置静翼角度２０６が、所望予備容量に対応する所望
前置静翼角度２１０と比較される。制御装置２００がガ
スタービンへの燃料流を調整してタービン出力を調整す
ることにより実際の前置静翼角度を所望予備容量に対応
する所望値に保つ。

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はガスタービンにより駆動される発電機に関し、
特に、発電機の予備容量を調整する技術に関する。

【０００１】公益企業体と独立発電業者（ＩＰＰ）とは
ガスタービンを用いて発電を行う。ガスタービンは発電
機を回すことによって電力を発生する。電力は、電力グ
リッドを介して電力を購買する顧客に分配される。公益
企業とＩＰＰはしばしばそれらの発電量の所定量を予備
電力として確保する必要がある。

【０００２】例えば、系統周波数の調整プログラムの一
端を担うために、ＩＰＰは、その発電容量の特定割合を
予備容量として確保しなければならない。予備容量は、
グリッド周波数が低下したときに、ＩＰＰがその予備容
量から追加電力をできるように、維持されるものでなけ
ればならない。ＩＰＰが周波数調整プログラムに関与す
る利点は、ＩＰＰが接続公益企業から財政的なあるいは
他の補償を受けることである。予備容量に対する要請は
また契約によって課せられることがあり、例えば、公益
企業が、そのガスタービンが部分負荷容量（例えば、タ
ービンの全出力容量の９５％）で稼働することを要請す
る場合に課せられる。

【０００３】発電容量のある割合を予備容量として維持
するためには、ＩＰＰは、稼働時のガスタービンの利用
可能な全容量を知らなければならない。ガスタービンに
よる発電所の利用可能容量は、発電所での周囲状態、例
えば、温度と気圧に大いに依存する。ガスタービンの容
量に影響する他の因子は、ガスタービンの状態（例え
ば、圧縮機の清潔度、タービン劣化、燃料の種類と品
質）を包含する。これらの因子は全て可変であり確実に
予測することは困難である。

【０００４】[発電システムの特性]大電流交流グリッド
に電気的に接続された発電機を駆動する単軸のガスター
ビンでは、グリッド周波数が、その接続されたガスター
ビン発電機の速度を決定する。ガスタービンの機械的出
力と、その結果発電機によってグリッドに供給される電
力は、ガスタービン燃焼器への燃料流によって決定され
る。燃焼の結果生じるガスタービンの内部温度と排気温
度は、燃焼器への燃料流量と、ガスタービン圧縮機から
燃焼器に供給される空気流量との関数である。

【０００５】ガスタービン制御装置は燃料流を調整して
所望出力を発生させ、しかも最大燃料流量を制限して、
周囲状態と機械状態の期待範囲にわたって容認し得る運
転温度を確保する。制御装置は、この最大限度内で、空
気流を限られた範囲にわたって変えて熱回収用の部分負
荷排気温度を最適化することにより、運転温度を調整す
る。

【０００６】ガスタービン発電機出力を決定する燃料流
制御は上記速度制御の延長である。この速度制御、即
ち、ガバナ機能(governor function)は、ガスタービン
発電機の速度を電力グリッドに接続する前においてその
発電機速度を制御するために使用される。これにより、
ガスタービン始動中における滑らかな遷移と、グリッド
との同期とが可能になる。このガバナは、通例４％〜７
％の非常に狭い比例帯域をもつ比例制御装置として機能
し、そして通常「垂下("droop")」型ガバナと呼ばれ、
その垂下特性は上記比例帯域に等しい。ガバナ（調速
機）の比例関係により、ガスタービン燃焼器への燃料流
が許容限度内で増減され、こうして、ガスタービンは、
グリッド系統周波数がグリッドにおいて電力需要の変化
に応じて変わるにつれ、他の接続発電機とともにガスタ
ービン定格に比例する負荷分担をなす。

【０００７】[実施態様の機能的説明]ガスタービンの実
際容量を決定することは、その容量が、上述の周囲の状
態と他の可変要因とに依存するので、従来困難であっ
た。ガスタービンの容量を決定する従来の方法は、それ
を全負荷で運転し、その最大出力を測定することであ
る。測定された最大容量は予備容量を任意の時点で決定
するのに必要である。この従来方法の欠点は、選択され
た予備容量を維持するためにガスタービンを動的に調整
する目的で、その実際の最大可能出力を利用できないこ
とである。なぜなら、それは、タービンを定期的に最大
容量で運転すること（これは、ある量の予備容量を維持
すべきとする系統周波数調整運転モードと両立しない）
を必要とし、またガスタービンの正常運転を不当に妨害
することなく規則的に（例えば、毎日）実行することが
困難だからである。

【０００８】ガスタービンの容量は時間とともに変わ
り、周囲状態は天候および季節とともに変化する。天候
の変化は発電所におけるガスタービンの利用可能な容量
を変える。ガスタービンの利用可能容量に影響を及ぼす
他の機械的要因も時間とともに変わる。ガスタービンの
正確に選択された予備容量を決定しかつ維持すること
は、タービンの現在の最大容量を決定することが困難で
あるという理由で、非常に困難であった。従って、運転
中のガスタービンにおいて利用可能な最大出力容量と予
備容量とをリアルタイムで正確に決定する技術が、長期
にわたって必要とされてきた。

【０００９】本件の発明者は、どの運転条件がタービン
の予備容量を指示するかを決定するために、ガスタービ
ンの熱力学的解析を行い、そして全開でないときの前置
静翼（ＩＧＶ）の角度が予備容量を示し得ることを発見
した。ＩＧＶの角度は、ガスタービンの予備容量に対し
て、様々な周囲状態（例えば、温度と気圧）に亘ってか
なり首尾一貫した関係を示した。ＩＧＶ角度を一定に保
つことにより、ガスタービンの予備容量も周囲状態の広
範囲にわたって比較的一定に保たれた。

【００１０】ＩＧＶ角度と予備容量との関係は、熱回収
モードで運転するガスタービンでは特に強固であること
がわかった。ガスタービンから放出される熱を回収する
ために、排気を、「熱回収蒸気発生器」の水を満たした
管の外に通し、そこで蒸気を発生させる。この蒸気は蒸
気タービン内の追加動力の発生に使用するか、あるいは
プロセスの熱源として直接使用することができる。

【００１１】熱回収モードでは、ＩＧＶの角度は、ター
ビンの排気温度と、回収された排気エネルギーとを最大
にするように調整され、これにより総合的な部分負荷熱
消費率を最適化する。空気流量、従って排気温度は、ガ
スタービン圧縮機入口における周囲状態によって影響さ
れる。排気温度が最高となるようにＩＧＶの角度を変え
ることにより、ＩＧＶ角度が間接的に調整されて周囲状
態の変化を補償する。ＩＧＶを周囲状態に対応するよう
に間接的に調整することにより、ＩＧＶの角度はガスタ
ービンの予備容量を良く示すものであると考えられる。
従って、特に熱回収モードで稼働するガスタービンに関
しては、ＩＧＶの角度を調整することにより、ガスター
ビンの予備容量を調整および（または）維持することが
できる。

【００１２】本件発明者は、長い期間に亘ってあるＩＧ
Ｖ角度を保つためにガスタービンの運転状態を調整する
ことにより、所望の平均予備発電容量を維持するような
予備容量制御装置を考案した。タービン運転者は、例え
ば、タービンが周波数制御(F.C.)モードで稼働すべきと
きには、予備容量のある割合を選択すればよい。F.C.モ
ードは、ガスタービンが系統周波数調整プログラムに従
って稼働すべきときに用いられる。運転者により選択さ
れた予備容量の割合は、制御装置により、要求ＩＧＶ角
度指令に変換される。この要求ＩＧＶ角度は実際ＩＧＶ
角度と比較される。もしＩＧＶの要求角度と実際角度と
に差があれば、制御装置は補正信号を発し、この信号
は、ガスタービンのための「比例プラスリセット制御ア
ルゴリズム」に入力される。この制御アルゴリズムはガ
スタービン制御装置によって実行され、そしてガスター
ビン内の燃焼器への燃料流の制御に用いられる。燃料流
を調整することにより、制御装置はガスタービンの出力
を変え、それに応じてＩＧＶ角度が変わる。制御装置は
燃料流を調整して、選択予備容量に対応するＩＧＶ角度
を保つ。

【００１３】ガスタービン制御装置は制御アルゴリズム
の出力を積分してＩＧＶ制御装置からの入力誤差信号を
ゼロに減らす。制御アルゴリズムの出力は、その出力を
速度／負荷ガバナ（調速機）に加えることにより積分さ
れる。詳しくは、ＩＧＶ誤差信号はＩＧＶ補正信号に代
数的に加算されかつタービン負荷フィードバック信号と
合算されて誤差信号を発し、この信号は燃料制御によっ
て実行されるアルゴリズムの入力となる。制御アルゴリ
ズムの出力を速度／負荷設定点に加えることにより、調
速機は燃焼器への燃料流を調整して設定点の変化を補償
する。燃料流は、ＩＧＶ誤差値がゼロに減らされるまで
調整され、この時点でＩＧＶの角度が選択予備出力容量
のための角度に合致する。

【００１４】本発明の利点の一つは、ガスタービン用の
本調速機が、系統内の短期の周波数変化に応動し、しか
も一定の平均予備容量を保つことができることである。
接続されたグリッドでの系統の周波数、即ち、電気的交
番速度は、発生電力と使用電力（即ち、系統負荷）との
差によって決定される。もし発生電力が接続負荷より少
なければ、系統周波数はその差に比例する比率で低下す
る。発電機における予備容量は、電力容量が予期せぬ負
荷増大やまたは不慮の停止による発電機損失等と整合で
きるように常に利用可能であることを保証する。

【００１５】詳述すると、「比例プラスリセット制御ア
ルゴリズム」を、この負荷フィードバック信号によって
なされる系統負荷分担のために垂下調速機と関連してガ
スタービンを制御するように、使用してもよい。垂下調
速機は、ガスタービンと接続系統の速度を監視し、そし
て燃焼器への燃料流を調整してタービン出力を制御す
る。負荷分担とは、負荷と発電との不釣合いが系統に存
在するとき、グリッド系統に接続された全ての発電機が
個々の定格に比例して応動する能力を意味する。「比例
プラスリセットアルゴリズム」と、負荷フィードバック
信号を用いる垂下調速機とのこの構成は、一般に「一定
設定可能垂下("constant settable droop"」調速機と呼
ばれる。本発明は、一定設定可能垂下調速機とともに稼
働するガスタービンに限定されず、ＩＧＶ誤差信号を調
速機設定点に加え得る従来の垂下調速機を用いる場合
と、他のガスタービン構成にも役立つ。

【００１６】本ＩＧＶ角度補正制御装置は、周囲状態の
比較的長期間、例えば、数時間または数日の変化に関す
る補正をなすように設定してもよい。周囲状態、例え
ば、温度と気圧の変化は、数時間および数日にわたって
緩やかに発生する。従って、周囲状態の変化に関する補
正をなすための調整は、比較的時たま、例えば、３〜６
時間毎に１回行えばよい。

【００１７】他方、グリッド系統周波数の変動は、数秒
の時間に発生する系統電力不均衡によって生じる短期外
乱であり、そして調速機による、より即応的な燃料流変
化を必要とする。本発明は、ＩＧＶ制御装置を非常に長
い応答時間をもつように設定するとともに、グリッド系
統周波数変動に応答するように調速機の通常高速応答を
利用することにより、両方の必要に対処する。短期と長
期の作用は同時にかつ連続的に発生し、ＩＧＶ制御装置
は時間平均出力レベルつまり平均値を設定し、そのあた
りで調速機が接続グリッドの短期周波数制御要件に合う
ように燃料流を変える。

【００１８】さらに、ＩＧＶの角度の調整に適用される
上記の誤差補正は、ガスタービン速度に対する効果を減
らすことに制限してもよい。例えば、ＩＧＶ補正は、タ
ービン出力をガスタービンの全出力の±３％だけ変える
ことに制限され得る。ＩＧＶ角度の補正に適用されるべ
き調整に対して適当な限度（例えば、３％）を設けるこ
とは、ガスタービンの予備容量が容認し得る限度内に保
たれることを可能にし、そしてガスタービンをサイト定
格の５０％〜１２５％の正常の複合サイクル運転負荷範
囲(combined cycle operating load range)内で運転す
るのに十分であるべきである。正常複合サイクル負荷範
囲は、発電機を駆動するガスタービンの正常運転状態を
表す。サイト定格はガスタービンと発電機の銘板定格発
電容量である。

【００１９】ガスタービンは、「周波数制御」（Ｆ．
Ｃ．）指令信号が運転者から制御装置に送られて、系統
周波数調整プログラムに関与するモードに置かれる。
Ｆ．Ｃ．指令により制御装置は予備容量設定点を設定し
て、あるＩＧＶ角度を保ち、この角度はガスタービンの
所望予備容量に対応する。所望予備容量はそのＩＧＶ角
度に対応する値に保たれる。設定点は、ガスタービンが
系統周波数調整プログラムのもとで運転されていると
き、特定予備容量を保つように適用される。予備容量用
の設定点は制御装置により所望ＩＧＶ角度に変換され
る。

【００２０】本発明は、ガスタービンの周囲と内部の状
態が変化するにつれて選択予備容量を維持するようにガ
スタービンを運転することを可能にする。予備容量を維
持するこの能力は、ある予備発電容量を必要とする系統
周波数調整プログラムにおいてガスタービンを運転する
とき特に有用である。従って、本発明は、ガスタービン
の選択容量を予備容量として動的に維持することの可能
なガスタービン制御装置を提供するものである。

【００２１】

【実施例】図１は蒸気タービン(ST)１０３を介して発電
機(GEN)１０４を駆動する出力軸１０２を有するガスタ
ービン１００を示す。ガスタービン１００は圧縮機(COM
P)１０６と、この圧縮機から高圧空気を受入れる燃焼器
(COMB)１０８と、この燃焼器から燃焼ガスを受入れるタ
ービン(TUR)１０９とを含んでいる。圧縮機１０６とタ
ービン１０９は共通軸１１２によって連結され、この軸
は出力軸１０２に直接連結されている。

【００２２】燃料が、燃焼器１０８内のノズルに通じる
燃料管路１１４を通って燃焼器内に噴射される。燃料と
空気は燃焼器内で混合され燃焼して燃焼ガスとなりター
ビン１０９に流入する。タービン１０９は燃焼器からの
高温燃焼ガスにより駆動されて回転する。タービン１０
９の回転により圧縮機１０６が回転して空気を圧縮し燃
焼器に送る。タービン１０９は、圧縮機の駆動に必要で
ない燃焼ガスからの過剰エネルギーを用いて出力軸１０
２を駆動し、そこでそのエネルギーは蒸気タービン１０
３により発生する動力と合同し、これにより発電機１０
４が駆動されて電力を発生する。

【００２３】圧縮機１０６に通じる空気入口装置１１８
に前置静翼（inlet guide vanes =IGV）１２０が含ま
れ、圧縮機への入口空気流を制御する。ＩＧＶの角度１
２２は、ガスタービン１００を通る空気流量を、排気流
１２２の温度を許容最高温度に高める流量に合致させる
ように調整される。ＩＧＶの角度は電気機械的検知器に
より検知される。

【００２４】熱回収モードでは、ガスタービン排気から
の熱が熱回収蒸気発生器１２４に導かれ、この発生器に
より蒸気が発生して管路によって蒸気タービン１０３に
導かれ、この蒸気により発電機１０４において追加電力
が発生する。通常これは追加燃料の燃焼なしに行われ
る。

【００２５】制御装置２００は、燃焼器への燃料流を制
御し、そして圧縮機の入口で前置静翼（ＩＧＶ）１２２
の角度を設定する。制御装置２００はガスタービンの運
転パラメータの幾つか、例えば、タービン排気温度、燃
料流量、圧縮機内の空気圧力、軸回転の速度と加速度、
蒸気タービンと発電機の状態および他の運転パラメータ
を監視し得る。制御装置の一例は、ジェネラル・エレク
トリック社によって開発されかつ販売されているSpeedt
ronicＴＭ MarkVＴＭ制御装置である。

【００２６】図２は、本発明の一実施例を包含する制御
装置２００のブロック線図である。制御装置２００は速
度／負荷ガバナ（調速機）２０２と前置静翼（ＩＧＶ）
制御装置２０４とを含んでいる。ＩＧＶ制御装置２０４
は、ＩＧＶ角度を検出する通常の検知器から実際前置静
翼角度を示す信号２０６を受ける。ＩＧＶ制御装置２０
４は加算器２０８において実ＩＧＶ角度２０６と所望角
度(IGV#CMD）２１０との間の差信号を連続的に発生す
る。この誤差信号２０９は、伝達関数２２４を用いる比
例プラス積分制御装置２２２による作用を受け、伝達関
数２２４は調整可能な比例利得ＫＲＣと調整可能なリセ
ット率ＴＲＣとを含む。

【００２７】所望ＩＧＶ角度信号２１０は手動（または
自動）設定による予備容量値から決定される。詳述する
と、運転者は、ガスタービン用の所望予備容量値を上げ
るか下げることにより手動設定点入力装置２１４を調整
する。予備容量値はガスタービンの全電流容量の百分率
として表され、そして手動設定点入力装置２１４の出力
信号２１６として発生する。予備容量には、運転者によ
り設定され得る最大範囲、例えば、０％〜１０％が存在
し得る。

【００２８】設定点出力信号２１６はプロセッサ２１８
へ入力され、プロセッサ２１８は、アルゴリズムを実行
して所望ＩＧＶ角度信号２１０である出力信号を発生す
る。このアルゴリズムの一例は、所望ＩＧＶ角度信号２
１０が、８８度から、運転者が選択した百分率予備容量
に１．８（定数因子）倍した値を引いた値に等しいこと
である。例えば、所望ＩＧＶ角度信号は、定数因子を
１．８と仮定すれば、９５％の選択予備容量に対して７
９゜である。

【００２９】ＩＧＶ制御装置２２２は、ジェネラル・エ
レクトリックのSpeddtronicＴＭ制御装置において使用
されているプロセッサによって実現され得るものであ
る。制御装置２２２の出力２２０は、速度／負荷制御装
置２０２で発生される速度／負荷設定点２４２を補正す
るように用いられて、ＩＧＶ誤差信号２０９を最小にす
るように調速機設定点２５４を変更する。加えて、ＩＧ
Ｖ誤差補正信号は、上限と下限（例えば、制御装置２２
２に取入れられた出力限度による速度／負荷制御誤差信
号の±３％の変化）によって制限される。

【００３０】ＩＧＶ制御信号２２０は、前置静翼（ＩＧ
Ｖ）の角度を所望予備容量に対応する角度に調整するた
めに必要なガスタービンの出力の調整を表す。ガスター
ビンのＩＧＶ角度（従って空気流）の調整は、所望ＩＧ
Ｖ角度に合致するＩＧＶ角度設定に変換される。ガスタ
ービンの出力の調整は、燃焼器への燃料流量を変えるこ
とにより達成される。燃料流量の変化はガスタービン排
気温度を変え、この温度は燃料制御装置２００の他の部
分によって測定され、これによりＩＧＶ位置制御装置が
ＩＧＶをガスタービン排気温度を最高にする方向に動か
して熱回収を最適化する。本システムのこの部分は本発
明の主題を構成するものではない。

【００３１】本発明者は、ＩＧＶの角度とガスタービン
の利用可能な予備容量との強固な相互関係を確認した。
本発明は、ガスタービンの運転を調整して（例えば、そ
の出力を調整して）ＩＧＶの所望角度を保つことによ
り、ガスタービンを所望予備容量レベルで運転すること
を可能にする。この結果は特に驚くべきことである。な
ぜなら、ＩＧＶの角度は、以前は、ガスタービンの運転
点の設定に使用されることはなかったからである。それ
どころか、ＩＧＶの角度はガスタービンの排気温度に従
って自動的に設定されていた。従来、運転者は特定ＩＧ
Ｖ角度を選定することもせず、またＩＧＶ角度を他のな
んらかの選択可能な運転条件に対応するものとして用い
ることもなかった。従って、本発明者は、運転者により
選択される運転条件、例えば、予備容量を制御するため
にＩＧＶの角度を用いる新しいガスタービン制御機能を
案出した。

【００３２】ガスタービンは、周波数制御（Ｆ．Ｃ．）
モードで稼働中、予め選択された予備容量（またはＩＧ
Ｖ角度）を保つように運転される。ガスタービンがＦ．
Ｃ．モードで稼働するとき、ある量の予備容量が必要で
ある。ＩＧＶ制御装置２０４は、所望予備容量を保つよ
うに用いられるが、ガスタービンがＦ．Ｃ．モードで稼
働していないときは、スイッチ２２６によって、制御装
置２００から作動上隔離される。Ｆ．Ｃ．モードで作用
しないときの制御装置は、従来の速度／負荷制御装置２
０２によりガスタービンを選定出力で運転することがで
きる。

【００３３】ＩＧＶ制御装置２０４がＦ．Ｃ．モードで
作用するとき、スイッチ２２８によりガスタービン標準
排気温度制限制御装置２３０が速度バイアス信号を取入
れることができ、従ってこの温度制御装置はガスタービ
ンの速度、従って系統周波数を感知する。これにより、
ガスタービンは、系統周波数が正常レベルに戻るまで、
低下速度で発生する減少空気流を補償することができ
る。温度制御装置のこの改変は本発明の一部分ではな
い。

【００３４】負荷制御装置２３２は手動設定点入力装置
２３６を含み、これにより運転者はガスタービンの正常
負荷設定点を上げるか下げることができる。負荷制御装
置２３２の出力は標準負荷制御アルゴリズムによって発
生し、ＴＮＲ２４２で表されている。標準速度／負荷設
定点制御装置２３２の出力（ＴＮＲ）は、電力需要と線
形的に関係し得る速度誤差信号であり、従って燃料流量
となる。ＴＮＲ信号２４２は、典型的には、ある範囲例
えば９５％〜１０７％に制限される。

【００３５】負荷制御装置出力信号２４２はＩＧＶ速度
制御信号２２０および出力信号２４６と加算され（２４
４）る。この出力信号２４６は、ガスタービンに連結さ
れた発電機により発生する電力を表す信号と、所望調速
機垂下との積である。メガワット（ＭＷ）を表す発電機
出力フィードバック信号は、フィルタに掛けられ、そし
てＤＷＡＴＴ２４８と名付けられたディジタル値に変換
され、そして負荷制御装置２３２に加えられ、そこで信
号はＦ．Ｃ．モードで運転を行わないときの負荷設定点
と比較される。加えて、発電機出力フィードバック信号
（ＤＷＡＴＴ）は垂下調整ユニット２５２からの出力信
号と掛け合わされ（２５０）て、負荷フィードバック信
号２４６を発生し、この信号はグリッドに接続された他
の発電機との適当な負荷分担を保証する。

【００３６】速度設定点出力（ＴＮＲ）２４２とＩＧＶ
制御装置出力２２０との合計２４４から、垂下補正出力
フィードバック信号２４６を引いた結果が、調速機設定
点２５４である。所望調速機設定点２５４は実速度信号
２５６と比較されて誤差信号２５８を発生し、この誤差
信号は標準調速機２６０の入力となり、この調速機は、
速度／負荷制御要件を満たすために必要な燃料流量を表
す所望燃料指令信号（ＦＳＲＮ）２６２を発する。

【００３７】実タービン速度信号２５６は、また、標準
加速制限制御装置２６４の入力として供給される。この
制御装置はタービンロータ速度の変化率を決定し、それ
をタービン運転モード（始動対運転）の関数である幾つ
かの許容加速限度の一つと比較し、そしてタービンロー
タ加速を許容限度に制限するために必要な燃料流量を表
す信号FSRACC２６６を発する。この制御はガスタービン
始動中に用いられ、また、グリッドへの発電機出力接続
が失われた場合の過大なロータ超過速度の防止に役立
つ。

【００３８】ガスタービン排気温度は標準排気温度制限
装置２３０の入力として用いられ、そこでは、その温度
は、タービン運転パラメータの関数として決定される許
容排気温度と比較される。この許容排気温度は、前述の
ように、Ｆ．Ｃ．モードの運転時にタービン速度により
補正される。温度制限装置２３０は、排気温度を許容レ
ベルに制限するために必要な燃料流量を表す信号ＦＳＲ
Ｔ２６８を発する。

【００３９】FSRACC信号とＦＳＲＮ信号とＦＳＲＴ信号
は低値選択器２７０に送られ、この選択器はこれらの信
号の最低値を選択し、この値を燃料流制御信号ＦＳＲ２
７２として用いる。ＦＳＲ信号は、燃料をガスタービン
の燃焼器に供給する燃料系統に送られる。燃料流の調整
により、タービン出力は、ＩＧＶを所望角度に間接的に
調整して所望予備電力容量を維持するように制御され
る。

【００４０】以上、本発明の最適実施例と考えられるも
のについて説明したが、本発明は開示した実施例に限定
されるものではなく、本発明の範囲内で様々な改変と対
等構成が可能であることを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

【図１】熱回収モードで稼働しそして発電機を駆動する
発電用ガスタービンを示すブロック線図である。

【図２】本発明の第１実施例である一定設定可能垂下調
速機のブロック制御線図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ラジ・クーマー・アナンドアメリカ合衆国、ニューヨーク州、ボールストン・レイク、ヒルズ・ロード、３番 (72)発明者リチャード・ジョン・ウッディングアメリカ合衆国、ニューヨーク州、デランソン、マッジ・ロード、2362番

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】前置静翼（１２０）を有する空気入口
（１１８）と、空気を前記入口（１１８）から受入れる
圧縮機（１０６）と、この圧縮機からの圧縮空気と燃料
とを受入れる燃焼器（１０８）と、燃焼ガスを前記燃焼
器（１０８）から受入れそして前記圧縮機（１０６）と
発電機（１０４）とを駆動するタービン（１０９）とを
有するガスタービン（１００）における、前記燃焼器へ
の燃料流を調整する制御装置（２００）であって、前記前置静翼（１２０）の実際角度を示す信号（２０
６）を受けて、前記前置静翼（１２０）の実角度（２０
６）を所望の前置静翼角度（２１０）と比較する代数的
加算器（２０８）であって、前記前置静翼の前記実際角
度と前記所望角度との間に差が存在するとき、前置静翼
補正信号（２０９）を発する加算器（２０８）と、前記前置静翼補正信号に応じて前記燃焼器への燃料流を
調整する燃料制御装置（２００）とを具備する制御装置
（２００）。
【請求項２】請求項１記載のガスタービンにおいて、所望予備容量信号（２１６）を発する予備容量設定点入
力装置（２１４）と、前記所望予備容量信号を前記所望前置静翼角度を含む前
置静翼指令信号（２１０）に変換する処理装置（２１
８）とをさらに含むことを特徴とする制御装置。
【請求項３】請求項１記載のガスタービンにおいて、
前記前置静翼補正信号を予め定められた範囲に制限する
制限装置（２２２）をさらに含むことを特徴とする制御
装置。
【請求項４】前置静翼（１２０）を有する圧縮機（１
０６）と、この圧縮機からの圧縮空気と燃料（１１４）
とを受入れる燃焼器（１０８）と、この燃焼器から燃焼
ガスを受入れ、そして前記圧縮機（１０６）と負荷（１
０４）とに連結された軸（１１２）を駆動するタービン
（１０９）とを有するガスタービン（１００）を制御す
る方法であって、（Ａ）前記圧縮機に連結された前記軸
の回転速度を検知する工程と、（Ｂ）前記前置静翼（１
２０）の所望角度（２１０）を設定する工程と、（Ｃ）
前記前置静翼（１２０）の実角度（２０６）を検知する
工程と、（Ｄ）前記前置静翼の前記実際角度と前記所望
角度との差を示す補正信号（２０９）を生成する工程
と、（Ｅ）前記燃焼器へ流れる燃料を調整するように前
記補正信号を適用する（２２０、２４４）工程と、
（Ｆ）段階（Ａ）〜（Ｅ）を連続的に実行して前記前置
静翼の前記実際角度と前記所望角度との差を減らす工程
とを具備することを特徴とする方法。