JP2014114794A - Gas turbine control device and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガスタービン制御装置および制御方法に関するものである。 The present invention relates to a gas turbine control device and a control method.
ガスタービン発電装置は、燃焼器へ燃料を供給する複数のメインノズルを有している。メインノズルは複数のノズル群に分けられ、ガスタービンの負荷に応じ燃料供給に使用するノズル群を切り替えることが行われている。このノズル群を切り替える際にガスタービンの出力が変動するため、例えば特許文献１には、先行的に燃料流量を補正することが開示されている。また特許文献２には、燃焼基準温度に基づき燃料流量を補正することが開示されている。
The gas turbine power generator has a plurality of main nozzles that supply fuel to the combustor. The main nozzle is divided into a plurality of nozzle groups, and the nozzle group used for fuel supply is switched according to the load of the gas turbine. Since the output of the gas turbine fluctuates when this nozzle group is switched, for example, Patent Document 1 discloses that the fuel flow rate is corrected in advance.
しかしながら、上記特許文献１に開示された発明では、燃料流量を先行して補正するため、また、上記特許文献２に開示された発明では、燃焼基準温度に基づいて燃焼効率を推定するため、補正した値と補正すべき値との間に差異が生じガスタービンの出力変動が起きるという問題があった。
However, in the invention disclosed in Patent Document 1, the fuel flow rate is corrected in advance, and in the invention disclosed in
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ノズル群を切り替える際におけるガスタービンの出力変動を低減させることのできるガスタービン制御装置および制御方法を提供することを目的とする。 This invention is made in view of such a situation, Comprising: It aims at providing the gas turbine control apparatus and control method which can reduce the output fluctuation of the gas turbine at the time of switching a nozzle group. .
上記課題を解決するために、本発明のガスタービン制御装置および制御方法は以下の手段を採用する。
燃焼器へ燃料ガスを供給する複数のメインノズルを備え、これら複数のメインノズルが複数のノズル群に分けられ、運転状態に応じて燃焼時に使用する前記ノズル群を切り替えるガスタービン制御装置であって、前記ノズル群を切り替える際に、各前記ノズル群への燃料流量指令が前記メインノズル１本あたりの燃料流量および空気流量に基づいて算出される燃焼効率により補正されることを特徴とするガスタービン制御装置を採用する。
In order to solve the above problems, the gas turbine control device and control method of the present invention employ the following means.
A gas turbine control device comprising a plurality of main nozzles for supplying fuel gas to a combustor, wherein the plurality of main nozzles are divided into a plurality of nozzle groups, and the nozzle groups used at the time of combustion are switched according to operating conditions. The gas turbine is characterized in that when the nozzle groups are switched, the fuel flow rate command to each nozzle group is corrected by the combustion efficiency calculated based on the fuel flow rate and the air flow rate per main nozzle. Adopt control device.
本発明によれば、燃料流量指令をメインノズル１本あたりの燃料流量および空気流量（例えば燃空比）に基づいた燃焼効率により補正を行うため、ノズル群を切り替える際に、メインノズル毎にきめ細かく燃料流量を適正化することができる。これにより、ガスタービンの出力変動を低減することができる。また、燃料流量および空気流量に基づいて燃焼効率を算出して推定するため、計測遅れの影響を排除でき、燃料流量の補正の応答性が向上する。 According to the present invention, since the fuel flow rate command is corrected by the combustion efficiency based on the fuel flow rate and the air flow rate (for example, fuel / air ratio) per main nozzle, when switching the nozzle group, it is finely determined for each main nozzle. The fuel flow rate can be optimized. Thereby, the output fluctuation of a gas turbine can be reduced. Further, since the combustion efficiency is calculated and estimated based on the fuel flow rate and the air flow rate, the influence of measurement delay can be eliminated, and the responsiveness of fuel flow rate correction is improved.
上記発明において、各前記ノズル群への前記燃料流量指令は、前記燃焼器内の火炎温度に基づいて算出される燃焼効率により補正されることとしてもよい。
燃料流量指令を火炎温度に基づいた燃焼効率により補正を行うため、ノズル群を切り替える際に、燃焼流量を適正化することができる。
In the above invention, the fuel flow rate command to each nozzle group may be corrected by a combustion efficiency calculated based on a flame temperature in the combustor.
Since the fuel flow rate command is corrected by the combustion efficiency based on the flame temperature, the combustion flow rate can be optimized when the nozzle group is switched.
上記発明において、前記燃料流量指令には、上限値及び／又は下限値が設定されていることとしてもよい。
燃料流量指令の上限値及び／又は下限値を設定し燃料流量を制限するため、たとえば燃焼効率が極小の場合に燃料流量指令が過大になることがなく、過度の燃料投入を回避できる。
In the above invention, an upper limit value and / or a lower limit value may be set in the fuel flow rate command.
Since the upper limit value and / or lower limit value of the fuel flow rate command is set to limit the fuel flow rate, for example, when the combustion efficiency is minimal, the fuel flow rate command does not become excessive, and excessive fuel injection can be avoided.
上記発明において、前記燃料流量指令は、燃料カロリ計測値に基づいて補正されることとしてもよい。
燃料制御信号に対し、燃料カロリ計測値に基づいた補正を行うため、負荷運転中のカロリ変動に対し負荷制御に頼ることなくカロリ補正ができる。すなわち、負荷に対する追従性が向上し、ガスタービンの出力変動を抑制することができる。
In the above invention, the fuel flow rate command may be corrected based on a fuel calorie measurement value.
Since the correction based on the fuel calorie measurement value is performed on the fuel control signal, the calorie correction can be performed without relying on the load control for the calorie fluctuation during the load operation. That is, the followability to the load is improved, and the output fluctuation of the gas turbine can be suppressed.
また、燃焼器へ燃料ガスを供給する複数のメインノズルを備え、これら複数のメインノズルが複数のノズル群に分けられ、運転状態に応じて燃焼時に使用する前記ノズル群を切り替えるガスタービン制御方法であって、前記ノズル群を切り替える際に、各前記ノズル群への燃料流量指令が前記メインノズル１本あたりの燃料流量および空気流量に基づいて算出される燃焼効率により補正されることを特徴とするガスタービン制御方法を採用する。 In addition, the gas turbine control method includes a plurality of main nozzles for supplying fuel gas to the combustor, the plurality of main nozzles being divided into a plurality of nozzle groups, and switching the nozzle groups used at the time of combustion according to the operating state. And when switching the said nozzle group, the fuel flow rate command to each said nozzle group is correct | amended by the combustion efficiency calculated based on the fuel flow rate and the air flow rate per said main nozzle. Adopt gas turbine control method.
本発明によれば、燃料流量指令をメインノズル１本あたりの燃料流量および空気流量（例えば燃空比）に基づいた燃焼効率により補正を行うため、ノズル群を切り替える際に、メインノズル毎にきめ細かく燃料流量を適正化することができる。これにより、ガスタービンの出力変動を低減することができる。また、燃料流量および空気流量に基づいて燃焼効率を算出して推定するため、計測遅れの影響を排除でき、燃料流量の補正の応答性が向上する。 According to the present invention, since the fuel flow rate command is corrected by the combustion efficiency based on the fuel flow rate and the air flow rate (for example, fuel / air ratio) per main nozzle, when switching the nozzle group, it is finely determined for each main nozzle. The fuel flow rate can be optimized. Thereby, the output fluctuation of a gas turbine can be reduced. Further, since the combustion efficiency is calculated and estimated based on the fuel flow rate and the air flow rate, the influence of measurement delay can be eliminated, and the responsiveness of fuel flow rate correction is improved.
本発明によれば、ノズル群を切り替える際に、各ノズル群への燃料流量指令をメインノズル１本あたりの燃料流量および空気流量に基づいて算出される燃焼効率により補正することとしたので、ノズル群を切り替える際のガスタービンの出力変動を低減することができる。 According to the present invention, when the nozzle group is switched, the fuel flow rate command to each nozzle group is corrected by the combustion efficiency calculated based on the fuel flow rate and the air flow rate per main nozzle. The output fluctuation of the gas turbine when switching the group can be reduced.
以下に、本発明にかかるガスタービン制御装置および制御方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態について、図１を用いて説明する。
図１には、本実施形態にかかるガスタービン発電装置の概略構成が示されている。
図１に示されるように、ガスタービン発電装置１は、例えば都市ガスや石炭ガス化ガスといった燃料を燃焼する燃焼器２と、燃焼器２から供給された燃焼ガスを膨張させて回転するガスタービン３と、空気を圧縮する圧縮機４と、ガスタービン３に連結された発電機（図示略）とを主な構成として備えている。
Hereinafter, an embodiment of a gas turbine control device and a control method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 shows a schematic configuration of a gas turbine power generator according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, a gas turbine power generator 1 includes a
上記燃焼器２には、図２に示されるように、外周に間隔をおいて配置される複数のノズル（メインノズル）２０が設けられている。ノズル２０は、ノズル群Ａとノズル群Ｂとに区分されている。ノズル群Ａを構成するノズル２０の本数は、ノズル群Ｂを構成するノズル２０の本数よりも少なくされている。本実施形態では、ノズル群Ａは３本のノズル２０を有しており、ノズル群Ｂは５本のノズル２０を有している。
As shown in FIG. 2, the
また、燃焼器２には、ノズル群Ａに燃料ガスを供給する第１燃料流路５と、ノズル群Ｂに燃料ガスを供給する第２燃料流路６とが接続されている。第１燃料流路５および第２燃料流路６には、燃料ガスの流量を調整するための第１流量調節弁７、第２流量調節弁８がそれぞれ設けられている。第１燃料流路５と第２燃料流路６とは、その上流において１本の燃料流路から分岐しており、分岐前の燃料流路には圧調弁９が設けられている。第１流量調節弁７、第２流量調節弁８の開度は、ガスタービン制御装置１０により制御される。
The
ガスタービン制御装置１０は、上述した第１流量調節弁７および第２流量調節弁８の開度を制御するほか、ガスタービン３の出力に応じて、燃焼器２への燃料供給に用いるノズル群Ａ、Ｂを切り替える制御などを行う。なお、ガスタービン制御装置１０による制御の詳細については後述する。
The gas
このようなガスタービン発電装置１においては、燃焼器２に対して圧縮機４から圧縮された空気が供給されるとともに、ノズル群Ａ、Ｂなどから燃料ガスが供給される。燃焼器２は、供給された圧縮空気と燃料ガスとを混合して燃焼させ、高温高圧の燃焼ガスをガスタービン３に供給する。これにより、ガスタービン３は、燃焼ガスが膨張する際のエネルギーで回転させられ、この動力が発電機（図示略）に伝えられることにより発電が行われる。
In such a gas turbine power generator 1, air compressed from the compressor 4 is supplied to the
次に、ガスタービン制御装置１０による制御のうち、ノズル群を切り替える際における燃料流量制御について図３を参照して説明する。
図３には、本実施形態にかかるノズル群を切り替える際における燃料流量制御の概要が示されている。
図３に示されるように、ガスタービン制御装置１０は、モード信号３２により各ノズル群のうちいずれかのノズル群、あるいはノズル群の組み合わせを指定し、それに基づきガスタービン全体に対する燃料流量の指令であるＣＳＯ（燃料制御信号）３１から燃料分配を決定する。これにより、ノズル群Ａに対する燃料供給指令である第１燃料供給指令値ＭＡＣＳＯと、ノズル群Ｂに対する燃料供給指令である第２燃料供給指令値ＭＢＣＳＯが設定される。
Next, fuel flow control at the time of switching nozzle groups in the control by the gas
FIG. 3 shows an outline of the fuel flow rate control when the nozzle group according to the present embodiment is switched.
As shown in FIG. 3, the gas
ガスタービン制御装置１０は、ノズル群を切り替える際の過渡期において、第１燃料供給指令値ＭＡＣＳＯについて、あらかじめ得られているＣＳＯと燃料流量との関係（例えばマップ）から、ノズル群Ａの燃料流量に換算する。
In the transition period when the nozzle group is switched, the gas
次に、ノズル群Ａの１本あたりの燃焼器２に供給される燃料流量および空気流量とから燃空比を算出する。ノズル群Ａの燃空比は以下の式（１）で表される。
（１）式において、ＧｆＡはノズル群Ａの燃料流量、ＮＡはノズル群Ａのノズル２０の本数、Ｇａは内筒空気流量、ＮＢはノズル群Ｂのノズル２０の本数である。
内筒空気流量は、ＩＧＶ開度、大気温度および大気圧力などから算出する。また燃焼器バイパス弁を用いる場合は、内筒空気流量の算出にバイパス流量比を用いてもよい。
また燃料流量は、流量調節弁、流量調節弁差圧および燃料温度から算出する。
(1) In the equation, Gf A is the fuel flow rate, N A nozzle groups A number of
The inner cylinder air flow rate is calculated from the IGV opening, the atmospheric temperature, the atmospheric pressure, and the like. When using a combustor bypass valve, the bypass flow rate ratio may be used for calculating the inner cylinder air flow rate.
The fuel flow rate is calculated from the flow rate control valve, the flow rate control valve differential pressure, and the fuel temperature.
上述したノズル群Ａの１本あたりの燃空比に基づき、あらかじめ得られている燃空比と燃焼効率との関係（例えばマップ）から燃焼効率を算出し、第１燃料供給指令値ＭＡＣＳＯに除算し補正する。具体的には、燃焼効率が低い場合は燃料流量が多くなるように、燃焼効率が高い場合は燃料流量が少なくなるように制御される。これにより、ノズル群を切り替える際の過渡期においてノズル２０の燃焼効率が変化した場合であっても各ノズル２０の熱出力が略一定となるように制御される。
Based on the fuel / air ratio per nozzle group A described above, the combustion efficiency is calculated from the relationship (for example, a map) between the fuel / air ratio and the combustion efficiency obtained in advance, and is divided into the first fuel supply command value MACSO. Then correct. Specifically, control is performed such that the fuel flow rate increases when the combustion efficiency is low, and the fuel flow rate decreases when the combustion efficiency is high. Thereby, even if the combustion efficiency of the
同様に、ガスタービン制御装置１０は、ノズル群を切り替える際の過渡期において、第２燃料供給指令値ＭＢＣＳＯについて、あらかじめ得られているＣＳＯと燃料流量との関係（例えばマップ）から、ノズル群Ｂの燃料流量に換算する。
Similarly, the gas
次に、ノズル群Ｂの１本あたりの燃焼器２に供給される燃料流量および空気流量とから燃空比を算出する。ノズル群Ｂの燃空比は以下の式（２）で表される。
（２）式において、ＧｆＢはノズル群Ｂの燃料流量、ＮＢはノズル群Ｂのノズル２０の本数、Ｇａは内筒空気流量、ＮＡはノズル群Ａのノズル２０の本数である。
(2) In the equation, Gf B fuel flow nozzle group B, N B is the number of
上述したノズル群Ｂの１本あたりの燃空比に基づき、あらかじめ得られている燃空比と燃焼効率との関係（例えばマップ）から燃焼効率を算出し、第２燃料供給指令値ＭＢＣＳＯに除算し補正する。 Based on the fuel / air ratio per nozzle group B described above, the combustion efficiency is calculated from the relationship (for example, a map) between the fuel / air ratio and the combustion efficiency obtained in advance, and is divided into the second fuel supply command value MBCSO. Then correct.
この補正された第１燃料供給指令値ＭＡＣＳＯ、第２燃料供給指令値ＭＢＣＳＯと、燃料温度、流量調節弁差圧からＣｖ値をＣｖ演算部３４において算出し、このＣｖ値と弁開度の比率に応じて第１流量調節弁７（図１参照）、第２流量調節弁８（図１参照）がそれぞれ調節されることにより、燃焼器２における燃焼効率の低下を抑制することが可能となる。またこの補正はノズル群を切り替える前の所定期間から補正を実施しておいてもよく、この場合ノズル群切替時においての時間遅れを無くすことができる。さらに言えば、ノズル群を切り替える際の過渡期においてのみ補正を行うのではなく、常に補正を行うこととしてもよい。
From the corrected first fuel supply command value MACSO, the second fuel supply command value MBCSO, the fuel temperature, and the flow control valve differential pressure, the Cv value is calculated by the
以上、説明してきたように、本実施形態に係るガスタービン制御装置１０およびガスタービン制御方法によれば、燃料流量指令を各ノズル群の１本あたりの燃料流量および空気流量（例えば燃空比）に基づいた燃焼効率により補正を行うため、ノズル群を切り替える際に、ノズル２０毎にきめ細かく燃料流量を適正化することができる。これにより、ガスタービン３の出力変動を低減することができる。また、燃料流量および空気流量に基づいて燃焼効率を算出して推定するため、計測遅れの影響を排除でき、燃料流量の補正の応答性が向上する。
As described above, according to the gas
図８は、図７に示した参考例としてのガスタービン制御装置１０におけるノズル群を切り替える際のガスタービンの出力を示した図であり、横軸は時間、縦軸はガスタービンの出力を表している。また、点線はガスタービンの出力設定値、棒線は実際のガスタービンの出力値を表す。また図９は、図７に示した参考例としてのガスタービン制御装置１０におけるノズル群を切り替える際のノズル群Ａの燃料流量、ノズル群Ｂの燃料流量、および燃焼器２に供給される全体の燃料流量を示した図であり、横軸は時間、縦軸は燃料流量を表している。
図８、図９によれば、ノズル群Ａからノズル群Ｂへ切り替える際の過渡期において、ガスタービンの出力はまず減少、その後増加と著しく変動し、切り替えの完了期において設定値に近づくことがわかる。
これに対し、図１０は、第１実施形態にかかるガスタービン制御装置１０において補正を行った場合のノズル群を切り替える際のガスタービン３の出力を示した図であり、横軸は時間、縦軸はガスタービン３の出力を表している。また、点線はガスタービン３の出力設定値、棒線は実際のガスタービン３の出力値を表す。また図１１は、第１実施形態にかかるガスタービン制御装置１０において補正を行った場合のノズル群を切り替える際のノズル群Ａの燃料流量、ノズル群Ｂの燃料流量、および燃焼器２に供給される全体の燃料流量を示した図であり、横軸は時間、縦軸は燃料流量を表している。
図１０、図１１によれば、ノズル群Ａからノズル群Ｂへ切り替える際の過渡期において、ノズル群Ａの燃料流量の減少が燃焼効率に基づいた補正により抑制されるため、ノズル群Ａの燃料流量は増加し、ノズル群Ｂの燃料流量の増加が燃焼効率に基づいた補正により促進されるため、ノズル群Ｂの燃料流量は増加する。すなわち、全体の燃料流量は増加する。この補正により、ガスタービン３の出力の変動は抑制され、設定値に近い値を取ることがわかる。
FIG. 8 is a diagram showing the output of the gas turbine when the nozzle group is switched in the gas
According to FIGS. 8 and 9, in the transition period when switching from the nozzle group A to the nozzle group B, the output of the gas turbine first decreases and then increases significantly, and approaches the set value in the switching completion period. Recognize.
On the other hand, FIG. 10 is a diagram illustrating the output of the
According to FIGS. 10 and 11, since the decrease in the fuel flow rate of the nozzle group A is suppressed by the correction based on the combustion efficiency in the transition period when switching from the nozzle group A to the nozzle group B, the fuel of the nozzle group A The flow rate increases and the fuel flow rate of the nozzle group B increases because the increase in the fuel flow rate of the nozzle group B is promoted by the correction based on the combustion efficiency. That is, the overall fuel flow rate increases. By this correction, it is understood that the fluctuation of the output of the
これらの図、特に図８と図１０に示されるように、ノズル群を切り替える際において燃料流量の補正を行うことにより、ガスタービン３の出力変動が低減されたことがわかる。
As shown in these drawings, particularly FIGS. 8 and 10, it is understood that the output fluctuation of the
〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態について、図４を用いて説明する。
上記した第１実施形態では燃料流量の補正にノズル１本あたりの燃空比に基づいた燃焼効率を設定したが、本実施形態では、燃料流量の補正にノズル１本あたりの火炎温度に基づいた燃焼効率を設定するものである。その他の点については第１実施形態と同様であるので、説明は省略する。
[Second Embodiment]
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the first embodiment described above, the combustion efficiency based on the fuel-air ratio per nozzle is set for correcting the fuel flow rate. However, in the present embodiment, the fuel flow rate correction is based on the flame temperature per nozzle. It sets the combustion efficiency. Since other points are the same as those in the first embodiment, description thereof will be omitted.
図４には、本実施形態にかかるノズル群を切り替える際における燃料流量制御の概要が示されている。
ガスタービン制御装置１０は、ノズル群を切り替える際の過渡期において、第１燃料供給指令値ＭＡＣＳＯについて、あらかじめ得られているＣＳＯと燃料流量との関係（例えばマップ）から、ノズル群Ａの燃料流量に換算する。次に、ノズル群Ａの１本あたりの火炎温度を算出する。ノズル群Ａの火炎温度は、上述したノズル群Ａのノズル１本あたりの燃空比、車室圧力、車室温度、燃料温度を入力値として算出する。このノズル群Ａの１本あたりの火炎温度に基づき、あらかじめ得られている火炎温度と燃焼効率との関係（例えばマップ）から燃焼効率を算出し、第１燃料供給指令値ＭＡＣＳＯに除算し補正する。
FIG. 4 shows an outline of the fuel flow rate control when the nozzle group according to the present embodiment is switched.
In the transition period when the nozzle group is switched, the gas
同様に、ガスタービン制御装置１０は、ノズル群を切り替える際の過渡期において、第２燃料供給指令値ＭＢＣＳＯについて、あらかじめ得られているＣＳＯと燃料流量との関係（例えばマップ）から、ノズル群Ｂの燃料流量に換算する。次に、ノズル群Ｂの１本あたりの火炎温度を算出する。ノズル群Ｂの火炎温度は、上述したノズル群Ｂのノズル１本あたりの燃空比、車室圧力、車室温度、燃料温度を入力値として算出する。このノズル群Ｂの火炎温度に基づき、あらかじめ得られている火炎温度と燃焼効率との関係（例えばマップ）から燃焼効率を算出し、第２燃料供給指令値ＭＢＣＳＯに除算し補正する。
Similarly, the gas
この補正された第１燃料供給指令値ＭＡＣＳＯ、第２燃料供給指令値ＭＢＣＳＯと、燃料温度、流量調節弁差圧からＣｖ値を算出し、このＣｖ値と弁開度の比率に応じて第１流量調節弁７（図１参照）、第２流量調節弁８（図１参照）がそれぞれ調節されることにより、燃焼器２における燃焼効率の低下を抑制することが可能となる。
A Cv value is calculated from the corrected first fuel supply command value MACSO, second fuel supply command value MBCSO, fuel temperature, and flow rate regulating valve differential pressure, and the first value is determined according to the ratio between the Cv value and the valve opening. By adjusting the flow rate control valve 7 (see FIG. 1) and the second flow rate control valve 8 (see FIG. 1), it is possible to suppress a decrease in combustion efficiency in the
以上、説明してきたように、本実施形態にかかるガスタービン制御装置１０およびガスタービン制御方法によれば、燃料流量指令を火炎温度に基づいた燃焼効率により補正を行うため、ノズル群を切り替える際に、燃焼流量を適正化することができる。
As described above, according to the gas
〔第３実施形態〕
以下、本発明の第３実施形態について、図５を用いて説明する。
上記した第１実施形態では燃料流量の補正にノズル１本あたりの燃空比に基づいた燃焼効率を設定したが、本実施形態では、これに加えて燃料流量指令に上限値及び／又は下限値を設定するものである。その他の点については第１実施形態と同様であるので、説明は省略する。
[Third Embodiment]
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the first embodiment described above, the combustion efficiency based on the fuel-air ratio per nozzle is set for the correction of the fuel flow rate. However, in this embodiment, in addition to this, an upper limit value and / or a lower limit value are added to the fuel flow rate command. Is set. Since other points are the same as those in the first embodiment, description thereof will be omitted.
図５には、本実施形態にかかるノズル群を切り替える際における燃料流量制御の概要が示されている。
ガスタービン制御装置１０は、ノズル群を切り替える際の過渡期において、第１燃料供給指令値ＭＡＣＳＯについて、あらかじめ得られているＣＳＯと燃料流量との関係（例えばマップ）から、ノズル群Ａの燃料流量に換算する。次に、ノズル群Ａの１本あたりの燃空比に基づき、あらかじめ得られている燃空比と燃焼効率との関係（例えばマップ）から燃焼効率を算出し、第１燃料供給指令値ＭＡＣＳＯに除算し補正する。
この補正された第１燃料供給指令値ＭＡＣＳＯについて、上限値及び／又は下限値を設定する。上限値及び／又は下限値をこえる場合、上下限リミッタ７１は第１燃料供給指令値ＭＡＣＳＯを上限値及び／又は下限値に制限する。
FIG. 5 shows an outline of the fuel flow rate control when the nozzle group according to the present embodiment is switched.
In the transition period when the nozzle group is switched, the gas
An upper limit value and / or a lower limit value is set for the corrected first fuel supply command value MACSO. When exceeding the upper limit value and / or the lower limit value, the upper /
同様に、ガスタービン制御装置１０は、ノズル群を切り替える際の過渡期において、第２燃料供給指令値ＭＢＣＳＯについて、あらかじめ得られているＣＳＯと燃料流量との関係（例えばマップ）から、ノズル群Ｂの燃料流量に換算する。次に、ノズル群Ｂの１本あたりの燃空比に基づき、あらかじめ得られている燃空比と燃焼効率との関係（例えばマップ）から燃焼効率を算出し、第２燃料供給指令値ＭＢＣＳＯに除算し補正する。
この補正された第２燃料供給指令値ＭＢＣＳＯについて、上限値及び／又は下限値を設定する。上限値及び／又は下限値をこえる場合、上下限リミッタ７１は第２燃料供給指令値ＭＢＣＳＯを上限値及び／又は下限値に制限する。
Similarly, the gas
An upper limit value and / or a lower limit value is set for the corrected second fuel supply command value MBCSO. When exceeding the upper limit value and / or the lower limit value, the upper and
以上、説明してきたように、本実施形態にかかるガスタービン制御装置１０およびガスタービン制御方法によれば、燃料流量指令の上限値及び／又は下限値を設定し燃料流量を制限するため、たとえば燃焼効率が極小の場合に燃料流量指令が過大になることがなく、過度の燃料投入を回避できる。
As described above, according to the gas
〔第４実施形態〕
以下、本発明の第４実施形態について、図６を用いて説明する。
上記した第１実施形態では燃料流量の補正にノズル１本あたりの燃空比に基づいた燃焼効率を設定したが、本実施形態では、これに加えて計測した燃料カロリに基づいて燃料流量指令に補正を設定するものである。その他の点については第１実施形態と同様であるので、説明は省略する。
[Fourth Embodiment]
Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the first embodiment described above, the combustion efficiency based on the fuel-air ratio per nozzle is set for correcting the fuel flow rate, but in this embodiment, in addition to this, the fuel flow rate command is set based on the measured fuel calorie. This is to set correction. Since other points are the same as those in the first embodiment, description thereof will be omitted.
図６には、本実施形態にかかるノズル群を切り替える際における燃料流量制御の概要が示されている。
ガスタービン制御装置１０は、ノズル群を切り替える際の過渡期において、第１燃料供給指令値ＭＡＣＳＯについて、あらかじめ得られているＣＳＯと燃料流量との関係（例えばマップ）から、ノズル群Ａの燃料流量に換算する。次に、ノズル群Ａの１本あたりの燃空比に基づき、あらかじめ得られている燃空比と燃焼効率との関係（例えばマップ）から燃焼効率を算出し、第１燃料供給指令値ＭＡＣＳＯに除算し補正する。
この補正された第１燃料供給指令値ＭＡＣＳＯに対し、燃料カロリの変動を計測し、その計測値を用いて補正する。
FIG. 6 shows an outline of the fuel flow rate control when the nozzle group according to the present embodiment is switched.
In the transition period when the nozzle group is switched, the gas
With respect to the corrected first fuel supply command value MACSO, the fluctuation of the fuel calorie is measured and corrected using the measured value.
同様に、ガスタービン制御装置１０は、ノズル群を切り替える際の過渡期において、第２燃料供給指令値ＭＢＣＳＯについて、あらかじめ得られているＣＳＯと燃料流量との関係（例えばマップ）から、ノズル群Ｂの燃料流量に換算する。次に、ノズル群Ｂの１本あたりの燃空比に基づき、あらかじめ得られている燃空比と燃焼効率との関係（例えばマップ）から燃焼効率を算出し、第２燃料供給指令値ＭＢＣＳＯに除算し補正する。
この補正された第２燃料供給指令値ＭＢＣＳＯに対し、燃料カロリの変動を計測し、その計測値を用いて補正する。
Similarly, the gas
With respect to the corrected second fuel supply command value MBCSO, the fuel calorie fluctuation is measured and corrected using the measured value.
以上、説明してきたように、本実施形態にかかるガスタービン制御装置１０およびガスタービン制御方法によれば、燃料制御信号に対し、燃料カロリ計測値に基づいた補正を行うため、負荷運転中のカロリ変動に対し負荷制御に頼ることなくカロリ補正ができる。すなわち、負荷に対する追従性が向上し、ガスタービン３の出力変動を抑制することができる。
As described above, according to the gas
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更なども含まれる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the concrete structure is not restricted to this embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included.
たとえば、上述した各実施形態においては、ノズル群Ａとノズル群Ｂとの２つのノズル群を有し、これらを切り替えることについて説明したが、ノズル群は２以上設けられていてもよい。また上述した各実施形態においては、ノズル本数は８本としたが、これ以外の異なる本数でもよい。 For example, in each of the above-described embodiments, the nozzle group A and the nozzle group B have two nozzle groups, and switching between them has been described. However, two or more nozzle groups may be provided. In each of the above-described embodiments, the number of nozzles is eight, but a different number may be used.
１ ガスタービン発電装置
２ 燃焼器
３ ガスタービン
４ 圧縮機
５ 第１燃料流路
６ 第２燃料流路
７ 第１流量調節弁
８ 第２流量調節弁
９ 圧調弁
１０ ガスタービン制御装置
２０ ノズル（メインノズル）
３１ ＣＳＯ（燃料制御信号）
３２ モード信号
３４ Ｃｖ演算部
７１ 上下限リミッタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas
31 CSO (fuel control signal)
32
Claims (5)
前記ノズル群を切り替える際に、各前記ノズル群への燃料流量指令が前記メインノズル１本あたりの燃料流量および空気流量に基づいて算出される燃焼効率により補正されることを特徴とするガスタービン制御装置。 A gas turbine control device comprising a plurality of main nozzles for supplying fuel gas to a combustor, wherein the plurality of main nozzles are divided into a plurality of nozzle groups, and the nozzle groups used at the time of combustion are switched according to operating conditions. ,
A gas turbine control characterized in that when switching the nozzle group, a fuel flow rate command to each nozzle group is corrected by a combustion efficiency calculated based on a fuel flow rate and an air flow rate per main nozzle. apparatus.
前記ノズル群を切り替える際に、各前記ノズル群への燃料流量指令が前記メインノズル１本あたりの燃料流量および空気流量に基づいて算出される燃焼効率により補正されることを特徴とするガスタービン制御方法。
A gas turbine control method comprising a plurality of main nozzles for supplying fuel gas to a combustor, wherein the plurality of main nozzles are divided into a plurality of nozzle groups, and the nozzle groups used at the time of combustion are switched according to operating conditions. ,
A gas turbine control characterized in that when switching the nozzle group, a fuel flow rate command to each nozzle group is corrected by a combustion efficiency calculated based on a fuel flow rate and an air flow rate per main nozzle. Method.
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