JPS5938422B2

JPS5938422B2 - ガスタ−ビン式パワ−・プラント

Info

Publication number: JPS5938422B2
Application number: JP47102375A
Authority: JP
Inventors: エイヤンノンロバ−ト; ジエイリ−ドテリ−; エフル−サ− ジヨン; ダブリユキスケ−ドンロイ
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: Westinghouse Electric Corp
Priority date: 1971-10-15
Filing date: 1972-10-14
Publication date: 1984-09-17
Also published as: US3891915A; JPS49108412A; US3866109A

Description

【発明の詳細な説明】この発明はガスタービン式パワー・プラントに関する。

ガスタービンは種々の使用目的のために種々のサイクル
、構造および空気力学的デザインを備えている。

例えばこの種ガスタービンは電気エネルギを発生させる
ために発電機を駆動させる場合に、単純サイクル、再生
サイクル、スチーム注入サイクルまたは混合サイクルを
採用している。

各種使用目的に応じて、ガスタービンは１または複数個
の、設計上具なるシャフト、ロータ、ケース、支持体、
燃焼システムを備えている。

例えばこのガスタービンとして、１９６４年１１月から
１２月に催されたニューヨーク会議において提出された
「プラット・ホイットニの航空ジェット式１２１ＭＷピ
ーキングユニット」というタイトルのＡＳＭＥ報告書に
記載された工業用航空ジェットエンジンがある。

ガスタービン式パワー・プラントはベース・ロード、中
間ロードおよびピーク・ロード発電システムにおいて使
用される。

一般に、混合サイクル・プラントはベース・ロードおよ
び中間ロードに使用され、発電機駆動としてガスタービ
ンを使用したパワー・プラントは投資費が安くて済むた
めにピーク・ロードに対して有利に使用される。

ガスタービンの熱消費率はスチーム・エンジンと比較す
ると比較的太きいが、ピーク・ロードに対する投資費が
安くて済むのでご燃料に必要とされる費用が補償されて
いる。

ガスタービンの別の経済的な利点は、発電容量を必要に
応じて比較的小単位、２５ＭＷ、５０ＭＷ等で増加させ
ることが可能であり、余分な資本投資の必要がなく余分
な維持費がかからないことにある。

更に、ピーク・ロードにおける発電に関する情報が１９
６６年１１月付の電光および電力（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ
ＬｉｇｈｔａｎｄＰｏｗｅｒ）の特別報告書「ピー
キング発電」等の文献から得られる。

高い始動の有効性および小さな故障停止率は特にガスタ
ービンのピーク・ロード運転において重要視される。

ガスタービンの始動および準備動作は発電システムの安
全性および信頼性に対して重要視される。

他種のガスタービンはパイプラインまたはプロセス用圧
縮機および地表輸送ユニットを駆動するために使用され
る。

ガスタービンの他の用途として、タービンの排気熱エネ
ルギを電力システム、ボイラー、他の熱エネルギ転送ユ
ニットに使用することが可能である。

一般に、ガスタービンの空気流路はプロセス・システム
の一部を形成し、このガスタービンはこの流路における
エネルギ源として使用される。

多（の場合、排出ガスを一定温度で一連の規制された流
れとして供給することが望まれる。

特定の場合には、発電機を駆動するためにエネルギを取
出し、同時に、工業プロセスのために一定温度の排出ガ
スを再生することが必要とされる。

また経済的な理由から２段式または多段式のガスタービ
ン使用が強調されている。

ガスタービンおよびパワー・プラントを作動させるため
に種々の制御ユニットが使用される。

従来においてはリレーおよび圧縮空気式システムが広く
使用されていたが、最近においては米国特許明細書「ガ
スタービン制御システム」（Ａ３５２０１３３．１９７
０年７月１４日にＡ・ロフトに付与）、またはゼネラル
・エレクトリック・ガスタービン関係図書（Ｇｅｎｅｒ
ｌＥｌｅｃｔｒｉｃＧａ５ＴｕｒｂｉｎｅＲｅｆ
ｅｒｅｎｃｅＬｉｂｒａｒｙ）においてＧＥＲ−２
４６１として示される「速度制御、保護およびシーケン
ス・システム」に示されたアナログ式電子制御システム
が使用されている。

種々の制御装置が、例えばＪ、Ｅ、バヤチ（Ｂａｙａｔ
ｉ）およびＲ，Ｍ、７ラツチー（Ｆｒａｚｚｉｎｉ
）により１９６８年５月に提出されたＡＳＭＥ報告書ｒ
Ｄｉｇａｔｅｃ（ディジタル・ガスタービン・エンジ
ン制御）」、Ｅ。

Ｓ、ニックレス（Ｅｃｃｌｅｓ）によるローヤル航空研
究会のジャーナルにおける１９６７年４月の報告書「ジ
ェット・エンジンのオンライン制御用ディジタル・コン
ピュータ使用」、またばＡ、サドラ（５ａｄｌｅｒ）、
Ｓ、トウイーディ（Ｔｗｅｅｄｙ）およびＰ、Ｊ、コ
ルバーン（Ｃｏ１ｂｕｒｎ）によるローヤル航空研究
会のジャーナルにおける１９６５年７月の報告書「ガス
タービン・エンジンの電子制御」に示されているように
電子およびコンピュータ制御装置を含めて、航空ジェッ
ト・エンジン用に使用されていた。

しかしジェット・エンジンに対スる操作および制御条件
は工業用ガスタービンに対する条件とは著しく異なって
いる。

従来のガスタービン・パワー・プラントの動作、制御シ
ステムおよびその操作方法に関しては、特許明細書（出
願番号４６−８３２５５）に記載されている。

一般に、工業用ガスタービンおよびガスタービン・パワ
ー・プラントは融通性、応答速度、精度および信頼性の
点で制限されている。

また複数のユニットを制御するために必要とされる経費
および効率、および操作制御の程度によっても制限され
ている。

このような制限は、工業用ガスタービンを２段式または
多段式で経済的かつ効率的に使用するために信頼性が高
く融通性に富んだ制御および取扱いが必要とされる場合
に顕著に現われる。

更に、定排気温度で空気流を調整するとともに、周囲温
度の変化範囲において、工業用ガスタービンの動作を個
々のタービンの設計上の制限値に対していかにして接近
させるかということによっても制限されている。

ロードすなわち負荷範囲に制限を与え排気温度を一定に
保持することにより、ガスタービンを設計上の制限値近
辺で使用することが制限されてしまう。

一般に、工業用ガスタービンに対する制御ループおよび
制御システムは実際の制御動作において所期の予定より
劣るものであった。

臨界的な温度制限値制御は温度変化に対し応動し難く、
保護機能を充分に果すものではなかった。

特に、ガスタービン制御において、種々のタービンのサ
ブシステムの動作状態と関連した入力を実質的に同時に
処理することが必要とされる。

広範囲の動作条件における最適動作はタービン・パラメ
ータを継続的に監視し、このパラメータの変化に対する
制御ループの正確な応答を読取ることにより得られる。

確認された各パラメータ間の結合変数の関数として、サ
ブシステム制御ユニットに対して種々の制御出力を素早
く決定する装置が、最適動作を得るために必要とされる
。

制御入力を供給するために種々のプロセス検出器が使用
されていた。

温度検出器は種々のタービン・サイクル位置に適当な形
態で配置されていた。

燃料要求信号に応じてタービン速度およびロードを制御
する場合に、制御ループを備えたシステムの完全性を維
持するために正確な排気温度指示信号を得ることが必要
である。

この温度制御による動作モードにおいては、排気温度指
示信号の精度および信頼性により、最適な動作状態の程
度が決定される。

適当に配置された熱電対を使用した制御システムはこの
発明のガスタービン・パワー・プラントに対し適当に動
作するものである。

この制御システムは特許明細書（出願番号４７−６２５
１１）に記載されている。

タービンの燃料システム作動に対して信頼性および精度
の高い排気温度制御入力が使用されているが、従来の制
御システムは最大出力を提供するように排気温度を最適
動作ポイントに保持するための機能に欠けている。

更に従来の制御システムは、種々のタービン・サイクル
位置に配置されたプロセス検出器から得られる温度およ
び圧力信号入力のパラメータに必要な融通性に欠けてい
る。

この種制御システムは、圧縮機入口温度、燃焼室温度、
およびタービン排気温度には応動するが、ガスタービン
を例えば最適ロード下において作動させ排気温度を一定
に保つために必要なサブシステム制御装置と共働作動す
る機能に欠けている。

ガスタービン制御において重要なことは、ガスタービン
の種々の動作サイクル中において種々の組合せの制御パ
ラメータの関数として、特定のサブシステム制御ユニッ
トの制御動作を導びくための手法すなわちアルゴリズム
にある。

特にこのことは工業用ガスタービンを２段または多段で
使用する場合に強調される。

また、始動時においてタービンの加速度または速度の関
数として個々のタービンを制御し、次に周囲入口温度、
燃料サイクル位置温度、排気サイクル位置温度、または
発電機ロードの関数としてサブシステムの動作を変更す
る。

ここでも、従来のタービン制御システムはガスタービン
動作の種々のサイクルに適用されるパラメータ制御の範
囲において制限されている。

排出ガスの温度を一定に保つか、所定範囲内に制限する
場合において、工業用ガスタービンの使用上の重要点は
全負荷状態下において圧縮機内に到る空気流を調整する
ことが可能であるということである。

一般に、サブシステム制御がタービン速度に応じて実施
される場合、初期状態において、調整された空気流を圧
縮機内に供給することが必要とされる。

種々の空気流調整装置およびその制御装置が初期のガス
タービン・システムにおいて使用されていた。

じゃまなダンパが空気インレットおよび燃焼サイクル位
置間に配置されていた。

定常排気温度は周囲温度の変化に応じて手動により保持
されていた。

この種システムは制御動作に必要な応答特性および融通
性に欠けている。

最近の制御システムは種々のガイド・ベーンを備えてお
り、タービン・パラメータの変化に応じて作動される。

この種制御システムは過渡応答特性に欠けている。

更にこの種システムは、種々の動作サイクルにおいて種
々の組合せのタービン制御変数の関数としてガイド・ベ
ーンの位置を制御するために必要とされる融通性におい
て欠けている。

従来のタービン制御システムのガイド・ベーン位置制御
用アルゴリズムは、温度制御変数の関数として連続的に
ガイド・ベーン制御を行うには不充分である。

この種制御システムはガスタービンの動作サイクル全体
にわたってガイド・ベーンの位置制御を実施するために
必要とされる融通性に欠ける。

この発明の目的は上述した欠点を良好に解消したガスタ
ービン式パワー・プラントを提供することである。

この目的は、ガス取込部、圧縮機、燃焼室、タービンエ
レメントおよびガス排出部を有するガスタービンと、駆
動用にこのガスタービンと結合されたところの、界磁巻
線をもつ発電機と、前記ガスタービンの燃焼室に燃料を
供給する燃料システムと、前記発電機の界磁巻線を励磁
する励磁ユニットと、ディジタルコンピュータおよびこ
のディジタルコンピュータ用入出力回路を有する制御シ
ステムと、前記ガス排出部におけるタービン温度をモニ
タし、このタービン温度を表わす制御システム用入力信
号を発生するモニタユニットと、前記燃料システムを作
動して前記ガスタービンを付勢すると共に、前記励磁ユ
ニットを制御する燃料システム作動ユニットと、前記制
御システムからの出力信号に断続的に応動して前記ガス
タービンへの空気流を調整する調整ユニットと、前記コ
ンピュータを作動して前記燃料システム作動ユニットに
対して機能的に独立した制御動作を決定すると共に、前
記ガスタービンの少なくとも１動作インターバルにおい
て、このガスタービンの排気温度を一定に保持するため
に、電気的負荷の増減に応じて前記制御システムを介し
て前記調整ユニットを作動して前記空気流量を増減させ
るコンピュータ作動ユニットとを備え、前記励磁ユニッ
ト、空気流調整ユニットおよび燃料システムの制御動作
が前記モニタユニットからの制御システム入力に応じて
決定される制御パラメータの、時間的に変化する関数の
組合せにより決定されるところのガスタービン式パワー
プラントを提供することにより達成される。

以下、図面を参照してこの発明の実施例に係わるガスタ
ービン式パワー・プラントを説明する。

Ａ、パワー・プラント ■、概説第１図において、減速ギヤ・ユニット１０６を介して燃焼機関すなわちガスタービン１０４に
より駆動されるＡＣ発電機１０２を備えたガスタービン
式パワー・プラント１００を示す。

この実施例においては、ガスタービン１０４としてウェ
スチングハウス社製の単純サイクル式Ｗ−２５１Ｇ型ガ
スタービンが使用されている。

別のパワー・プラント用発電機、駆動装置、スチームお
よびガスの混合サイクル使用において、Ｗ−２５１Ｇ型
ガスタービンとは異な・つたガスタービン、すなわちＷ
−２５１Ｇ型の定格出力、サイクル設計およびシャフト
数の異なったガスタービンを使用することも可能である
。

パワー・プラント１００はハウジング（図示せず）内に
収容され、結合されるプラント・ユニットの数に応じて
１０６ないし１１５フイートの長さに調整される基台上
に配置される。

ここでは３個のプラント・ユニットカ使用される。

吸入および排出グクト１１２および１１４に結合された
サイレンサ１０８および１１０はパワー・プラントの雑
音を著しく減少している。

キャビネット１１８内のディジタル・コンピュータおよ
び他の制御システムは、単一のプラント・ユニットが使
用される場合にパワー・プラント１００を作動させる。

このキャビネット１１８には、オペレータ・パネル１２
０、自動式送受プリンタ１２２およびリレー・パネル１
２４が関連し、パワー・プラントの異常な動作状態を検
出する。

各ユニツ）１１８，１２０，１２２または１２４の数は
モニタおよび制御すべきプラントの数に応じて変化する
。

パワー・プラント１００に対する始動力はジーゼル・エ
ンジン等の始動エンジン１２６により提供される。

この始動エンジン１２６は補助基台上に載置され始動ギ
ヤ・ユニット１２８を介してガスタービン１０４の駆動
シャフトに連結されている。

ＤＣモータ１５４は、ガスタービン・シャフトに結合さ
れたターニング・ギヤ１５６を介してギヤ・ユニツト１
２８を作動してターニング・ギヤ１５６の速度でガスタ
ービンを駆動する。

中央モータ制御ユニット１３０は補助基台上に載置され
、パワー・プラント１００に関連した種々の補助ユニッ
トを作動させるためにモータ始動ユニット等を備えてい
る。

プラント・バッテリ１３２は補助基台の一端に配置され
ている。

このバッテリ１３２は、ＡＣ電力のしゃ断によるパワー
・プラント１００の停止後の所定期間において、緊急表
示灯、補助用モータ負荷、ＤＣコンピュータおよび他の
制御ユニットに対して電力を供給する。

補助基台上には、ガスタービン動作に必要な圧力スイッ
チ、ゲージ、調整エレメント等を含む圧力スイッチおよ
びゲージ・キャビネット１５２も載置されている。

スイッチギヤ・パッド１４２は発電機ブレーカ１４４，
１４６および１４８を含む１５ＫＶスイツチギヤとして
パワー、プラント１００内に含まれている。

発電機の励磁システムと関連した励磁用スイッチギヤ１
５０がスイッチギヤ・パット１４２内に含まれている。

２、発電機および励磁機第２図において発電機１０２およびブラシレス励磁機１
０３を示すこの発電機１０２およびブラシレス励磁機１
０３の構造および動作は特許明細書（出願番号４６−８
３２５５）に記載されているが以下に簡単に説明する。

永久磁石１６５は回転駆動されて励磁機１０３内の電機子１６６に誘導電圧を発生させる。

これにより、励磁機の回転エレメント内に配置された電
機子巻線１７２に電圧が誘起され、ダイオード・ホイー
ル１７４０線に結合されたダイオードにこの電圧が印加
され発電機１０２０回転エレメント１７６を付勢する。

発電機電圧は、パワー・プラント１００が同期運転され
た時に発電機ブレーカを介してパワー・システムに電流
を供給する固定電機子巻線１７８に誘起される。

変圧器１８０は加算回路１７３、ゲート制御回路１７５
、誤差検出器１７９およびサイリスタスイッチ１８５を
含む電圧調整器に帰還信号を伝送し励磁機の界磁巻線１
６８の励磁レベルを制御する。

プラント制御システムに対して入力データを発生する種
々のモニタユニットが使用される。

吸入および排出空気温度および排出ベアリング・オイル
温度を測定するために設けられた熱電対、固定巻線に埋
設された抵抗温度検出器および振動変換機１６２および
１６４がこのモニタユニットの中に含まれる。

このようにして、異常状態は制御システムに伝達される
。

その他の制御機能として、発電機電圧を精度良く制御す
るようにベース負荷調整用可変抵抗器の調整が行われる
。

３、ガスタービンａ圧縮機この実施例に使用しているガスタービン１０４は、標準周囲圧力比が９．０対１、定格速度が４
８９４ｒｐｍ、単一シャフト、単純サイクルのガスタ
ービンであり、第３Ａ図に詳細に示されている。

フィルタ処理された空気が吸入ダクト１１２から７ラン
ジ付吸入マニホールドを介して多段式軸流圧縮機１８１
に流入する。

吸入ガイド・ベーン１８２は圧縮機のインレット周辺に
おいて相互に間隔をおいて回転可能に取着された種々の
インレット・ガイド・ベーン８０２を備えている。

このベーン８０２は例えば、複数個のリンクにより、空
気式位置調整リンクに機械的に結合されている。

第３Ｂ図に示されているように、ガイド・ベーン８０２
が空気流８１０に対して作る角度８０８は一定であり、
位置調整リングの角度変位によるリンクの同期的な移動
に応じて決定される。

前記位置調整リングの回転動作は、インレット・ガイド
・ベーン・トランスジューサ（図示せず）により、流体
信号に変換されるところのコンピュータから発生された
電気信号により制御される。

矢印８１０で示した、空気流の圧縮機１８１内への流入方向は、ガスタービン１０４の長手方向軸８１２に平行であると考えて良い。

この空気流はガイドベーン８０２により調整されて、圧
縮機およびタービン内において最適温度および圧力が保
持される。

圧縮機１８１は水平面に沿って上下部に分割されたケース１８４を備えている。

このケース１８４を含むタービンのケース本体は、ベア
リング１８８および１８９を介して、圧縮機のロータ１
８６を含むタービンの回転エレメントを支持している。

振動検出器（第９図）はガスタービン・ベアリング１８
８および１８９に対して設けられている。

圧縮機のケース１８４は空気流路に沿って列状に配置された固定ブレード１９０を支持する。

更にこのケース１８４は圧縮される空気を収容する圧縮
容器としての機能も備えている。

始動時におけるサージ現象を防止するために圧縮機の中
間段においてバルブ制御される流出路が形成されている
３圧縮機の吸入空気はこの圧縮機１８１内を環状に流れ、総計１８段の圧縮工程を通過する。

ホイール１９４によりロータ１８６土に取着されたブレ
ード１９２は所定の目的を果すように空気力学および構
造学の点から設計される。

このロータ・ブレード１９２として、例えば１２％クロ
ム鋼のような適当な材料が使用される。

圧縮機の吸入および排出空気温度は適当に配設された熱
電対により測定される（第９図）。

ｂ燃焼システム圧縮機１８１からの圧縮された排出空気は、ガスタービン１０４の長手方向軸周辺においてケー
ス１８４の一部２００内に円錐状に配置された８個の燃
焼バスケット１９８を有する燃焼システム１９６内に流入する。

燃焼室内圧力は、圧力スイッチおよびゲージ・キャビネ
ット１５２内に配置された圧縮機および燃焼室間流路に
結合された適当な検出器（第９図）により検出される。

第４図は概略的に示したように、燃焼バスケット１９８は点火のために火焔用チューブにより横
方向に結合されている。

コンピュータによりシーケンスされる点火システム２０
４は４個の燃焼バスケットから成る２組の燃焼バスケッ
ト・グループと関連した点火ユニット２０６および２０
８を備えている。

各バスケット・グループにおいて、燃焼バスケット１９
８は直列結合され、両バスケット・グループは参照符号
２１０により示されるように一端部において相互に結合
されている。

一般に、点火システム２０４は、点火ユニット２０６および２０８の一部を構成するスパーク・
プラグに対する接続線および点火用変圧器を備えている
。

このスパーク・プラグは、点火完了後においてこのプラ
グが燃焼領域から戻されるように、点火ユニット２０６
および２０８内の伸縮自在ピストン上に取着されている
。

一対の紫外光線検出器２１２および２１４が、８個の燃焼バスケット１９８において点火お
よび順調な燃焼が行われていることを確認するために各
バスケット・グループの終端の燃焼バスケットに連結さ
れている。

この検出器２１２として、エジソン火焔検出装置、モデ
ル４２４−１０４３３を使用することが可能である。

第５図において燃焼バスケットの圧縮機端部に取着されたデュアル式燃料ノズルの平面図を示す
。

オイル・ノズル２１８はデュアル・ノズル２１６の中央
位置に配置され、空気噴射ノズル２２０はオイル・ノズ
ル２１８の周辺に配置されている。

外側ガス・ノズル２２２が空気噴射ノズル２２００周辺
に配置されており、燃料ノズル２１６のアセンブリを完成させている。

第６図に断面で示すように、燃料オイルまたは他の液体燃料がパイプ２２４を介してノズル２１
８に流入し、この燃料オイル用の噴射空気が噴出空気ノ
ズル２２０を通る流路を形成するために吸入パイプ２２
８を介してマニホールド・パイプ２２６に送られる。

ガス燃料は吸入パイプ２３０およびマニホールド・パイ
プ２３２を通過した後、ノズル２２２を介して排出され
る。

Ｃ燃料通常のタービンの燃焼プロセスにおいて、液体燃料、ガ
ス燃料、または液体およびガス混合燃料が使用されてい
る。

低いＢＴＵ（英国熱量単位）を有するガスから天然ガス
、ブタン、プロパン等の高いＢＴＵを有するガスを含む
種々のガス燃料が使用される。

液体燃料に関しては、適当な噴霧状態が得られるようにノズルにおいて１００ＳＳＵ以下の粘度をもった燃料が使用される。

殆んどの蒸溜液体燃料はこの要求を満足する。

圧縮機の一部の排出空気は燃料バスケット１９８内の燃料と結合して点火後の燃焼を継続させ、
残りの排出空気は燃焼生成物と結合して、燃焼バスケッ
ト１９８を介して多段式反動タービン２３４（第３図）
に流れる。

ケース２００はケース結合器２３８によりタービン・ケ
ース２３６に結合されている。

高圧空気またはオイル用シールを圧縮機１８１およびタ
ービン２３４間に設ける必要がない。

ｄタービン・エレメントタービン２３４は３個の反動段を備えている。

この反動段を介して燃焼システムの多数のガス流が環状
流路に指向されて、加熱された圧縮空気の運動エネルギ
をタービンの回転エネルギに変換、すなわち圧縮機１８
１および発電機１０２を駆動する。

タービン・ロータはスタブ（ｓｔｕｂ）シャフトおよび
このシャフトにボルトで取着された３個のディスク・ブ
レード・アセンブリ２４０．２４２および２４４により形成される。

熱電対（第９図）は制御システムに対して、ディスク・
キャビティの温度指示信号を発生させるためにこのディ
スク・キャビティ内に支持される。

高温合金ロータ・ブレード２４６がディスク・ブレード・アセンブリ２４０゜２４２および２４４を形成するように各ディスク上に取
着されている。

個々のブレード・ルートは圧縮機１８１０アウトレツト
から取出され前述したように冷却装置を通過した空気に
より冷却される。

このブレード・ルートはロータ・ブレード２４６に対し
てヒート・シンク（ｈｅａｔ５ｉｎｋ）として作用す
る。

また冷却空気は各タービン・ディスクにも送られてユニ
ットを作動する負荷範囲において比較的＝定で低い金属
温度を提供する。

タービン・ケース２３６は、タービン２３４に対する圧縮容器として作用する他に、ロータ・
ブレード列間に配置された３列の固定ブレード列を構成
する固定ブレードを支持する機能を備えている。

ガス流は実質的に外気圧と等しい圧力で、タービン２３
４からフランジ付排出マニホールド２５０を介して排気ダクト１１４に放出される。

発電機およびガスタービン用振動変換機（第９図）は制御システムへの入力として振動モニタへ
振動信号を転送するところの通常の速度検出器すなわち
ピック・アップである。

一対の速度検出器（第９図および第１３Ａ図）がタービ
ンおよび発電機シャフトの適当な位置において支持され
た、ノツチ付磁気ホイール（第１３図）に連結される。

速度検出器から発生された信号はパワー・プラント動作
を決定する場合に制御システムにおいて使用される。

熱電対（第９図）がガスタービン用ベアリング・オイル排出溝に配置されている。

更にブレード経路に対する熱電対（第９図）が排出マニ
ホールド２５０の内側周辺部に支持され、特にパワー・
プ）ントの始動時において制御システムに対してブレー
ド温度を素早く指示する。

排気温度検出器（第９図）が排出用ダクト１１４に配置
され、パワー・プラント１００の負荷運転時における制
御システムの使用に対し平均排気温度を確認する。

ガスタービン１０４に対するところの適当にシールドさ
れた高速応答熱電対は、薄い合金板により形成されたシ
ースを備えたコンパクトな絶縁用アルミナ、または大き
なウオール・ガイドにより適当に支持された絶縁用アル
ミナを使用している。

ｅ燃料システム燃料システム２５１は第７図に示すように、燃料バルブ動作の制御下においてガス燃料をガスノ
ズル２２２へと送る。

ガスはガス燃料源から、ダイアフラムにより作動される
圧力調整バルブ２５４へと送られる。

圧力スイッチ２５５は最低ガス圧力でオイル燃料を転送
するために使用される。

また圧力スイッチ２５７および２５９はバルブ２５４の
下流において最高および最低の圧力制限値を指示する。

ここでは、アメリカ・スタンダードＣ３７，２−１９５
６に関連したＩＥＥＥのスイッチ・ギヤ番号を使用して
いる。

始動バルブ２５６は各タービン速度における、ノズル２２２へのガス流を定格の約１０％以下に
抑える。

この目的のために、このバルブ２５６は電気的制御信号
に応答する電気流体式（ｅｌｅｃｔｒｏｐｎｅｕｍａ
ｔｉｃ）″ンバータにより流動的に位置決定される。

定格の１０％ないし１００％のガス流においては、スロ
ットル・バルブ２５８が電気流体式コンバータ２６３お
よび圧力ブースタ・リレー２６５の流動的位置決定制御
下においてノズル２２２に到るガス流を限定する。

このコンバータ２６３は電気的制御信号にも応動する。

流体式トリップ・バルブ２６０は、タービン速度が所定のレベル、例えば定格の１１０％に到達した場合に機械的付勢によりガス燃料の
流れを停止する。

また流体式ヘント・パル７’２６２は、：・リップ・バ
ルブ２６０および流体式アイソレーション・バルブ２６
４が共に閉成された場合にトラップされたガスを大気中
に放出する。

このバルブ２６４の燃料制御動作は圧力スイッチおよび
ゲージ・キャビネット１５２を介して印加される電気的
制御信号により開始される。

圧力スイッチ２６７はノズル２２２へのインレットにお
ける燃料圧力を示す。

第８図に示す液体燃料供給システム２６６は液体燃料を、タービン・シャフトにより駆動さ
れる主燃料ポンプ２６８のポンプ１作用により燃料源か
らポンプおよび種々の流体式バルブを介して複数のノズ
ル２１８へと送る。

ポンプ排出圧力は制御システムの使用に対して検出器２
６７により検出される。

またバイパス・バルブ２７０は電気流体式コンバータ２
７１およびブースタ・リレー２７３により流体的に作動
されて、帰還路に到る液体燃料のバイパス路を確定して
液体燃料の放出圧力を調整する。

電気的制御信号はポンプ放出圧力、特にタービンの始動
時において上昇するポンプ放出圧力を制御するために使
用される。

またスロットル・パル７”２７２はバイパスバルブ２７
０に対する上昇圧力制御中において最低位置に保持され
る。

圧力スイッチ２６９は低圧力でＤＣバックアップ・ポン
プを作動し圧力スイッチ２７５はポンプ２６８が吸入流
体を圧縮したか否かを指示する。

圧力が上昇した後、流体式スロットル・バルブ２７２ば、電気流体式コンバータ２７４およびブースタ・リレー２７６により位置決定さ
れて、ノズル２１８に到る液体燃料を制御する。

電気的制御信号は、スロットル・バルブ２７２に対する
一ｔンバータ位置制御動作を決定する。

バイパス・バルブ２７０は燃料の放出圧力を一定に保持
するように作動する。

ガス燃料システム２５１の場合と同様に、機械的、流体
的に作動される過速度トリップ・バルブ２７８はタービ
ン速度が所定値をこえた場合に液体燃料の流れを停止さ
せる。

適当なフィルタ２８０が液体燃料の流路内に配置され、
ガス燃料システム２５１の場合と同様に、電気的および
流体的に作動されるアイソレーション・バルプカ液体マ
ニホールド２８３に到る液体燃料流路の開閉制御を行う
。

８個の排出ポンプ２８４がノズル２１８およびチェックバルブ２８６に到る個々の流体燃料流路
内に配置される。

このポンプ２８４は単一シャフト上に取着されて実質的
にノズル数と等しい燃料流路を形成するようにマニホー
ルド２８３からのオイル流により駆動される。

チェック・バルブ２８６はノズル２１８からの逆流を防
止し、圧力スイッチ２８８はオイル・ノズル２１８における燃料の圧力を示す。

マニホールド・ドレイン・バルブ２９０はタービン停止
中に電気的制御信号により流体的に作動されてマニホー
ルド２８３内に残されている液体燃料をすべて排出する
。

４１発電特性この実施例に係わるパワー・プラント１０００発電特性は特許明細書（出願番号４６−８３２
５５）に詳細に説明されている。

１、概説タービン発電機制御システム３００（第９図）は、始動時、運転時、および停止時において信頼
性が高く、精度および効率良（速度および負荷制御を実
施し、パワー・プラントの保護のためにシーケンスされ
た始動および停止動作、モニタおよび警報動作を行うよ
うにアナログおよびディジタル・コンピュータを備える
ことが好ましい。

この制御システム３００は、制御キャビネット内に配置
された各種エレメントおよび単一のオペレータ・パネル
、圧力スイッチおよびゲージ・キャビネット１５２、お
よび第１図のパワー・プラント１００に含まれたエレメ
ントを有する集中化システム・パッケージにより特徴付
けられる。

パワー・プラント１００と同様の多段のプラントが操作
される場合には、付加プラントの作動に必要な付加回路
を形成するために複数の制御キャビネットが要求される
。

制御システム３００に具現化された制御方法はオペレータおよび制御システム間に融通性のある
インターフェースを提供する。

自動制御下において、パワー・プラント１００は端末制御ユニットまたは直結されたリモート式
またはモニタ式制御により作動される。

２、制御ループ特性第１１図において、ＳＡＭＡ標準規格表示された制御ループ３０２は制御システム３００におい
て具体化され、種々の用途に使用される制御ループを特
徴とする。

この制御ループ３０２は特許明細書（出願番号４６−８
３２５５）に詳細に説明されている。

この制御ループ３０２は、ガスタービン式パワー・プラントまたは他のガスタービン装置を作動
させる場合に使用されるプロセス制御ループを有する。

第１１図においては、ハードにおいてもソフトにおいて
も多種の制御方法が実施されているので、・・−ドウエ
アおよびソフトウェア・エレメント間の特別の記述はし
ていない。

しかし、制御ループ３０２のハイブリッドのソフトウェ
ア・ハードウェア法、好ましくは制御システム３００に
より表示されたハイブリッド法により種々の利点が得ら
れる。

以下に記述する種々の制御モード・シーケンスにおいて、一般に、パワー・プラント１００は、
制御ループ３０２０制御下において停止状態から始動さ
れ、精度および効率の良い制御下において、好ましくは
所定時間内に、同期速度まで加速され、パワー・システ
ムに対し手動的または自動的に同期化され、上昇速度制
御下において所定レベル、例えば温度制限値により制御
される負荷レベルまで負荷される。

これにより、より良いパワー・プラント操作が提供され
る。

制御ループ３０２における複数個のループの組合せにおいて、低燃料要求選択ユニット３１６は
、始動中に基準速度用燃料要求信号が３種の制限信号を
こえた場合にこの基準速度用燃料要求信号を制限するよ
うに作動する。

この３種の制限信号は、サージ制御ユニット３１８、ブ
レード路温度制御ユニット３２０、および排気温度制御
ユニット３２２から発生される。

負荷制御ユニット３２４は制御ユニット３１８゜３２０および３２２と同期した後に動作状態になる。

このように、制御ループ３０２の動作は種々の制限信号
の関数として、種種の動作制御モード中において変化す
る。

低燃料要求選択ユニット３１６の出力側において、燃料要求信号がデュアル式燃料制御ユニット
３１７に印加される。

ここでは、燃料要求信号が、ガス燃料開始およびスロッ
トル・バルブに印加されるガス燃料要求信号、液体燃料
スロットルおよび圧力バイパス・バルブに印加される液
体燃料要求信号、またはガスおよびオイル用バルブに印
加されるガスおよび液体燃料要求信号を発生するように
、処理される。

パワー・プラント１００を始動させる場合、制御モードＯで作動する制御システム３００は種々
のプロセス検出器により発生された状態指示情報を必要
とする。

パワー・プラントの状態が満足されたと論理的に確認さ
れると、パワー・プラントが始動される。

発電のためにパワー・プラントの効力を増加することが
可能な場合には種々のプラント・ユニットが並列的に始
動される。

制御は種々の制御モードを介して行われるので、速度要件を満足させるために必要とされる燃料
要求信号を決定するための順送り表示を利用するのが有
利である。

タービン速度、被制御負荷変数すなわち出力、燃焼室内
圧力、および排気温度を含む測定プロセス変数は、装置
の設計制限値が破られることのないように燃料要求信号
を制限、基準化または制御するために使用される。

順方向速度燃料要求、サージ制限燃料要求、および温度
制限燃料要求の表示は、より正確で、効率的で、効果的
で、信頼性の高いガスタービン動作を得るためにガスタ
ービンの非直線特性により非直線的に行うことが好まし
い。

制御ループ３０２は、サイクル温度、ガスタービン速度
、始動時における加速率、負荷率および圧縮機のサージ
・マージンを保持する機能を備えている。

制御ループ３０２における燃料要求はタービンのガスまたオイル用パルプの位置制御を行う。

更にこの制御ループ３０２はガスおよびオイルを同時に
燃焼させることが可能であり、ガスからオイル、または
オイルからガスへと自動的にかつスムーズに燃料変換を
行う。

また制御ループ３０２ば、種々の動作モードに沿って順次制御動作が進められるにつれて実施される制御機能を決定する場合に重視され
る種々のプロセス変数が与えられるように、作動される
。

３、制御システム制御システム３００を第９図に詳細に示す。

この制御システムは、プロダック（Ｐｒｏｄａｃ）５０
（Ｐ５０）という商品名でウエスチング・ハウス
から売られている、中央制御ユニットまたはコンピュー
タ３０４および入出力インターフェースを備えたディジタ
ル・コンピュータを含んでいる。

このＰ５０コンピュータは１４ビツトのワード長および
４．５マイクロセコンドのサイクルタイムを有する１６
０００ワード・コアメモリを使用している。

コンピュータ３０４に対するインターフェースはコンタクト閉成人力シスエム３０６および従来のアナログ入力システム３０８を備え
ている。

このコンピュータのメイン・フレームに対して出入する
１４ビツトの並列路を有する６４個の入出力チャンネル
が提供される。

各インターラブド入力は付加入力動作を実施することな
くコンピュータのメイン・フレーム内において応答動作
を行う。

これにより、非常にわずかナメイン・フレームのデユー
ティ・サイクルによりインターラブド入力信号を処理す
ることが可能になる。

プロセス入力はコンタクト閉成人力システム３０６およびアナログ入力システム３０８により提供される。

コンタクト閉成人力（ＣＣＩ）システム３０６はオペレ
ータコンソール・パネル１２０およびリモート・オペ
レータ・パネル３２２に結合されている。

コンタクト閉成人力はエンジン始動コンタクトと関連し
ている。

ＣＣＩシステムに結合される装置を顧客が選択し得るよ
うに適当な装置が提供される。

アナログ入力システムに対する入力は種種のパワー・プラント・プロセス検出器、すなわちブレ
ード路および排気マニホールド熱電対等のタービン１０
４用検出器からの出力である。

他の入力は燃焼室圧力検出器およびメインおよびバック
アップ速度検出器から得られる。

この速度検出器の出力はアナログ速度制御ユニット３２
４および補助速度制限ユニット３２６を介してアナログ
入力システム３０８に結合される。

コンピュータにより、オペレータ・コンソール１２０において表示のための種々の出力が提供さ
れる。

この出力は参照符号３３０により示されるようにアナロ
グ入力としても使用される。

コンタクト開成出力（ＣＣＯ）システム３１６はディジ
タル基準速度、速度および負荷制限値、および燃料転送
出力を、それぞれ参照符号３３２゜３３４．３３５およ
び３３６で示されるラインを介して外部回路へと転送す
る。

ＣＣＯシステム３１６およびアナログ速度制御ユニット３２４の結合は適当なソフトウェアおよ
びハードウェア・ハイブリッド制御システムの枠内にお
いて実施されてイル。

アナログ制御ユニット３２４に結合された別のコンタク
ト閉成出力は、点火後における火焔消去を防止するため
にタービン燃焼システムに最低の燃料を供給する。

アナログ・デュアル燃料制御システム３３７は速度制御ユニット３２４により作動されて、第
９図および第１１図において考察した液体およびガス燃
料バルブの位置を決定する。

デュアル燃料制御ユニット３３７に結合されたコンタク
ト閉成出力は、参照符号３３６で示されるように、使用
燃料の選択、ガスおよび液体燃料の供給量のセットを行
う。

ＣＣＯシステム３１６はオペレータ・コンソール・パネル１２０に結合され、始動エンジン１２
６をシーケンスする。

同期検出回路３４２は入力側において母線および発電機
用変圧器に結合され、ＣＣＯシステム３１６の信号が手
動同期操作を可能にするようにパネル上に視覚表示を行
う。

検出回路３４２はアナログ入力システム３０８に入力を
印加し、自動同期作動を行う。

コンタクト閉成出力により作動される他の装置として、発電機界磁ブレーカおよび発電機ライン
・ブレーカが含まれる。

モータ弐発電機および励磁機の調節用レオスタット１７
１および１７７、中央モータ制御装置１３０、およびス
イッチおよびゲージ・キャビネット１５２もまたコンタ
クト閉成出力に応動する。

プリント・ユニット３１０はコンピュータ３０４に到る
入出力チャンネルとして直接作動される。

第９図および第１０図において、ガイドベーン制御ユニット３３８は、タービン制御の通常動作
モードにおける実際のタービン速度の関数として取出さ
れた、コンピュータにより決定される制御入力に応じて
継続的に作動する。

入口ガイドベーン（第３Ａ図）は、ガイドベーン制御ユ
ニット３３８のアナログ信号出力に応じて電気−流体信号コン
バータ３４０により発生される流体信号に応じて位置決
定される。

即ち、この入口ガイドベーンおよびガイドベーン制御ユ
ニット３３８は、圧縮機内への空気流を調整する空気流
調整ユニットとして作、動する。

ガイドベーン制御ユニット３３８は、ディジタル制御値
を計算し適当に変換した後、後説のアナログ出力プログ
ラムにおいて説明するようにアナログ制御信号をＣＣＯ
システムに伝送するところの、コンピュータ・システム
およびプログラム・システムの組合せを示す。

速度の関数として示される入口ガイドベーン制御信号の導出法を第１０Ａ図に示す。

この実施例に対する規格において、タービンの定格速度
の２０％に対して制御信号はＩＶ、定格速度の９５％に
対しては５Ｖである。

この条件により、付勢信号ライン８２０が直線を表わす
一般式Ｙ＝ＭＸ十Ｂによりポイント（２０，１）および
（９５，５）を通過する定格速度に対するタービン速度
の百分率の関数として得られる。

適当なタービン制御変数およびコンピュータ・ユニット
を使用して次式が得られた。

入口ガイドベーン付勢信号−１，３３Ｘ（タービン速度）−５２曲線８２２は付勢信号入力に応
じたガイドベーンの位置決定を行う。

始動時において、角度８０８（第３Ｂ図）は速度Ｏ％に
おいて４０°、すなわち密閉状態から、速度８０％にお
いて３°、すなわち全開状態まで変化する（図から明らかな
ように角度４０°において速度１０％の応答遅れがある
）。

第１０Ｂ図の曲線８２４はガイドベーン位置角度および付勢信号の関係を示す。

制御システムに関しては、特許明細書（出願番号４６−８３２’５５）に詳細に示されている
。

アナログ回路速度制御回路３２４は、第１３図に示された４４個の歯付マグネチック・ロータ・ホイール３４
５と関連している主タービン速度検出器３４４から発生
される主速度信号に応動する。

この主速度信号は正弦波信号であり、コンバータ・ユニ
ット３４６により、２倍の周波数および一定な幅を有す
るパルス列に変換される。

実際のタービン速度を示すために、コンバータ・ユニッ
ト３４８がこのパルス列をこのパルス列に応じた大きさ
の直流電圧に変換する。

この直流電圧は誤り検出回路３５０およびアナログ入力
システム３０８（第９図）に印加される。

アナログ出力回路３６２からの基準速度信号３５６および速度調整帰還信号３５８が検出回路３
５０に印加される。

この基準速度信号は計算機によりディジタル・コマンド
値から決定される。

検出回路３５０内において、実際の速度および速度調整帰還信号が基準速度信号に加えられて、
速度誤差出力信号を決定する。

燃料要求制限動作がない場合、回路３６８において増幅
された速度誤差信号が燃料要求信号、コンタクト信号出
力（Ｃ８Ｏ）、および燃料制御システム３３７への入力
としてライン３６９上に提供される。

モニタはメータ３７０により提供される。

最低および最高制限値がセットポイント信号発生器３７４および３７８により発生され、クラン
プ増幅器３７６および３８２により回路３７２内の燃料
要求信号に重畳される。

バックアップ速度制限値が前述の場合と同様にしてバックアップ速度制御器３２６に印加される
。

また付加クランプ増幅回路３９０および速度制限セット
ポイント発生器３９２は、いずれかの回路の論理条件が
満足された場合に、回路３６８からの燃料要求信号を所
定の最低値に減少させる。

第１の論理条件は、定格速度の１０８％をこえた速度で
タービンが動作する場合である。

補助速度信号は、速度信号が大きすぎる場合にＯＲ回路
３９γに印加される出力信号を発生する比較回路３９６
に印加される。

ＡＮＤ回路４０２は、ＬＬＣ８ＯＸが存在する場合に、
論理インバータ４０２を介して切換信号を発生する。

速度微分信号は第２論理条件として定格速度の１０２％ないし１０８％の速度超過を検出するた
めに使用される。

すなわち、この速度微分信号が所定の加速度制限値と比
較されてこの速度微分信号がこの制限値より大きいこと
が確認されると、論理スイッチ３９４に到る出力が発生
されクランプ増幅器３９００制御入力に印加される。

燃料要求増幅器３６８の出力側において発生された燃料
要求信号は、コンピュータから発生された基準速度を満
足させるために必要な燃料、コンピュータにより決定さ
れた制限動作を満足させるために必要な燃料、および通
常動作時において火焔の消失を防止し、過速状態が補助
速度制限回路３２６により検出された時に火焔を消失さ
せることなく速度を減少させるために必要な最低燃料を
示す。

デュアル式燃料制御システム３３７に到る入力４１０において、燃料要求信号が、概略的にアナ
ログ・ポテンショメータとして示されているコンピュー
タ制御式ディジタル、ポテンショメータ４１２に印加さ
れる。

この燃料要求信号がプログラムされたコンピュータ作動
のためにコンピュータのアナログ入力システム３０８に
印加される。

総燃料要求信号はガス燃料制御システム４１４および４１６間において適当な比で分割され、ガ
スタービン動作要求を満足するように個々の燃料流路を
提供する。

ガス燃料要求信号は、ガス燃料開始バルブおよびガス燃料スロットル・バルブに対して動作表示
を行うところの信号範囲調整増幅器４１８および４２０
に印加される。

信号範囲調整増幅器４２４は液体燃料要求信号により付
勢されて、前述したように液体燃料スロットル・バルブ
用電気−流体式コンバータを制御する。

所定のポンプ排出圧力により液体燃料バイパス・バルブ
用電気−流体式コンバータ２７０を作動する制御ユニッ
ト４３６および基準圧力信号発生器４３４により別の液
体燃料制御が行われる。

第９図において考察した入口ガイドベーン制御ユニット３３８は、主速度チャンネル３２４から
取出された速度信号の線型関数として計算されたガイド
ベーン位置制御値のアナログ電圧を出力として提供する
ところのアナログ出力回路４４８として示されている。

前記制御値は、燃焼室内圧力対タービン排気温度の記憶
情報から導出される。

入口ガイドベーン流体式コンバータ４５０（第９図にお
いては３４０）を制御するアナログ信号の値を決定する
制御値の導出法を後に説明する。

タービン速度の関数として制御信号を取出す操作は始動時からトップ速度、すなわち同期速度ま
で行われる。

モード４制御が排気温度をベース負荷基準温度としてあ
らかじめ定められた５０′Ｐ内にもたらすまでガイドベ
ーンが開放に保たれるように負荷運転中における速度を
固定することが好ましい。

ガスタービン１０４０制御中のこのポイントにおいて、
コンピュータのアナログ出力信号が上述した方法により
定められる。

第９図に示したアナログ・システムの機能および上述したエレメントに関して、特許明細書（出
願番号４６−８３２５５）に詳細に記述されている。

制御パネル第１図において考察したオペレータ・パネルは、種々のプロセス制御機能が開始、変更されるオ
ペレータ・コンソールの一部に含まれている。

種々のメータおよびアラームの形態でプロセス・モニタ
が提供される。

一般の制御機能は下記の通りである。

（ａ）ブレーカ・ブツシュボタン制御（ｂ）自
動同期０Ｎ１０ＦＦ（ｃ）同期モード選択ガスタービンに対する特定の制御機能は下記の通りである。

（ａ）通常時の始動／停止（ｂ）緊急時の始動／停止（Ｃ）燃料選定（ｄ）自動燃料転送手動および自動電圧調整の選択を行うパネル機能の形態で融通性のある発電機制御が行われる。

アラーム状態指示信号は警告灯および警笛により提供される。

このアラーム状態指示信号は始動時におけるシステムの
故障を含めた特定の状態が生じた時に発生される。

発電機振動検出器、燃焼バスケット内火焔検出器、およ
びブレード路および排気マニホールド用熱電対と関連し
たアラーム・ユニットが使用される。

コンピュータにより決定されるアラーム状態に応じて制
御機能を果すユニットも使用される。

ローカル・オペレータ・パネルの機能ト対応する機能を有したリモート制御パネルを使用するこ
とにより制御操作上の融通性が増大される。

この制御パネルに関しては、特許明細書（出願番号４６−８３２５５）に詳細に記載されている
。

更にこの明細書内にはローカルおよびリモート・オペレ
ータ・バネ）ｖのコンタクト閉成出力に関する情報およ
び制御パラメータ変化の制御システム３００への記入方
法も記載されている。

Ｄプログラム・システム１、概説コンピュータ・プログラム・システムは、使用者の所望する電力に応じてガスタービン・パワー・プラント１００を作動させるためにコンピュータ・システム３０５が別の制御システム・エレメントおよびプラント・ユニットと共同作動するように、このコンピュータ・システム３０５を作動する。

第１４図に概略的に示したように、このプログラム・シ
ステムは、制御システムのインターフェースおよびハードウェアに到る出力に対する殆んどのプラント動作決定を行うシーケンス・プログラム６００および制御プログラム６０２を含む。

実行プログラム６０４は、あらかじめ定められた構成に応じてソフトウェア・システムにおける種々のプログラムによりコンピュータ３０４の使用手順を定める。

この実行プログラム６０４は以下に記述するような機能も備えている。

一般ニ、シーケンス・プログラム６００はオペレータ・コンソール・プログラム６０６からのオペレータ・コンソール入力、アナログ入力、およびコンタクト閉成人力を受入し、コンタクト閉成出力を提供してプラントの始動およびこのプラント始動中および前後においてアラーム動作および保護動作を行う。

第１４図に示したように、シーケンス・プログラム６００は制御モードおよび所定負荷を指定することにより制御プログラム６０２を監視する。

この制御プログラム６０２は、負荷運転中においてプラ
ントのアラームおよび停止を必要とするブレード路の高温指示を含むデータをシーケンス・プログラム６００に転送する。

自動同期プログラム６０８はシーケンス・プログラム６００により監視されて、自動同期動作
時において、タービン速度調整および発電機電圧調整を行う。

シーケンス・プログラム６００は手動同期操作の指針を示す。

このシーケンス・プログラム６００はオペレータ・コン
ソール・プログラム６０６およびアラーム・プログラム６１０に対して、それぞれランプ点灯決定およびアラーム決定情報を転送する。

オペレータ・コンソール・プログラム６０６はオペレータ・パネル１２０とコンピュータ３０４とをインターフェースするサブプログラム・パッケージである。

またアラーム・プログラム６１０は検出した警報状態をプリントアウトする。

種々のプラント動作モードにおいて、制御プログラム６０２は、アナログ速度制御ユニット３２４にアナログ信号を印加するためにタービン速度基準信号および燃料要求制限信号を決定する中間的な制御決定を行う。

制御プログラム６０２、自動同期プログラム６０８、お
よびオペレータ・コンソール・プロクラム６０６からのアナログ出力はアナログ出力パルス・プログラム６１２により処理されて、内部のディジ
タル決定に応じた正確な外部アナログ電圧を発生する。

シーケンスプログラム６００、制御プログラム６０２および他のプログラムに対するアナログ入力はアナログ・スキャン実行プログラム６１４により決定、記憶される。

熱電対チェック・プログラム６１６は、シーケンス・プログラム６００または制御プログラム６０２によりチェックされていない熱電対に対してバリディティ・チェックを行い、熱電対の読取が開回路を示している場合にアラーム・プログラムに対し警報信号を発生しプリントアウトする。

ログ・プログラム６１８は変換プログラム６２０と共同して、あらかじめ定められたアナログ入力の値を周期的にプリント・アウトする。

このプログラム・システムに含まれる別のプログラムは
多種プログラム６２２として分類しである。

２、実行プログラム前述したプログラム・システムにおいて、個々のプログラムは、例えばプログラム変数を変えるだけで実行プログラム６０４０制御下において繰返し実行される。

第１および第２優先レベルを備えた実行優先システムは
プログラムの実行順序を決定する。

第１優先レベルのプログラムは実時間で実行される。

すなわち２種のプログラムが同時に実行されるように受
入された場合、最初に命令されたプログラムが最初に実行される。

第２優先レベルのプログラムは前段で確立された状態に
応じて実行される。

３、フログラマ・コンソール・パッケージプログラマの
コンソール・プログラムはＰ５０コンピュータとの伝達動作を容易にするために提供されている。

一般に、コンソール・パッケージはコンピュータにプロ
グラムを記入し、プログラムを実行し、制限情報およびインストラクションを記入し、主および補助コアメモリの領域を設定する。

コア位置は例えばテープ上に２進法またはキー・ボード
上に８進法でセットさせる。

プログラマ・コンソール・パッケージは実行プログラム６０４の優先範囲内で動作し、各エレメントはこのプログラム６０４の一部として分類されている。

４、オペレータ・コンソール・プロクラム第１９図に示
されるように、オペレータ・コンソール・プログラムはシーケンス・プログラムはシーケンス・プログラム６００およびアナログ出力プログラム６１２とインターフェースする。

一般に、押圧すれたローカル・オペレータ・ブツシュボタンによりインターラブド・ルーチンハ優先レベルのオペレータ・コンソール・プログラムを命令し、付勢時において所望の動作を決定する。

発電機ブレーカの閉成、ライン・ブレーカの閉成、または緊急停止が要求された場合、関連プログラムが優先的に実行される。

別の動作により、第２優先レベル・プログラムの関連した要求が提供され命令状態に導かれる。

オペレータ／実行プログラム・システム伝送がすべての
ガスタービン制御モードにおいて提供される。

５、アナログ・スキャン・プログラム一般に、アナログ・スキャン・プログラムは、パワー・プラント１００と関連したすべてのアナログ・ポイントを読取る場合に実行機能を果す。

アナログ・ポイントを読取る周波数はプロセス動作の必要度に応じて、例えば１秒間、３０ポイントに、セットされる。

このアナログ・スキャン・プログラムはハードウェアまたはソフトウェアのインターラブド・ロックアウトの下で実行される。

６、アナログ出力プログラム前述したように、アナログ出力を発生させるために使用される一般的方法は、出力がアナログ入力システム３０８を介してコンピュータにより計測される外部保持型の演算増幅器を使用することである。

この測定値は所定値と比較される。この両値間の誤差は
上昇または下降コンタクト閉成出力が保持増幅器を所望の値まで積分させるのにどの程度長く閉成されることが必要とされるかを決定するために使用される。

上昇または下降値は数１０分の１秒以内に計算され、実
際のコンタクト開成出力のパルシングが１０分の１秒毎に優先レベルを進行するアナログ出力プログラム６１２のパルサー・エレメントによって遂行されている間、第２レベルを進行するアナログ出力プログラム６１２のエレメントにより決定される。

第２優先レベルのアナログ出力プログラム・エレメント
は速度基準および負荷制限に対して１秒毎に進行し、そして別の出力に対して５秒毎に進行する。

７、シーケンス・プログラムａ作用原理シーケンス・プログラム６０１第１５図においてフロー・チャートにより示す。

このプログラム６００は、タービン始動時において必要
とされるプラント・シーケンス動作、アラーム検出、およびタービン始動時以外の時間における種々のプラントの仕事に対するシーケンス動作を行うために、毎秒１回通行する。

ブロック６２２に示されるように、タービン・プラント
１００および他の被制御プラントの状態に関する情報がシーケンス・プログラムの実行のために必要とされる。

この必要な情報は、連続的にアナログ・データおよびオペレータ・パネル・スイッチ、圧力スイッチおよび他のプラント・エレメントから発生されるコンタクト閉成人力を含む。

この情報はマスク・ロジック・テーブル６２４に記憶さ
れる。

より良いプラント始動管理および総合的により良いプラント管理を提供する場合に、記憶データが複数個のシーケンス・ロジックのブロック６２６の数的評価に使用される。

前記シーケンス・ロジックの数的評価の結果はプログラム・システムの別のプログラムとの連通を必要とし、この場合この結果はこのプログラムにおいて使用され得るように記憶される。

ブロック６２８で示すように、シーケンス・ロジックの数的評価の結果はある種のコンタクト閉成出力を要求する。

ブロック６３０において、ブロック６２２によりコアメモリから得られるタービン・データのレジデント・テーブルは最初のコアメモリ位置に記憶され、オペレータ・パネル入力を含むノンレジデント・タービン・データは破壊される。

ブロック６３２は、シーケンス・プログラム６００が現在進行している間に、別のタービンが処理される必要性があるか否かを確定する。

もし処理すべき必要性のあるタービンがない場合には、シーケンス・プログラム６００は終了する。

シーケンス・プログラム６００が現在進行している時に
、シーケンス・ロジック決定が必要なガスタービンが残っている場合には、プログラム６００が次段のタービンのために再度実行される。

このプロセスは、最後のタービンがシーケンス・プログ
ラム実行におけるシーケンス・ロジック・プロセスと関連するまで、繰返される。

第１６図において、シーケンス・プログラム６００に対するデータ；フロー・マツプを示す。

図示のように、それぞれＡ、Ｂ、ＣおよびＤと示したガスタービンに対する４個のタービン。

データ・テーブルが提供されている。

各ガスタービン・データ・テーブルはオペレータ・パネル６０６から取出される読取部およびレジデント部を含む。

前処理ユニット６３４は第１５図に示したブロック６２２に対応するもので、アナログ入力、コンタクト閉成人力、タービンへのレジデント・テーブル、およびタービンＡの読取テーブルからデータを得る。

この得られたデータは第１５図のブロック６２４に対応
するブロック６３６により示されるマスク・ロジック・テーブル内に記憶される。

マスク・ロジック・テーブル６３６は第１５図のブロック６２６に対応するロジック・プログラム・ブロック６３８の実行に使用される。

シーケンス・ロジックカフログラム６３８によって数的評価された後、第１５図のブロック６２８，６３０および６３２に対応する後処理ユニット６４０が動作状態に入る。

こうして、コンタクト閉成出力が発生され、タービンＡのレジデント・テーブルが記憶される。

この後、第２ガスタービン式パワー・プラントが制御さ
れている場合に、後処理ユニット６４０がタービンＢのテーブル・データに対してプログラム実行を繰返す。

同様に、第３および第４ガスタービン式パワー・プラントが制御されている場合に、タービンＣおよびＤのテーブル・データの記入および再記憶を行うために実行動作が繰返される。

最終的なタービンのシーケンス・プログラム実行が終了
すると、後処理ユニット６４０の動作が停止される。

ｂシーケンス・プログラム・テーブル・データ用テー
ブル、および前処理および後処理ルーチンタービンの読取および書込テーブルおよび書込専用テーブル、コンタクト閉成人力および出力データ・テーブル、マスク・ロジック・テーブル、およびタービン・アラーム・データ・テーブルに関する情報は特許明細書（出願番号４６−８３２５４）に示されている。

ブロック６２２および６２８において使用されたコンタクト閉成人力ルーチン、アナログ入力ルーチンおよびコンタクト閉成出力ルーチンに関する別の情報も含まれている。

Ｃプラント・シーケンス機能シーケンス制御サブシステムは、始動、走行および停止動作に沿ってプロセスを進行させるロジック・オペレーションを含む。

シーケンス・オペレーションを行う場合に、シーケンス
制御サブシステムは、制御プログラムおよびプラント装置と共同作動して、プロセス事象に対する方向を決定し、同時にプラントおよびタービンを保護するためのシーケンス・プログラムを含んでいる。

始動プロセスにおいて、プログラムされたコンピュータのマスク・コンタクト機能セレクタが、通常時においてタービン始動を所定時間だけ確実に存続させるように、始動および作動のシーケンスを決定するために使用される。

ソフトウェア・マスク・コンタクトは、所定のプラント状態下において始動および停止作動のために外部回路を結合、解除するために必要なロジック状態を確立、破壊するために使用される。

点火後において、プログラムされたシーケンス・ロジックは制御システム３００をモード１動作下におき、ガスタービン基準速度は燃料バルブ位置を決定するためにプログラム制御により非線型的に増加される。

タービン１０４が無負荷回転速度（トップ速度、同期速度）まで速度上昇されると、容易に同期化される状態になり、制御システム３００がモード２動作下におかれる。

この状態下においては、界磁ブレーカの閉成後に、同期操作が手動的または自動的に行われる。

タービンおよび発電機ユニットが同期化され、発電機ブ
レーカが閉成されると、制御システム３００がモード３または４動作下に転移され、基準速度が定格速度の１０６％にセットされる。

負荷がプログラムされたコンピュータ動作の下で、所定
の割合で所定レベルまで増加される。

ガスタービンは、始動時において３種の時間チェックの中のいずれかが実施されなかった場合に停止される。

第１時間チェックは、マスク・コンタクトの動作開始時から点火速度に到るまでの時間を測定する。

第２時間チェックは面燃焼バスケット内において火焔を検出した後、定格速度の６０％に到るまでの時間を測定する。

第３時間チェックは定格速度６０％における始動エンジン・トリップ時から無負荷回転速度に到るまでの時間を測定する。

ｄシーケンス・ロジック・チャート第１７図において、ブロック６２６（第１５図）内のシーケンス・プログラム６００の実行時において実施されるアラームおよびシーケンス機能のロジック・ダイアグラムな示す。

あらかじめ定められたロジック確立ブロックがシーケンス・プログラムの実行に対する条件を確定するために使用される。

各ブロックは機能およびプログラムの識別を示すためのシンボルおよび符号を備えている。

このシンボルは各ブロックの上部に記されている。

以下にロジック・シンボルおよびこのロジック・シンボルに対応するロジック機能を示す。

ＡＡＮＤ回路ＯＲＯＲ回路Ｆ’Ｌフリップ・フロップＳＳ単一ショット回路ＤＢデッド・バンドＮＯＴ否定回路ＴＤＨ遅延回路（時間単位）ＴＤＳ遅延回路（秒単位）ここには、制御機能またはマスタコンタクタ機能および始動／停止動作に関連したロジックが原理的に示されている。

一般に、ロジック・ダイアグラム６４２はマスタコンタ
クタ、すなわちブツシュボタンまたは別の手段の作用としてフリップフロップＦＬ７により発生された制御機能を示す。

同様に、ロジック・ダイアグラム６４４はブツシュボタン、停止アラームおよび他の条件に応じて停止動作を行う回路を示す。

このようにして停止動作が行われる時、停止ＯＲブロッ
クＯＲ６はマス゛タコンタクタの機能を果すフリップ・フロップＦＬ７をリセットする。

ロジック・ダイアグラム６４４において、アラーム停止動作がブロックＯＲ４を介してラインＬ８６により開始される。

停止動作が行われた時、単一ショット・ブロック６があらかじめ定められたデータを記録する。

第１７図のロジック・ダイアグラムに示したシーケンス・プログラム・ロジック機能はＯＲＧＥＮＢＬＫブロックとして示される複数の発電機警報機能を含む。

更にブロックＯＲ１はブロックＯＲ４を介してブレード
路の温度が上昇し過ぎた時に直ちに停止動作を行う。

単一シヨツト回路４，５および１４はそれぞれ、通常始
動カウント、緊急始動カウントおよび停止カウントを行う。

多種の警報に関するリストも含まれている。

更に、シーケンス・ロジック・チャート、シーケンス・ロジック用マクロインストラクション、ロジック、サブルーチンおよび関連マクロに対するプラント・シーケンス機能が特許明細書（出願番号４６−８３２５３）に記載されている。

８、制御プログラム第１４図に示すように、制御プログラム６０２はガスタービン式パワー・プラント１００の動作に対する制御ループ決定を行うところのシーケンス・プログラム６００と相互作用する。

好ましい制御形態を第１８図に示す。

制御プログラム６０２が実行される制御モードの、シーケンス・プログラム６００による決定およびシーケンス・ステップの確立が行われた時に、制御プログラム６０２が開始され制御ループ３００Ａにおいて進行する。

ハイブリッド・インターフェースは、アナログ・・・−
ドウエア速度制御ユニット３２４に印加されるところの
、ソフトウェア低選択ユニット７００内の単一低燃料要求制限値の基準速度信号発生および選択を行う。

燃料要求信号出力は、コンピュータ出力燃料要求制限信号および最低速度誤差の燃料要求信号に応じて選択される。

実際の燃料要求制御信号ＡＣＴＦＬは、種種のソフトウェア制御経路における軌跡に対するアナログ入力として読取られる。

サージ制限、ブレード経路および排気温度制限、負荷制限の制御ループは、外部データに応動して参照符号７０２゜７０４．７０６および７０８として示されるソフトウェア低選択ブロック７００に出力を発生するソフトウェア制御機能を備えている。

第１９図を参照して、制御プログラム６０２の実行態様を以下に示す。

（ａ）タービン電流状態を示す種々のパラメータ、
および制御モードの指示、所定負荷および始動状態決定を可能とするシーケンス・テーブルに対するアドレスを含むレジデント制御データ・テーブル・ブロック７１０による前処理動作。

（ｂ）ブレード路、排気および圧縮機入口温度、燃
焼室内圧力、実際の燃料要求信号および実際の出力を含めたアナログ制御プログラム・データの受入。

（ｅ）タービン・エレメントの過熱を防止するため
に受入されたアナログ温度読取値の信頼性テスト。

（ｄ）タービン制御ブロック７１２の実施。

（ｅ）データの循環路により示されるように後処理
ブロック１１６によるテーブルの更新。

上述のステップはタービンＢ１．ＣおよびＤが使用さ
れている場合には各タービンに対して繰返し実施される。

タービン制御ブロック７１２を第２０図に詳細に示す。

この制御動作はタービン制御モード命令と一致するよう
に行われる。

ブロック７１８によりタービンがモードＯ状態であるこ
とを確認されると、ブロック７２０の実行によりイニシ
ャライズが行われる。

実際のタービン速度の追跡が行われ、モード０から１へ
の移行中におけるコンピュータからの基準速度内においてスムーズな状態転移が提供される。

制御がモードＯでない場合、ブロック７２２は他のすべての動作モードにおいてサージ制限制御ループ（第１８図）に使用されるサージ制御機能を決定する。

このサージ制御機能は、信頼性チェック・アナログ入力
から得られる燃焼室内圧力（圧縮機出口圧力）および圧縮機入口温度の関数として最大燃料要求制限値を確定する。

サージ制限値の決定方法に関しては特許明細書（出願番
号４６− ８３２５５）に説明がある。

モード１制御において、ブロック７２６は約１０００ｒｐｍの点火時速塵から４８９４
ｒｐｍのトップ速度までの加速制御を行うように実行
される。

燃料要求信号の追跡が行われ、非線型温度基準信号がサージ制限値決定の場合と同様に発生される。

この温度基準化信号は燃焼室内圧力の関数として通常お
よび緊急始動に対して決定される。

制御ルーチン７１２は、ガスタービン１０４がモード１制御においてシーケンスおよび加速動作下におかれている間中、繰返して実行
される。

速度制御ユニット３２４へのアナログ出力に対する速度
基準化信号がブロック７２８に提供される。

この基準信号は、前述したように通常および緊急始動に対する最適な所定時間の加速を表わす非線型入力曲線から得られる。

サージ制限機能決定に関連して示したものと同様の線型
インタポレーション・ルーチンは、記憶された曲線上ポ
イントに対応した時間表示ポイント間の動作時間ポイントにおいて加速値を導出するために使用される。

基準速度のアルゴリズムは特許明細書（出願番号４６− ８３２５５）に記載されている。

基準速度発生プログラムを第２１図に示ス。

ブロック７３０は、ガスタービン１０４がトップ速度す
なわち同期速度に達したかを確認する。

この条件が満足されると、基準速度ルーチンがバイパス
されタービン制御プログラム実行に戻される。

もしこの条件が満足されないと、ブロック７３４により
緊急始動が要求されているか否かが確認される。

ブロック７３６および７３８はそれぞれ緊急および通常始動に対応し、次段のサンプリング時間に必要とされる基準速度における変化が計算される。

ブロック７４０において、基準速度のステップ変化が前
段の基準速度に加えられる。

ブロック７４４が基準速度過大値を検出すると、トップ速度制限値がブロック７４２により基準速度上に置かれる。

もし基準速度過大値が検出されない場合には、速度基準値が記憶され、制御ブロック７１２の実行へと動作が帰還される。

温度制御システムを第２２図に示す。

温度制限ルーチン７４４において、温度誤差が、あらかじめ取出された基準温度および平均化処理されたブレード路温度間の誤差を取ることにより決定される。

ブロック７４６の出力はブロック７５４においてデッドバンドと比較される。

誤差がデッドバンド外に存在する場合には、ブロック７
５６においてこの誤差の符号が確認される。

このブレード路温度誤差が負の場合、ブロック７５８に
より制御動作が比例ルーチンおよび積分ルーチンに沿って行われる。

ブレード路温度および温度誤差変数がブロック７６０に
記憶され、ブロック７６２がブロック７５８における比例動作および積分動作の結果を加算し、ブレード路出力温度制限信号ＢＰＳＧＮＬを発生する。

またブレード路温度誤差が正の場合、燃料要求信号追跡ブロック７６４が作動されて、より速い制御動作が温度誤差の正から負への変化に追従する。

これは、リセット・ルーチンがある飽和出力値から再積分する必要がないからである。

特に追従すなわちトラッキング動作は、リセット・ブロック出力が誤差値以上に燃料要求信号より大きくならないように行われる。

トラッキング動作を行うために、所望の誤差値が低燃料要求信号に加えられ、この結果がリセットまたは積分ルーチンの出力から区別されリセット・ルーチンの入力側に印加される。

こうして積分動作出力は正バイアスで燃料要求信号を追跡することになる。

この追跡動作は、追跡制御ループにより制御される誤差
変化により必要に応じてこの追跡制御ループが素早く燃料制御を行うことを可能にしている。

積分ルーチンは特許明細書（出願番号４６〜８３２５３
）に説明されている。

ブロック７６２の実行後に、排気温度制御および追跡動作が上述したブレード路温度制御および追跡動作と同様に一連のブロック内において確定される。

更に、変数記憶ブロック７６４はブロック７６９の追跡機能出力および排気温度誤差を記憶する。

排気温度出力制限値がブロック７６６において決定され
た後、第２０図に示したルーチン７１２に動作が帰還される。

次に、ソフトウェアの低選択動作が、モード１制御プロ
グラム実行においてブロック７００により実施される。

同期速度になると、第２０図のブロック７６８がプログラムをモード２制御動作へと導入する。

ブロック７７０Ｋオいて、トップ速度値、および手動
操作または自動同期プログラム実行により制御ループに記入された速度変化の和に等しい基準速度がセットされる。

更に、モード１制御動作の場合と同様にブロック７２６．７２８，７４４、および７００を介してプログラムが指向される。

同期後において、ブロック７７２または７４４はオペレータ・パネルの選択に応じて制御プログラムをモード３制御ブロツク７７６またはモード４制御ブロツク７７８に指向する。

モード３制御動作において基準キロワット出力および実
際のキロワット出力間の誤差からキロワット出力誤差が決定される。

比例および積分制御ルーチンが前記キロワット出力誤差に加えられ、この合成制御出力が温度制限バックアップによる一定なキロワット出力制御を行うように合計される。

更に、負荷率制限値が、手動または自動的に負荷を増加してい（場合に過負荷による過熱を防止するために使用される。

負荷制限値のサブルーチンおよびこのサブルーチンのモード１．２および３における動作が特許明細書（出願番号４６− ８３２５５）に説明されている。

モード３動作において、基準キロワット出力は、ベース負荷の排気温度制限値に対応する値より小さな基準値を選択することにより最小の値にセットされる。

このようにモード３制御は、ブレード路およびサージ制御がバックアップ保護を行なっている状態で排気温度制御および定キロワット出力制御を行う。

モード４制御はモード３制御とは、モード４に対しては定キロワット出力機能が提供されないということにおいて異なっている。

しかし負荷制限値が使用される。

基準温度はブレード路および排気温度制限値制御ブロッ
ク７４４に使用されるように決定される。

モード３およびモード４において、ブロック７４４はモード１の場合と同様にして実行される。

モード４に対しては、定キロワット出力が使用されない
ので、ブロック７４４は排気温度制限動作を介して温度制御を行う。

温度制御下において、発生電力は、より大きな電力がより低い吸入空気温度で発生されるように周囲温度誤差とともに変化する。

負荷モード３および４のプログラム実行は、上述した制御動作を行うために、温度、サージ、および負荷制限値に関連した最低燃料要求信号を選択するところの低選択ブロック７００を介して完遂される。

ブロック７６６．７８８，７４４および７００を介する
制御プログラム実行はモード３または４負荷制御の間、続行される。

上述した制御体系内におけるガスタービン制御ループの動作について考察する。

第２８図は、この発明の一態様に基すいた動作の通常制御モードに分与されるコンピュータにより制御機能およびこの発明の別の態様に基すいて実施されるデュアル式タービン動作制御機能を、ロジックの流れとして示しである。

前述したように、入口ガイドベーン制御信号はガスタービン１０４の動作モードの相違により異なった態様で発生される。

相異なる動作サイクルに対するパラメータ制御変化は、前述したデュアル式タービン動作制御システムに必要とされる融通性を提供する。

第２８図において、ガイドベーン制御プログラムＩＧＶＰＲＧはすべてのガスタービン動作モード（シーケンス・モード０を除く）において使用される。

モード４の「真」テストは、入口ガイドベーン制御プログラム内への記入後にブロック８５０において実施される。

モード１．２および３制御はブロック８５２に指向される。

ここで、入口ガイドベーン位置決定制御変数ＩＧＶＳＥ
Ｔは主速度チャンネル３２４からの速度出力の関数として計算される。

ガスタービンがトップ速度すなわち同期速度に達すると、制御はモード４へと移行する。

この後、制御プログラムＩＧＶＰＲＧへの記入時におい
て、ブロック８５２により実施されたモード４の「真」テストがブロック８５４へのフランチを形成する。

モード４、すなわち温度制御モードは排気温度の関数と
してタービン動作を計画する。

排気温度の制御は、第２９図に示した３種の動作ライン
、スナわちベース、ピーク、およびシステム・リザーブのいずれかと一致するように保持される。

排気温度ループは上述したタービン制御の通常モードに
おいて説明した３種の特性の中のいずれかと一致するように動作を保持する。

第３ＯＡおよび３０Ｂ図において、制御ループ内において融通性のある制御を行うために必要な種々のパラメータの相互関係を考察した。

第２９図のベース制限ラインを第３０Ａ図に示す。

交差ラインは所望の周囲温度に対する燃焼室内圧力対排気温度のプロットを示す。

ここに示した特定周囲温度は６３′Ｆである。

交差ポイント８７０は与えられた周囲温度に対する最適タービン排気温度動作ポイントにおいて得られるキロワット出力を定める。

周囲温度が上昇すると、交差ラインが左方向に転位され
、ベース・ラインとの交差ポイントをより高い排気温度動作ポイントへと移行させる。

横軸に示した燃焼室内圧力において、このような転位はより低い燃焼室内圧力読取値を提供する。

これは、低密度空気がより高い周囲温度において圧縮機
に進入したことを示す。

ベース制限ライン上における上方および左方への移動は
より低い発電機出力を提供する。

より高い温度に対し、ベース負荷動作側ｍｌラインとの
交差ポイントはより高い排気温度および低いキロワット出力において現われる。

この実施例において、定排気温度制御は、第３０Ａ図に示すように排気温度が周囲温度制御ではなくガイドベーン制御下に置かれるように、ガイドベーンを操作することにより出力をわずかに減少させるような方法で燃焼室内圧力の関数として実施される。

ベース制限ライン上のポイント８７２は、この実施例に
おける放出ガスに対し最適な排気温度として選定された値８６４’Ｆを示す。

第３０Ｂ図において、ポイント８７４および８７６間のプロットは、入口ガイドベーンが全開位置、すなわち３°から密閉位置、すなわち４０°まで移動される時にこの入口ガイドベーン操作に対する排気温度応答を示す。

第３０Ａ図および３０Ｂ図を参照して、通常のタービン制御下におけるタービンは周囲温度６３下でポイント８７０まで負荷される。

勿論、ポイント８７２が所望の平均排気温度である。

入口ガイドベーン制御により両値間の誤差が検出され、
ガイドベーンを徐々に閉成して燃焼室内圧力Ｐ２Ｃを減少させる。

入口ガイドベーン制御より素早く反応する温度制御ループがＰ２Ｃの減少を検出し、タービン内により多くの燃料を導入するように作用し、ユニットを新たな許容動作温度へと転移させる。

この動作はポイント８７２および８７６により表示され
た所望の平均排気温度が得られるまで継続される。

この所望の平均排気温度において入口ガイドベーンの移
動は終結し、温度は所望値に落着く。

前述したように第１３Ａ図において、入口ガイドベーンは速度の関数としてコンピュータにより制御される。

しかしユニットがモード４動作のベース負荷で、通常制御モード基準ポイントから５０’Ｆ以内、すなわ
ちポイント８７０および８７４間において動作している時に、この発明の改良された入口ガイドベーン制御が実施される。

所望温度および実際の温度間の温度誤差は、入口ガイドベーン位置を制御するリセット機能ユニットへの入力を構成する。

パワー・プラントの性能に関しては、特許明細書（出願
番号４６−８３２５５）に詳細に説明されている。

第２８図のロジック・フロー・チャートにおいて、ブロック８５４内の決定ロジックによりタービンがベース負荷ラインに沿って作動されていることを確認されると、上述した制御プランが実行される。

タービン動作がベース負荷ラインに沿っていることが確
認されないと、ブランチが実行され、入口ガイドベーン制御がブロック８５２に示したように速度関数と継続される。

タービンがベース負荷ラインに沿って作動されている場
合、基準温度の５０′Ｆ以内における温度上昇が生じたか否か
を確認するためにブロック８５６により別のテストが行われる。

温度上昇が基準温度の５０’Ｆ以内でない場合には、ブ
ロック８５２に対するブランチが実行され、ガイドベーンは速度関数として位置決定される。

温度上昇によりタービンの排気温度が基準温度の５０′Ｆ以内に転移されると、別の制御モー
ドがブロック８５８において動作を開始する。

このブロック８５８において、誤差変数が高排気温度平
均値から基準温度値を差引いた値にセットされる。

この誤差変数は、徐々に積分動作を行うユニットへの入
力として使用され、排気温度平均値が基準温度より低い
場合に、ガイドベーンが閉成位置へと転位される。

排気温度平均値がガイドベーン基準温度値より大きくな
ると、入口ガイドベーンは開放される。

これにより、第３０Ｂ図に示したような小さな振動状態が発生する。

ガイドベーンが閉成されるにつれて、タービンを流れる
空気量の減少により圧力Ｐ２Ｃが減少する。

圧力が減少すると、制御プログラム内の関数発生器により発生された排気温度基準値が上方に移され、ガイドベーン制御は、ポイント８７２および８７６に示されるように安定な動作ポイントが得られるまで、継続される。

更に別の特徴として、ブロック８５２において実施される出力ドラッキングすなわち追跡動作がある。

この追跡動作は入口ガイドベーンの積分制御に対する準備動作を提供する。

種々の特殊制御プログラム・マクロおよびサブルーチン制御プログラム６０２の実行に使用される。

この種マクロおよびサブルーチンは特許明細書（出願番
号４６−８３２５３）に説明されている。

９．警報および熱電対チェック・プログラムアラーム・システムにおいて、警報信号は第９図に示した検出器に応じて発生される。

警報のプリント・アウトは例えば下記のようにして行わ
れる。

時間状態タービンの識別表示１２：３０
ＡＬＲＭＡ火焔Ａアラームの状
態は下記の通りである。

ＮＯＲＭ−通常状態ＡＬＲＭ−警報状態警報状態はシーケンス・プログラム６００および熱電対チェック・プログラム６１６により確認される。

アラーム・プログラム６１０は警報状態にあるすべてのポイントをプリントアウトするように周期的に実行される。

このようにして、従来の表示パネルにおいて生じていた
多種の乱れたアラーム表示が回避されている。

熱電対チェック・プログラム６１６は周期的に進行させられる。

このプログラムが実行される時、熱電対値が記憶位置ＣＨＫＮＯに記憶された所定のチェック数よりネガティブであるか否かを確認するために制御プログラム６０２によりチェックされていないすべての熱電対に対して記憶された値がチェックされる。

回路開放時には、過度の負数が考えられ、アラーム・ビットがアラーム・プログラム６１０に対してセットされる。

１０、データ記入（ｌｏｇｇｉｎｇ）プログラムフオ
マット化されたログは１５分ないし２時間内にプラント・オペレータにより選定された周期ベースに基すいたログ・プログラム６
１８の実行に応じてプリントされる。

このプリントされた読取値は最終的なアナログ・スキャ
ン・サイクルから得られた瞬時値である。

プラント・オペレータは制御された状態で各タービンに対して２０個のアナログ・ポイントを選択する。

一般に、アナログ交換プログラム６２０は記入されたアナログ値および入力により表示される工学値間の変換を行う。

一般に４種の変換方式、すなわち流血線、熱電対および
線分直線が提供される。

１１、多種プログラム多種プログラム６２２は、プログラム・コンソール機能用プログラム、デッド・スイッチ・コンピュータ・プログラム、停電および再始動プログラム、およびホーンおよびアラーム・ランプを含む。

実行プログラム以外の多種プログラムにより実施されるように示したプログラム・コンソール機能としてＣＣＩプリント状態プログラム、アナログ工学ユニット・プリント・プログラム、コンタクト出力動作プログラム、テスト・デッド・コンピュータ・システム・プログラムおよびタイム・プログラムが含まれる。

警報および熱電対チェック・プログラム、データ記入プログラム、および多種プログラムに関しては、特許明細書（出願番号４６．−８３２５５）に詳しく説明されている。

入口ガイドベーン制御プログラムのプリントアウトに相当するフローチャートは前記特許明細書に記載されたフローチャートとは異なっている。

プログラム・リストはここに記述した主題を実質的に実施するものである。

殆んどの開発されたソフトウェア・システムにおいては、検出および修理に時間を必要とする比較的細かい故障が起こる。

一般に、この種故障の修理はシステム・プログラマの技
術範囲内で行われる。

他のプログラム・リストもこの種欠点を含むものと考えられるが、検出されたこの種故障の修正はプログラマの技巧を必要とするだけである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係わるガスタービン式パ
ワー・プラントの平面図、第２図は第１図に示したガス
タービン式パワー・プラントに使用される回転整流器型
励磁機および発電機の概略図、第３Ａ図は前記ガスター
ビン式パワー・プラントに使用される発電機駆動用ガス
タービンの一部が断面表示された正面図、第３Ｂ図は吸
入空気流に対するガイドベーンの位置決定に関する説明
図、第４図ないし第６図は第３Ａ図に示したガスタービ
ンに使用される燃料用ノズルおよびその部品の説明図、
第７図および第８図はそれぞれ、第３Ａ図のガスタービ
ンに使用されるガスおよび液体燃料供給システムの概略
図、第９図は第１図に示したガスタービン式パワー・プ
ラントの動作を制御するために使用されるディジタル・
コンピュータ制御システムのブロック・ダイアグラム、
第１ＯＡ、Ｂ図は前記吸入ガイドベーンの位置決定に有
利な制御システムのコンピュータに使用される種々の曲
線データの説明図、第１１図は前記ガスタービン式パワ
ー・プラントおよび第９図に示したコンピュータ制御シ
ステムを作動させるために使用される制御ループの概略
図、第１２図は前記ガスタービン式パワー・プラントの
始動および停止に対するシーケンス・チャート、第１３
Ａ図および１３Ｂ図は前記ガスタービンの燃料供給シス
テム動作および他のプラント機能を制御するために制御
システムのコンピュータに関連したアナログ回路図、第
１４図は制御システムのコンピュータにおいて使用され
るプログラム・システムのブロック・ダイヤグラム、第
１５図はガスタービンの始動動作に関連したシーケンス
・プログラムのフロー・チャート、第１６図は単一な制
御コンピュータにより多数のパワー・プラントを作動さ
せるためにシーケンス・プログラムを実行する方法の説
明図、第１７Ａ、Ｂ図はシーケンス・プログラムにより
実施されるシーケンス・ロジックのロジック・ダイアグ
ラム、第１８図はこの発明の一実施例において使用され
た制御ループのブロック・ダイアグラム、第１９図は単
一制御コンピュータによる多数ガスタービン式パワー・
プラントの動作制御中における制御プログラム動作に関
するフロー・ダイアグラム、第２０図はこの発明の一実
施例における制御プログラム動作のフロー・チャート、
第２１図は第２０図の制御プログラムにおける基準速度
発生機能に関するより詳細なフロー・チャート、第２２
図は第２０図の制御プログラムにおけるガスタービン・
ブレード路および排気温度制限機能に関するより詳細な
フロー・チャート、第２３図はモード４動作に関係した
ソフトウェア・エレメントの制御態様説明図、第２４Ａ
図および２４Ｂ図はブレード路温度および排気温度制限
機能に関するソフトウェア制御態様説明図、第２５図は
ガスタービン式パワー・プラントに対する負荷制御およ
び負荷制限機能を実施する制御プログラムのフロー・ダ
イアグラム、第２６図は第２５図に示した負荷制御およ
び制限における負荷率制限機能に関するフロー・チャー
ト、第２７図は温度制限動作におけるレー）（ｒａｔ
ｅ）機能に対するフロー・チャート、第２８図は吸入ガ
イドベーン制御機能に関するフロー・チャート、第２９
図はガスタービン式パワー・プラントに対する制御シス
テムのコンピュータに使用される曲線データの説明図、
第３０Ａ図および３０Ｂ図はモード４動作における制御
システムのコンピュータに使用される曲線データの説明
図である。１００・・・・・・ガスタービン式パワー・プラント、
１０２・・・・・・発電機、１０３・・・・・・励磁機
、１０４・・・・・・ガスタービン、１１８・・・・・
・コンピュータおよび制御システム用キャビネット、１
２０・・・・・・オペレータ・パネル、１８２・・・・
・・吸入ガイドベーン、２５１・・・・・・燃料システ
ム、３３７・・・・・・デュアル燃料制御ユニット、３
３８・・・・・・ガイドベーン制御ユニット。

Claims

【特許請求の範囲】

１ガス取込部、圧縮機、燃焼室、タービンエレメント
およびガス排出部を有するガスタービンと、駆動用にこ
のガスタービンと結合されたところの、界磁巻線をもつ
発電機と、前記ガスタービンの燃焼室に燃料を供給する
燃料システムと、前記発電機の界磁巻線を励磁する励磁
ユニットと、ディジタルコンピュータおよびこのディジ
タルコンピュータ用入出力回路を有する制御システムと
、前記ガス排出部におけるタービン温度をモニタし、こ
のタービン温度を表わす制御システム用入力信号を発生
するモニタユニットと、前記燃料システムを作動して前
記ガスタービンを付勢すると共に、前記励磁ユニットを
制御する燃料システム作動ユニットと、前記制御システ
ムからの出力信号に継続的に応動して前記ガスタービン
への空気流を調整する調整ユニットと、前記コンピュー
タを作動して前記燃料システム作動ユニットに対して機
能的に独立した制御動作を決定すると共に、前記ガスタ
ービンの少なくとも１動作インターバルにおいて、この
ガスタービンの排気温度を一定に保持するために、電気
的負荷の増減に応じて前記制御システムを介して前記調
整ユニットを作動して前記空気流量を増減させるコンピ
ュータ作動ユニットとを備え、前記励磁ユニット、空気
流調整ユニットおよび燃料システムの制御動作が前記モ
ニタユニットからの制御システム入力に応じて決定され
る制御パラメータの、時間的に変化する関数の組合せに
より決定されるところのガスタービン式パワ％