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JP5523949B2 - Fuel abnormality detection device, fuel adjustment device, and fuel abnormality detection method - Google Patents
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Fuel abnormality detection device, fuel adjustment device, and fuel abnormality detection method Download PDF

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Description

本発明は、ガスタービンの燃焼器に供給される燃料が高カロリー異常となっていることを検出する燃料異常検出装置および燃料異常検出方法、並びに燃料が高カロリー異常となっているか否かの判定結果に基づいて燃料のカロリーを調整する燃料調整装置に関する。   The present invention relates to a fuel abnormality detection device and a fuel abnormality detection method for detecting that a fuel supplied to a combustor of a gas turbine has a high calorie abnormality, and a determination as to whether or not the fuel has a high calorie abnormality. The present invention relates to a fuel adjustment device that adjusts the calorie of fuel based on a result.

ガスタービン発電プラントやコンバインドサイクル発電プラントに設置されるガスタービンには、燃焼ガスを生成するための燃料のカロリーを一定に保つために、異なる組成の燃料を混合するものがある。
例えば、BFG(Blast Furnace Gas、高炉ガス)を主燃料とするBFG焚き発電プラントでは、高炉の操業状態に応じてBFGのカロリーが変化する。このBFGのカロリーが大幅に低下した場合には不安定燃焼や消焔に至るおそれがある。そこで、BFG焚き発電プラントは、BFGのカロリーが低下した場合には、BFGよりも高カロリーであるCOG(Coke Oven Gas、コークス炉ガス)等を増熱ガスとして添加することにより、燃料のカロリー低下を解消する制御を行う(例えば、特許文献1参照)。
Some gas turbines installed in gas turbine power plants and combined cycle power plants mix fuels of different compositions in order to keep the calories of fuel for generating combustion gas constant.
For example, in a BFG-fired power plant that uses BFG (Blast Furnace Gas) as the main fuel, the calorific value of BFG changes according to the operating state of the blast furnace. When the calorie of this BFG is greatly reduced, there is a risk of unstable combustion and consumption. Therefore, the BFG-fired power plant reduces the calorie of fuel by adding COG (Coke Oven Gas), which is higher in calorie than BFG, as a heat-increasing gas when the calorie of BFG falls. The control which cancels is performed (for example, refer patent document 1).

ここで、一般的な燃料のカロリーの検出方法としては、燃料のカロリーを測定するカロリーメータを設置し、カロリーメータによってカロリー測定値を直接検出する方法が挙げられる。
例えば、図6に示す発電プラント1001では、燃料混合器1011が、BFGとCOGとを混合して燃料を生成し、生成した燃料を燃焼器1012に供給する。燃焼器1012は、燃料混合器1011から供給される燃料を燃焼させて燃焼ガスを発生させ、この燃焼ガスによりガスタービン1013を回転させる。また、カロリーメータ1021が、燃料混合器1011の生成する燃料を抽気し燃焼させて燃料のカロリーを測定し、測定値を制御装置1022に出力する。制御装置1022は、カロリーメータ1021から出力されるカロリー測定値に基づいて、低カロリー異常を検知してカロリー回復制御またはプラント停止を行う。
Here, as a general method for detecting the calorie of the fuel, there is a method in which a calorimeter for measuring the calorie of the fuel is installed and the calorie measurement value is directly detected by the calorimeter.
For example, in the power plant 1001 shown in FIG. 6, the fuel mixer 1011 mixes BFG and COG to generate fuel, and supplies the generated fuel to the combustor 1012. The combustor 1012 burns the fuel supplied from the fuel mixer 1011 to generate combustion gas, and rotates the gas turbine 1013 with this combustion gas. The calorimeter 1021 bleeds and burns the fuel produced by the fuel mixer 1011 to measure the calorie of the fuel, and outputs the measured value to the control device 1022. Based on the calorie measurement value output from the calorimeter 1021, the control device 1022 detects a low calorie abnormality and performs calorie recovery control or plant stop.

特開2009−52557号公報JP 2009-52557 A

ところで、特許文献1に示される方法では、燃料の低カロリー化を検出することで燃焼器における消焔の防止を図ることが可能であるものの、燃料のカロリー異常上昇を防止することはできない。燃料のカロリーが上昇すると燃焼器内の温度が上昇し、燃焼器破損のおそれがあるため、燃料の高カロリー化は速やかに検出し、対策を講じる必要がある。
しかしながら、カロリーメータによるカロリー測定値に基づいて燃料の配合を調節する方法では、カロリー測定に時間を要する。すなわち、カロリーメータは、サンプリング配管の応答遅れや、ガス伝達系および高炉ガスの洗浄を行うためのガス洗浄系等をガスカロリー測定端に含むこと等により、通常、カロリーの測定に1分以上の時間を要する。この測定時間により、燃料のカロリーが上昇した場合に、ランバック等、ガスタービン燃焼器1012を保護するための制御が遅れてしまう。
By the way, in the method disclosed in Patent Document 1, it is possible to prevent the consumption of the combustor from being consumed by detecting the low calorie of the fuel, but it is not possible to prevent an abnormal increase in the calorie of the fuel. When the calorie of the fuel rises, the temperature in the combustor rises and the combustor may be damaged. Therefore, it is necessary to promptly detect the increase in fuel calorie and take measures.
However, in the method of adjusting the blending of the fuel based on the calorie measurement value by the calorimeter, it takes time to measure the calorie. That is, the calorimeter usually takes 1 minute or more to measure calorie by delaying the response of the sampling pipe, and including a gas cleaning system for cleaning the gas transmission system and blast furnace gas at the end of the gas calorie measurement. It takes time. If the calorie of the fuel increases due to this measurement time, control for protecting the gas turbine combustor 1012 such as runback is delayed.

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、燃料の高カロリー異常の有無を迅速に判定できる燃料異常検出装置、燃料調整装置および燃料異常検出方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a fuel abnormality detection device, a fuel adjustment device, and a fuel abnormality detection method that can quickly determine the presence or absence of high-calorie abnormality in fuel. There is.

この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明の一態様による燃料異常検出装置は、燃料要求の変化の影響を控除したガスタービン出力の変化を表す出力変化指標値を求める出力変化演算部と、前記出力変化演算部が求めた前記出力変化指標値が、ガスタービンの高温異常と対応して予め定められた閾値以上である場合に、前記ガスタービンの燃焼器に供給される燃料が高カロリー異常となっていると判定する判定部と、を具備することを特徴とする。   The present invention has been made to solve the above-described problem, and a fuel abnormality detection device according to an aspect of the present invention obtains an output change index value representing a change in gas turbine output excluding the influence of a change in fuel demand. When the output change calculation unit and the output change index value obtained by the output change calculation unit are equal to or higher than a predetermined threshold corresponding to a high temperature abnormality of the gas turbine, the output change calculation unit is supplied to the combustor of the gas turbine. And a determination unit that determines that the fuel is abnormal in high calories.

また、本発明の一態様による燃料異常検出装置は、上述の燃料異常検出装置であって、前記出力変化演算部は、燃料要求の影響を控除したガスタービン出力を表す出力指標値として現在の燃料指令から無負荷時燃料指令を減算した差と、前記ガスタービン出力との比で表される出力/燃料比を求める出力指標演算部と、前記ガスタービンの出力変化指標値として、前記出力指標演算部で求められた前記出力/燃料比の変化量または変化率を求める出力変化指標演算部と、を具備することを特徴とする。   The fuel abnormality detection apparatus according to one aspect of the present invention is the above-described fuel abnormality detection apparatus, wherein the output change calculation unit includes the current fuel as an output index value representing a gas turbine output excluding the influence of the fuel request. An output index calculation unit for obtaining an output / fuel ratio expressed by a ratio between a difference obtained by subtracting the no-load fuel command from the command and the gas turbine output, and the output index calculation as an output change index value of the gas turbine An output change index calculation unit for obtaining a change amount or a change rate of the output / fuel ratio obtained by the unit.

また、本発明の一態様による燃料異常検出装置は、上述の燃料異常検出装置であって、前記出力指標演算部は、前記出力/燃料比を、次式PPF=GTMW/((1/τs+1)Gf_ref−Gf_ref_FNSL)により求めることを特徴とする。ここで、PPFは出力/燃料比を示し、GTMWはガスタービン出力を示し、τは時定数を示し、sはラプラス演算子を示し、Gf_refは燃料指令を示し、Gf_ref_FNSLは無負荷時燃料指令を示す。 A fuel abnormality detection device according to an aspect of the present invention is the above-described fuel abnormality detection device, wherein the output index calculation unit calculates the output / fuel ratio as follows: PPF = GTMW / ((1 / τs + 1) ( Gf_refGf_ref_FNSL )). Here, PPF indicates the output / fuel ratio, GTMW indicates the gas turbine output, τ indicates the time constant, s indicates the Laplace operator, G f_ref indicates the fuel command, and G f_ref_FNSL indicates the fuel at no load Indicates a directive.

また、本発明の一態様による燃料異常検出装置は、上述の燃料異常検出装置であって、前記出力変化演算部は、前記燃料要求の影響を控除したガスタービン出力を表す出力指標値として前記ガスタービンの現在の車室圧力から無負荷時車室圧力を減算した差と、前記ガスタービン出力との比で表される出力/車室圧力比を求め、前記ガスタービンの出力変化指標値として前記出力/車室圧力比の変化量または変化率を求めることを特徴とする。   The fuel abnormality detection device according to one aspect of the present invention is the above-described fuel abnormality detection device, wherein the output change calculation unit includes the gas as an output index value representing a gas turbine output excluding the influence of the fuel request. An output / chamber pressure ratio represented by a ratio of a difference obtained by subtracting a no-load casing pressure from a current casing pressure of the turbine and the gas turbine output is obtained, and the output change index value of the gas turbine is A change amount or a change rate of the output / cabinet pressure ratio is obtained.

また、本発明の一態様による燃料異常検出装置は、上述の燃料異常検出装置であって、前記出力変化演算部は、前記出力/車室圧力比を、次式PPPcs=GTMW/((1/τs+1)Pcs−Pcs_FNSL)により求めることを特徴とする。ここで、PPPcsは出力/車室圧力比を示し、GTMWはガスタービン出力を示し、τは時定数を示し、sはラプラス演算子を示し、Pcsは車室圧力を示し、Pcs_FNSLは無負荷時車室圧力を示す。 The fuel abnormality detection device according to an aspect of the present invention is the above-described fuel abnormality detection device, wherein the output change calculation unit calculates the output / vehicle compartment pressure ratio as follows: PPP cs = GTMW / ((1 / Τs + 1) P cs −P cs_FNSL ). Here, PPP cs indicates the output / chamber pressure ratio, GTMW indicates the gas turbine output, τ indicates the time constant, s indicates the Laplace operator, P cs indicates the chamber pressure, and P cs_FNSL is Indicates no-load cabin pressure.

また、本発明の一態様による燃料異常検出装置は、上述の燃料異常検出装置であって、前記出力変化演算部は、前記燃料要求の影響を控除したガスタービン出力を表す出力指標値として前記ガスタービンに対する出力指令である現在の出力指令信号から無負荷時の出力指令信号を減算した差に対する前記ガスタービン出力の大きさを示す出力/CSO比を求め、前記ガスタービンの出力変化指標値として前記出力/CSO比の変化量または変化率を求めることを特徴とする。   The fuel abnormality detection device according to one aspect of the present invention is the above-described fuel abnormality detection device, wherein the output change calculation unit includes the gas as an output index value representing a gas turbine output excluding the influence of the fuel request. An output / CSO ratio indicating a magnitude of the gas turbine output with respect to a difference obtained by subtracting an output command signal at no load from a current output command signal that is an output command to the turbine is obtained, and the output change index value of the gas turbine A change amount or a change rate of the output / CSO ratio is obtained.

また、本発明の一態様による燃料異常検出装置は、上述の燃料異常検出装置であって、前記出力変化演算部は、前記出力/CSO比を、次式PPC=GTMW/((1/τs+1)CSO−CSO_FNSL)により求めることを特徴とする。ここで、PPCは出力/CSO比を示し、GTMWはガスタービン出力を示し、τは時定数を示し、sはラプラス演算子を示し、CSOは出力指令信号を示し、CSO _FNSLは負荷出力指令信号(無負荷時)を示す。
The fuel abnormality detection apparatus according to one aspect of the present invention is the above-described fuel abnormality detection apparatus, wherein the output change calculation unit calculates the output / CSO ratio by the following equation: PPC = GTMW / ((1 / τs + 1) (CSO- CSO_FNSL )). Here, PPC represents the output / CSO ratio, GTMW represents a gas turbine output, tau represents the time constant, s indicates a Laplace operator, CSO represents an output command signal, CSO _FNSL the load output command signal (No load).

また、本発明の一態様による燃料調整装置は、上述した燃料異常検出装置のいずれか1つと、前記燃料異常検出装置が、前記ガスタービンの燃焼器に供給される燃料が高カロリー異常となっていると判定すると、前記ガスタービンに供給される燃料のカロリーが低下するよう前記燃料の混合を調整する燃料調整部と、を具備することを特徴とする。   According to another aspect of the present invention, there is provided a fuel adjustment device including: any one of the fuel abnormality detection devices described above; and the fuel abnormality detection device, wherein the fuel supplied to the combustor of the gas turbine has a high calorie abnormality. And a fuel adjusting unit that adjusts the mixing of the fuel so that the calorie of the fuel supplied to the gas turbine is reduced.

また、本発明の一態様による燃料異常検出方法は、燃料異常検出装置の燃料異常検出方法であって、出力変化演算部が、燃料要求の変化の影響を控除したガスタービン出力の変化を表すガスタービン出力変化指標値を求める出力変化演算ステップと、判定部が、前記出力変化演算ステップにて求まった前記ガスタービン出力変化指標値が、ガスタービンの高温異常と対応して予め定められた閾値以上である場合に、前記ガスタービンの燃焼器に供給される燃料が高カロリー異常となっていると判定する判定ステップと、を具備することを特徴とする。   A fuel abnormality detection method according to one aspect of the present invention is a fuel abnormality detection method of a fuel abnormality detection device, wherein an output change calculation unit represents a change in gas turbine output excluding the influence of a change in fuel demand. An output change calculation step for obtaining a turbine output change index value, and the gas turbine output change index value obtained by the determination unit in the output change calculation step is equal to or greater than a predetermined threshold corresponding to a high temperature abnormality of the gas turbine. In this case, a determination step of determining that the fuel supplied to the combustor of the gas turbine has a high calorie abnormality is provided.

本発明によれば、燃料の高カロリー異常の有無を迅速に判定できる。   According to the present invention, the presence or absence of high-calorie abnormality in fuel can be quickly determined.

本発明の一実施形態における発電プラントの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the power plant in one Embodiment of this invention. 同実施形態における燃料異常検出装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the fuel abnormality detection apparatus in the same embodiment. 同実施形態において、燃料異常検出装置が、燃料が高カロリー異常となっていることを検出する処理手順を示すフローチャートである。In the embodiment, the fuel abnormality detection device is a flowchart showing a processing procedure for detecting that the fuel is in a high calorie abnormality. 同実施形態において、燃料指令を遅延させる遅延フィルタ部を具備する出力変化演算部211の構成を示すブロック図である。4 is a block diagram illustrating a configuration of an output change calculation unit 211 including a delay filter unit that delays a fuel command in the embodiment. FIG. 同実施形態において、図4に示す燃料異常検出装置21が、燃料が高カロリー異常となっていることを検出する処理手順を示すフローチャートである。In the embodiment, the fuel abnormality detection device 21 shown in FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure for detecting that the fuel is in a high calorie abnormality. カロリーメータを備える従来の発電プラントの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the conventional power plant provided with a calorimeter.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の一実施形態における発電プラントの構成を示すブロック図である。同図において、発電プラント1は、燃料混合器11と、圧縮機14、燃焼器12、及びタービン13を有するガスタービン(Gas Turbine;GT)100と、排熱回収ボイラ(He at Recovery Stem Generator;HRSG)15と、蒸気タービン(Steam Turbine;ST)16と、発電機17と、燃料異常検出装置21と、制御装置22とを具備する。
なお、本発明の適用範囲は、同図に示す一軸コンバインドサイクル発電プラントのガスタービンに限らない。本発明は、燃料のカロリーが変化し得る様々なガスタービンに適用できる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a power plant in one embodiment of the present invention. In FIG. 1, a power plant 1 includes a fuel mixer 11, a gas turbine (GT) 100 having a compressor 14, a combustor 12, and a turbine 13, and an exhaust heat recovery boiler (Heat Recovery Stem Generator; (HRSG) 15, steam turbine (ST) 16, generator 17, fuel abnormality detection device 21, and control device 22.
The application range of the present invention is not limited to the gas turbine of the single-shaft combined cycle power plant shown in FIG. The present invention can be applied to various gas turbines in which the calorie of fuel can change.

燃料混合器11は、BFGとCOGとを混合して燃料を生成し、生成した燃料をガスタービン100の燃焼器12に供給する。また、ガスタービン100の圧縮機14は、外気を圧縮して圧縮空気を燃焼器12に供給する。燃焼器12は、圧縮機14から供給される圧縮空気と、燃料混合器11から供給される燃料とを混合させて燃焼させることで燃焼ガスを生成し、生成した燃焼ガスをタービン13に供給する。タービン13は、燃焼器12から供給される燃焼ガスを作動ガスとして回転駆動する。
排熱回収ボイラ15は、タービン13からの排ガスにより蒸気を発生させ、発生させた蒸気を蒸気タービン16に供給する。蒸気タービン16は、排熱回収ボイラ15から供給される蒸気により回転駆動する。
発電機17は、タービン13および蒸気タービン16によって回転して発電する。
燃料異常検出装置21は、燃料混合器11が生成した燃料の高カロリー異常を検出する。制御装置22は、各部の動作制御を行う。特に、制御装置22は、燃料異常検出装置21が燃料の高カロリー異常を検出すると、COGの混合比率を低くするなど燃料のカロリーを低下させるように燃料混合器11を制御することにより、タービン13をランバックさせる。
The fuel mixer 11 mixes BFG and COG to generate fuel, and supplies the generated fuel to the combustor 12 of the gas turbine 100. The compressor 14 of the gas turbine 100 compresses the outside air and supplies the compressed air to the combustor 12. The combustor 12 mixes the compressed air supplied from the compressor 14 and the fuel supplied from the fuel mixer 11 and combusts them to generate combustion gas, and supplies the generated combustion gas to the turbine 13. . The turbine 13 is rotationally driven using the combustion gas supplied from the combustor 12 as a working gas.
The exhaust heat recovery boiler 15 generates steam from the exhaust gas from the turbine 13 and supplies the generated steam to the steam turbine 16. The steam turbine 16 is rotationally driven by steam supplied from the exhaust heat recovery boiler 15.
The generator 17 is rotated by the turbine 13 and the steam turbine 16 to generate power.
The fuel abnormality detection device 21 detects a high calorie abnormality of the fuel generated by the fuel mixer 11. The control device 22 controls the operation of each unit. In particular, when the fuel abnormality detection device 21 detects a high-calorie abnormality in the fuel, the control device 22 controls the fuel mixer 11 so as to reduce the fuel calorie, for example, by reducing the mixing ratio of COG, whereby the turbine 13 Run back.

図2は、燃料異常検出装置21の構成を示すブロック図である。同図において、燃料異常検出装置21は、出力変化演算部211と、判定部212とを具備する。出力変化演算部211は、出力指標演算部711と、遅延フィルタ部712と、減算部(出力変化指標演算部)713とを具備する。
出力変化演算部211は、燃料要求の変化の影響を控除したガスタービン出力の変化を表す出力変化指標値を求める。具体的には、出力変化演算部211は、燃料要求の影響を控除したガスタービン出力を表す出力指標値として、現在の燃料指令から無負荷時燃料指令を減算した差と、ガスタービン出力との比で表される出力/燃料比(Power Per Fuel;PPF)を求め、タービン13の出力変化指標値として、出力/燃料比の変化量(増加を正の値で示し、減少を負の値で示す)を求める。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the fuel abnormality detection device 21. In the figure, the fuel abnormality detection device 21 includes an output change calculation unit 211 and a determination unit 212. The output change calculation unit 211 includes an output index calculation unit 711, a delay filter unit 712, and a subtraction unit (output change index calculation unit) 713.
The output change calculation unit 211 obtains an output change index value representing a change in gas turbine output excluding the influence of a change in fuel demand. Specifically, the output change calculation unit 211 uses the difference between the current fuel command and the no-load fuel command as the output index value representing the gas turbine output excluding the influence of the fuel request, and the gas turbine output. The power per fuel ratio (PPF) expressed by the ratio is obtained, and the output change index value of the turbine 13 is the change amount of the power / fuel ratio (increase is indicated by a positive value, and decrease is indicated by a negative value) Ask).

出力指標演算部711は、現在の燃料指令と、無負荷時燃料指令と、ガスタービン出力とを取得して、出力/燃料比を算出する。遅延フィルタ部712は、参照信号出力部として、出力指標演算部711が算出する出力/燃料比を遅延させることで、出力指標演算部711から減算部713に出力される値に対して一定時間前の同値を参照信号として出力する。なお、一定時間前の値を参照信号として出力する参照信号出力部としては、上記遅延フィルタ部712に限らず、出力指標演算部711から出力される値を記憶する記憶部と、当該記憶部から一定時間前の値を抽出し、減算部713に出力する出力部とによって構成しても良い。
減算部713は、出力指標演算部711が算出する出力/燃料比(以下では、「今回値」と称する)から、遅延フィルタ部712が出力する遅延された出力/燃料比(以下では、「前回値」と称する)を減算して出力/燃料比の変化量を算出する。
The output index calculation unit 711 obtains the current fuel command, the no-load fuel command, and the gas turbine output, and calculates the output / fuel ratio. As a reference signal output unit, the delay filter unit 712 delays the output / fuel ratio calculated by the output index calculation unit 711 so that a predetermined time before the value output from the output index calculation unit 711 to the subtraction unit 713 is obtained. Is output as a reference signal. Note that the reference signal output unit that outputs a value before a certain time as a reference signal is not limited to the delay filter unit 712, but a storage unit that stores a value output from the output index calculation unit 711, and a storage unit that stores the value. A value before a certain time may be extracted and output to the subtracting unit 713.
The subtracting unit 713 calculates the delayed output / fuel ratio (hereinafter referred to as “previous value”) output from the delay filter unit 712 from the output / fuel ratio calculated by the output index calculating unit 711 (hereinafter referred to as “current value”). The change amount of the output / fuel ratio is calculated by subtracting the value).

判定部212は、出力変化演算部211が求めた出力/燃料比の変化量が、ガスタービンの高温異常と対応して予め定められた閾値以上である場合に、燃焼器12に供給される燃料が高カロリー異常となっていると判定する。
正常な状態では、一般的に、出力/燃料比は、ガスタービン出力指令値等に応じて緩やかに変化する。これに対して、出力/燃料比の急激な変化が検出された場合は、異常な状態と考えられ、その原因としては、例えば、燃料のカロリーが急激に変化したことが考えられる。特に、出力/燃料比が急激に増加した場合、燃料のカロリーが急激に上昇したことが考えられる。この燃料のカロリー上昇により燃焼器12の温度が上昇することとなるため、燃焼振動等により燃焼器12を破損してしまわないように、燃料のカロリーを下げて燃焼器12の温度を抑制する必要がある。そこで、燃料異常検出装置21は、出力/燃料比の変化量が予め定められた閾値以上か否かを判定し、出力/燃料比の変化量が閾値以上である場合に、燃焼器12に供給される燃料が高カロリー異常となっていると判定する。
なお、この閾値の決定方法としては、例えば、通常運転時の発電プラント1における出力/燃料比を測定し、出力/燃料比の単位時間当たりの変化量について統計を取り、正常運転時における変化量の最大値に対して定数倍(例えば1.5倍)の値に設定するなど、正常運転時に測定される出力/燃料比の変化量よりもやや大きい値に決定することが考えられる。
The determination unit 212 determines the fuel to be supplied to the combustor 12 when the output / fuel ratio change amount obtained by the output change calculation unit 211 is equal to or greater than a predetermined threshold corresponding to a high temperature abnormality of the gas turbine. Is determined to have a high calorie abnormality.
Under normal conditions, the output / fuel ratio generally changes gently according to the gas turbine output command value and the like. On the other hand, when a sudden change in the output / fuel ratio is detected, it is considered that the state is abnormal, and the cause may be, for example, that the calorie of the fuel has changed abruptly. In particular, when the output / fuel ratio increases abruptly, it is conceivable that the calorie of the fuel has increased abruptly. Since the temperature of the combustor 12 increases due to the increase in the calorie of the fuel, it is necessary to reduce the fuel calorie and suppress the temperature of the combustor 12 so as not to damage the combustor 12 due to combustion vibration or the like. There is. Therefore, the fuel abnormality detection device 21 determines whether or not the change amount of the output / fuel ratio is equal to or greater than a predetermined threshold value, and supplies the combustor 12 when the change amount of the output / fuel ratio is equal to or greater than the threshold value. It is determined that the burned fuel has a high calorie abnormality.
As a method for determining this threshold, for example, the output / fuel ratio in the power plant 1 during normal operation is measured, statistics are taken on the amount of change per unit time of the output / fuel ratio, and the amount of change during normal operation is measured. It is conceivable to determine a value that is slightly larger than the amount of change in the output / fuel ratio measured during normal operation, such as setting a constant multiple (for example, 1.5 times) of the maximum value.

なお、制御装置22と燃料混合器11とで燃料調整部を構成し、さらに燃料異常検出装置21とで燃料調整装置を構成する。すなわち、燃料混合器11は、異なる組成の燃料であるBFGおよびCOGを混合してタービン13に供給する。また、燃料異常検出装置21の判定部212は、タービン13の燃焼器12に供給される燃料が高カロリー異常となっていると判定し、「高カロリー異常」の判定結果を制御装置22に出力する。制御装置22は、「高カロリー異常」の判定結果に基づいて、燃料混合器11によってタービン13に供給される燃料のカロリーを低下させるよう燃料の混合比率または供給量を変化させる(例えば、COGの混合比率を低下させる)。   The control device 22 and the fuel mixer 11 constitute a fuel adjustment unit, and the fuel abnormality detection device 21 constitutes a fuel adjustment device. That is, the fuel mixer 11 mixes BFG and COG, which are fuels having different compositions, and supplies them to the turbine 13. Further, the determination unit 212 of the fuel abnormality detection device 21 determines that the fuel supplied to the combustor 12 of the turbine 13 has a high calorie abnormality, and outputs a determination result of “high calorie abnormality” to the control device 22. To do. Based on the determination result of “high calorie abnormality”, the control device 22 changes the fuel mixing ratio or the supply amount so as to reduce the calorie of the fuel supplied to the turbine 13 by the fuel mixer 11 (for example, COG Reducing the mixing ratio).

次に、図3を参照して、燃料異常検出装置21の動作について説明する。
図3は、燃料異常検出装置21が、燃料が高カロリー異常となっていることを検出する処理手順を示すフローチャートである。燃料異常検出装置21は、発電プラント1の運転中において、同図の処理を繰り返し行うことにより、燃料が高カロリー異常となっているか否かを随時判定する。
同図の処理において、まず、出力指標演算部711は、制御装置22から出力される、現在の燃料指令と、無負荷時燃料指令と、ガスタービン出力とを取得する。
Next, the operation of the fuel abnormality detection device 21 will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure in which the fuel abnormality detection device 21 detects that the fuel has a high calorie abnormality. The fuel abnormality detection device 21 repeatedly determines whether or not the fuel has a high calorie abnormality by repeatedly performing the process of FIG.
In the process of the figure, first, the output index calculation unit 711 acquires the current fuel command, the no-load fuel command, and the gas turbine output that are output from the control device 22.

ここで、燃料指令は、例えば、発電プラント運転員により設定されるガスタービン出力設定値に基づいて制御装置22が算出し、燃料混合器11に出力する指令値である。また、無負荷時燃料指令は、ヒートバランス上で求まる固定値であり、例えば、制御装置22が予め記憶しておく。
また、ガスタービン出力は、例えば制御装置22が、蒸気タービン16の状態量に基づいて蒸気タービン出力を算出し、算出した蒸気タービン出力を、発電プラント1の総出力(発電機17の出力)から減算して算出する。なお、ガスタービンを単体で動かすガスタービン発電プラント(非コンバインドサイクル発電プラント)や、多軸コンバインドサイクル発電プラントのように、タービンと発電機とが1対1に対応して同一の軸上に配置されている発電プラントでは、ガスタービンと同軸上に配置された発電機の出力をタービン出力として用いることができる。
Here, the fuel command is, for example, a command value calculated by the control device 22 based on a gas turbine output set value set by a power plant operator and output to the fuel mixer 11. The no-load fuel command is a fixed value obtained on the heat balance, and is stored in advance by the control device 22, for example.
For example, the control device 22 calculates the steam turbine output based on the state quantity of the steam turbine 16, and the calculated steam turbine output is calculated from the total output of the power plant 1 (output of the generator 17). Subtract to calculate. In addition, like a gas turbine power plant (non-combined cycle power plant) that moves a gas turbine alone or a multi-shaft combined cycle power plant, the turbine and the generator are arranged on the same axis in a one-to-one correspondence. In the power generation plant that is used, the output of the generator arranged coaxially with the gas turbine can be used as the turbine output.

次に、出力指標演算部711は、現在の燃料指令Gf_refから無負荷時燃料指令Gf_ref_FNSLを減算した差と、出力GTMWとの比で表される出力/燃料比PPFを、式(1)に基づいて算出する。 Next, the output index calculation unit 711 calculates an output / fuel ratio PPF expressed by a ratio between a difference obtained by subtracting the no-load-time fuel command G f_ref_FNSL from the current fuel command G f_ref and the output GTMW, as shown in Expression (1). Calculate based on

Figure 0005523949
Figure 0005523949

この、出力/燃料比は、燃料指令(現在の燃料指令から無負荷時燃料指令を減算した相対的な燃料指令)と、ガスタービン出力との比を取っている点で、ガスタービン出力から燃料要求の影響を控除した値となっている。出力指標演算部711は、算出した出力/燃料比を、遅延フィルタ部712と減算部713とに出力する(以上、ステップS1)。   This output / fuel ratio is the ratio of the fuel command (relative fuel command obtained by subtracting the no-load fuel command from the current fuel command) to the gas turbine output. It is the value after deducting the impact of the request. The output index calculation unit 711 outputs the calculated output / fuel ratio to the delay filter unit 712 and the subtraction unit 713 (step S1).

遅延フィルタ部712は、出力指標演算部711から出力される出力/燃料比を遅延させて減算部713に出力する(ステップS2)。
減算部713は、出力指標演算部711から出力される出力/燃料比(今回値)から、遅延フィルタ部712から出力される出力/燃料比(前回値)を減算して、出力/燃料比の変化量を算出する。減算部713は、算出した出力/燃料比の変化量を、判定部212に出力する(以上、ステップS3)。
The delay filter unit 712 delays the output / fuel ratio output from the output index calculation unit 711 and outputs it to the subtraction unit 713 (step S2).
The subtraction unit 713 subtracts the output / fuel ratio (previous value) output from the delay filter unit 712 from the output / fuel ratio (current value) output from the output index calculation unit 711 to obtain the output / fuel ratio. The amount of change is calculated. The subtraction unit 713 outputs the calculated output / fuel ratio change amount to the determination unit 212 (step S3).

判定部212は、減算部713から出力される出力/燃料比の変化量が、ガスタービンの高温異常と対応して予め定められた閾値以上か否かを判定する(ステップS4)。出力/燃料比の変化量が閾値以上であると判定した場合(ステップS4:YES)、判定部212は、燃焼器12に供給される燃料が高カロリー異常となっていると判定し、当該異常を示す信号を制御装置22に出力する(ステップS5)。その後、同図の処理を終了する。
一方、ステップS4にて、出力/燃料比の変化量が閾値未満であると判定した場合(ステップS4:NO)、判定部212は、燃焼器12に供給される燃料が高カロリー異常となっていないと判定し、同図の処理を終了する。したがって、この場合、判定部212は、異常を示す信号を出力しない。
The determination unit 212 determines whether or not the change amount of the output / fuel ratio output from the subtraction unit 713 is equal to or greater than a predetermined threshold corresponding to the high temperature abnormality of the gas turbine (step S4). When it is determined that the change amount of the output / fuel ratio is equal to or greater than the threshold (step S4: YES), the determination unit 212 determines that the fuel supplied to the combustor 12 has a high calorie abnormality, and the abnormality. Is output to the control device 22 (step S5). Thereafter, the process of FIG.
On the other hand, when it is determined in step S4 that the change amount of the output / fuel ratio is less than the threshold (step S4: NO), the determination unit 212 indicates that the fuel supplied to the combustor 12 has a high calorie abnormality. It is determined that there is not, and the process of FIG. Therefore, in this case, the determination unit 212 does not output a signal indicating abnormality.

以上のように、燃料異常検出装置21は、現在の燃料指令と、無負荷時燃料指令と、ガスタービン出力とに基づいて、燃焼器12に供給される燃料が高カロリー異常となっているか否かを判定する。したがって、燃料異常検出装置21は、カロリーメータを用いずに燃料が高カロリー異常となっているか否かを判定できるので、カロリーメータによる測定時間を必要とせず、燃料の高カロリー異常の有無を迅速に判定できる。
また、制御装置22は、燃料異常検出装置21の判定結果に基づいて、燃料が高カロリー異常となっている場合に、タービン13をランバックさせる等の制御を行うことができる。これにより、タービン13を高温異常による破損から保護することができる。
As described above, the fuel abnormality detection device 21 determines whether the fuel supplied to the combustor 12 has a high calorie abnormality based on the current fuel command, the no-load fuel command, and the gas turbine output. Determine whether. Therefore, since the fuel abnormality detection device 21 can determine whether or not the fuel has a high calorie abnormality without using the calorimeter, it does not require a measurement time by the calorimeter and can quickly determine whether or not the fuel has a high calorie abnormality. Can be determined.
Further, the control device 22 can perform control such as causing the turbine 13 to run back when the fuel is in a high calorie abnormality based on the determination result of the fuel abnormality detection device 21. Thereby, the turbine 13 can be protected from damage due to high temperature abnormality.

なお、出力変化指標演算部である減算部713が求める、出力/燃料比の変化を示す値は、上述した、今回値の出力/燃料比から前回値の出力/燃料比を減算した差に限らない。例えば、今回値の出力/燃料比を前回値の出力/燃料比で除した変化率など、出力/燃料比の変化の度合いを示す値であればよい。   The value indicating the change in the output / fuel ratio obtained by the subtraction unit 713 that is the output change index calculation unit is limited to the above-described difference obtained by subtracting the output / fuel ratio of the previous value from the output / fuel ratio of the current value. Absent. For example, a value indicating the degree of change in the output / fuel ratio, such as a change rate obtained by dividing the current value output / fuel ratio by the previous value output / fuel ratio, may be used.

なお、出力変化演算部211が算出する出力指標値は、上述した出力/燃料比に限らず、燃料比と相関関係のあるパラメータによって正規化された出力であれば良い。例えば、出力変化演算部211が、出力/燃料比に代えて出力/車室圧力比を算出するようにしてもよい。
この場合、出力指標演算部711は、現在の車室圧力と、無負荷時車室圧力と、ガスタービン出力との入力を受ける。そして、出力指標演算部711は、現在の車室圧力Pcsから無負荷時車室圧力Pcs_FNSLを減算した差と、出力GTMWとの比で表される出力/車室圧力比PPPcsを、式(2)に基づいて算出する。
Note that the output index value calculated by the output change calculation unit 211 is not limited to the output / fuel ratio described above, and may be an output normalized by a parameter correlated with the fuel ratio. For example, the output change calculation unit 211 may calculate the output / cabinet pressure ratio instead of the output / fuel ratio.
In this case, the output index calculation unit 711 receives inputs of the current vehicle compartment pressure, the no-load vehicle compartment pressure, and the gas turbine output. Then, the output index calculation unit 711 calculates an output / chamber pressure ratio PPP cs expressed by a ratio of a difference obtained by subtracting the no-load-time cabin pressure P cs_FNSL from the current cabin pressure P cs and the output GTMW. It calculates based on Formula (2).

Figure 0005523949
Figure 0005523949

ここで、燃料指令の値が大きいほど、燃焼器12で燃焼される燃料の量が多くなり、車室圧力が高くなる。従って、車室圧力は燃料指令に対応する値を示す。そして、出力/車室圧力比は、燃料指令に対応する値を示す車室圧力(現在の車室圧力から無負荷時車室圧力を減算した相対的な車室圧力)と、ガスタービン出力との比を取っている点で、上述した出力/燃料比を用いる場合と同様、ガスタービン出力から燃料要求の影響を控除した値となっている。   Here, the larger the value of the fuel command, the greater the amount of fuel combusted in the combustor 12 and the higher the cabin pressure. Accordingly, the cabin pressure indicates a value corresponding to the fuel command. The output / cabinet pressure ratio is calculated based on the cabin pressure indicating the value corresponding to the fuel command (the relative cabin pressure obtained by subtracting the no-load cabin pressure from the current cabin pressure), the gas turbine output, As in the case of using the output / fuel ratio described above, the value is obtained by subtracting the influence of the fuel requirement from the gas turbine output.

以下、図3で説明したのと同様に、遅延フィルタ部712は、出力指標演算部711が算出した出力/車室圧力比を遅延させる。そして、減算部713は、出力指標演算部711が算出した出力/車室圧力比(今回値)から、遅延フィルタ部712が遅延させた出力/車室圧力比(前回値)を減算して、出力/車室圧力比の変化量(増加を正の値で示し、減少を負の値で示す)を算出する。
そして、判定部212は、減算部713が算出した出力/車室圧力比の変化量が、ガスタービンの高温異常と対応して予め定められた閾値以上であると判定した場合は、燃焼器12に供給される燃料が高カロリー異常となっていると判定し、当該異常を示す信号を制御装置22に出力する。一方、判定部212は、減算部713が算出した出力/車室圧力比の変化量が、閾値未満であると判定した場合は、燃焼器12に供給される燃料が高カロリー異常となっていないと判定する。
Hereinafter, as described with reference to FIG. 3, the delay filter unit 712 delays the output / cabinet pressure ratio calculated by the output index calculation unit 711. Then, the subtraction unit 713 subtracts the output / chamber pressure ratio (previous value) delayed by the delay filter unit 712 from the output / chamber pressure ratio (current value) calculated by the output index calculation unit 711, The amount of change in the output / chamber pressure ratio (increase is indicated by a positive value and decrease is indicated by a negative value) is calculated.
When the determination unit 212 determines that the change amount of the output / chamber pressure ratio calculated by the subtraction unit 713 is equal to or greater than a predetermined threshold corresponding to the high temperature abnormality of the gas turbine, the combustor 12 It is determined that the fuel supplied to is high calorie abnormality, and a signal indicating the abnormality is output to the control device 22. On the other hand, if the determination unit 212 determines that the change in the output / chamber pressure ratio calculated by the subtraction unit 713 is less than the threshold value, the fuel supplied to the combustor 12 is not abnormally high in calories. Is determined.

なお、この閾値は、出力/車室圧力比の変化量が通常運転時の変化量よりも大きいか否かを判定するための閾値であり、上述した出力/燃料比を用いる場合の閾値とは異なる値であってよい。この閾値の決定方法としては、例えば、通常運転時の発電プラント1における出力/車室圧力比の変化量を測定して統計を取り、測定された変化量の最大値の1.5倍の値に設定するなど、通常運転時に測定される出力/車室圧力比の変化量よりもやや大きい値に決定することが考えられる。   This threshold is a threshold for determining whether or not the amount of change in the output / chamber pressure ratio is larger than the amount of change during normal operation. What is the threshold when using the above-mentioned output / fuel ratio? It can be a different value. As a method for determining this threshold value, for example, the amount of change in the output / chamber pressure ratio in the power plant 1 during normal operation is measured to obtain statistics, and a value that is 1.5 times the maximum value of the measured amount of change. For example, it may be determined to be a value slightly larger than the amount of change in the output / cabin pressure ratio measured during normal operation.

以上のように、燃料異常検出装置21は、現在の車室圧力と、無負荷時車室圧力と、ガスタービン出力とに基づいて、燃焼器12に供給される燃料が高カロリー異常となっているか否かを判定する。したがって、燃料異常検出装置21は、上述した出力/燃料比を求める場合と同様、燃料の高カロリー異常の有無を迅速に判定できる。
また、出力/燃料比を求める場合と同様、制御装置22は、燃料異常検出装置21の判定結果に基づいて、燃料が高カロリー異常となっている場合に、タービン13をランバックさせる等の制御を行うことができる。これにより、タービン13を高温異常による破損から保護することができる。
As described above, the fuel abnormality detection device 21 has a high calorie abnormality in the fuel supplied to the combustor 12 based on the current vehicle compartment pressure, the no-load vehicle compartment pressure, and the gas turbine output. It is determined whether or not. Therefore, the fuel abnormality detection device 21 can quickly determine the presence or absence of a high calorie abnormality in the fuel, as in the case of obtaining the output / fuel ratio described above.
Further, as in the case of obtaining the output / fuel ratio, the control device 22 performs control such as causing the turbine 13 to run back when the fuel has a high calorie abnormality based on the determination result of the fuel abnormality detection device 21. It can be performed. Thereby, the turbine 13 can be protected from damage due to high temperature abnormality.

また、出力変化演算部211が、出力/燃料比に代えて出力/CSO比(Power Per CSO;PPC)を算出するようにしてもよい。
この場合、出力指標演算部711は、現在の負荷出力指令信号と、負荷出力指令信号(無負荷時)と、ガスタービン出力との入力を受ける。そして、出力指標演算部711は、現在の負荷出力指令信号CSOから負荷出力指令信号(無負荷時)CSOcs_FNSLを減算した差と、出力GTMWとの比で表される出力/CSO比PPCを、式(3)に基づいて算出する。
Further, the output change calculation unit 211 may calculate an output / CSO ratio (Power Per CSO; PPC) instead of the output / fuel ratio.
In this case, the output index calculation unit 711 receives inputs of the current load output command signal, the load output command signal (no load), and the gas turbine output. Then, the output index calculation unit 711 calculates an output / CSO ratio PPC represented by a ratio between the difference obtained by subtracting the load output command signal (no load) CSO cs_FNSL from the current load output command signal CSO and the output GTMW. It calculates based on Formula (3).

Figure 0005523949
Figure 0005523949

ここで、負荷出力指令信号の値が大きいほど、当該負荷出力を得るために、燃料指令の値が大きく設定される。従って、負荷出力指令信号は燃料指令に対応する値を示す。そして、出力/CSO比は、燃料指令に対応する値を示す負荷出力指令信号(現在の負荷出力指令信号から負荷出力指令信号(無負荷時)を減算した相対的な負荷出力指令信号)と、ガスタービン出力との比を取っている点で、上述した出力/燃料比を用いる場合と同様、ガスタービン出力から燃料要求の影響を控除した値となっている。   Here, the larger the value of the load output command signal, the larger the value of the fuel command is set to obtain the load output. Therefore, the load output command signal indicates a value corresponding to the fuel command. The output / CSO ratio is a load output command signal indicating a value corresponding to the fuel command (a relative load output command signal obtained by subtracting the load output command signal (no load) from the current load output command signal), and Since the ratio with the gas turbine output is taken, the value is obtained by subtracting the influence of the fuel demand from the gas turbine output, as in the case of using the above-mentioned output / fuel ratio.

以下、図3で説明したのと同様に、遅延フィルタ部712は、出力指標演算部711が算出した出力/CSO比を遅延させる。そして、減算部713は、出力指標演算部711が算出した出力/CSO比(今回値)から、遅延フィルタ部712が遅延させた出力/CSO比(前回値)を減算して、出力/CSO比の変化量(増加を正の値で示し、減少を負の値で示す)を算出する。
そして、判定部212は、減算部713が算出した出力/CSO比の変化量が、ガスタービンの高温異常と対応して予め定められた閾値以上であると判定した場合は、燃焼器12に供給される燃料が高カロリー異常となっていると判定し、当該異常を示す信号を制御装置22に出力する。一方、判定部212は、減算部713が算出した出力/CSO比の変化量が、閾値未満であると判定した場合は、燃焼器12に供給される燃料が高カロリー異常となっていないと判定する。
Hereinafter, as described with reference to FIG. 3, the delay filter unit 712 delays the output / CSO ratio calculated by the output index calculation unit 711. Then, the subtracting unit 713 subtracts the output / CSO ratio (previous value) delayed by the delay filter unit 712 from the output / CSO ratio (current value) calculated by the output index calculating unit 711 to obtain the output / CSO ratio. Change amount (increase is indicated by a positive value and decrease is indicated by a negative value).
When the determination unit 212 determines that the change amount of the output / CSO ratio calculated by the subtraction unit 713 is equal to or greater than a predetermined threshold corresponding to the high temperature abnormality of the gas turbine, the determination unit 212 supplies the change to the combustor 12. It is determined that the fuel to be burned has a high calorie abnormality, and a signal indicating the abnormality is output to the control device 22. On the other hand, when the determination unit 212 determines that the change amount of the output / CSO ratio calculated by the subtraction unit 713 is less than the threshold value, the determination unit 212 determines that the fuel supplied to the combustor 12 is not in a high calorie abnormality. To do.

なお、この閾値は、出力/CSO比の変化量が通常運転時の変化量よりも大きいか否かを判定するための閾値であり、上述した出力/燃料比を用いる場合の閾値や出力/車室圧力を用いる場合の閾値とは異なる値であってよい。この閾値の決定方法としては、例えば、通常運転時の発電プラント1における出力/CSO比の変化量を測定して統計を取り、測定された変化量の最大値の1.5倍の値に設定するなど、通常運転時に測定される出力/CSO比の変化量よりもやや大きい値に決定することが考えられる。   This threshold is a threshold for determining whether or not the amount of change in the output / CSO ratio is larger than the amount of change during normal operation. The threshold or output / vehicle when using the output / fuel ratio described above. It may be a value different from the threshold value when the chamber pressure is used. As a method for determining this threshold value, for example, the amount of change in the output / CSO ratio in the power plant 1 during normal operation is measured to obtain statistics, and is set to a value 1.5 times the maximum value of the measured amount of change. For example, it may be determined to be a value slightly larger than the amount of change in the output / CSO ratio measured during normal operation.

以上のように、燃料異常検出装置21は、現在の負荷出力指令信号と、負荷出力指令信号(無負荷時)と、ガスタービン出力とに基づいて、燃焼器12に供給される燃料が高カロリー異常となっているか否かを判定する。したがって、燃料異常検出装置21は、上述した出力/燃料比を求める場合と同様、燃料の高カロリー異常の有無を迅速に判定できる。
また、出力/燃料比を求める場合と同様、制御装置22は、燃料異常検出装置21の判定結果に基づいて、燃料が高カロリー異常となっている場合に、タービン13をランバックさせる等の制御を行うことができる。これにより、タービン13を高温異常による破損から保護することができる。
As described above, the fuel abnormality detection device 21 determines that the fuel supplied to the combustor 12 is high in calories based on the current load output command signal, the load output command signal (no load), and the gas turbine output. It is determined whether or not there is an abnormality. Therefore, the fuel abnormality detection device 21 can quickly determine the presence or absence of a high calorie abnormality in the fuel, as in the case of obtaining the output / fuel ratio described above.
Further, as in the case of obtaining the output / fuel ratio, the control device 22 performs control such as causing the turbine 13 to run back when the fuel has a high calorie abnormality based on the determination result of the fuel abnormality detection device 21. It can be performed. Thereby, the turbine 13 can be protected from damage due to high temperature abnormality.

なお、燃料異常検出装置21が、遅延させた燃料指令を用いて、出力指標値を求めるようにしてもよい。一般に、燃料指令が更新されてからガスタービン出力に反映されるまでの間には、燃料が配管を通過する時間やバルブの開閉時間等による遅れ時間が生じる。そこで、燃料異常検出装置の出力指標演算部は、遅れ時間に応じて遅延させた燃料指令Gf_refを用いて、出力指標値を求める。 The fuel abnormality detection device 21 may obtain the output index value using the delayed fuel command. In general, there is a delay time due to the time for the fuel to pass through the pipe, the opening / closing time of the valve, etc., from when the fuel command is updated until it is reflected in the gas turbine output. Therefore, the output index calculation unit of the fuel abnormality detection device obtains an output index value by using the fuel command G f_ref delayed according to the delay time.

具体的には、出力指標演算部711は、制御装置22から出力される燃料指令を時定数τだけ遅延させる。そして、出力指標演算部711は、時定数τだけ遅延させた燃料指令Gf_ref、すなわち、遅れ時間を考慮した燃料指令から、無負荷時燃料指令Gf_ref_FNSLを減算した差と、出力GTMWとの比で表される出力/燃料比PPFを、式(4)に基づいて算出する。 Specifically, the output index calculation unit 711 delays the fuel command output from the control device 22 by a time constant τ. Then, the output index calculation unit 711 calculates the ratio between the output GTMW and the difference between the fuel command G f_ref delayed by the time constant τ, that is, the difference obtained by subtracting the no-load fuel command G f_ref_FNSL from the fuel command considering the delay time. An output / fuel ratio PPF represented by the following equation (4) is calculated.

Figure 0005523949
Figure 0005523949

ここで、sはラプラス演算子を表す。
なお、時定数τの値の決定方法としては、例えば発電プラント1において、燃料指令を変化させてからガスタービン出力に反映されるまでの遅れ時間を実測し、実測結果に基づいてτの値を決定することが考えられる。
Here, s represents a Laplace operator.
As a method for determining the value of the time constant τ, for example, in the power plant 1, the delay time from when the fuel command is changed until it is reflected in the gas turbine output is measured, and the value of τ is calculated based on the measurement result. It is possible to decide.

以上のように、燃料異常検出装置21は、遅延させた燃料指令と、無負荷時燃料指令と、ガスタービン出力とに基づいて、燃焼器12に供給される燃料が高カロリー異常となっているか否かを判定する。したがって、上述した、燃料指令を遅延させずにそのまま用いる場合と同様、燃料の高カロリー異常の有無を迅速に判定できる。
また、燃料異常検出装置21の判定結果に基づいて、制御装置22は、燃料が高カロリー異常となっている場合に、タービン13をランバックさせる等の制御を行うことができる。これにより、燃料指令を遅延させずにそのまま用いる場合と同様、タービン13を高温異常による破損から保護することができる。
さらに、燃料異常検出装置21は、時定数τだけ遅延させた燃料指令、すなわち、遅れ時間を考慮した燃料指令を用いて、燃焼器12に供給される燃料が高カロリー異常となっているか否かを判定する。これによって、出力/燃料比をより正確に求めることができ、燃料が高カロリー異常となっているか否かの判定を、より正確に行えることが期待できる。
As described above, the fuel abnormality detection device 21 determines whether the fuel supplied to the combustor 12 has a high calorie abnormality based on the delayed fuel command, the no-load fuel command, and the gas turbine output. Determine whether or not. Therefore, as in the case of using the fuel command as it is without delaying as described above, it is possible to quickly determine the presence or absence of a high calorie abnormality of the fuel.
Further, based on the determination result of the fuel abnormality detection device 21, the control device 22 can perform control such as running the turbine 13 back when the fuel has a high calorie abnormality. As a result, the turbine 13 can be protected from damage due to a high temperature abnormality, as in the case where the fuel command is used without delay.
Further, the fuel abnormality detection device 21 determines whether or not the fuel supplied to the combustor 12 has a high calorie abnormality using the fuel command delayed by the time constant τ, that is, the fuel command in consideration of the delay time. Determine. As a result, the output / fuel ratio can be determined more accurately, and it can be expected that the determination of whether or not the fuel has a high calorie abnormality can be made more accurately.

なお、燃料指令を遅延させずにそのまま用いる場合と同様、出力変化演算部211が算出する出力指標値は、上述した出力/燃料比に限らない。例えば、出力変化演算部211が、出力/燃料比に代えて出力/車室圧力比を算出するようにしてもよい。
この場合、出力指標演算部711は、時定数τだけ遅延させた車室圧力Pcs、すなわち、現在のガスタービン出力に対応する車室圧力から、無負荷時車室圧力Pcs_FNSLを減算した差と、出力GTMWとの比で表される出力/車室圧力比PPPcsを、式(5)に基づいて算出する。
Note that the output index value calculated by the output change calculation unit 211 is not limited to the output / fuel ratio described above, as in the case where the fuel command is used without delay. For example, the output change calculation unit 211 may calculate the output / cabinet pressure ratio instead of the output / fuel ratio.
In this case, the output index calculation unit 711 subtracts the no-load vehicle interior pressure P cs_FNSL from the vehicle interior pressure P cs delayed by the time constant τ, that is, the vehicle interior pressure corresponding to the current gas turbine output. And the output / cabinet pressure ratio PPP cs represented by the ratio to the output GTMW is calculated based on the equation (5).

Figure 0005523949
Figure 0005523949

ここで、sはラプラス演算子を表す。
また、τは車室圧力が変化してからガスタービン出力に反映されるまでの遅れ時間を示す時定数である。この時定数τは、上述した出力/燃料比を用いる場合の時定数τとは異なる値であってよい。時定数τの値の決定方法としては、例えば、発電プラント1において、車室圧力が変化してからガスタービン出力に反映されるまでの遅れ時間を実測し、実測結果に基づいてτの値を決定することが考えられる。
Here, s represents a Laplace operator.
Further, τ is a time constant indicating a delay time from when the casing pressure changes until it is reflected in the gas turbine output. This time constant τ may be a value different from the time constant τ in the case of using the output / fuel ratio described above. As a method for determining the value of the time constant τ, for example, in the power plant 1, the delay time from when the cabin pressure changes until it is reflected in the gas turbine output is measured, and the value of τ is calculated based on the measurement result. It is possible to decide.

以下、上述した出力/燃料比を用いる場合と同様に、遅延フィルタ部712は、出力指標演算部711が算出した出力/車室圧力比を遅延させる。そして、減算部713は、出力指標演算部711が算出した出力/車室圧力比(今回値)から、遅延フィルタ部712が遅延させた出力/車室圧力比(前回値)を減算して、出力/車室圧力比の変化量(増加を正の値で示し、減少を負の値で示す)を算出する。
そして、判定部212は、減算部713が算出した出力/車室圧力比の変化量が、ガスタービンの高温異常と対応して予め定められた閾値以上であると判定した場合は、燃焼器12に供給される燃料が高カロリー異常となっていると判定し、当該異常を示す信号を制御装置22に出力する。一方、判定部212は、減算部713が算出した出力/車室圧力比の変化量が、閾値未満であると判定した場合は、燃焼器12に供給される燃料が高カロリー異常となっていないと判定する。
Hereinafter, similarly to the case of using the output / fuel ratio described above, the delay filter unit 712 delays the output / cabinet pressure ratio calculated by the output index calculation unit 711. Then, the subtraction unit 713 subtracts the output / chamber pressure ratio (previous value) delayed by the delay filter unit 712 from the output / chamber pressure ratio (current value) calculated by the output index calculation unit 711, The amount of change in the output / chamber pressure ratio (increase is indicated by a positive value and decrease is indicated by a negative value) is calculated.
When the determination unit 212 determines that the change amount of the output / chamber pressure ratio calculated by the subtraction unit 713 is equal to or greater than a predetermined threshold corresponding to the high temperature abnormality of the gas turbine, the combustor 12 It is determined that the fuel supplied to is high calorie abnormality, and a signal indicating the abnormality is output to the control device 22. On the other hand, if the determination unit 212 determines that the change in the output / chamber pressure ratio calculated by the subtraction unit 713 is less than the threshold value, the fuel supplied to the combustor 12 is not abnormally high in calories. Is determined.

以上のように、燃料異常検出装置21は、遅延させた車室圧力と、無負荷時車室圧力と、ガスタービン出力とに基づいて、燃焼器12に供給される燃料が高カロリー異常となっているか否かを判定する。したがって、上述した出力/燃料比を用いる場合と同様、燃料の高カロリー異常の有無を迅速に判定できる。
また、燃料異常検出装置21の判定結果に基づいて、制御装置22は、燃料が高カロリー異常となっている場合に、タービン13をランバックさせる等の制御を行うことができる。これにより、上述した出力/燃料比を用いる場合と同様、タービン13を高温異常による破損から保護することができる。
さらに、燃料異常検出装置21は、時定数τだけ遅延させた車室圧力、すなわち、遅れ時間を考慮した車室圧力を用いて燃焼器12に供給される燃料が高カロリー異常となっているか否かを判定する。これによって、出力/車室圧力比をより正確に求めることができ、燃料が高カロリー異常となっているか否かの判定を、より正確に行えることが期待できる。
As described above, the fuel abnormality detection device 21 detects that the fuel supplied to the combustor 12 has a high calorie abnormality based on the delayed vehicle compartment pressure, the no-load vehicle compartment pressure, and the gas turbine output. It is determined whether or not. Therefore, as in the case of using the output / fuel ratio described above, it is possible to quickly determine the presence or absence of a high calorie abnormality in the fuel.
Further, based on the determination result of the fuel abnormality detection device 21, the control device 22 can perform control such as running the turbine 13 back when the fuel has a high calorie abnormality. As a result, the turbine 13 can be protected from damage due to abnormal high temperature, as in the case of using the power / fuel ratio described above.
Further, the fuel abnormality detection device 21 determines whether or not the fuel supplied to the combustor 12 using the vehicle compartment pressure delayed by the time constant τ, that is, the vehicle compartment pressure considering the delay time, is a high calorie abnormality. Determine whether. As a result, the output / cabin pressure ratio can be determined more accurately, and it can be expected that the determination of whether or not the fuel has a high calorie abnormality can be made more accurately.

なお、上述した、燃料指令を遅延させずにそのまま用いる場合と同様、出力変化演算部211が、出力/燃料比に代えて出力/CSO比を算出するようにしてもよい。
この場合、出力指標演算部711は、時定数τだけ遅延させた負荷出力指令信号CSO、すなわち、現在のガスタービン出力に対応する負荷出力指令信号から、無負荷時の負荷出力指令信号CSO_FNSLを減算した差と、出力GTMWとの比で表される出力/CSO比PPCを、式(6)に基づいて算出する。
Note that the output change calculation unit 211 may calculate the output / CSO ratio instead of the output / fuel ratio as in the case where the fuel command is used as it is without delay.
In this case, the output index calculation unit 711 obtains the load output command signal CSO_FNSL at no load from the load output command signal CSO delayed by the time constant τ, that is, the load output command signal corresponding to the current gas turbine output. An output / CSO ratio PPC represented by a ratio between the subtracted difference and the output GTMW is calculated based on the equation (6).

Figure 0005523949
Figure 0005523949

ここで、sはラプラス演算子を表す。
また、τは負荷出力指令信号が変化してからガスタービン出力に反映されるまでの遅れ時間を示す時定数である。この時定数τは、上述した出力/燃料比を用いる場合の時定数τや、出力/車室圧力比を用いる場合の時定数τとは異なる値であってよい。時定数τの値の決定方法としては、例えば、発電プラントにおいて、負荷出力指令信号が変化してからガスタービン出力に反映されるまでの遅れ時間を実測し、実測結果に基づいてτの値を決定することが考えられる。
Here, s represents a Laplace operator.
Τ is a time constant indicating a delay time from when the load output command signal is changed until it is reflected in the gas turbine output. This time constant τ may be a value different from the time constant τ when the output / fuel ratio described above is used or the time constant τ when the output / chamber pressure ratio is used. As a method for determining the value of the time constant τ, for example, in a power plant, the delay time from when the load output command signal changes until it is reflected in the gas turbine output is measured, and the value of τ is calculated based on the actual measurement result. It is possible to decide.

以下、上述した出力/燃料比を用いる場合と同様に、遅延フィルタ部712は、出力指標演算部711が算出した出力/CSO比を遅延させる。そして、減算部713は、出力指標演算部711が算出した出力/CSO比(今回値)から、遅延フィルタ部712が遅延させた出力/CSO比(前回値)を減算して、出力/CSO比の変化量(増加を正の値で示し、減少を負の値で示す)を算出する。
そして、判定部212は、減算部713が算出した出力/CSO比の変化量が、ガスタービンの高温異常と対応して予め定められた閾値以上であると判定した場合は、燃焼器12に供給される燃料が高カロリー異常となっていると判定し、当該異常を示す信号を制御装置22に出力する。一方、判定部212は、減算部713が算出した出力/CSO比の変化量が、閾値未満であると判定した場合は、燃焼器12に供給される燃料が高カロリー異常となっていないと判定する。
Hereinafter, similarly to the case of using the output / fuel ratio described above, the delay filter unit 712 delays the output / CSO ratio calculated by the output index calculation unit 711. Then, the subtracting unit 713 subtracts the output / CSO ratio (previous value) delayed by the delay filter unit 712 from the output / CSO ratio (current value) calculated by the output index calculating unit 711 to obtain the output / CSO ratio. Change amount (increase is indicated by a positive value and decrease is indicated by a negative value).
When the determination unit 212 determines that the change amount of the output / CSO ratio calculated by the subtraction unit 713 is equal to or greater than a predetermined threshold corresponding to the high temperature abnormality of the gas turbine, the determination unit 212 supplies the change to the combustor 12. It is determined that the fuel to be burned has a high calorie abnormality, and a signal indicating the abnormality is output to the control device 22. On the other hand, when the determination unit 212 determines that the change amount of the output / CSO ratio calculated by the subtraction unit 713 is less than the threshold value, the determination unit 212 determines that the fuel supplied to the combustor 12 is not in a high calorie abnormality. To do.

以上のように、燃料異常検出装置21は、遅延させた負荷出力指令信号と、無負荷時の負荷出力指令信号と、ガスタービン出力とに基づいて、燃焼器12に供給される燃料が高カロリー異常となっているか否かを判定する。したがって、上述した出力/燃料比を用いる場合と同様、燃料の高カロリー異常の有無を迅速に判定できる。
また、燃料異常検出装置21の判定結果に基づいて、制御装置22は、燃料が高カロリー異常となっている場合に、タービン13をランバックさせる等の制御を行うことができる。これにより、上述した出力/燃料比を用いる場合と同様、タービン13を高温異常による破損から保護することができる。
さらに、燃料異常検出装置21は、時定数τだけ遅延させた負荷出力指令信号、すなわち、遅れ時間を考慮した負荷出力指令信号を用いて燃焼器12に供給される燃料が高カロリー異常となっているか否かを判定する。これによって、出力/CSO比をより正確に求めることができ、燃料が高カロリー異常となっているか否かの判定を、より正確に行えることが期待できる。
As described above, the fuel abnormality detection device 21 determines that the fuel supplied to the combustor 12 is high in calories based on the delayed load output command signal, the no-load load output command signal, and the gas turbine output. It is determined whether or not there is an abnormality. Therefore, as in the case of using the output / fuel ratio described above, it is possible to quickly determine the presence or absence of a high calorie abnormality in the fuel.
Further, based on the determination result of the fuel abnormality detection device 21, the control device 22 can perform control such as running the turbine 13 back when the fuel has a high calorie abnormality. As a result, the turbine 13 can be protected from damage due to abnormal high temperature, as in the case of using the power / fuel ratio described above.
Furthermore, the fuel abnormality detection device 21 uses the load output command signal delayed by the time constant τ, that is, the fuel supplied to the combustor 12 using the load output command signal taking into account the delay time, so that the high calorie abnormality occurs. It is determined whether or not. As a result, the output / CSO ratio can be obtained more accurately, and it can be expected that the determination as to whether or not the fuel has a high calorie abnormality can be made more accurately.

なお、出力指標演算部711が出力指標値を求める際に用いる、遅延させた燃料指令を得るために、出力変化演算部211が、燃料指令を遅延させる遅延フィルタ部を具備するようにしてもよい。
図4は、燃料指令を遅延させる遅延フィルタ部を具備する出力変化演算部211の構成を示すブロック図である。同図において、遅延フィルタ部812は、制御装置22から入力される燃料指令を遅延させて出力指標演算部711に出力する。
In order to obtain a delayed fuel command used when the output index calculation unit 711 obtains an output index value, the output change calculation unit 211 may include a delay filter unit that delays the fuel command. .
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of the output change calculation unit 211 including a delay filter unit that delays the fuel command. In the same figure, the delay filter unit 812 delays the fuel command input from the control device 22 and outputs it to the output index calculation unit 711.

図5は、図4に示す燃料異常検出装置21が、燃料が高カロリー異常となっていることを検出する処理手順を示すフローチャートである。まず、遅延フィルタ部812は、制御装置22から出力される燃料指令を時定数τだけ遅延させ、遅延させた燃料指令を出力指標演算部711に出力する(ステップS21)。出力指標演算部711は、遅延フィルタ部812から出力される、遅延させた燃料指令と、制御装置22から出力される、無負荷時燃料指令およびガスタービン出力とを取得する。そして、出力指標演算部711は、上述した式(4)に基づいて、出力/燃料比PPFを算出する。出力指標演算部711は、算出した出力/燃料比を遅延フィルタ部712と減算部713とに出力する(以上、ステップS22)。以下、ステップS23〜S26は、図3のステップS2〜S5と同様である。
なお、車室圧力を遅延させる場合、および、負荷出力指令信号についても同様である。
FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure in which the fuel abnormality detection device 21 shown in FIG. 4 detects that the fuel has a high calorie abnormality. First, the delay filter unit 812 delays the fuel command output from the control device 22 by the time constant τ, and outputs the delayed fuel command to the output index calculation unit 711 (step S21). The output index calculation unit 711 acquires the delayed fuel command output from the delay filter unit 812 and the no-load fuel command and gas turbine output output from the control device 22. And the output parameter | index calculating part 711 calculates output / fuel ratio PPF based on Formula (4) mentioned above. The output index calculation unit 711 outputs the calculated output / fuel ratio to the delay filter unit 712 and the subtraction unit 713 (step S22). Hereinafter, steps S23 to S26 are the same as steps S2 to S5 of FIG.
The same applies to the case where the passenger compartment pressure is delayed and the load output command signal.

なお、燃料異常検出装置21や31の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
A program for realizing all or part of the functions of the fuel abnormality detection devices 21 and 31 is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is read into a computer system and executed. By doing so, you may process each part. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices.
Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used.
The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Furthermore, the “computer-readable recording medium” dynamically holds a program for a short time like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In this case, a volatile memory in a computer system serving as a server or a client in that case, and a program that holds a program for a certain period of time are also included. The program may be a program for realizing a part of the functions described above, and may be a program capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system.

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、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。   The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design changes and the like without departing from the gist of the present invention.

本発明は、ガスタービンの燃焼器に供給される燃料が高カロリー異常となっていることを検出する燃料異常検出装置および燃料異常検出方法や、燃料が高カロリー異常となっているか否かの判定結果に基づいて燃料のカロリーを調整する燃料調整装置に用いて好適である。   The present invention relates to a fuel abnormality detection device and a fuel abnormality detection method for detecting that a fuel supplied to a combustor of a gas turbine has a high calorie abnormality, and a determination of whether or not a fuel has a high calorie abnormality. It is suitable for use in a fuel adjustment device that adjusts the calorie of fuel based on the results.

1 発電プラント
11 燃料混合器
12 燃焼器
13 ガスタービン
14 圧縮機
15 排熱回収ボイラ
16 蒸気タービン
17 発電機
21 燃料異常検出装置
22 制御装置
211 出力変化演算部
212 判定部
711 出力指標演算部
712 遅延フィルタ部
713 減算部
1 Power Plant 11 Fuel Mixer 12 Combustor 13 Gas Turbine 14 Compressor 15 Waste Heat Recovery Boiler 16 Steam Turbine 17 Generator 21 Fuel Abnormality Detection Device 22 Controller 211 Output Change Calculation Unit 212 Determination Unit 711 Output Index Calculation Unit 712 Delay Filter unit 713 Subtraction unit

Claims (9)

燃料要求の変化の影響を控除したガスタービン出力の変化を表す出力変化指標値を求める出力変化演算部と、
前記出力変化演算部が求めた前記出力変化指標値が、ガスタービンの高温異常と対応して予め定められた閾値以上である場合に、前記ガスタービンの燃焼器に供給される燃料が高カロリー異常となっていると判定する判定部と、
を具備することを特徴とする燃料異常検出装置。
An output change calculation unit for obtaining an output change index value representing a change in gas turbine output excluding the influence of a change in fuel demand;
When the output change index value obtained by the output change calculation unit is equal to or higher than a predetermined threshold corresponding to the high temperature abnormality of the gas turbine, the fuel supplied to the combustor of the gas turbine is in a high calorie abnormality A determination unit that determines that
A fuel abnormality detection device comprising:
前記出力変化演算部は、燃料要求の影響を控除したガスタービン出力を表す出力指標値として現在の燃料指令から無負荷時燃料指令を減算した差と、前記ガスタービン出力との比で表される出力/燃料比を求める出力指標演算部と、
前記ガスタービンの出力変化指標値として、前記出力指標演算部で求められた前記出力/燃料比の変化量または変化率を求める出力変化指標演算部と、
を具備することを特徴とする請求項1に記載の燃料異常検出装置。
The output change calculation unit is expressed as a ratio between a difference obtained by subtracting a no-load fuel command from a current fuel command as an output index value representing a gas turbine output excluding the influence of fuel demand, and the gas turbine output. An output index calculation unit for obtaining an output / fuel ratio;
An output change index calculation unit for determining a change amount or a change rate of the output / fuel ratio obtained by the output index calculation unit as an output change index value of the gas turbine;
The fuel abnormality detection device according to claim 1, comprising:
前記出力指標演算部は、前記出力/燃料比を、次式
PPF=GTMW/((1/τs+1)Gf_ref−Gf_ref_FNSL
により求めることを特徴とする請求項2に記載の燃料異常検出装置。
ここで、PPFは出力燃料比を示し、GTMWはガスタービン出力を示し、τは時定数を示し、sはラプラス演算子を示し、Gf_refは燃料指令を示し、Gf_ref_FNSLは無負荷時燃料指令を示す。
The output index calculation unit calculates the output / fuel ratio by the following formula: PPF = GTMW / ((1 / τs + 1) G f_ref− G f_ref_FNSL )
The fuel abnormality detection device according to claim 2, wherein the fuel abnormality detection device is obtained by:
Here, PPF indicates an output fuel ratio, GTMW indicates a gas turbine output, τ indicates a time constant, s indicates a Laplace operator, G f_ref indicates a fuel command, and G f_ref_FNSL indicates a no-load fuel command. Indicates.
前記出力変化演算部は、前記燃料要求の影響を控除したガスタービン出力を表す出力指標値として前記ガスタービンの現在の車室圧力から無負荷時車室圧力を減算した差と、前記ガスタービン出力との比で表される出力/車室圧力比を求め、前記ガスタービンの出力変化指標値として前記出力/車室圧力比の変化を求めることを特徴とする請求項1に記載の燃料異常検出装置。   The output change calculation unit includes a difference obtained by subtracting a no-load casing pressure from a current casing pressure of the gas turbine as an output index value representing a gas turbine output excluding the influence of the fuel requirement, and the gas turbine output 2. The fuel abnormality detection according to claim 1, wherein an output / chamber pressure ratio represented by a ratio of the gas turbine and an output / chamber pressure ratio is obtained and a change in the output / chamber pressure ratio is obtained as an output change index value of the gas turbine. apparatus. 前記出力変化演算部は、前記出力/車室圧力比を、次式
PPPcs=GTMW/((1/τs+1)Pcs−Pcs_FNSL
により求めることを特徴とする請求項4に記載の燃料異常検出装置。
ここで、PPPcsは出力車室圧力比を示し、GTMWはガスタービン出力を示し、τは時定数を示し、sはラプラス演算子を示し、Pcsは車室圧力を示し、Pcs_FNSLは無負荷時車室圧力を示す。
The output change calculation unit calculates the output / chamber pressure ratio by the following formula: PPP cs = GTMW / ((1 / τs + 1) P cs −P cs_FNSL )
The fuel abnormality detection device according to claim 4, wherein the fuel abnormality detection device is obtained by:
Here, PPP cs indicates an output casing pressure ratio, GTMW indicates a gas turbine output, τ indicates a time constant, s indicates a Laplace operator, P cs indicates a casing pressure, and P cs_FNSL indicates nothing. Indicates the cabin pressure under load.
前記出力変化演算部は、前記燃料要求の影響を控除したガスタービン出力を表す出力指標値として前記ガスタービンに対する出力指令である現在の出力指令信号から無負荷時の出力指令信号を減算した差に対する前記ガスタービン出力の大きさを示す出力/CSO比を求め、前記ガスタービンの出力変化指標値として前記出力/CSO比の変化を求めることを特徴とする請求項1に記載の燃料異常検出装置。   The output change calculation unit is based on a difference obtained by subtracting an unloaded output command signal from a current output command signal that is an output command for the gas turbine as an output index value representing a gas turbine output excluding the influence of the fuel requirement. The fuel abnormality detection device according to claim 1, wherein an output / CSO ratio indicating a magnitude of the gas turbine output is obtained, and a change in the output / CSO ratio is obtained as an output change index value of the gas turbine. 前記出力変化演算部は、前記出力CSO比を、次式
PPC=GTMW/((1/τs+1)CSO−CSO_FNSL
により求めることを特徴とする請求項6に記載の燃料異常検出装置。
ここで、PPCは出力/CSO比を示し、GTMWはガスタービン出力を示し、τは時定数を示し、sはラプラス演算子を示し、CSOは出力指令信号を示し、CSO _FNSLは負荷出力指令信号(無負荷時)を示す。
The output change calculation unit calculates the output / CSO ratio by the following formula: PPC = GTMW / ((1 / τs + 1) CSO− CSO_FNSL )
The fuel abnormality detection device according to claim 6, wherein the fuel abnormality detection device is obtained by:
Here, PPC represents the output / CSO ratio, GTMW represents a gas turbine output, tau represents the time constant, s indicates a Laplace operator, CSO represents an output command signal, CSO _FNSL the load output command signal (No load).
請求項1から7のいずれか一項に記載の燃料異常検出装置と、
前記燃料異常検出装置が、前記ガスタービンの燃焼器に供給される燃料が高カロリー異常となっていると判定すると、前記ガスタービンに供給される燃料のカロリーが低下するように燃料の混合を調整する燃料調整部と、
を具備することを特徴とする燃料調整装置。
A fuel abnormality detection device according to any one of claims 1 to 7,
If the fuel abnormality detection device determines that the fuel supplied to the combustor of the gas turbine has a high calorie abnormality, the fuel mixing is adjusted so that the calorie of the fuel supplied to the gas turbine decreases. A fuel adjustment unit to perform,
A fuel adjusting device comprising:
燃料異常検出装置の燃料異常検出方法であって、
出力変化演算部が、燃料要求の変化の影響を控除したガスタービン出力の変化を表すガスタービン出力変化指標値を求める出力変化演算ステップと、
判定部が、前記出力変化演算ステップにて求まった前記ガスタービン出力変化指標値が、ガスタービンの高温異常と対応して予め定められた閾値以上である場合に、前記ガスタービンの燃焼器に供給される燃料が高カロリー異常となっていると判定する判定ステップと、
を具備することを特徴とする燃料異常検出方法。
A fuel abnormality detection method of a fuel abnormality detection device,
An output change calculating step for obtaining a gas turbine output change index value representing a change in gas turbine output excluding an influence of a change in fuel demand;
The determination unit supplies the gas turbine combustor when the gas turbine output change index value obtained in the output change calculation step is equal to or higher than a predetermined threshold corresponding to a high temperature abnormality of the gas turbine. A determination step for determining that the fuel to be used is abnormal in high calories;
A fuel abnormality detection method comprising:
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