Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP6401109B2 - Fuel control apparatus and fuel control method for gas turbine - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP6401109B2 - Fuel control apparatus and fuel control method for gas turbine - Google Patents

Fuel control apparatus and fuel control method for gas turbine Download PDF

Info

Publication number
JP6401109B2
JP6401109B2 JP2015098035A JP2015098035A JP6401109B2 JP 6401109 B2 JP6401109 B2 JP 6401109B2 JP 2015098035 A JP2015098035 A JP 2015098035A JP 2015098035 A JP2015098035 A JP 2015098035A JP 6401109 B2 JP6401109 B2 JP 6401109B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
control valve
pressure
fuel
mode
gas turbine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015098035A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2016211503A (en
Inventor
悠希 中澤
悠希 中澤
昭彦 齋藤
昭彦 齋藤
園田 隆
隆 園田
好彦 福本
好彦 福本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd filed Critical Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd
Priority to JP2015098035A priority Critical patent/JP6401109B2/en
Publication of JP2016211503A publication Critical patent/JP2016211503A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6401109B2 publication Critical patent/JP6401109B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Turbines (AREA)

Description

本開示はガスタービンのための燃料制御装置及び燃料制御方法に関する。   The present disclosure relates to a fuel control apparatus and a fuel control method for a gas turbine.

ガスタービンは燃焼器及びタービンを有し、タービンは、燃焼器が燃料を燃焼させることにより発生させた燃焼ガスを利用して、回転力を発生させる。ガスタービンには燃料制御装置が設けられ、燃料制御装置は、燃焼器に供給される燃料の流量を制御するように構成されている。
例えば、特許文献1が開示する燃料制御装置は、圧力検出器を含む種々の計測機器と、燃料流量調節弁と、計測機器からの少なくとも1つの信号に基づいて、燃料流量調節弁の開度を制御可能な開度制御部とを備えている。
また例えば、特許文献2が開示する燃料制御装置は、燃料流量調節弁と、タービン速度信号と発電機負荷信号に基づいて、燃料流量調節弁の開度指令信号を求める燃料指令演算回路と、調整流量調節弁の前段に設けられて前段圧力を調整する燃圧力調節手段と、前段圧力と圧力設定値の偏差に基づいて燃料流量調節弁の開度指令を出力する圧力制御コントローラとを備えている。
The gas turbine has a combustor and a turbine, and the turbine generates a rotational force by using combustion gas generated by burning the fuel by the combustor. The gas turbine is provided with a fuel control device, and the fuel control device is configured to control the flow rate of the fuel supplied to the combustor.
For example, in the fuel control device disclosed in Patent Document 1, the opening degree of the fuel flow control valve is determined based on at least one signal from various measurement devices including a pressure detector, a fuel flow control valve, and the measurement device. And a controllable opening degree control unit.
Further, for example, the fuel control device disclosed in Patent Document 2 includes a fuel flow rate adjustment valve, a fuel command calculation circuit for obtaining an opening command signal of the fuel flow rate adjustment valve based on a turbine speed signal and a generator load signal, an adjustment A fuel pressure adjusting means that is provided upstream of the flow rate control valve and adjusts the upstream pressure, and a pressure controller that outputs an opening degree command of the fuel flow rate control valve based on a deviation between the upstream pressure and the pressure set value. .

特開平11−210496号公報JP-A-11-210496 特開2013−44251号公報JP2013-44251A

特許文献2が開示するように、燃料ガス圧力調節弁によって燃料ガスの前段圧力が圧力設定値に近づくように調整しながら、タービン速度信号と発電機負荷信号に基づいて燃料ガス流量調節弁の開度を調整する場合、燃焼器に供給される燃料の流量の調整精度は、燃料ガス圧力調節弁による圧力の調整精度に専ら依存することになる。
このような構成では、燃料ガス圧力調節弁に供給される燃料ガスの圧力(供給元圧力)が変動した場合に、燃料ガス圧力調節弁による圧力の調整に遅れが生じると、燃焼器に供給される燃料ガスの流量の調整精度が低下してしまう。また、供給元圧力が大きく変動し、燃料ガス圧力調節弁による圧力調整範囲を超えてしまうと、例えば燃料ガス圧力調節弁が全開になってしまうと、燃焼器に供給される燃料ガスの流量の調整精度が大きく低下してしまう。
As disclosed in Patent Document 2, the fuel gas flow control valve is opened based on the turbine speed signal and the generator load signal while the fuel gas pressure control valve is adjusted so that the upstream pressure of the fuel gas approaches the pressure set value. When adjusting the degree, the adjustment accuracy of the flow rate of the fuel supplied to the combustor depends solely on the adjustment accuracy of the pressure by the fuel gas pressure control valve.
In such a configuration, when the pressure of the fuel gas supplied to the fuel gas pressure control valve (source pressure) fluctuates, if there is a delay in the pressure adjustment by the fuel gas pressure control valve, the fuel gas pressure control valve is supplied to the combustor. The adjustment accuracy of the flow rate of the fuel gas is reduced. Also, if the supply pressure fluctuates greatly and exceeds the pressure adjustment range by the fuel gas pressure control valve, for example, if the fuel gas pressure control valve is fully opened, the flow rate of the fuel gas supplied to the combustor Adjustment accuracy is greatly reduced.

一方、特許文献1には、計測機器からの少なくとも1つの信号に基づいて燃料流量調節弁の開度を制御することが記載されているが、供給元圧力が変動した場合の燃料流量調節弁の開度の制御方法についての記載はない。   On the other hand, Patent Document 1 describes that the opening degree of the fuel flow control valve is controlled based on at least one signal from the measuring device, but the fuel flow control valve when the supply pressure fluctuates is described. There is no description on how to control the opening.

上記事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態の目的は、圧力調節弁に供給される燃料の圧力が変化しても、燃焼器への燃料の供給量を的確に制御可能なガスタービンのための燃料制御装置及び燃料制御方法を提供することにある。   In view of the above circumstances, an object of at least one embodiment of the present invention is to provide a gas turbine capable of accurately controlling the amount of fuel supplied to a combustor even when the pressure of fuel supplied to a pressure control valve changes. A fuel control apparatus and a fuel control method are provided.

(1)本発明の少なくとも一実施形態に係るガスタービンのための燃料制御装置は、
ガスタービンの燃焼器への燃料の供給量を制御可能なガスタービンのための燃料制御装置において、
前記燃料の供給路に配置された圧力調節弁と、
前記圧力調節弁の下流に位置して前記供給路に配置された流量調節弁と、
前記圧力調節弁と前記流量調節弁との間での前記燃料の圧力を測定可能な圧力計と、
前記圧力計の測定結果に基づいて前記圧力調節弁の開度を制御可能な圧力調節弁制御部と、
前記流量調節弁の開度を制御可能な流量調節弁制御部と、
を含み、
前記圧力調節弁制御部は、前記圧力計よって測定された計測圧力が目標圧力に近づくように前記圧力調節弁の開度を制御可能であり、
前記流量調節弁制御部は、複数のモードから選択された1つのモードにて前記流量調節弁の開度を制御可能であり、
前記複数のモードは、
前記目標圧力に基づいて前記流量調節弁の開度を調整する第1モードと、
前記計測圧力に基づいて前記流量調節弁の開度を調整する第2モードと、
を含む。
(1) A fuel control apparatus for a gas turbine according to at least one embodiment of the present invention includes:
In a fuel control device for a gas turbine capable of controlling the amount of fuel supplied to a combustor of a gas turbine,
A pressure control valve disposed in the fuel supply path;
A flow rate control valve disposed downstream of the pressure control valve and disposed in the supply path;
A pressure gauge capable of measuring the pressure of the fuel between the pressure control valve and the flow control valve;
A pressure control valve controller capable of controlling the opening of the pressure control valve based on the measurement result of the pressure gauge;
A flow control valve controller capable of controlling the opening of the flow control valve;
Including
The pressure control valve control unit is capable of controlling the opening of the pressure control valve so that the measured pressure measured by the pressure gauge approaches a target pressure,
The flow rate control valve control unit can control the opening degree of the flow rate control valve in one mode selected from a plurality of modes,
The plurality of modes are:
A first mode for adjusting the opening of the flow rate control valve based on the target pressure;
A second mode for adjusting the opening of the flow control valve based on the measured pressure;
including.

上記構成(1)のガスタービンのための燃料制御装置では、流量調節弁制御部が、第1モードと第2モードを選択的に実行可能であり、第2モードでは、計測圧力に基づいて流量調節弁の開度が調整される。このため、圧力調節弁に供給される燃料の圧力が変動し、流量調節弁に流入する燃料の圧力が目標圧力から変化しても、計測圧力基づいて、流量調節弁を通過する燃料の流量、すなわち、燃焼器への燃料の供給量を的確に制御することができる。   In the fuel control device for the gas turbine having the above configuration (1), the flow rate control valve control unit can selectively execute the first mode and the second mode, and in the second mode, the flow rate is based on the measured pressure. The opening degree of the control valve is adjusted. For this reason, even if the pressure of the fuel supplied to the pressure control valve fluctuates and the pressure of the fuel flowing into the flow control valve changes from the target pressure, the flow rate of the fuel passing through the flow control valve based on the measured pressure, That is, the amount of fuel supplied to the combustor can be accurately controlled.

(2)幾つかの実施形態では、上記構成(1)において、
前記流量調節弁制御部は、少なくとも1つの条件が満たされている場合に前記第2モードを選択して実行するように構成され、
前記少なくとも1つの条件は、前記圧力調節弁の開度に関する条件を含む。
(2) In some embodiments, in the configuration (1),
The flow rate control valve control unit is configured to select and execute the second mode when at least one condition is satisfied,
The at least one condition includes a condition related to an opening degree of the pressure control valve.

例えば、圧力調節弁に供給される燃料の圧力(供給元圧力)が低下し、圧力調節弁が全開になってしまうと、圧力調節弁による圧力調節機能は限界に達し、目標圧力に計測圧力を近づけることが困難になる。この点、上記構成(2)のガスタービンのための燃料制御装置では、流量調節弁制御部が、圧力調節弁の開度に関する条件が満たされた場合に、第2モードを実行するように構成されており、圧力調節弁による圧力調節機能が低下しても、計測圧力に基づいて、流量調節弁を通過する燃料の流量、すなわち、燃焼器への燃料の供給量を的確に制御することができる。   For example, if the pressure of fuel supplied to the pressure control valve (supplier pressure) drops and the pressure control valve is fully opened, the pressure control function of the pressure control valve reaches its limit, and the measured pressure is set to the target pressure. It becomes difficult to approach. In this regard, in the fuel control device for the gas turbine having the above-described configuration (2), the flow rate control valve control unit is configured to execute the second mode when the condition regarding the opening degree of the pressure control valve is satisfied. Even if the pressure control function of the pressure control valve is reduced, the flow rate of the fuel passing through the flow rate control valve, that is, the amount of fuel supplied to the combustor can be accurately controlled based on the measured pressure. it can.

(3)幾つかの実施形態では、上記構成(1)又は(2)において、
前記流量調節弁制御部は、
前記第1モードの実行中に前記圧力調節弁の開度が上限値に到達した場合に、前記第2モードを選択して実行するように構成され、且つ、
前記第2モードの実行中に前記圧力調節弁の開度が下限値に到達した場合に、前記第1モードを選択して実行するように構成されている。
(3) In some embodiments, in the configuration (1) or (2),
The flow control valve control unit is
The second mode is selected and executed when the opening of the pressure control valve reaches an upper limit during execution of the first mode, and
The first mode is selected and executed when the opening of the pressure control valve reaches a lower limit value during execution of the second mode.

上記構成(3)のガスタービンのための燃料制御装置では、圧力調節弁の開度が上限値に到達した場合に、流量調節弁制御部は第2モードを実行するように構成されており、圧力調節弁による圧力調節機能が低下しても、計測圧力に基づいて、流量調節弁を通過する燃料の流量、すなわち、燃焼器への燃料の供給量を的確に制御することができる。一方、圧力調節弁の開度が下限値に到達した場合には、流量調節弁制御部は第1モードを実行するように構成されており、第1モードの実行により、流量調節弁を通過する燃料の流量、すなわち、燃焼器への燃料の供給量を安定して制御することができる。   In the fuel control device for a gas turbine having the above configuration (3), the flow rate control valve control unit is configured to execute the second mode when the opening of the pressure control valve reaches the upper limit value. Even if the pressure control function by the pressure control valve is lowered, the flow rate of the fuel passing through the flow rate control valve, that is, the amount of fuel supplied to the combustor can be accurately controlled based on the measured pressure. On the other hand, when the opening degree of the pressure control valve reaches the lower limit value, the flow control valve control unit is configured to execute the first mode, and passes through the flow control valve by executing the first mode. The flow rate of fuel, that is, the amount of fuel supplied to the combustor can be stably controlled.

(4)幾つかの実施形態では、上記構成(1)乃至(3)の何れか1つにおいて、
前記流量調節弁制御部は、前記第2モードの実行中に、前記目標圧力に対する前記計測圧力の比に基づいて、前記流量調節弁の開度を調整するように構成されている。
(4) In some embodiments, in any one of the configurations (1) to (3),
The flow rate control valve control unit is configured to adjust the opening of the flow rate control valve based on a ratio of the measured pressure to the target pressure during execution of the second mode.

上記構成(4)のガスタービンのための燃料制御装置では、第2モードの実行中、目標圧力に対する計測圧力の比に基づいて流量調節弁の開度を調整することで、流量調節弁を通過する燃料の流量、すなわち、燃焼器への燃料の供給量を的確に制御することができる。   In the fuel control device for the gas turbine having the above configuration (4), the second flow rate control valve is adjusted by adjusting the opening of the flow rate control valve based on the ratio of the measured pressure to the target pressure during the second mode. It is possible to accurately control the flow rate of the fuel, that is, the amount of fuel supplied to the combustor.

(5)幾つかの実施形態では、上記構成(4)において、
前記流量調節弁制御部は、前記第2モードにおいて、前記目標圧力と前記計測圧力の差が閾値を超えた場合、前記流量調節弁の開度の単位時間当たりの変化量を制限するように構成されている。
(5) In some embodiments, in the configuration (4),
The flow rate control valve control unit is configured to limit the amount of change per unit time of the flow rate control valve opening when the difference between the target pressure and the measured pressure exceeds a threshold value in the second mode. Has been.

上記構成(5)のガスタービンのための燃料制御装置では、第2モードにおいて、目標圧力と計測圧力の差が閾値を超えた場合、流量調節弁の開度の単位時間当たりの変化量が制限される。このため、計測圧力が大きく変化する場合でも、流量調節弁の開度の急激な変化を抑制することができ、燃焼器への燃料の供給量を安定して制御することができる。   In the fuel control apparatus for a gas turbine having the above configuration (5), when the difference between the target pressure and the measured pressure exceeds the threshold value in the second mode, the amount of change per unit time of the opening of the flow control valve is limited. Is done. For this reason, even when the measured pressure changes greatly, it is possible to suppress a rapid change in the opening degree of the flow rate control valve, and to stably control the amount of fuel supplied to the combustor.

(6)幾つかの実施形態では、上記構成(3)において、
前記上限値は前記下限値よりも大きく、前記第1モードと前記第2モードの間でのモードの移行がヒステリシスをもって行われるように構成されている。
(6) In some embodiments, in the configuration (3),
The upper limit value is larger than the lower limit value, and the mode transition between the first mode and the second mode is performed with hysteresis.

上記構成(6)のガスタービンのための燃料制御装置では、上限値が下限値よりも大きく、第1モードと第2モードの間でのモードの移行がヒステリシスをもって行われるように構成されているので、第1モードと第2モードの間でモードが頻繁に変更されることが抑制される。この結果として、燃焼器への燃料の供給量を安定して制御することができる。   In the fuel control device for a gas turbine having the above configuration (6), the upper limit value is larger than the lower limit value, and the mode transition between the first mode and the second mode is performed with hysteresis. Therefore, it is suppressed that the mode is frequently changed between the first mode and the second mode. As a result, the amount of fuel supplied to the combustor can be stably controlled.

(7)幾つかの実施形態では、上記構成(1)乃至(6)の何れか1つにおいて、
前記流量調節弁制御部は、前記第1モードと前記第2モードの間での移行の際、前記圧力調節弁の開度の単位時間当たりの変化量を調整するように構成されている。
上記構成(7)のガスタービンのための燃料制御装置では、流量調節弁制御部が、第1モードと第2モードの間での移行の際、圧力調節弁の開度の時間当たりの変化量を調整するように構成されているので、第1モードと第2モードの間でのモードの移行の前後で、流量調節弁の開度が急激に変化することを抑制することができる。この結果として、燃焼器への燃料の供給量を安定して制御することができる。
(7) In some embodiments, in any one of the configurations (1) to (6),
The flow rate control valve control unit is configured to adjust a change amount per unit time of the opening degree of the pressure control valve at the time of transition between the first mode and the second mode.
In the fuel control device for a gas turbine having the above-described configuration (7), when the flow rate control valve control unit shifts between the first mode and the second mode, the amount of change per time of the opening of the pressure control valve Therefore, it is possible to prevent the opening degree of the flow rate control valve from changing suddenly before and after the mode transition between the first mode and the second mode. As a result, the amount of fuel supplied to the combustor can be stably controlled.

(8)幾つかの実施形態では、上記構成(7)において、
前記流量調節弁制御部は、少なくとも1つの条件が満たされている場合に前記第2モードを選択して実行するように構成され、
前記少なくとも1つの条件は、前記圧力調節弁に供給される前記燃料の圧力の変動に関する条件を含む。
(8) In some embodiments, in the configuration (7),
The flow rate control valve control unit is configured to select and execute the second mode when at least one condition is satisfied,
The at least one condition includes a condition relating to a change in pressure of the fuel supplied to the pressure control valve.

上記構成(8)のガスタービンのための燃料制御装置では、流量調節弁制御部が、圧力調節弁に供給される燃料の圧力の変動に応じて第2モードを選択して実行するように構成されており、第2モードの実行によって燃焼器への燃料の供給量を的確に制御しながら、圧力調節弁に供給される燃料の圧力の変動が大きい場合には、第2モードの実行を制限することができる。   In the fuel control device for a gas turbine having the above-described configuration (8), the flow rate control valve control unit is configured to select and execute the second mode in accordance with a change in the pressure of the fuel supplied to the pressure control valve. If the fluctuation in the pressure of the fuel supplied to the pressure control valve is large while accurately controlling the amount of fuel supplied to the combustor by executing the second mode, the execution of the second mode is limited. can do.

(9)幾つかの実施形態では、上記構成(1)乃至(8)の何れか1つにおいて、
前記圧力調節弁制御部は、前記ガスタービンの運転条件が変動する場合に、前記目標圧力として前記計測圧力を用いて、前記圧力調節弁を制御するように構成されている。
(9) In some embodiments, in any one of the configurations (1) to (8),
The pressure control valve control unit is configured to control the pressure control valve using the measured pressure as the target pressure when the operating condition of the gas turbine varies.

圧力調節弁に供給される燃料の圧力が大きく変動した場合、圧力調節弁による圧力調整が追い付かず、計測圧力と目標圧力との差が大きくなることがある。このような場合、第1モードにて目標圧力に基づいて流量調節弁の開度を調整しているときに、第1モードから第2モードへとモードを変更し、第2モードにて計測圧力に基づいて流量調節弁の開度を調整すると、開度が急激に変化してしまう。この点、上記構成(9)のガスタービンのための燃料制御装置では、圧力調節弁制御部は、圧力調節弁に供給される燃料の圧力が大きく変動した場合に、目標圧力として計測圧力を用いて、圧力調節弁を制御するように構成されているので、第1モードと第2モードの間でのモードの移行の前後で、流量調節弁の開度が急激に変化することを抑制することができる。この結果として、燃焼器への燃料の供給量を安定して制御することができる。   When the pressure of the fuel supplied to the pressure control valve fluctuates greatly, the pressure adjustment by the pressure control valve cannot catch up, and the difference between the measured pressure and the target pressure may increase. In such a case, when the opening degree of the flow control valve is adjusted based on the target pressure in the first mode, the mode is changed from the first mode to the second mode, and the measured pressure is measured in the second mode. If the opening degree of the flow control valve is adjusted based on the above, the opening degree changes abruptly. In this regard, in the fuel control device for the gas turbine having the above configuration (9), the pressure control valve control unit uses the measured pressure as the target pressure when the pressure of the fuel supplied to the pressure control valve fluctuates greatly. Since the pressure control valve is configured to be controlled, it is possible to suppress a sudden change in the opening of the flow control valve before and after the mode transition between the first mode and the second mode. Can do. As a result, the amount of fuel supplied to the combustor can be stably controlled.

(10)本発明の少なくとも一実施形態に係るガスタービンのための燃料制御方法は、
燃料の供給路に配置された圧力調節弁と、
前記圧力調節弁の下流に位置して前記供給路に配置された流量調節弁と、
前記圧力調節弁と前記流量調節弁との間での前記燃料の圧力を測定可能な圧力計と、
を備える、ガスタービンの燃焼器への燃料の供給量を制御可能なガスタービンのための燃料制御装置を用いたガスタービンの燃料制御方法において、
複数のモードから選択された1つのモードにて前記流量調節弁の開度を制御し、
前記複数のモードは、
前記圧力調節弁の目標圧力に基づいて前記流量調節弁の開度を調整する第1モードと、
前記計測圧力に基づいて前記流量調節弁の開度を調整する第2モードと、
を含む。
(10) A fuel control method for a gas turbine according to at least one embodiment of the present invention includes:
A pressure regulating valve disposed in the fuel supply path;
A flow rate control valve disposed downstream of the pressure control valve and disposed in the supply path;
A pressure gauge capable of measuring the pressure of the fuel between the pressure control valve and the flow control valve;
A fuel control method for a gas turbine using a fuel control device for a gas turbine capable of controlling a supply amount of fuel to a combustor of the gas turbine, comprising:
Controlling the opening of the flow control valve in one mode selected from a plurality of modes;
The plurality of modes are:
A first mode for adjusting an opening of the flow rate control valve based on a target pressure of the pressure control valve;
A second mode for adjusting the opening of the flow control valve based on the measured pressure;
including.

上記構成(10)のガスタービンのための燃料制御方法では、第1モードと第2モードを選択的に実行可能であり、第2モードでは、計測圧力に基づいて流量調節弁の開度が調整される。このため、圧力調節弁に供給される燃料の圧力が変動し、流量調節弁に流入する燃料の圧力が目標圧力から変化しても、計測圧力基づいて、流量調節弁を通過する燃料の流量、すなわち、燃焼器への燃料の供給量を的確に制御することができる。   In the fuel control method for the gas turbine having the above configuration (10), the first mode and the second mode can be selectively executed. In the second mode, the opening degree of the flow control valve is adjusted based on the measured pressure. Is done. For this reason, even if the pressure of the fuel supplied to the pressure control valve fluctuates and the pressure of the fuel flowing into the flow control valve changes from the target pressure, the flow rate of the fuel passing through the flow control valve based on the measured pressure, That is, the amount of fuel supplied to the combustor can be accurately controlled.

本発明の少なくとも一実施形態によれば、圧力調節弁に供給される燃料の圧力が変化しても、燃焼器への燃料の供給量を的確に制御可能なガスタービンのための燃料制御装置及び燃料制御方法が提供される。   According to at least one embodiment of the present invention, a fuel control device for a gas turbine capable of accurately controlling the amount of fuel supplied to a combustor even when the pressure of fuel supplied to a pressure control valve changes, and A fuel control method is provided.

本発明の一実施形態に係るガスタービンのための燃料制御装置を、ガスタービンとともに概略的に示す図である。1 is a view schematically showing a fuel control device for a gas turbine according to an embodiment of the present invention together with a gas turbine. FIG. 本発明の一実施形態に係る燃料制御装置の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the fuel control apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るガスタービンのための燃料制御方法の概略的な手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the schematic procedure of the fuel control method for the gas turbine which concerns on one Embodiment of this invention. 図3の燃料制御方法に適用される圧力調節弁の開度に関する条件の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the conditions regarding the opening degree of the pressure control valve applied to the fuel control method of FIG. 他の実施形態に係るガスタービンのための燃料制御方法の概略的な手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the schematic procedure of the fuel control method for the gas turbine which concerns on other embodiment. 図5の燃料制御方法に適用される変化レートの制限を説明するためのチャートである。6 is a chart for explaining a restriction on a change rate applied to the fuel control method of FIG. 5. 他の実施形態に係るガスタービンのための燃料制御方法の概略的な手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the schematic procedure of the fuel control method for the gas turbine which concerns on other embodiment. 図7の燃料制御方法に適用される圧力調節弁の開度に関する条件の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the conditions regarding the opening degree of the pressure control valve applied to the fuel control method of FIG. 図8の補正係数及び変化レートを用いた場合における、補正係数及び流量調節弁の開度の時間的な変化の一例を示すチャートである。It is a chart which shows an example of the time change of the opening degree of a correction coefficient and a flow control valve when the correction coefficient and change rate of Drawing 8 are used. 他の実施形態に係る燃料制御装置の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the fuel control apparatus which concerns on other embodiment. 他の実施形態に係るガスタービンのための燃料制御方法の概略的な手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the schematic procedure of the fuel control method for the gas turbine which concerns on other embodiment. 図11の燃料制御方法の実行中にガスタービンの運転条件が急変したときの、燃料流量指令、圧力調節弁に供給される燃料の圧力、及び、計測圧力の時間的な変化を概略的に示すチャートである。11 schematically shows temporal changes in the fuel flow rate command, the pressure of the fuel supplied to the pressure control valve, and the measured pressure when the operating conditions of the gas turbine change suddenly during the execution of the fuel control method of FIG. It is a chart. 他の実施形態に係る燃料制御装置の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the fuel control apparatus which concerns on other embodiment. 他の実施形態に係るガスタービンのための燃料制御方法の概略的な手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the schematic procedure of the fuel control method for the gas turbine which concerns on other embodiment. 図14の燃料制御方法の実行中にガスタービンの運転条件が急変したときの、燃料流量指令、圧力調節弁に供給される燃料の圧力、及び、計測圧力の時間的な変化を概略的に示すチャートである。14 schematically shows temporal changes in the fuel flow command, the pressure of the fuel supplied to the pressure control valve, and the measured pressure when the operating conditions of the gas turbine change suddenly during the execution of the fuel control method of FIG. It is a chart.

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described in the embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention, but are merely illustrative examples. Absent.
For example, expressions expressing relative or absolute arrangements such as “in a certain direction”, “along a certain direction”, “parallel”, “orthogonal”, “center”, “concentric” or “coaxial” are strictly In addition to such an arrangement, it is also possible to represent a state of relative displacement with an angle or a distance such that tolerance or the same function can be obtained.
For example, an expression indicating that things such as “identical”, “equal”, and “homogeneous” are in an equal state not only represents an exactly equal state, but also has a tolerance or a difference that can provide the same function. It also represents the existing state.
For example, expressions representing shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes represent not only geometrically strict shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes, but also irregularities and chamfers as long as the same effects can be obtained. A shape including a part or the like is also expressed.
On the other hand, the expressions “comprising”, “comprising”, “comprising”, “including”, or “having” one constituent element are not exclusive expressions for excluding the existence of the other constituent elements.

図1は、本発明の一実施形態に係る燃料制御装置10を、ガスタービン1とともに概略的に示す図である。図1に示すように、ガスタービン1は、圧縮機(圧縮部)2、燃焼器(燃焼部)3、及び、タービン(タービン部)4を備えており、例えば発電機6等の外部機器を駆動するものである。
圧縮機2は、外部の空気である大気を吸入して圧縮し、圧縮された空気を1つ以上の燃焼器3に供給するものである。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a fuel control device 10 according to an embodiment of the present invention together with a gas turbine 1. As shown in FIG. 1, the gas turbine 1 includes a compressor (compression unit) 2, a combustor (combustion unit) 3, and a turbine (turbine unit) 4. For example, an external device such as a generator 6 is provided. To drive.
The compressor 2 sucks and compresses atmospheric air, which is external air, and supplies the compressed air to one or more combustors 3.

燃焼器3は、圧縮機2により圧縮された空気を用いて、燃料制御装置10を通じてガスコンプレッサ12から供給された燃料を燃焼させることにより、高温ガス(燃焼ガス)を生成するものである。
タービン4は、燃焼器3により生成された高温ガスの供給を受けて回転駆動力を発生させ、発生した回転駆動力を圧縮機2及び外部機器に出力するものである。
The combustor 3 generates high-temperature gas (combustion gas) by burning the fuel supplied from the gas compressor 12 through the fuel control device 10 using the air compressed by the compressor 2.
The turbine 4 receives the supply of the high-temperature gas generated by the combustor 3 to generate a rotational driving force, and outputs the generated rotational driving force to the compressor 2 and an external device.

図2は、燃料制御装置10の構成を説明するための図である。図2に示したように、燃料制御装置10は、ガスコンプレッサ12と燃焼器3の間を延びる燃料(燃料ガス)の供給路14に配置された圧力調節弁16と、圧力調節弁16の下流に位置して供給路14に配置された流量調節弁18と、圧力調節弁16と流量調節弁18との間で供給路14の燃料の圧力を測定可能な圧力計20と、を有する。
そして、燃料制御装置10は、圧力計20の測定結果に基づいて圧力調節弁16の開度Opcvを制御可能な圧力調節弁制御部22と、流量調節弁18の開度Ofcvを制御可能な流量調節弁制御部24と、を有する。
FIG. 2 is a diagram for explaining the configuration of the fuel control device 10. As shown in FIG. 2, the fuel control device 10 includes a pressure control valve 16 disposed in a fuel (fuel gas) supply passage 14 extending between the gas compressor 12 and the combustor 3, and a downstream of the pressure control valve 16. And a pressure gauge 20 that can measure the fuel pressure in the supply passage 14 between the pressure control valve 16 and the flow control valve 18.
The fuel control device 10 is configured to control the opening degree Opcv of the pressure regulating valve 16 based on the measurement result of the pressure gauge 20 and the flow rate capable of controlling the opening degree Ofcv of the flow rate regulating valve 18. And a control valve control unit 24.

圧力調節弁制御部22は、圧力計20よって測定された計測圧力P2が目標圧力Ptに近づくように圧力調節弁16の開度Opcvを制御可能である。目標圧力Ptは、例えば、予め設定された所定の値であり、タービン4の運転条件等に基づいて設定される。
流量調節弁制御部24は、複数のモードから選択された1つのモードにて流量調節弁18の開度Ofcvを制御可能である。複数のモードは、目標圧力Ptに基づいて流量調節弁18の開度Ofcvを調整する第1モードと、計測圧力P2に基づいて流量調節弁18の開度Ofcvを調整する第2モードと、を含む。
The pressure control valve control unit 22 can control the opening degree Opcv of the pressure control valve 16 so that the measured pressure P2 measured by the pressure gauge 20 approaches the target pressure Pt. The target pressure Pt is, for example, a predetermined value set in advance, and is set based on the operating condition of the turbine 4 and the like.
The flow rate control valve control unit 24 can control the opening degree Ofcv of the flow rate control valve 18 in one mode selected from a plurality of modes. The plurality of modes include a first mode for adjusting the opening degree Ofcv of the flow rate adjusting valve 18 based on the target pressure Pt, and a second mode for adjusting the opening degree Ofcv of the flow rate adjusting valve 18 based on the measured pressure P2. Including.

上記構成の燃料制御装置10では、流量調節弁制御部24が、第1モードと第2モードを選択的に実行可能であり、第2モードでは、計測圧力P2に基づいて流量調節弁18の開度Ofcvが調整される。このため、圧力調節弁16に供給される燃料の圧力が変動し、流量調節弁18に流入する燃料の圧力が目標圧力Ptから変化しても、計測圧力P2基づいて、流量調節弁18を通過する燃料の流量、すなわち、燃焼器3への燃料の供給量を的確に制御することができる。   In the fuel control device 10 configured as described above, the flow rate control valve control unit 24 can selectively execute the first mode and the second mode. In the second mode, the flow rate control valve 18 is opened based on the measured pressure P2. The degree Ofcv is adjusted. For this reason, even if the pressure of the fuel supplied to the pressure regulating valve 16 fluctuates and the pressure of the fuel flowing into the flow regulating valve 18 changes from the target pressure Pt, it passes through the flow regulating valve 18 based on the measured pressure P2. Thus, the flow rate of the fuel, that is, the amount of fuel supplied to the combustor 3 can be accurately controlled.

幾つかの実施形態では、流量調節弁制御部24は、少なくとも1つの条件が満たされている場合に第2モードを選択して実行するように構成され、少なくとも1つの条件は、圧力調節弁16の開度Opcvに関する条件を含む。
例えば、圧力調節弁16に供給される燃料の圧力(供給元圧力)が低下し、圧力調節弁16が全開になってしまうと、圧力調節弁16による圧力調節機能は限界に達し、目標圧力Ptに計測圧力P2を近づけることが困難になる。この点、上記構成の燃料制御装置10では、流量調節弁制御部24が、圧力調節弁16の開度Opcvに関する条件が満たされた場合に、第2モードを実行するように構成されており、圧力調節弁16による圧力調節機能が低下しても、計測圧力P2に基づいて、流量調節弁18を通過する燃料の流量、すなわち、燃焼器3への燃料の供給量を的確に制御することができる。
In some embodiments, the flow control valve controller 24 is configured to select and execute the second mode when at least one condition is met, where the at least one condition is the pressure control valve 16. Including the opening degree Opcv.
For example, when the pressure of the fuel supplied to the pressure control valve 16 (supply source pressure) decreases and the pressure control valve 16 is fully opened, the pressure control function by the pressure control valve 16 reaches the limit, and the target pressure Pt. It is difficult to bring the measurement pressure P2 close to In this regard, in the fuel control device 10 having the above-described configuration, the flow rate control valve control unit 24 is configured to execute the second mode when the condition regarding the opening degree Opcv of the pressure control valve 16 is satisfied. Even if the pressure control function of the pressure control valve 16 is lowered, the flow rate of the fuel passing through the flow rate control valve 18, that is, the amount of fuel supplied to the combustor 3 can be accurately controlled based on the measured pressure P2. it can.

幾つかの実施形態では、流量調節弁制御部24は、第1モードの実行中に圧力調節弁16の開度Opcvが上限値Oth1に到達した場合に、第2モードを選択して実行するように構成され、且つ、第2モードの実行中に圧力調節弁16の開度Opcvが下限値Oth2に到達した場合に、第1モードを選択して実行するように構成されている。
なお、上限値Oth1及び下限値Oth2は、相互に異なっていても、同じ値(閾値Oth)であっても異なっていてもよい。
In some embodiments, the flow rate control valve control unit 24 selects and executes the second mode when the opening Opcv of the pressure control valve 16 reaches the upper limit value Oth1 during execution of the first mode. When the opening degree Opcv of the pressure control valve 16 reaches the lower limit value Oth2 during execution of the second mode, the first mode is selected and executed.
The upper limit value Oth1 and the lower limit value Oth2 may be different from each other, may be the same value (threshold value Oth), or may be different.

上記構成の燃料制御装置10では、圧力調節弁16の開度Opcvが上限値Oth1に到達した場合に、流量調節弁制御部24は第2モードを実行するように構成されており、圧力調節弁16による圧力調節機能が低下しても、計測圧力P2に基づいて、流量調節弁18を通過する燃料の流量、すなわち、燃焼器3への燃料の供給量を的確に制御することができる。一方、圧力調節弁16の開度Opcvが下限値Oth2に到達した場合には、流量調節弁制御部24は第1モードを実行するように構成されており、第1モードの実行により、流量調節弁18を通過する燃料の流量、すなわち、燃焼器3への燃料の供給量を安定して制御することができる。   In the fuel control device 10 configured as described above, the flow rate control valve control unit 24 is configured to execute the second mode when the opening degree Opcv of the pressure control valve 16 reaches the upper limit value Oth1, and the pressure control valve Even if the pressure adjustment function by 16 is lowered, the flow rate of the fuel passing through the flow rate adjustment valve 18, that is, the amount of fuel supplied to the combustor 3 can be accurately controlled based on the measured pressure P2. On the other hand, when the opening degree Opcv of the pressure control valve 16 reaches the lower limit value Oth2, the flow control valve control unit 24 is configured to execute the first mode, and the flow control is performed by executing the first mode. The flow rate of the fuel passing through the valve 18, that is, the amount of fuel supplied to the combustor 3 can be stably controlled.

図3は、本発明の一実施形態に係るガスタービン1のための燃料制御方法の概略的な手順を示すフローチャートであり、図4は、図3の燃料制御方法に適用される圧力調節弁16の開度Opcvに関する条件の一例を示すグラフである。
図3の燃料制御方法は、燃料制御装置10が燃焼器3へ燃料を供給しているときに実行されるものであり、圧力調節弁16の開度Opcvを判定する開度指令補正開始判定ステップS10と、流量調節弁18の開度指令Cvを補正する開度指令補正ステップS12と、開度指令補正終了判定ステップS14と、流量調節弁18の開度指令Cvの補正を終了する開度指令補正終了ステップS16とを有する。
FIG. 3 is a flowchart showing a schematic procedure of a fuel control method for the gas turbine 1 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a pressure control valve 16 applied to the fuel control method of FIG. It is a graph which shows an example of the conditions regarding the opening degree Opcv.
The fuel control method of FIG. 3 is executed when the fuel control device 10 is supplying fuel to the combustor 3, and an opening command correction start determination step for determining the opening Opcv of the pressure control valve 16. S10, an opening command correction step S12 that corrects the opening command Cv of the flow control valve 18, an opening command correction end determination step S14, and an opening command that ends the correction of the opening command Cv of the flow control valve 18 And a correction end step S16.

開度指令補正開始判定ステップS10では、圧力調節弁16の開度Opcvが閾値Oth以上であるか否かが判定される。判定結果が否定的である場合、開度指令補正開始判定ステップS10が繰り返され、第1モードにて流量調節弁18が制御される。一方、判定結果が肯定的である場合、開度指令補正ステップS12が実行され、第2モードで流量調節弁18が制御される。   In the opening command correction start determination step S10, it is determined whether or not the opening Opcv of the pressure control valve 16 is equal to or greater than a threshold value Oth. When the determination result is negative, the opening degree command correction start determination step S10 is repeated, and the flow rate adjustment valve 18 is controlled in the first mode. On the other hand, when the determination result is affirmative, an opening degree command correction step S12 is executed, and the flow rate adjustment valve 18 is controlled in the second mode.

ここで、第1モードでの流量調節弁18の開度指令(目標開度)Cvは、例えば、次式(1)に基づいて求めることができる。式(1)中、Cvは容量係数であり、流量調節弁18の開度指令に相当する。よって本明細書では、流量調節弁18の開度指令をCvとも称する。Gfはタービン4に供給される燃料流量であり、ガスタービン1の運転条件によって決定される。ΔPは、流量調節弁18の上流(入口)と下流(出口)の圧力差である。流量調節弁18の下流の圧力は、例えば図示しない圧力計によって測定することができる。流量調節弁18の上流の圧力として、第1モードでは、圧力調節弁16の目標圧力Ptが用いられる。なお、式(1)は、燃料の密度を考慮するために、燃料の温度に関する項を更に含んでいてもよい。   Here, the opening degree command (target opening degree) Cv of the flow rate control valve 18 in the first mode can be obtained based on the following equation (1), for example. In equation (1), Cv is a capacity coefficient and corresponds to the opening degree command of the flow rate control valve 18. Therefore, in this specification, the opening degree command of the flow rate control valve 18 is also referred to as Cv. Gf is the flow rate of fuel supplied to the turbine 4 and is determined by the operating conditions of the gas turbine 1. ΔP is a pressure difference between the upstream (inlet) and the downstream (outlet) of the flow control valve 18. The pressure downstream of the flow control valve 18 can be measured by, for example, a pressure gauge (not shown). In the first mode, the target pressure Pt of the pressure control valve 16 is used as the pressure upstream of the flow control valve 18. Equation (1) may further include a term relating to the temperature of the fuel in order to consider the density of the fuel.

開度指令補正ステップS12では、次式(2)に示したように、開度指令Cvが補正開度指令Cv’へと補正される。式(2)中のP2は計測圧力であり、Ptは目標圧力であり、f(x)は補正係数としての関数である。関数f(x)は、図4に一例を示したように、圧力調節弁16の開度Opcvに応じて0〜1の範囲で変化する関数である(x=Opcv)。例えば、補正係数f(x)は、圧力調節弁16の開度Opcvが0%〜90%の範囲では0であり、90%〜100%の範囲では開度Opcvに比例し、100%で1になる。   In the opening command correction step S12, as shown in the following equation (2), the opening command Cv is corrected to the corrected opening command Cv '. P2 in the equation (2) is a measured pressure, Pt is a target pressure, and f (x) is a function as a correction coefficient. The function f (x) is a function that changes in the range of 0 to 1 according to the opening Opcv of the pressure control valve 16 (x = Opcv), as shown in FIG. For example, the correction coefficient f (x) is 0 when the opening degree Opcv of the pressure control valve 16 is in the range of 0% to 90%, is proportional to the opening degree Opcv in the range of 90% to 100%, and is 1 at 100%. become.

Figure 0006401109
Figure 0006401109

式(2)によれば、圧力調節弁16の開度Opcvが閾値Oth(上限値Oth1)である90%を超えると、目標圧力Ptに対する計測圧力P2の比、及び、補正係数f(x)に基づいて、開度指令Cvが補正され、補正開度指令Cv’が得られる。そして、補正開度指令Cv’に一致するように流量調節弁18の開度Ofcvが調整される。また、閾値Othは下限値Oth2でもあり、圧力調節弁16の開度Opcvが閾値Othである90%以下になると、開度指令Cvの補正が終了する。   According to the equation (2), when the opening degree Opcv of the pressure control valve 16 exceeds 90% which is the threshold value Oth (upper limit value Oth1), the ratio of the measured pressure P2 to the target pressure Pt and the correction coefficient f (x) Based on the above, the opening degree command Cv is corrected, and a corrected opening degree command Cv ′ is obtained. Then, the opening degree Ofcv of the flow rate adjusting valve 18 is adjusted so as to coincide with the corrected opening degree instruction Cv ′. Further, the threshold value Oth is also the lower limit value Oth2, and when the opening degree Opcv of the pressure control valve 16 is 90% or less which is the threshold value Oth, the correction of the opening degree command Cv is finished.

上述した図3の燃料制御方法、及び、当該燃料制御方法を実行可能な燃料制御装置10では、圧力調節弁16の開度Opcvが閾値Oth(上限値Oth1)に到達した場合に、流量調節弁制御部24が第2モードを実行するように構成されており、圧力調節弁16による圧力調節機能が低下しても、計測圧力P2に基づいて、流量調節弁18を通過する燃料の流量、すなわち、燃焼器3への燃料の供給量を的確に制御することができる。一方、圧力調節弁16の開度Opcvが閾値Oth(下限値Oth2)に到達した場合には、流量調節弁制御部24は第1モードを実行するように構成されており、第1モードの実行により、流量調節弁18を通過する燃料の流量、すなわち、燃焼器3への燃料の供給量を安定して制御することができる。   In the fuel control method of FIG. 3 described above and the fuel control apparatus 10 capable of executing the fuel control method, when the opening degree Opcv of the pressure control valve 16 reaches the threshold value Oth (upper limit value Oth1), the flow rate control valve The control unit 24 is configured to execute the second mode, and even if the pressure adjustment function by the pressure adjustment valve 16 is reduced, the flow rate of the fuel passing through the flow rate adjustment valve 18 based on the measured pressure P2, that is, The amount of fuel supplied to the combustor 3 can be accurately controlled. On the other hand, when the opening degree Opcv of the pressure control valve 16 reaches the threshold value Oth (lower limit value Oth2), the flow rate control valve control unit 24 is configured to execute the first mode, and the execution of the first mode is performed. Thus, the flow rate of the fuel passing through the flow rate adjusting valve 18, that is, the amount of fuel supplied to the combustor 3 can be controlled stably.

また、図3の燃料制御方法、及び、当該燃料制御方法を実行可能な燃料制御装置10では、開度Opcvが閾値Othを超えると開度指令Cvが補正されるが、図4に示したような関数f(x)によって構成される補正係数を採用することによって、計測圧力P2の重みを連続的に変化させることで、流量調節弁18の開度Ofcvの急激な変化を抑制することができる。このため、燃焼器3への燃料の供給量を安定して制御することができる。   Further, in the fuel control method of FIG. 3 and the fuel control apparatus 10 capable of executing the fuel control method, the opening degree command Cv is corrected when the opening degree Opcv exceeds the threshold value Oth, but as shown in FIG. By adopting a correction coefficient composed of a simple function f (x), the weight of the measurement pressure P2 is continuously changed, so that a rapid change in the opening Ofcv of the flow control valve 18 can be suppressed. . For this reason, the amount of fuel supplied to the combustor 3 can be stably controlled.

幾つかの実施形態では、図2に示したように、流量調節弁制御部24は、開度指令Cvを演算するように構成された開度指令演算部26と、開度指令Cvを補正するように構成された開度指令補正部28を有する。開度指令補正部28は、補正係数を設定するように構成された補正係数設定部30を有し、補正係数設定部30は、関数f(x)に圧力調節弁16の開度Opcvを代入することにより補正係数を設定可能である。なお、補正係数設定部30で使用される圧力調節弁16の開度Opcvは、設定値及び測定値のいずれであってもよい。そして、流量調節弁制御部24は、流量調節弁操作部32を有し、流量調節弁操作部32は、第1モードでは開度指令Cvに基づいて流量調節弁18の開度Ofcvを調整し、第2モードでは補正開度指令Cv’に基づいて流量調節弁18の開度Ofcvを調整ように構成されている。   In some embodiments, as illustrated in FIG. 2, the flow rate control valve control unit 24 corrects the opening degree command Cv and the opening degree command calculation unit 26 configured to calculate the opening degree command Cv. It has the opening degree instruction | command correction | amendment part 28 comprised in this way. The opening degree command correction unit 28 includes a correction coefficient setting unit 30 configured to set a correction coefficient, and the correction coefficient setting unit 30 substitutes the opening Opcv of the pressure control valve 16 into the function f (x). By doing so, the correction coefficient can be set. Note that the opening degree Opcv of the pressure control valve 16 used in the correction coefficient setting unit 30 may be either a set value or a measured value. And the flow control valve control part 24 has the flow control valve operation part 32, and the flow control valve operation part 32 adjusts the opening degree Ofcv of the flow control valve 18 based on the opening degree command Cv in the 1st mode. In the second mode, the opening degree Ofcv of the flow control valve 18 is adjusted based on the corrected opening degree instruction Cv ′.

また、幾つかの実施形態では、図2に示したように、圧力調節弁制御部22は、フィードバック機能を有し、目標圧力Ptと計測圧力P2との偏差を演算するように構成された減算器34と、減算器34によって得られた偏差に基づいて圧力調節弁16の操作量を演算するように構成された操作量演算部36と、操作量演算部36によって演算された操作量に基づいて圧力調節弁16を操作する圧力調節弁操作部38とを有する。
例えば、圧力調節弁操作部38及び流量調節弁操作部32はアクチュエータによって構成され、圧力調節弁操作部38及び流量調節弁操作部32を除く圧力調節弁制御部22及び流量調節弁制御部24の部分はコンピュータによって構成される。
In some embodiments, as shown in FIG. 2, the pressure control valve control unit 22 has a feedback function, and is a subtractor configured to calculate a deviation between the target pressure Pt and the measured pressure P2. Based on the operation amount calculated by the operation amount calculation unit 36 and the operation amount calculation unit 36 configured to calculate the operation amount of the pressure control valve 16 based on the deviation obtained by the subtractor 34. And a pressure control valve operating section 38 for operating the pressure control valve 16.
For example, the pressure control valve operation unit 38 and the flow rate control valve operation unit 32 are configured by actuators, and the pressure control valve control unit 22 and the flow rate control valve control unit 24 except for the pressure control valve operation unit 38 and the flow rate control valve operation unit 32. The part is constituted by a computer.

図5は、他の実施形態に係るガスタービン1のための燃料制御方法の概略的な手順を示すフローチャートであり、図6は、図5の燃料制御方法に適用される変化レートの制限を説明するためのチャートである。図5の燃料制御方法は、図3の制御方法の変形例であり、図3の制御方法と比較した場合、変化レート設定判定ステップS18と、変化レート設定ステップS20とを更に備えている。   FIG. 5 is a flowchart illustrating a schematic procedure of a fuel control method for the gas turbine 1 according to another embodiment, and FIG. 6 illustrates a change rate limitation applied to the fuel control method of FIG. It is a chart for doing. The fuel control method of FIG. 5 is a modification of the control method of FIG. 3, and further includes a change rate setting determination step S18 and a change rate setting step S20 when compared with the control method of FIG.

変化レート設定判定ステップS18では、変化レートの設定が必要であるか否かが判定される。具体的には、目標圧力Ptと計測圧力P2との偏差の絶対値が、所定の変化幅ΔPthよりも大きいか否かが判定される。変化幅ΔPthは、例えば、タービン1の必要最低圧力や、ガスタービン1を緊急停止させるインターロック値等に基づいて設定される。   In change rate setting determination step S18, it is determined whether or not a change rate needs to be set. Specifically, it is determined whether or not the absolute value of the deviation between the target pressure Pt and the measured pressure P2 is larger than a predetermined change width ΔPth. The change width ΔPth is set based on, for example, the necessary minimum pressure of the turbine 1 or an interlock value that causes the gas turbine 1 to stop urgently.

変化レート設定判定ステップS18の判定結果が肯定的である場合、変化レート設定ステップS20が実行される。変化レート設定ステップでは、変化レートが設定される。変化レートは、単位時間当たりの流量調節弁18の開度Ofcvの変化量の上限値である。変化レート設定ステップS20で変化レートが設定されると、流量調節弁18の開度Ofcvの単位時間当たりの変化量が変化レートを超えないように、補正開度指令Cv’が更に補正される。
一方、変化レート設定判定ステップS18の判定結果が否定的である場合、変化レート設定ステップS20が実行されず、変化レートが設定されない。このため、補正開度指令Cv’に基づいて、流量調節弁18の開度Ofcvが制御される。
When the determination result of the change rate setting determination step S18 is affirmative, the change rate setting step S20 is executed. In the change rate setting step, a change rate is set. The change rate is an upper limit value of the change amount of the opening degree Ofcv of the flow rate control valve 18 per unit time. When the change rate is set in the change rate setting step S20, the corrected opening degree command Cv ′ is further corrected so that the amount of change per unit time of the opening degree Ofcv of the flow rate control valve 18 does not exceed the changing rate.
On the other hand, when the determination result of the change rate setting determination step S18 is negative, the change rate setting step S20 is not executed and the change rate is not set. For this reason, the opening degree Ofcv of the flow control valve 18 is controlled based on the corrected opening degree instruction Cv ′.

幾つかの実施形態では、図2に示したように、燃料制御装置10の開度指令補正部28は変化レート設定部40を更に有し、変化レート設定部40が、変化レート設定判定ステップS18及び変化レート設定ステップS20を実行するように構成される。   In some embodiments, as shown in FIG. 2, the opening degree command correction unit 28 of the fuel control device 10 further includes a change rate setting unit 40, and the change rate setting unit 40 performs the change rate setting determination step S <b> 18. And it is comprised so that change rate setting step S20 may be performed.

上述した図5の燃料制御方法、及び、当該燃料制御方法を実行可能な燃料制御装置10では、第2モードにおいて、目標圧力Ptと計測圧力P2の差が閾値である変化幅ΔPthを超えた場合、流量調節弁18の開度Ofcvの単位時間当たりの変化量(変化レート)が制限される。このため、計測圧力P2が大きく変化する場合でも、流量調節弁18の開度Ofcvの急激な変化を抑制することができ、燃焼器3への燃料の供給量を安定して制御することができる。
なお、変化レート設定ステップS20で設定される変化レート(変化レートの上限値)は、シミュレーション等により予め求めておくことができる。
In the fuel control method of FIG. 5 and the fuel control apparatus 10 capable of executing the fuel control method described above, in the second mode, when the difference between the target pressure Pt and the measured pressure P2 exceeds the threshold change width ΔPth. The amount of change (change rate) per unit time of the opening degree Ofcv of the flow control valve 18 is limited. For this reason, even when the measured pressure P2 changes greatly, a rapid change in the opening degree Ofcv of the flow rate control valve 18 can be suppressed, and the amount of fuel supplied to the combustor 3 can be stably controlled. .
The change rate (upper limit value of the change rate) set in the change rate setting step S20 can be obtained in advance by simulation or the like.

図7は、他の実施形態に係るガスタービン1のための燃料制御方法の概略的な手順を示すフローチャートであり、図8は、図7の燃料制御方法に適用される圧力調節弁16の開度Opcvに関する条件の一例を示すグラフである。
図7の燃料制御方法では、開度指令補正ステップS12において、図4とは異なる関数f(x)が用いられている。図8は、図7の制御方法で用いられる関数f(x)を概略的に示しており、図8の関数f(x)では、開度指令補正開始判定ステップS10及び開度指令補正終了判定ステップS14でそれぞれ用いられる上限値Oth1と下限値Oth2が相互に異なっている。上限値Oth1は下限値Oth2よりも大きく、そして、関数f(x)は、圧力調節弁16の開度Opcvが0%〜90%では0であり、80%〜100%では1であり、重複範囲である80%〜90%では、ヒステリシスを描いている。
FIG. 7 is a flowchart showing a schematic procedure of the fuel control method for the gas turbine 1 according to another embodiment, and FIG. 8 shows the opening of the pressure control valve 16 applied to the fuel control method of FIG. It is a graph which shows an example of the conditions regarding degree Opcv.
In the fuel control method of FIG. 7, a function f (x) different from that of FIG. 4 is used in the opening degree command correction step S12. FIG. 8 schematically shows a function f (x) used in the control method of FIG. 7. In the function f (x) of FIG. 8, the opening command correction start determination step S10 and the opening command correction end determination are performed. The upper limit value Oth1 and the lower limit value Oth2 used in step S14 are different from each other. The upper limit value Oth1 is larger than the lower limit value Oth2, and the function f (x) is 0 when the opening degree Opcv of the pressure control valve 16 is 0% to 90%, and 1 when it is 80% to 100%. Hysteresis is drawn in the range of 80% to 90%.

図7に示した燃料制御方法、及び、該燃料制御方法を実行可能な燃料制御装置10によれば、上限値Oth1が下限値Oth2よりも大きく、ヒステリシスをもって第1モードと第2モードの間での移行が行われるので、モードが頻繁に変更されることが抑制される。この結果として、燃焼器3への燃料の供給量を安定して制御することができる。   According to the fuel control method shown in FIG. 7 and the fuel control apparatus 10 capable of executing the fuel control method, the upper limit value Oth1 is larger than the lower limit value Oth2, and between the first mode and the second mode with hysteresis. Therefore, frequent changes in the mode are suppressed. As a result, the amount of fuel supplied to the combustor 3 can be stably controlled.

幾つかの実施形態では、図7に示したように、燃料制御方法は、変化レート設定ステップS22を更に備えている。この場合、変化レート設定ステップS22で設定された変化レートにて流量調節弁18の開度Ofcvが変化させられる。
図7に示した燃料制御方法、及び、該燃料制御方法を実行可能な燃料制御装置10では、第1モードと第2モードの間の移行の際、流量調節弁18の開度Ofcvが、変化レート設定ステップS22にて設定された所定の変化レートに対応して緩徐に変更される。この結果として、流量調節弁18の開度Ofcvの急激な変更が抑制され、燃焼器3への燃料の供給量を安定して制御することができる。
In some embodiments, as shown in FIG. 7, the fuel control method further includes a change rate setting step S22. In this case, the opening Ofcv of the flow rate control valve 18 is changed at the change rate set in the change rate setting step S22.
In the fuel control method shown in FIG. 7 and the fuel control apparatus 10 capable of executing the fuel control method, the opening degree Ofcv of the flow rate control valve 18 changes during the transition between the first mode and the second mode. The rate is changed slowly corresponding to the predetermined change rate set in the rate setting step S22. As a result, a rapid change in the opening degree Ofcv of the flow rate control valve 18 is suppressed, and the amount of fuel supplied to the combustor 3 can be controlled stably.

なお、変化レート設定ステップS22は、開度指令補正ステップS12よりも前に実行されればよい。また、開度Ofcvが増加するときの変化レートと減少するときの変化レートは、相互に同一であっても異なっていても良い。或いは、開度指令補正ステップS12での変化レートと開度指令補正終了ステップS16での変化レートは、相互に同一であっても異なっていても良い。変化レート設定ステップS22で設定される変化レート(変化レートの上限値)は、シミュレーション等により予め求めておくことができる。
変化レート設定ステップS22は、例えば、変化レート設定部40によって行われる。
The change rate setting step S22 may be executed before the opening degree command correction step S12. Further, the change rate when the opening degree Ofcv increases and the change rate when it decreases may be the same or different from each other. Alternatively, the change rate in the opening command correction step S12 and the change rate in the opening command correction end step S16 may be the same or different from each other. The change rate (upper limit value of the change rate) set in the change rate setting step S22 can be obtained in advance by simulation or the like.
The change rate setting step S22 is performed by the change rate setting unit 40, for example.

ここで、図9は、図8の補正係数及び変化レートを用いた場合における、補正係数f(x)及び流量調節弁18の開度Ofcvの時間的な変化の一例を示すチャートである。図9の例では、第2モードの開始とともに、流量調節弁18の開度Ofcvが、第1モードでの開度Ofcv1から第2モードでの開度Ofcv2へと変化レートに従って徐々に変化し、第2モードの終了とともに、第2モードでの開度Ofcv2から第1モードでの開度Ofcv1へと変化レートに従って徐々に変化する。   Here, FIG. 9 is a chart showing an example of a temporal change of the correction coefficient f (x) and the opening degree Ofcv of the flow rate control valve 18 when the correction coefficient and the change rate of FIG. 8 are used. In the example of FIG. 9, with the start of the second mode, the opening degree Ofcv of the flow control valve 18 gradually changes according to the change rate from the opening degree Ofcv1 in the first mode to the opening degree Ofcv2 in the second mode. Along with the end of the second mode, the opening degree Ofcv2 in the second mode gradually changes from the opening degree Ofcv1 in the first mode according to the change rate.

図10は、他の実施形態に係る燃料制御装置10の構成を概略的に示している。図11は、図10の燃料制御装置10が実行可能な燃料制御方法の概略的な手順を示している。図12は、図10の燃料制御装置の動作を説明するためのチャートである。   FIG. 10 schematically shows the configuration of a fuel control apparatus 10 according to another embodiment. FIG. 11 shows a schematic procedure of a fuel control method that can be executed by the fuel control apparatus 10 of FIG. FIG. 12 is a chart for explaining the operation of the fuel control device of FIG.

幾つかの実施形態では、流量調節弁制御部24は、少なくとも1つの条件が満たされている場合に第2モードを選択して実行するように構成され、少なくとも1つの条件は、圧力調節弁16に供給される燃料の圧力の変動に関する条件を含む。
燃料の圧力の変動に関する情報とは、例えば、ガスコンプレッサ12のトリップ、ガスタービン1のランバック(出力低下)、或いは、発電機6が接続された電力網での周波数変動等に関する情報である。これらの情報は、例えば、図10に示したように、運転条件急変指令として、燃料制御装置10に入力される。
In some embodiments, the flow control valve controller 24 is configured to select and execute the second mode when at least one condition is met, where the at least one condition is the pressure control valve 16. The conditions regarding the fluctuation of the pressure of the fuel supplied to are included.
The information on the fluctuation of the fuel pressure is, for example, information on a trip of the gas compressor 12, a runback (output reduction) of the gas turbine 1, or a frequency fluctuation in the power network to which the generator 6 is connected. Such information is input to the fuel control apparatus 10 as an operating condition sudden change command, for example, as shown in FIG.

図11の燃料制御方法は、運転条件急変判定ステップS30及びS32を更に備えている点において図7の燃料制御方法と異なっている。各運転条件急変判定ステップS30及びS32では、運転条件急変指令が入力されたか否かが判定される。運転条件急変判定ステップS30は第1モードの実行中に行われ、運転条件急変判定ステップS32は第2モードの実行中に行われる。   The fuel control method of FIG. 11 differs from the fuel control method of FIG. 7 in that it further includes operating condition sudden change determination steps S30 and S32. In each operation condition sudden change determination step S30 and S32, it is determined whether or not an operation condition sudden change command has been input. The operating condition sudden change determination step S30 is performed during execution of the first mode, and the operating condition sudden change determination step S32 is performed during execution of the second mode.

第1モードの実行中、運転条件急変判定ステップS30の判定結果が肯定的である場合、すなわち、圧力調節弁16に供給される燃料の圧力が変動している場合、或いは、変動しようとしている場合、第2モードへの移行が禁止される。
一方、第2モードの実行中、運転条件急変判定ステップS32の判定結果が肯定的である場合、開度指令補正終了判定ステップS14がスキップされ、開度指令補正終了ステップS16が行われる。つまり、運転条件急変判定ステップS32の判定結果が肯定的である場合、流量調節弁18の開度Ofcvに関係無く、開度指令Cvの補正が終了させられる。
なお、開度指令Cvの補正が終了する際、開度Ofcvは、所定の変化レートに従って変化させられる。
During execution of the first mode, when the determination result of the operating condition sudden change determination step S30 is affirmative, that is, when the pressure of the fuel supplied to the pressure control valve 16 is changing or is about to change Transition to the second mode is prohibited.
On the other hand, if the determination result of the operating condition sudden change determination step S32 is affirmative during execution of the second mode, the opening command correction end determination step S14 is skipped, and the opening command correction end step S16 is performed. That is, when the determination result of the operating condition sudden change determination step S32 is affirmative, the correction of the opening degree command Cv is ended regardless of the opening degree Ofcv of the flow rate control valve 18.
When the correction of the opening degree command Cv is completed, the opening degree Ofcv is changed according to a predetermined change rate.

図11の燃料制御方法、及び、当該燃料制御方法を実行可能な燃料制御装置10では、流量調節弁制御部24が、圧力調節弁16に供給される燃料の圧力の変動に応じて第2モードを選択して実行するように構成されており、第2モードの実行によって燃焼器3への燃料の供給量を的確に制御しながら、圧力調節弁16に供給される燃料の圧力の変動が大きい場合には、第2モードの実行を制限することができる。   In the fuel control method of FIG. 11 and the fuel control apparatus 10 capable of executing the fuel control method, the flow rate control valve control unit 24 is in the second mode according to the fluctuation of the pressure of the fuel supplied to the pressure control valve 16. The pressure of the fuel supplied to the pressure control valve 16 is greatly varied while accurately controlling the amount of fuel supplied to the combustor 3 by executing the second mode. In some cases, execution of the second mode can be restricted.

ここで、図12は、図11の燃料制御方法の実行中にガスタービン1の運転条件が急変したとき、例えばガスコンプレッサ12がトリップしたときの、燃料流量指令、圧力調節弁16に供給される燃料の圧力P1、及び、計測圧力P2の時間的な変化を概略的に示すチャートである。
図12に示したように、第1モードの実行中、ガスタービン1の運転条件が急変し、燃料流量指令が急激に減少するような場合、第2モードは実行されない。或いは、第2モードの実行中、ガスタービン1の運転条件が急変した場合、第2モードから第1モードに移行する。
Here, FIG. 12 is supplied to the fuel flow rate command and the pressure control valve 16 when the operating condition of the gas turbine 1 suddenly changes during the execution of the fuel control method of FIG. 11, for example, when the gas compressor 12 trips. It is a chart which shows roughly change with time of fuel pressure P1 and measurement pressure P2.
As shown in FIG. 12, when the operating condition of the gas turbine 1 changes suddenly during execution of the first mode and the fuel flow rate command decreases rapidly, the second mode is not executed. Alternatively, when the operating condition of the gas turbine 1 changes suddenly during execution of the second mode, the mode is shifted from the second mode to the first mode.

図12に示したようにガスタービン1の運転条件が急変した場合、第2モードの実行を制限すれば、流量調節弁18の開度Ofcvが過剰に大きくなることが抑制される。このため、流量調節弁18の出口での燃料の圧力低下が抑制される。これにより、流量調節弁18の出口での燃料の圧力低下によるガスタービン1の緊急停止を防止することができる。   As shown in FIG. 12, when the operating condition of the gas turbine 1 changes suddenly, if the execution of the second mode is limited, the opening degree Ofcv of the flow control valve 18 is suppressed from becoming excessively large. For this reason, the fuel pressure drop at the outlet of the flow control valve 18 is suppressed. Thereby, the emergency stop of the gas turbine 1 by the pressure drop of the fuel at the exit of the flow control valve 18 can be prevented.

幾つかの実施形態では、図10に示したように、燃料制御装置10は、圧力調節弁16に供給される燃料の圧力を測定可能な圧力計42を更に備えている。
この場合、燃料制御装置10は、運転条件急変指令に代えて、圧力計42によって測定された燃料の圧力P1に基づいて、運転条件急変判定ステップS30及びS32を行うことができる。
In some embodiments, as shown in FIG. 10, the fuel control device 10 further includes a pressure gauge 42 that can measure the pressure of the fuel supplied to the pressure control valve 16.
In this case, the fuel control device 10 can perform the operation condition sudden change determination steps S30 and S32 based on the fuel pressure P1 measured by the pressure gauge 42 instead of the operation condition sudden change command.

図13は、他の実施形態に係る燃料制御装置10の構成を概略的に示している。図14は、図13の燃料制御装置10が実行可能な燃料制御方法の概略的な手順を示している。図15は、図13の燃料制御装置10の動作を説明するためのチャートである。   FIG. 13 schematically shows the configuration of the fuel control apparatus 10 according to another embodiment. FIG. 14 shows a schematic procedure of a fuel control method that can be executed by the fuel control apparatus 10 of FIG. FIG. 15 is a chart for explaining the operation of the fuel control device 10 of FIG.

幾つかの実施形態では、燃料制御装置10の圧力調節弁制御部22は、目標圧力Ptを補正する目標圧力補正部44を更に有している。目標圧力補正部44は、ガスタービン1の運転条件が変化する場合に、目標圧力Ptとして計測圧力P2を用いるように構成されている。   In some embodiments, the pressure control valve control unit 22 of the fuel control device 10 further includes a target pressure correction unit 44 that corrects the target pressure Pt. The target pressure correction unit 44 is configured to use the measured pressure P2 as the target pressure Pt when the operating condition of the gas turbine 1 changes.

図14は、図13の燃料制御装置10が実行可能な燃料制御方法の概略的な手順を有しており、図14の燃料制御方法は、図11の燃料制御方法と比べたときに、目標圧力補正ステップS34、目標圧力補正実行判定ステップS36、運転条件回復判定ステップS38、目標圧力補正終了ステップS40を更に有し、運転条件急変判定ステップS32を有していない。   14 has a schematic procedure of a fuel control method that can be executed by the fuel control apparatus 10 of FIG. 13. The fuel control method of FIG. 14 is a target when compared with the fuel control method of FIG. The pressure correction step S34, the target pressure correction execution determination step S36, the operation condition recovery determination step S38, and the target pressure correction end step S40 are further included, and the operation condition sudden change determination step S32 is not included.

図14の燃料制御方法では、第1モードの実行中、運転条件急変判定ステップS30の判定結果が肯定的になった場合、目標圧力補正ステップS34が実行される。目標圧力補正ステップS34では目標圧力Ptが補正される。具体的には、目標圧力Ptとして計測圧力P2が採用され、目標圧力Ptが計測圧力P2に追従又は一致するように補正される。そして、補正された目標圧力Pt’に基づいて、圧力調節弁16の開度Opcvが制御される一方、流量調節弁18の開度Ofcvが制御される。
具体的には、上述した式(1)を用いて容量係数Cvを演算する際に、目標圧力Ptに代えて補正された目標圧力Pt’が用いられる。
In the fuel control method of FIG. 14, during the execution of the first mode, when the determination result of the operating condition sudden change determination step S30 becomes affirmative, the target pressure correction step S34 is executed. In the target pressure correction step S34, the target pressure Pt is corrected. Specifically, the measured pressure P2 is adopted as the target pressure Pt, and the target pressure Pt is corrected so as to follow or match the measured pressure P2. Based on the corrected target pressure Pt ′, the opening degree Opcv of the pressure regulating valve 16 is controlled, while the opening degree Ofcv of the flow rate regulating valve 18 is controlled.
Specifically, the corrected target pressure Pt ′ is used instead of the target pressure Pt when calculating the capacity coefficient Cv using the above-described equation (1).

目標圧力補正実行判定ステップS36では、目標圧力Ptが補正されているか否かが判定される。目標圧力補正実行判定ステップS36の判定結果が否定的なものである場合、運転条件急変判定ステップS30が実行され、肯定的なものである場合、運転条件回復判定ステップS38が実行される。
運転条件回復判定ステップS38では、ガスタービン1の運転条件が回復したか否かが判定される。運転条件回復判定ステップS38の判定結果が否定的なものである場合、運転条件急変判定ステップS30が実行され、肯定的である場合、目標圧力補正終了ステップS40が行われる。
目標圧力補正終了ステップS40では、目標圧力Ptの補正が終了され、補正されていない目標圧力Ptを用いて圧力調節弁16が制御され、上記式(1)で容量係数Cvが演算される。
In the target pressure correction execution determination step S36, it is determined whether or not the target pressure Pt is corrected. When the determination result of the target pressure correction execution determination step S36 is negative, the operating condition sudden change determination step S30 is executed. When the determination result is positive, the operation condition recovery determination step S38 is executed.
In operating condition recovery determination step S38, it is determined whether or not the operating conditions of the gas turbine 1 have recovered. When the determination result of the operation condition recovery determination step S38 is negative, the operation condition sudden change determination step S30 is executed. When the determination result is affirmative, the target pressure correction end step S40 is performed.
In the target pressure correction end step S40, the correction of the target pressure Pt is ended, the pressure control valve 16 is controlled using the uncorrected target pressure Pt, and the capacity coefficient Cv is calculated by the above equation (1).

ガスタービン1の運転条件の急変により、圧力調節弁16に供給される燃料の圧力が大きく変動した場合、圧力調節弁16による圧力調整が追い付かず、計測圧力P2と目標圧力Ptとの差が大きくなることがある。このような場合、第1モードにて目標圧力Ptに基づいて流量調節弁18の開度Ofcvを調整しているときに、第1モードから第2モードへとモードを変更し、第2モードにて計測圧力に基づいて流量調節弁18の開度Ofcvを調整すると、開度Ofcvが急激に変化してしまう。   When the pressure of the fuel supplied to the pressure control valve 16 greatly fluctuates due to a sudden change in the operating conditions of the gas turbine 1, the pressure adjustment by the pressure control valve 16 cannot catch up, and the difference between the measured pressure P2 and the target pressure Pt is large. May be. In such a case, when the opening degree Ofcv of the flow control valve 18 is adjusted based on the target pressure Pt in the first mode, the mode is changed from the first mode to the second mode, and the mode is changed to the second mode. If the opening degree Ofcv of the flow rate control valve 18 is adjusted based on the measured pressure, the opening degree Ofcv changes abruptly.

この点、図14の燃料制御方法、及び、当該燃料制御方法を実行可能な燃料制御装置10によれば、ガスタービン1の運転条件の急変を検知した場合に、目標圧力Ptとして計測圧力P2を用いて、圧力調節弁16を制御するとともに、流量調節弁18の開度指令を演算するように構成されているので、第1モードと第2モードの間でのモードの移行の前後で、流量調節弁18の開度Ofcvが急激に変化することを抑制することができる。この結果として、燃焼器3への燃料の供給量を安定して制御することができる。   In this regard, according to the fuel control method of FIG. 14 and the fuel control apparatus 10 capable of executing the fuel control method, when a sudden change in the operating conditions of the gas turbine 1 is detected, the measured pressure P2 is set as the target pressure Pt. The pressure control valve 16 is used to control the opening degree command of the flow rate control valve 18, so that the flow rate is changed before and after the mode transition between the first mode and the second mode. A sudden change in the opening degree Ofcv of the control valve 18 can be suppressed. As a result, the amount of fuel supplied to the combustor 3 can be stably controlled.

ここで、図15は、図14の燃料制御方法の実行中にガスタービン1の運転条件が急変したとき、例えばガスコンプレッサ12がトリップしたときの、燃料流量指令、圧力調節弁16に供給される燃料の圧力P1、及び、計測圧力P2の時間的な変化を概略的に示すチャートである。
図15に示したように、第1モードの実行中、ガスタービン1の運転条件が急変し、燃料流量指令が急激に減少するような場合、目標圧力PtがPt’へと補正される。補正された目標圧力Pt’を用いて演算された開度指令Cvを、図3又は図5の燃料制御方法と同様に補正することで、流量調節弁18の開度Ofcvが急激に変化することを抑制しながら、燃焼器3への燃料の供給量を安定して制御することができる。
Here, FIG. 15 is supplied to the fuel flow rate command and the pressure control valve 16 when the operating condition of the gas turbine 1 suddenly changes during the execution of the fuel control method of FIG. 14, for example, when the gas compressor 12 trips. It is a chart which shows roughly change with time of fuel pressure P1 and measurement pressure P2.
As shown in FIG. 15, during the execution of the first mode, when the operating condition of the gas turbine 1 changes suddenly and the fuel flow rate command suddenly decreases, the target pressure Pt is corrected to Pt ′. By correcting the opening degree command Cv calculated using the corrected target pressure Pt ′ in the same manner as in the fuel control method of FIG. 3 or FIG. 5, the opening degree Ofcv of the flow rate control valve 18 changes rapidly. The amount of fuel supplied to the combustor 3 can be stably controlled while suppressing this.

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変更を加えた形態や、これらの形態を組み合わせた形態も含む。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes forms obtained by changing the above-described embodiments and forms obtained by combining these forms.

1 ガスタービン
2 圧縮機
3 燃焼器
4 タービン
6 発電機(外部機器)
10 燃料制御装置
12 ガスコンプレッサ
14 供給路
16 圧力調節弁
18 流量調節弁
20 圧力計
22 圧力調節弁制御部
24 流量調節弁制御部
26 開度指令演算部
28 開度指令補正部
30 補正係数設定部
32 流量調節弁操作部
34 減算器
36 操作量演算部
38 圧力調節弁操作部
40 変化レート設定部
42 圧力計
44 目標圧力補正部
1 Gas Turbine 2 Compressor 3 Combustor 4 Turbine 6 Generator (External Equipment)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Fuel control apparatus 12 Gas compressor 14 Supply path 16 Pressure control valve 18 Flow control valve 20 Pressure gauge 22 Pressure control valve control part 24 Flow control valve control part 26 Opening degree command calculating part 28 Opening degree command correction part 30 Correction coefficient setting part 32 Flow control valve operation unit 34 Subtractor 36 Operation amount calculation unit 38 Pressure control valve operation unit 40 Change rate setting unit 42 Pressure gauge 44 Target pressure correction unit

Claims (10)

ガスタービンの燃焼器への燃料の供給量を制御可能なガスタービンのための燃料制御装置において、
前記燃料の供給路に配置された圧力調節弁と、
前記圧力調節弁の下流に位置して前記供給路に配置された流量調節弁と、
前記圧力調節弁と前記流量調節弁との間での前記燃料の圧力を測定可能な圧力計と、
前記圧力計の測定結果に基づいて前記圧力調節弁の開度を制御可能な圧力調節弁制御部と、
前記流量調節弁の開度を制御可能な流量調節弁制御部と、
を含み、
前記圧力調節弁制御部は、前記圧力計よって測定された計測圧力が目標圧力に近づくように前記圧力調節弁の開度を制御可能であり、
前記流量調節弁制御部は、複数のモードから選択された1つのモードにて前記流量調節弁の開度を制御可能であり、
前記複数のモードは、
前記目標圧力に基づいて前記流量調節弁の開度を調整する第1モードと、
前記計測圧力に基づいて前記流量調節弁の開度を調整する第2モードと、
を含む
ことを特徴とするガスタービンのための燃料制御装置。
In a fuel control device for a gas turbine capable of controlling the amount of fuel supplied to a combustor of a gas turbine,
A pressure control valve disposed in the fuel supply path;
A flow rate control valve disposed downstream of the pressure control valve and disposed in the supply path;
A pressure gauge capable of measuring the pressure of the fuel between the pressure control valve and the flow control valve;
A pressure control valve controller capable of controlling the opening of the pressure control valve based on the measurement result of the pressure gauge;
A flow control valve controller capable of controlling the opening of the flow control valve;
Including
The pressure control valve control unit is capable of controlling the opening of the pressure control valve so that the measured pressure measured by the pressure gauge approaches a target pressure,
The flow rate control valve control unit can control the opening degree of the flow rate control valve in one mode selected from a plurality of modes,
The plurality of modes are:
A first mode for adjusting the opening of the flow rate control valve based on the target pressure;
A second mode for adjusting the opening of the flow control valve based on the measured pressure;
A fuel control device for a gas turbine, comprising:
前記流量調節弁制御部は、少なくとも1つの条件が満たされている場合に前記第2モードを選択して実行するように構成され、
前記少なくとも1つの条件は、前記圧力調節弁の開度に関する条件を含む
ことを特徴とする請求項1に記載のガスタービンのための燃料制御装置。
The flow rate control valve control unit is configured to select and execute the second mode when at least one condition is satisfied,
The fuel control apparatus for a gas turbine according to claim 1, wherein the at least one condition includes a condition related to an opening degree of the pressure control valve.
前記流量調節弁制御部は、
前記第1モードの実行中に前記圧力調節弁の開度が上限値に到達した場合に、前記第2モードを選択して実行するように構成され、且つ、
前記第2モードの実行中に前記圧力調節弁の開度が下限値に到達した場合に、前記第1モードを選択して実行するように構成されている
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のガスタービンのための燃料制御装置。
The flow control valve control unit is
The second mode is selected and executed when the opening of the pressure control valve reaches an upper limit during execution of the first mode, and
The first mode is selected and executed when the opening degree of the pressure control valve reaches a lower limit during execution of the second mode. A fuel control device for a gas turbine according to claim 1.
前記流量調節弁制御部は、前記第2モードの実行中に、前記目標圧力に対する前記計測圧力の比に基づいて、前記流量調節弁の開度を調整するように構成されている
ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載のガスタービンのための燃料制御装置。
The flow rate control valve control unit is configured to adjust an opening degree of the flow rate control valve based on a ratio of the measured pressure to the target pressure during the execution of the second mode. A fuel control device for a gas turbine according to any one of claims 1 to 3.
前記流量調節弁制御部は、前記第2モードにおいて、前記目標圧力と前記計測圧力の差が閾値を超えた場合、前記流量調節弁の開度の単位時間当たりの変化量を制限するように構成されている
ことを特徴とする請求項4に記載のガスタービンのための燃料制御装置。
The flow rate control valve control unit is configured to limit the amount of change per unit time of the flow rate control valve opening when the difference between the target pressure and the measured pressure exceeds a threshold value in the second mode. The fuel control device for a gas turbine according to claim 4, wherein the fuel control device is a gas turbine.
前記上限値は前記下限値よりも大きく、前記第1モードと前記第2モードの間でのモードの移行がヒステリシスをもって行われるように構成されている
ことを特徴とする請求項3に記載のガスタービンのための燃料制御装置。
The gas according to claim 3, wherein the upper limit value is larger than the lower limit value, and mode transition between the first mode and the second mode is performed with hysteresis. Fuel control device for turbine.
前記流量調節弁制御部は、前記第1モードと前記第2モードの間での移行の際、前記圧力調節弁の開度の単位時間当たりの変化量を調整するように構成されていることを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載のガスタービンのための燃料制御装置。   The flow rate control valve control unit is configured to adjust a change amount per unit time of an opening degree of the pressure control valve at the time of transition between the first mode and the second mode. The fuel control device for a gas turbine according to any one of claims 1 to 6, wherein the fuel control device is for a gas turbine. 前記流量調節弁制御部は、少なくとも1つの条件が満たされている場合に前記第2モードを選択して実行するように構成され、
前記少なくとも1つの条件は、前記圧力調節弁に供給される前記燃料の圧力の変動に関する条件を含む
ことを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項に記載のガスタービンのための燃料制御装置。
The flow rate control valve control unit is configured to select and execute the second mode when at least one condition is satisfied,
The fuel control for a gas turbine according to any one of claims 1 to 7, wherein the at least one condition includes a condition related to a change in pressure of the fuel supplied to the pressure control valve. apparatus.
前記圧力調節弁制御部は、前記ガスタービンの運転条件が変動する場合に、前記目標圧力として前記計測圧力を用いて、前記圧力調節弁を制御するように構成されている
ことを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載のガスタービンのための燃料制御装置。
The pressure control valve control unit is configured to control the pressure control valve using the measured pressure as the target pressure when an operating condition of the gas turbine fluctuates. Item 9. A fuel control device for a gas turbine according to any one of Items 1 to 8.
燃料の供給路に配置された圧力調節弁と、
前記圧力調節弁の下流に位置して前記供給路に配置された流量調節弁と、
前記圧力調節弁と前記流量調節弁との間での前記燃料の圧力を測定可能な圧力計と、
を備える、ガスタービンの燃焼器への燃料の供給量を制御可能なガスタービンのための燃料制御装置を用いたガスタービンの燃料制御方法において、
複数のモードから選択された1つのモードにて前記流量調節弁の開度を制御し、
前記複数のモードは、
前記圧力調節弁の目標圧力に基づいて前記流量調節弁の開度を調整する第1モードと、
前記圧力計よって測定された計測圧力に基づいて前記流量調節弁の開度を調整する第2モードと、
を含む
ことを特徴とするガスタービンのための燃料制御装置。
A pressure regulating valve disposed in the fuel supply path;
A flow rate control valve disposed downstream of the pressure control valve and disposed in the supply path;
A pressure gauge capable of measuring the pressure of the fuel between the pressure control valve and the flow control valve;
A fuel control method for a gas turbine using a fuel control device for a gas turbine capable of controlling a supply amount of fuel to a combustor of the gas turbine, comprising:
Controlling the opening of the flow control valve in one mode selected from a plurality of modes;
The plurality of modes are:
A first mode for adjusting an opening of the flow rate control valve based on a target pressure of the pressure control valve;
A second mode for adjusting the opening of the flow control valve based on the measured pressure measured by the pressure gauge ;
A fuel control device for a gas turbine, comprising:
JP2015098035A 2015-05-13 2015-05-13 Fuel control apparatus and fuel control method for gas turbine Active JP6401109B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015098035A JP6401109B2 (en) 2015-05-13 2015-05-13 Fuel control apparatus and fuel control method for gas turbine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015098035A JP6401109B2 (en) 2015-05-13 2015-05-13 Fuel control apparatus and fuel control method for gas turbine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016211503A JP2016211503A (en) 2016-12-15
JP6401109B2 true JP6401109B2 (en) 2018-10-03

Family

ID=57549731

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015098035A Active JP6401109B2 (en) 2015-05-13 2015-05-13 Fuel control apparatus and fuel control method for gas turbine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6401109B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7269204B2 (en) * 2020-09-28 2023-05-08 三菱重工業株式会社 Gas turbine and its fuel flow adjustment method
JP2023102929A (en) * 2022-01-13 2023-07-26 東芝エネルギーシステムズ株式会社 gas turbine system

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3716586B2 (en) * 1996-11-27 2005-11-16 株式会社日立製作所 Gas turbine combustor
JP5495938B2 (en) * 2010-05-20 2014-05-21 三菱重工業株式会社 Gas turbine fuel control mechanism and gas turbine
DE112012005659B4 (en) * 2012-01-13 2024-01-18 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Fuel supply device, fuel flow rate controller and gas turbine power plant
JP5896766B2 (en) * 2012-02-03 2016-03-30 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Gas turbine control device, gas turbine, and gas turbine control method
JP5922538B2 (en) * 2012-09-12 2016-05-24 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Gas turbine control device, gas turbine, and gas turbine control method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016211503A (en) 2016-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9507365B2 (en) Adaptive PID control system for industrial turbines
KR101520240B1 (en) Valve control device, gas turbine, and valve control method
EP3191699B1 (en) Bulk flame temperature regulator for dry low emission engines
JP6937571B2 (en) Applied Stochastic Control Applications, Related Control Systems, and Methods in Gas Turbines to Adjust Power Output / Emission Parameters Using Scaling Factors
EP3347773B1 (en) Adaptive multiple input multiple output pid control system for industrial turbines
JP6937569B2 (en) Combined stochastic control in gas turbines to regulate power output / emission parameters using scaling factors, associated control systems, computer program products, and methods
JP6688062B2 (en) Correction device for flow sensor, flow measurement system, flow control device, correction device program, and correction method
CN106907246B (en) Probabilistic control of power output-emission parameters in gas turbine regulation
JP6401109B2 (en) Fuel control apparatus and fuel control method for gas turbine
CN106884724B (en) Probabilistic Control Modeling in Gas Turbine Regulation for Power Output-Emissions Parameters
US20220228532A1 (en) Combustion control device for gas turbine, combustion control method, and program
CN106884725B (en) Probabilistic control of power output-emission parameters in gas turbine regulation
CN106884726B (en) Systems and methods for regulation and control of gas turbines
JP5501870B2 (en) gas turbine
KR102228704B1 (en) Gas turbine control device, gas turbine control method
CN106988893A (en) The probability for discharging parameter to power output in gas turbine regulation is controlled
US9002617B2 (en) Gas turbine engine controller with event trigger
EP3330615B1 (en) Model-less combustion dynamics autotune
JP2013160154A (en) Gas turbine control apparatus, method and program and power plant employing the same
JP5896766B2 (en) Gas turbine control device, gas turbine, and gas turbine control method
JP2014040783A (en) Gas turbine control device, gas turbine control method, and power generation system
JP5485023B2 (en) Gas turbine fuel supply pressure control mechanism, gas turbine, and gas turbine fuel supply pressure control method
WO2019198730A1 (en) Control device for gas turbine, gas turbine, and control method for gas turbine
US20230333077A1 (en) Composition analysis device and composition analysis method for fuel gas, prime mover control device including composition analysis device, and prime mover control method including composition analysis method
JP5888947B2 (en) Valve control device, gas turbine, and valve control method

Legal Events

Date Code Title Description
A625 Written request for application examination (by other person)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625

Effective date: 20170609

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180309

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180316

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180514

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180824

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180906

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6401109

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350