JPS5948294B2 - Control device for twin-shaft gas turbine - Google Patents
Control device for twin-shaft gas turbineInfo
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- JPS5948294B2 JPS5948294B2 JP12727377A JP12727377A JPS5948294B2 JP S5948294 B2 JPS5948294 B2 JP S5948294B2 JP 12727377 A JP12727377 A JP 12727377A JP 12727377 A JP12727377 A JP 12727377A JP S5948294 B2 JPS5948294 B2 JP S5948294B2
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- Control Of Turbines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は熱交換器付の二軸ガスター ビンの急加減速の
大きさに比例しでバリアプルベーンの開度を調節する制
御装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a control device that adjusts the opening degree of barrier pull vanes in proportion to the magnitude of sudden acceleration and deceleration of a two-shaft gas turbine equipped with a heat exchanger.
熱交換器付一軸ガスタービンとその制御装置は、第1図
のように構成され、また、制御装置内の漬けの流れは、
第2図に示すようになる。A single-shaft gas turbine with a heat exchanger and its control device are constructed as shown in Fig. 1, and the flow of pickled gas in the control device is as follows:
The result is as shown in FIG.
第1図および第2図の各要素の参照符号と部分各称を次
に記す。The reference numerals and partial names of each element in FIGS. 1 and 2 are described below.
1・・・・・・コンプル・ツーす、2・・・・・・ガ゛
スゼネタービン2・・・・・・力゛スセ゛イ、ター ビ
ン′、3・・・・・・バ[ツータービン、
4・・・・・・熱交換器、
5・・・・・・燃焼器、
6・・・・・・燃料調整弁、
7・・・・・・燃料調整弁駆動機構、
8・・・・・・燃和Fポンフ゛、
9・・・・・・バリアプルベーン、
10・・・・・・バリアプルベーン駆動機構、11・・
・・・・負荷、
12・・・・・・アクセルペダル、
13・・・・・・ガスゼイ・タービン目標回転数の設定
暑眠14・・・・・・ガスゼイ、タービン回転数検出器
、15・・・・・・パワータービン回転数検出器、16
・・・・・・ガスゼネタービン人ロガス温度検出器、1
7. 18・・・・・・コンバータ、
19・・・・・・燃料バリアプルベーン制御装置、20
、21・・・・・・周波数−電圧変換器、22、25.
32 35.37.38・・・・・・比較器、23・・
・・・・ガスゼネ回転数ガバナ、24・・・・・・係数
器、
26・・・・・・パワータービンのオーバスピード。1... Comple two turbines, 2... Gas generator turbines, 2... Force turbines, 3... Two turbines, 4 ... Heat exchanger, 5 ... Combustor, 6 ... Fuel adjustment valve, 7 ... Fuel adjustment valve drive mechanism, 8 ...・Combustion F pump, 9... Barrier pull vane, 10... Barrier pull vane drive mechanism, 11...
...Load, 12...Accelerator pedal, 13...Gas-zey turbine target rotation speed setting Hot sleep 14...Gas-zey, turbine rotation speed detector, 15. ...Power turbine rotation speed detector, 16
・・・・・・Gas Gene Turbine Human Logus Temperature Detector, 1
7. 18...Converter, 19...Fuel barrier pull vane control device, 20
, 21... Frequency-voltage converter, 22, 25.
32 35.37.38... Comparator, 23...
...Gas general speed governor, 24...Coefficient, 26...Power turbine overspeed.
プロテクタ、
27・・・・・・関数発生器(定常運転時燃料計画線)
、28・・・・・・関数発生器(加速時最大燃料線)、
29・・・・・・関数発生器(定常運転時ガスゼネ人口
温度計画線)、
30、42.46・・・・・・加算器、
31・・・・・・温度プロテクタ、
33・・・・・・P動作調節器、
34・・・・・・位相進み補償回路、
36・・・・・・PI動作調節器、
39・・・・・・急加減速時バリアプルベーン開度調節
器、40・・・・・・バリアプルベーン開度判定器、4
1・・・・・・最小値選択回路、
43・・・・・・吹き消え防止燃料流量設定器、44・
・・・・・最大値選択回路、
44・・・・・・ガスゼネ入口温度余裕量設定器。Protector, 27...Function generator (fuel planning line during steady operation)
, 28...Function generator (maximum fuel line during acceleration),
29... Function generator (gas general population temperature planning line during steady operation), 30, 42.46... Adder, 31... Temperature protector, 33... ...P operation regulator, 34... Phase lead compensation circuit, 36... PI operation regulator, 39... Barrier pull vane opening adjustment at sudden acceleration/deceleration, 40... Barrier pull vane opening degree determiner, 4
1...Minimum value selection circuit, 43...Blowout prevention fuel flow rate setting device, 44.
...Maximum value selection circuit, 44...Gas general inlet temperature margin setting device.
次に、第1図および第2図の中で用いた記号の意味を以
下に記す。Next, the meanings of the symbols used in FIGS. 1 and 2 will be described below.
N6*:定常運転時ガスゼネ回転数目標値、N6.
設計点におけるガスゼネ回転数、N6:ガスゼネ回転
数測定値、
N−:定常運転時パワータービン回転数目標値、NP:
設計点におけるパワータービン回転数、N、:パワータ
ービン回転数測定値、
T7REF :定常運転時ガスゼネ人口温度目標値、
T7:ガスゼネ人口温度測定値、
T7MOD :位相進み補償後のガスゼネ入口温度測
定値、
T7maX :タービン材料の耐久限界温度、ΔT
:ガスゼネ人口温度余裕量、
■NmaX:急加速時バリアプルベーン開度、VNmi
n :急減速時バリアプルベーン開度、R6:バリア
プルベーン開度(設計点開度からの変化分)、
nGmaX :バリアプルベーン開度上限値、#Gm1
n :バリアプルベーン開度下限値、GfR□ :定常
運転時燃料計画流量、
ΔGf:燃料流量変化分、
ΔGfmaX :燃料流量変化分の最大値(オーバヒー
ト、サージングの防止)、
Gfm、n:急減速時の吹き消え防止のための燃料流量
、
第2図の制御装置は、車両用ガスタービン向きとして、
次の機能を具備する。N6*: Target value of gas generator rotation speed during steady operation, N6.
Gas general rotation speed at design point, N6: Gas general rotation speed measurement value, N-: Power turbine rotation speed target value during steady operation, NP:
Power turbine rotation speed at the design point, N: Measured power turbine rotation speed, T7REF: Target value of gas general population temperature during steady operation,
T7: Measured gas general temperature, T7MOD: Measured gas general inlet temperature after phase lead compensation, T7maX: Endurance limit temperature of turbine material, ΔT
:Gas general temperature margin, ■NmaX: Barrier pull vane opening during sudden acceleration, VNmi
n: Barrier pull vane opening during sudden deceleration, R6: Barrier pull vane opening (change from design point opening), nGmaX: Barrier pull vane opening upper limit, #Gm1
n: Lower limit of barrier pull vane opening, GfR□: Planned fuel flow rate during steady operation, ΔGf: Fuel flow rate change, ΔGfmaX: Maximum value of fuel flow rate change (preventing overheating and surging), Gfm, n: Sudden deceleration The control device shown in Figure 2 is suitable for gas turbines for vehicles.
It has the following functions.
(1)低燃費を維持できるように決定した燃料計画線」
−で、定常時の運転を行う。(1) Fuel planning line determined to maintain low fuel consumption.”
- to perform steady state operation.
(2)急加減速性能を向−1−させる。(2) Improving rapid acceleration/deceleration performance.
(3)過大な燃料投入による材料のオーバヒートの防止
、およびパワーのアンバランスによる同転部のオーバス
ピードの防止。(3) Preventing material overheating due to excessive fuel injection and preventing overspeeding of co-rotating parts due to power imbalance.
上記1〜3の機能をすべて満たすため、燃料流量は第2
図に示したGfRE)、線をはさむ最大燃料線(Grm
aX線)と最小燃料線(Gfmin線)の範囲にあって
、設計点基準にして、α%のドループで比例制御される
。In order to satisfy all the functions 1 to 3 above, the fuel flow rate is
GfRE) shown in the figure, the maximum fuel line (Grm
aX-ray) and the minimum fuel line (Gfmin line), and is proportionally controlled with a droop of α% based on the design point.
なお、GrmaX線は、急加速時におけるオーバヒ−1
・あるいはサージング防止を意図し、c、m+X線は急
速時の吹き消え防止のための空燃比維持を意図して設定
した線である。In addition, Grma X-rays are used to detect overheating during sudden acceleration.
・Alternatively, with the intention of preventing surging, c and m+X-rays are lines set with the intention of maintaining the air-fuel ratio to prevent blowout during rapid events.
急加減速時には、調節器39はオン−オフ的に一定角度
(VNmaXまたはVNmin)でバリアプルベーンを
開閉させるが、調節器39の不感帯の幅2Δは適当な値
に設定するものとする。During sudden acceleration/deceleration, the regulator 39 opens and closes the barrier pull vane at a constant angle (VNmaX or VNmin) in an on-off manner, but the width 2Δ of the dead zone of the regulator 39 is set to an appropriate value.
なお、Δは急加減速の判定基準となるものである。Note that Δ is a criterion for determining sudden acceleration/deceleration.
PI調節器36は、定常運転時用に設けたものである。The PI regulator 36 is provided for use during steady operation.
加算器46とバリアプルベーン開度判定器40より構成
されるフィードバックループは、バリアプルベーン開度
信号・W6を上限値Δvcmax、下限値IVGm+。A feedback loop composed of an adder 46 and a barrier pull vane opening degree determiner 40 sets the barrier pull vane opening degree signal W6 to an upper limit value Δvcmax and a lower limit value IVGm+.
の範囲内に押えるためのリミッタ機能を果す。It functions as a limiter to keep it within the range.
なお、判定器40は、バリアプルベーン開度lV6が上
限値’Vcmaxまたは下限値Δv6minを超過した
時、超過分に比例した信号を出力する。Note that, when the barrier pull vane opening lV6 exceeds the upper limit 'Vcmax or the lower limit Δv6min, the determiner 40 outputs a signal proportional to the excess.
この時の判定器40の比例ゲインをKEとする。The proportional gain of the determiner 40 at this time is assumed to be KE.
更にバリアプルベーン開度Δ■6が増加し、加算器46
に過大な信号が加わって、調節器36が動作範囲を超過
するのを防止するため、出力信号の上下限値ΔVE、−
Δ■oを設定しである。Furthermore, the barrier pull vane opening degree Δ■6 increases, and the adder 46
In order to prevent the regulator 36 from exceeding its operating range due to an excessive signal being applied to the output signal, the upper and lower limits of the output signal ΔVE, -
Δ■o is set.
オーバヒート防止については、ガスゼネ回転数N6によ
り定まる定常運転時ガスゼネ入口温度目標値T7REF
にさらに余裕分ΔTを上積みした線の上限を材料の耐久
限界温度で切り、ガスゼネ入口温度の測定値下7N、。For overheat prevention, the target value T7REF of the gas generator inlet temperature during steady operation is determined by the gas generator rotation speed N6.
Cut the upper limit of the line by adding the margin ΔT to the maximum durability temperature of the material, and get 7N below the measured gas generator inlet temperature.
1.がこの設定線を越える量に比例しで燃料流量を減少
させることで行う。1. This is done by reducing the fuel flow rate in proportion to the amount that exceeds this set line.
なお、コンバータ1乙 18はそれぞれ、制御装置内の
信号をそれぞれ、燃料調整弁駆動機成7およびバリアプ
ルベーン駆動機構10の操作信号に変換するためのもの
である。Note that the converters 1 and 18 are for converting signals within the control device into operation signals for the fuel adjustment valve drive mechanism 7 and the barrier pull vane drive mechanism 10, respectively.
第1図で示した、熱交換器付二軸ガスタービンの急加減
速時の運転について、従来は第2図の調節器39により
バリアプルベーン9をオン−オフ的に一定角度(VNm
aXまたはvNmill)で開閉さゼる方法が考えられ
ていた。Regarding the operation of the two-shaft gas turbine with a heat exchanger shown in FIG. 1 during sudden acceleration and deceleration, conventionally the barrier pull vane 9 was turned on and off at a constant angle (VNm) using the regulator 39 shown in FIG.
A method of opening and closing with aX or vNmill was considered.
この方法によると、特に急加速時に第3図に示すような
振動現象を引き起こし、制御対象となるガスタービンの
特性によってはリミットサイクルになることもあり得る
ので、運転状態が不安定となる。According to this method, a vibration phenomenon as shown in FIG. 3 occurs particularly during sudden acceleration, and depending on the characteristics of the gas turbine to be controlled, a limit cycle may occur, resulting in unstable operating conditions.
これは、急加速指令(N、”−NC:>Δ)により、バ
リアプルベーン9が急激に開かれると同時に燃料の投入
が始まり、ガスゼイ・人口温度が上昇する、−7一方、
ガスゼイ・タービン2は、流入する燃焼ガス温度の上昇
により、回転速度を増していくが、慣性モーメントがあ
るため息速には回転速度は上昇しない。This is because the barrier pull vane 9 is suddenly opened due to a sudden acceleration command (N, "-NC: > Δ), and at the same time, fuel injection starts, and the gas temperature and population temperature rise. -7On the other hand,
The rotational speed of the gas-sey turbine 2 increases as the temperature of the incoming combustion gas increases, but the rotational speed does not increase to the sigh speed where there is a moment of inertia.
ガスゼネタービン2の回転数N、の上昇とともに、定常
運転時用のバリアプルベーン開度調節器36の効果があ
られれ、バリアプルベーン9の開度■6はしだいに減少
していく。As the rotational speed N of the gas generator turbine 2 increases, the effect of the barrier pull vane opening degree adjuster 36 for steady operation wears off, and the opening degree 6 of the barrier pull vane 9 gradually decreases.
ガスゼネ回転数■6の増加にともない、ガスゼネ回転数
の偏差(N6”−N6)はしだいに減少し、ついには、
NC,”−N6−Δとなる6つと同時に、調節器39の
出力はゼロとなり、バリアプルベーン9は急激に閉じら
れる。As the gas general rotation speed ■6 increases, the deviation of the gas general rotation speed (N6''-N6) gradually decreases, and finally,
At the same time as NC, "-N6-Δ, the output of the regulator 39 becomes zero and the barrier pull vane 9 is abruptly closed.
バリアプルベーン9が閉じられることによりガスゼネタ
ービン2は減速状態に入り、再びガスゼネ回転数の偏差
N6”−N、。By closing the barrier pull vane 9, the gas generator turbine 2 enters a deceleration state, and the deviation of the gas generator rotational speed is again N6''-N.
〉Δの状態になので調節器39の出力はVNmaXとな
り、ガスゼネタービン2は再加速状態に入る。> Δ, the output of the regulator 39 becomes VNmaX, and the gas generator turbine 2 enters the re-acceleration state.
ガスゼネタービン2の再力目速の結果、ガスゼイ・回転
数の偏差(N6”−N6)が減少し、N、、” −N6
<Δとなり、再び減速状態に陥る。As a result of the repower target speed of the gas generator turbine 2, the deviation (N6''-N6) of the gas turbine and rotational speed decreases, and N,,''-N6
<Δ, and the vehicle enters a deceleration state again.
このようにしてガスゼネタービン2は加速、減速状態を
繰り返すため、不安定な運転状態に陥り、また、バリア
プルベーン9の開度の変動のため、パワータービン3の
出力I・ルクも変動する欠点があった。In this way, the gas generator turbine 2 repeatedly accelerates and decelerates, resulting in an unstable operating state.Furthermore, due to fluctuations in the opening degree of the barrier pull vanes 9, the output I/Lux of the power turbine 3 also fluctuates. There were drawbacks.
二軸ガスタービンの制御装置としては7急力目減速時に
、ハンチング現象(バリアプルベーン9の開度、ガスゼ
ネタービン2の同転数、パワータービン3の出力トルク
など)を生ず゛ることなく、すみやかにガスゼネ回転数
N6その目標値N6″′に追従させる必要がある。As a control device for a two-shaft gas turbine, a hunting phenomenon (opening degree of the barrier pull vane 9, same rotation speed of the gas generator turbine 2, output torque of the power turbine 3, etc.) occurs during the seventh sudden deceleration. Therefore, it is necessary to quickly make the gas generator rotational speed N6 follow its target value N6''.
本発明はこのような考えのもとになされたもので、従来
、急加減速時のバリアプルベーン9の開度の調節にオン
−オフ的動作の調節器39を使用していたのを、不感帯
付比例動作の調節器47に置き換えで急加減速の大きさ
を反映した連続的な制御を行い、ガスゼネ回転数の偏差
(N、、、、”−NG)が減少してNG*−N6==−
Δとなったときにハンチング現象を起こすことなく、す
みやかにガスゼネ同転数N6をその目標値N♂に追従さ
せるようにしたことを要旨とするもので゛ある。The present invention was made based on this idea, and instead of conventionally using an on-off operation adjuster 39 to adjust the opening degree of the barrier pull vane 9 during sudden acceleration/deceleration. By replacing the regulator 47 with a proportional action with a dead band, continuous control is performed that reflects the magnitude of sudden acceleration/deceleration, and the deviation (N,,,,,”-NG) of the gas generator rotation speed is reduced to NG*-N6. ==-
The gist of this invention is to quickly make the gas general rotation number N6 follow its target value N♂ without causing a hunting phenomenon when the value becomes Δ.
次に本発明の具体的実施例について添付図面を参照して
詳細に説明する、9
第2図において、比較器38、急加減速時バリアプルベ
ーン開度調節器39、比較器37より構成される信号経
路を第4図の回路に置き換えた制御装置が、本発明の構
造である。Next, a specific embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. A control device in which the signal path shown in FIG. 4 is replaced with the circuit shown in FIG. 4 has the structure of the present invention.
なお、第4図は改良箇所をわかりやすくさせるために周
辺の要素も含む。Incidentally, Fig. 4 also includes peripheral elements to make it easier to understand the improved areas.
また、各要素の名称は次の47.48以外、第1,2図
のものと共通である。Further, the names of each element are the same as those in FIGS. 1 and 2, except for the following 47 and 48.
47・・・・・・急力[1減速時バリアプルベーン開度
調節器、48・・・・・・比例ゲイン設定器、
ここで調節器47の不感帯の幅2Δ、比例調節部のゲイ
ン、I−下限値、比例ゲイン設定器48のゲインは適当
に設定するものとする。47... Sudden force [1 deceleration barrier pull vane opening adjuster, 48... Proportional gain setting device, here the width 2Δ of the dead zone of the regulator 47, the gain of the proportional adjustment section, The I-lower limit value and the gain of the proportional gain setter 48 shall be set appropriately.
調節器47は、ガスゼネ回転数の偏差(N、”−N6)
と急加減速判定基準(Δ)との大小により、急加減速時
には、急加減速の大きさくl N6”−N61−Δ)に
応じたバリアプルベーンの開度を指示し1.h[JIJ
ゲイン設定器48は前記調節器47の出力を調節する。The regulator 47 adjusts the deviation (N, "-N6) of the gas generator rotation speed.
According to the magnitude of the sudden acceleration/deceleration judgment criterion (Δ), when sudden acceleration/deceleration occurs, the barrier pull vane is instructed to open according to the magnitude of the sudden acceleration/deceleration (1.h [JIJ
A gain setter 48 adjusts the output of the regulator 47.
また、IN6*−N1.l<Δのときは、調節器47の
出力はゼロである。Also, IN6*-N1. When l<Δ, the output of regulator 47 is zero.
いま、ガスタービンが定常時に運転されでいる時に、急
加速のため7′クセルベダル12が急激に踏み込まれ、
そのまま保持された状態を考える。Now, when the gas turbine is operating at steady state, the 7' accelerator pedal 12 is suddenly depressed due to sudden acceleration.
Consider the state where it is kept as is.
すなわち、設定器13はアクセルペダル12に連動して
作動するので、設定器13の出力N6*はステップ状に
変化することになる。That is, since the setting device 13 operates in conjunction with the accelerator pedal 12, the output N6* of the setting device 13 changes in a stepwise manner.
この結果、ガスゼネ回転数の偏差(N、”−NG)は、
N6*−N6>Δとなるので、調節器47は、急加速の
大きさくIN6*−N61−Δ)に比例してバリアプル
ベーンの開度を指示する信号VN’を出力する。As a result, the deviation (N, ”-NG) of the gas general rotation speed is
Since N6*-N6>Δ, the regulator 47 outputs a signal VN' instructing the opening degree of the barrier pull vane in proportion to the magnitude of the sudden acceleration (IN6*-N61-Δ).
調節器47の出力VN’は比例ゲイン設定器48により
ゲイン調整された後、信号■、として比較器37に入力
される。The output VN' of the regulator 47 is gain-adjusted by the proportional gain setter 48, and then inputted to the comparator 37 as a signal (2).
信号■、の加算分だけ、比較器37の出力Δ■6が増加
するため、バリアプルベーン9が開かれる。Since the output Δ■6 of the comparator 37 increases by the addition of the signal ■, the barrier vane 9 is opened.
一方燃料制御系統においても、N6”N6>Oとなるた
め、追加投入すべき燃料流量が、ガバナ23により演算
され、燃料器5に供給される燃料流量が増加するととも
に、ガスゼネ人「」温度T7が上昇しでいく。On the other hand, in the fuel control system as well, since N6"N6>O, the fuel flow rate to be added is calculated by the governor 23, and the fuel flow rate supplied to the fuel device 5 increases, and the gas general temperature T7 continues to rise.
ガスゼネタービン2ば、流入する燃燃ガス温度の上昇に
より、同転速度を増していくが、慣性モーメントがある
ため急速には同転速度は増加しない。The gas generator turbine 2 increases its rotational speed as the temperature of the inflowing combustion gas increases, but the rotational speed does not increase rapidly because of the moment of inertia.
ガスゼネタービン2の回転数N6の上昇とともに、ガス
ゼネ回転数の偏差(N6” 、−N、)はしだいに減少
し、それにつれて調節器47の出力■、′ は調節器4
7の設定線上に沿って変化するので、従来のオン−オフ
式調節器39の場合にみられた、バリアプルベーン9の
急閉動作は生じない。As the rotational speed N6 of the gas generator turbine 2 increases, the deviation (N6'', -N,) of the gas generator rotational speed gradually decreases, and accordingly, the output ■, ' of the regulator 47 increases
7, the sudden closing action of the barrier pull vane 9, which was seen in the case of the conventional on-off type regulator 39, does not occur.
調節器47の出力はゲイン設定器48を介して比較器3
7に人力され、定常運転時用の調節器36の出力と総合
されるため、ガスゼネ回転数の偏差(N6” −NG)
の減少とともに連続的に、定常運転時(IN6”−N6
1<Δ)のバリアプルベーン開度の調節動作に移行する
ことができる。The output of the regulator 47 is sent to the comparator 3 via the gain setter 48.
7 and combined with the output of the regulator 36 for steady operation, the deviation of the gas generator rotation speed (N6” -NG)
During steady operation (IN6”-N6
It is possible to shift to the adjustment operation of the barrier pull vane opening degree where 1<Δ).
以上、本発明による制御装置の急加速時における制御動
作について述べたが、急減速時における制御動作も同様
にして行われる。The control operation of the control device according to the present invention during sudden acceleration has been described above, but the control operation during sudden deceleration is also performed in the same manner.
次に、定常運転時は、調節器47の出力はゼロなので、
バリアプルベーン9の開度の調節は、調節器36によっ
てのみ行われる。Next, during steady operation, the output of the regulator 47 is zero, so
The opening degree of the barrier pull vane 9 is adjusted only by the regulator 36.
いま、ガスゼネ入口温度の測定値(位相進み補償した結
果)T7MODが、ガスゼネ入「−1温度計画値T7R
EFより低い場合を考える。Now, the measured value of the gas general inlet temperature (result of phase lead compensation) T7MOD is the gas general inlet "-1 temperature planned value T7R".
Consider the case where it is lower than EF.
比較器35の出力は正となり、加算暑熱6を介して調節
器36に入力される。The output of the comparator 35 is positive and is input to the regulator 36 via the summing heat 6.
なお、加算@討6のもう一方の入力信号は、比較器37
の出力Δv6が一ト下限値の範囲内にあればゼロである
。Note that the other input signal of the addition@decoder 6 is the comparator 37.
If the output Δv6 is within the lower limit value, it is zero.
調節器36により比例積分調節され、出力信号■□は増
加する。Proportional-integral adjustment is performed by the regulator 36, and the output signal □ increases.
調節器36の出力■1は比較器37の(−)側端子に人
力されるため、比較器37の出力Δ■6は減少する。Since the output ■1 of the regulator 36 is inputted to the (-) side terminal of the comparator 37, the output Δ■6 of the comparator 37 decreases.
このため、コンバータ18、バリアプルベーン駆動機構
10を介してバリアプルベーン9は閉じる方向に操作さ
れる。Therefore, the barrier pull vane 9 is operated in the closing direction via the converter 18 and the barrier pull vane drive mechanism 10.
バリアプルベーン9の開度が減少すると、ガスゼネター
ビン2を通過する燃焼ガスの流量が減少するため、ガス
ゼネ人口温度T7は上昇する。When the opening degree of the barrier pull vane 9 decreases, the flow rate of the combustion gas passing through the gas general turbine 2 decreases, so the gas general population temperature T7 increases.
逆にT7MOD>T7REFの場合は、調節器36の出
力■1は減少し、バリアプルベーン9の開度を増加させ
る方向に作用し、ガスゼネ入口温度T7は下降する。Conversely, when T7MOD>T7REF, the output (1) of the regulator 36 decreases, acting in the direction of increasing the opening degree of the barrier pull vane 9, and the gas generator inlet temperature T7 decreases.
ここで、バリアプルベーン開度判定器40と加算器46
から構成されているフィードバックループのΔ■6に対
するリミッタ機能について説明するいま、Δ■6が上限
値ΔVGmaXを越えたとすると、開度判定器40は、
Δ■6の上限値からの超過分 (Δ■6−ΔVcmax
) に比例した正のフィードバック量を加算器46に
入力する。Here, the barrier pull vane opening degree determiner 40 and the adder 46
We will now explain the limiter function for Δ■6 of the feedback loop composed of .If Δ■6 exceeds the upper limit value ΔVGma
Exceeding the upper limit of Δ■6 (Δ■6−ΔVcmax
) is input to the adder 46.
この結果、調節器36の人力値が増加し、比例積分調節
された出力■□も増加するので、結局、比較器37の出
力Δ■6は−L限値を超過した分だけ減少し、Δ■6は
上限値Δvcma、xど押えられる。As a result, the human power value of the regulator 36 increases, and the proportional-integral adjusted output ■□ also increases, so the output Δ■6 of the comparator 37 decreases by the amount exceeding the -L limit value, and Δ (2) In 6, the upper limit value Δvcma is suppressed by x.
ただし、厳密にいうとΔ■6は」−限値Δvcmaxを
わずかに越えた値で押さえられるが、これは、判定器4
0のゲイン、調節器36のゲイン、積分時間によって定
まる。However, strictly speaking, Δ■6 can be suppressed to a value that slightly exceeds the limit value Δvcmax;
It is determined by the gain of 0, the gain of the regulator 36, and the integration time.
っ本発明装置によると定常運転時バリアプルベーン開度
調節器とは別に、急加減速時用の不感帯付き比例調節動
作のバリアプルベーン開度調節器を設けて、両調節器の
出力を加算した結果で、バリアプルベーンの開度を変更
することにより、急加減速の大きさに比例したバリアプ
ルベーンの開度調節が行えるようになり、また、ガスゼ
ネ回転数の偏差が小さくなったときに、バリアプルベー
ンの開度なとガスタービン各部のバンチング現象を伴う
ことなく、連続的に定常運転時の制御動作に移行するこ
とができる。According to the device of the present invention, in addition to the barrier pull vane opening adjuster during steady operation, a barrier pull vane opening adjuster with a proportional adjustment operation with a dead band for sudden acceleration/deceleration is provided, and the outputs of both regulators are added. As a result, by changing the opening degree of the barrier pull vane, it is now possible to adjust the opening degree of the barrier pull vane in proportion to the magnitude of sudden acceleration/deceleration. In addition, the control operation during steady operation can be continuously performed without causing bunching phenomena in various parts of the gas turbine due to the opening degree of the barrier pull vanes.
第1図は従来の二軸ガスタービンの制御装置を示す系統
図、第2図は同制御装置内の信号の流れを示す系統図、
第3図は急加減速時に引き起こす振動現象を示す図表、
第4図は本発明装置の要部構成を示す系統図、第5図は
本発明装置による急加減速時のバンチングを起こさない
ことを示す図表である。
1・・・・・・コンプレッサ、2・・・・・・ガスゼネ
タービン、3・・・・・・パワータービン、4・・・・
・・熱交換器、5・・・・・・燃焼器、6・・・・・・
燃料調整弁、7・・・・・・燃料調整弁駆動機構、8・
・・・・・燃料ポンプ、9・・・・・・バリアプルベー
ン、10・・・・・・バリアプルベーン駆動機構、11
・・・・・・・・・・・・負荷、12・・・・・・アク
セルペダル、13・・・・・・ガスゼネタービン目標回
転数の設定器、14・・・・・・ガスゼネタービン回転
数検出器、15・・・・・・パワータービン回転数検出
器、16・・・・・・ガスゼネタービン人[」ガス温度
検出器、1乙18・・・・・・コンバータ、19・・・
・・・燃料バリアブルベーン制御装置、20.21・・
・・・・周波数−電圧変換器、22.25.32.35
.37.38・・・・・・比較器、23・・・・・・ガ
スゼネ回転数ガバナ、24・・・・・・係数器、26・
・・・・・パワータービンのオーバースピード・プロテ
クタ、27・・・・・・関数発生器(定常運転時燃料計
画線)、28・・・・・・関数発生器(加速時最大燃料
線)、29・・・・・・関数発生器(定常運転時ガスゼ
ネ人口温度計画線)、30;・・42、46・・・・・
・加算器、31・・・・・・温度プロテクタ、33・・
・・・・P動作調整器、34・・・・・・位相進み補償
回路、36・・・・・・PI動作調節器、39・・・・
・・急加減速時バリアプルベーン開度調節器、40・・
・・・・バリアプルベーン開度判定器、41・・・・・
・最小値選択回路、43・・・・・・吹き消え防止燃料
流量設定器、44・・・・・・最大値選択回路、45・
・・・・・ガスゼネ入口温度余裕量設定器、47・・・
・・・急加減速時バリアプルベーン開度調節器、48・
・・・・・比例ゲイン設定器。Fig. 1 is a system diagram showing a conventional control device for a two-shaft gas turbine, and Fig. 2 is a system diagram showing the flow of signals within the control device.
Figure 3 is a diagram showing the vibration phenomenon caused during sudden acceleration and deceleration.
FIG. 4 is a system diagram showing the configuration of essential parts of the device of the present invention, and FIG. 5 is a chart showing that the device of the present invention does not cause bunching during sudden acceleration/deceleration. 1... Compressor, 2... Gas generator turbine, 3... Power turbine, 4...
...Heat exchanger, 5... Combustor, 6...
Fuel adjustment valve, 7...Fuel adjustment valve drive mechanism, 8.
... Fuel pump, 9 ... Barrier pull vane, 10 ... Barrier pull vane drive mechanism, 11
......Load, 12...Accelerator pedal, 13...Gas general turbine target rotation speed setter, 14...Gas general Turbine rotation speed detector, 15... Power turbine rotation speed detector, 16... Gas generator turbine gas temperature detector, 1 Otsu 18... Converter, 19 ...
...Fuel variable vane control device, 20.21...
...Frequency-voltage converter, 22.25.32.35
.. 37.38...Comparator, 23...Gas general rotation speed governor, 24...Coefficient unit, 26.
... Power turbine overspeed protector, 27 ... Function generator (fuel planning line during steady operation), 28 ... Function generator (maximum fuel line during acceleration), 29...Function generator (gas general population temperature planning line during steady operation), 30;...42, 46...
・Adder, 31...Temperature protector, 33...
...P operation adjuster, 34 ... Phase lead compensation circuit, 36 ... PI operation adjuster, 39 ...
・・Barrier pull vane opening adjuster during sudden acceleration/deceleration, 40・・
...Barrier pull vane opening degree determiner, 41...
・Minimum value selection circuit, 43...Blowout prevention fuel flow rate setting device, 44...Maximum value selection circuit, 45.
...Gas general inlet temperature margin setting device, 47...
... Barrier pull vane opening adjuster during sudden acceleration/deceleration, 48.
...Proportional gain setting device.
Claims (1)
で、勝湖1速+1.%:のみt、a減速の大きさに比例
[−7でバリアプルベーンの開度を指示する信号を発生
し7e、加減速をfJN進させる回路と、定常運転時、
ガスゼイ・タービン回転数によって定まるガスゼイ、入
[1温度計画値を[1標値とし、ガスゼネ人[1温度の
測定値を制御量として、両者の偏差荀比例積分調節して
バリアプルベーンの開度の指示信号を発生し燃費向F1
を図る回路と、上記両回路の出力を加算し、バリアプル
ベーンの開度を指示する信号を発生する回路と、この回
路の出力が−」−下限の範囲内にあるか否かを判定し、
限界値を越えたときは、上記比例積分調節してバリアプ
ルベーンの開度の指示信号を発生する回路の比例積分調
節器の入力部に、トd過分に比例したフィードバック信
壮を送出することにより、上記両回路の出力を力目算し
、バリアプルベーンの開度を指示する信号を発生する回
路の出力に制限を加える回路とよりなり、急力[1減速
時、急加減速の大きさに比例したバリアプルベーン開度
の調節を行なっで力[1減速を促進させ、土だ、ガスゼ
イ・回転数力劾[1減速目標に近づきガスゼイ・回転数
の偏差が小さくなるに一つれて急加減速のためのバリア
プルベーン開度を連続的に変化させることによって、バ
リアプルベーンの開度が不安定動作を起こすことなく連
続的に定常運転時の制御動作に移行できるようにした二
軸ガスタービンの制御装置。1 Go to the control device of the two-shaft gas turbine with heat exchanger and set the Katsuko 1st speed + 1. %: Only t, a Proportional to the magnitude of deceleration [-7 generates a signal to instruct the opening of the barrier pull vane, 7e, the circuit advances the acceleration/deceleration by fJN, and during steady operation,
The gas temperature determined by the turbine rotation speed is determined by the temperature plan value as the target value, the measured value of the gas temperature temperature as the control variable, and the deviation between the two is adjusted proportionally and integrally to determine the opening degree of the barrier pull vane. Generates an instruction signal to improve fuel efficiency F1
A circuit that adds the outputs of both of the above circuits and generates a signal instructing the opening degree of the barrier pull vane, and a circuit that determines whether the output of this circuit is within the lower limit range. ,
When the limit value is exceeded, a feedback signal proportional to the excessive amount is sent to the input part of the proportional-integral regulator of the circuit that performs the proportional-integral adjustment and generates an instruction signal for the opening degree of the barrier pull vane. This circuit calculates the output of the above two circuits in terms of force and limits the output of the circuit that generates the signal instructing the opening degree of the barrier pull vane. Adjusting the barrier pull vane opening in proportion to By continuously changing the opening of the barrier pull vane for acceleration/deceleration, the opening of the barrier pull vane can be continuously shifted to the control operation during steady operation without causing unstable operation. Gas turbine control device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12727377A JPS5948294B2 (en) | 1977-10-25 | 1977-10-25 | Control device for twin-shaft gas turbine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12727377A JPS5948294B2 (en) | 1977-10-25 | 1977-10-25 | Control device for twin-shaft gas turbine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5460607A JPS5460607A (en) | 1979-05-16 |
| JPS5948294B2 true JPS5948294B2 (en) | 1984-11-26 |
Family
ID=14955904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12727377A Expired JPS5948294B2 (en) | 1977-10-25 | 1977-10-25 | Control device for twin-shaft gas turbine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5948294B2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5910742A (en) * | 1982-07-08 | 1984-01-20 | Toyota Motor Corp | Control device for gas turbine engine |
| JP2743516B2 (en) * | 1989-10-05 | 1998-04-22 | トヨタ自動車株式会社 | Two-shaft gas turbine engine |
| RU2476971C1 (en) * | 2011-07-29 | 2013-02-27 | Закрытое Акционерное Общество Научно-Производственная Фирма "Газ-Система-Сервис" | Method to control gas turbine engine with free turbine for power plants of low and medium capacity |
-
1977
- 1977-10-25 JP JP12727377A patent/JPS5948294B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5460607A (en) | 1979-05-16 |
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