JPS599738B2 - ガスタ−ビンの起動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はガスタービン発電設備に係り、始動機を備え
た起動装置の改良に関する。

一般にガスタービン発電設備の構成は第１図に示すごと
く、ガスタービン１とコンプレッサ２と発電機３とが同
軸上に直結され、この発電機３の回転軸にはクラッチ４
とトルクコンバータ５を介して始動機６が直結されてい
る。

ガスタービン１には、コンプレッサ２からの圧縮空気と
燃料を燃焼器７によって混合燃焼して得られる燃焼ガス
が供給可能になっている。

このような構成のものにおいて、燃焼ガスがガスタービ
ン１に供給されると、燃焼ガスの持つエネルギが機械的
駆動力に変換され、この機械的駆動力がコンプレツサ２
および発電機３を駆動するのに費される。

ガスタービン１の起動時は、まだガスタービン１が駆動
力を発生していないため、外部からコンプレツサ２を駆
動する必要がある。

この目的のために始動機６が設置されており、通常は電
動機あるいはディーゼルエンジン等が使用される。

一方始動機６の起動時の負荷を低減し、速度をなめらか
に上昇させるとともにガスタービン１の補機を回転数に
より制御する即ち、負荷（ガスタービン１とコンブレツ
サ２）の低速時には高トルクを伝達し、負荷が高速にな
るに従って低トルクを伝達するようにトルクコンバータ
５が設置されている。

ガスタービン１は起動後自力で運転続行するため始動機
６は不要となり、ある回転数にガスタービン１が達した
時点でクラッチ４により始動機６をガスタービン１側か
ら切離され、これにより起動後および運転中のガスター
ビン１の負荷を軽くできる。

ガスタービン発電設備特有の問題として起動過程におけ
る点火、着火の成否がある。

第２図はガスタービン１の起動過程における速度特性図
であり、縦軸Ｒは回転数、横軸Ｔは時間を示している。

前述した第１図のガスタービン発電設備では、第２図の
曲線Ｉに示すように、回転数は一律に上昇していく。

この上昇過程において、点火回転数Ａに達したとき、燃
焼器γ内に口火を点火する操作が行なわれ、点火後、着
火回転数Ｂに達すると燃料を流入し、口火により燃料に
着火させる着火操作を行なう。

ところが何らかの原因で点火、着火のタイミングがずれ
ると、最適空気量が得られず、火が吹き消されたり、圧
縮空気と燃料の混合比が悪く起動が不可能なことがある
。

この場合、点火又は着火の成否に関係なく、回転数は上
昇していくので、点火失敗、着火失敗時には、一度ガス
タービン１を停止させ再度起動して点火、着火を再度試
みなければならないという不具合がある。

又、点火着火のタイミングは回転数が一律に上昇してい
くほんの一時点であるので、タイミングを逸しやすく、
不具合の発生する場合が多い。

このようなことから起動過程において確実に点火着火が
なされ、安定した点火状態および着火状態が得られる起
動装置が望まれている。

この発明はこのような事情にかんがみてなされたもので
、起動時の点火着火の起動成功率を高めることができる
ガスタービンの起動装置を提供することを目的とする。

以下この発明について第３図に示す一実施例を参照して
説明する。

ガスタービン１とコンプレッサ２と発電機３は同軸上に
直結され、さらにこの発電機３にはクラッチ４を介して
始動機６が直結されている。

この始動機６として例え゛ば誘導電動機を用いる。

始動機６にはインバータにより一次周波数を制御する方
式の可変速制御装置８が接続されている。

この可変速制御装置８には、起動制御装置９から回転数
設定信号ａが与えられるようになっている。

起動制御装置９には発電機３の回転数を検出する回転検
出器１０からの回転数信号ｂと、燃焼器７の点火を検出
する点火検出器１１からの点火確認信号Ｃと、燃焼器７
の着火を検出する着火検出器１２からの着火確認信号ｄ
とが入力されるようになっている。

また起動制御装置９は燃焼器７の燃料を点火および着火
する点火装置１３および着火装置１４に対して点火指令
信号ｅ、着火指令信号ｆが各々出力されるようになって
いる。

このように構成された起動装置により、第２図の曲線■
の如く回転数制御を行う。

起動指令により起動制御装置９は、点火回転数Ａに達す
るまで回転が上昇するように回転数設定信号ａが可変速
制御装置８に対して供給される。

点火回転数Ａに達すると、回転数上昇をおさえ、点火回
転数Ａを維持させる。

これと同時に起動制御装置９から点火装置１３に対して
点火指令信号ｅが与えられる。

これによって点火用燃料に点火し、この点火により点火
検出器１１からの点火確認信号Ｃを一定時間監視し、確
実に安定な点火状態が得られたことを確認し、起動制御
装置９から可変速制御装置８に対して着火回転数Ｂまで
昇速するように指示が出される。

着火回転数Ｂに達すると、起動制御装置９は回転上昇を
停止させ、着火回転数Ｂを維持させる。

これと同時に、起動制御装置９から着火装置１４に対し
て着火指令信号ｆが与えられる。

これにより燃料に着火すると、着火検出器１２からの着
火確認信号ｄを一定時間監視し、確実に安定な着火状態
が得られたことを確認し、起動制御装置９は、可変速制
御装置８に対してガスタービン１が自力で立上がれる回
転数に達するまで回転数上昇指令を出す。

前述の過程において、点火指令信号ｅが出て、一定時間
待っても点火確認信号Ｃが起動制御装置９に入力されな
いときは、起動制御装置９は点火指令信号ｅを一度リセ
ットし、一定時間後再度点火指令信号ｅを出し、点火操
作を試みる。

このように行うことは着火操作つまり着火指令信号ｆが
起動制御装置９から出された場合でも同様である。

従って点火又は着火が一度で成功しなくても、複数回点
火操作又は着火操作が繰り返され、さらに前述のごとく
、点火状態又は着火状態が安定してから昇速されるため
、確実に点火、着火が行なわれることになる。

又可変速制御装置８は、回転数を上昇、維持させるばか
りでなく、下降させることももちろん可能であるから、
当初設定した回転数で、何らかの原因により点火、着火
が困難な場合、起動制御装置９からの回転数設定信号ａ
を手動にて制御すれば、その状態における点火又は着火
に対する最適回転数を見出すことができ、必ず起動を成
功させることが可能である。

以上述べたこの発明によれば、回転数を一律に上昇させ
ることなく始動機の回転数を任意にホールド、昇速、降
速制御可能に構成したので、起動過程において確実に点
火着火させることができ、これにより起動成功率の高い
ガスタービンの起動装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のガスタービン発電設備の構成図、第２図
はこの発明および従来のガスタービンの起動過程におけ
る速度特性図、第３図はこの発明によるガスタービンの
起動装置の一実施例を示す構成図である。 １・・・・・・ガスタービン、２・・・・・・コンプレ
ツサ、３・・・・・・発電機、４・・・・・・クラッチ
、５・・・・・・トルクコンバータ、６・・・・・・始
動機、７・・・・・・燃焼器、８・・・・・・可変速制
御装置、９・・・・・・起動制御装置、１０・・・・・
・回転検出器、１１・・・・・・点火検出器、１２・・
・・・・着火検出器、１３・・・・・・点火装置、１４
・・・・・・着火装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 点火および着火装置を有し、圧縮空気と燃料を混合
   して所定圧力と温度の燃焼ガスを得る燃焼器と、この燃
   焼器の燃焼ガスのエネルギーを回転駆動力に変えるガス
   タービンと、このガスタービンに連結された発電機と、
   前記ガスタービンの起動過程においてガスタービンを始
   動する始動機と、この始動機の回転数を任意に制御可能
   な可変速制御装置と、前記発電機の回転数信号を入力し
   、これが点火回転数になると前記可変速制御装置に対し
   て前記発電機の昇速を中止する信号を出力するとともに
   、前記点火装置に点火指令を出力し、かつ点火装置から
   点火確認信号を入力したとき前記可変速制御装置に対し
   て前記発電機の昇速を開始する信号を出力し、この状態
   で前記発電機の回転数信号が着火回転数に達すると前記
   可変速制御装置に対して前記発電機の昇速を中止する信
   号を出力するとともに、前記着火装置に着火指令を出力
   し、かつ着火装置から着火確認信号を入力したとき前記
   可変速制御装置に対して前記発電機の昇速を再開する信
   号を出力する起動制御装置とを備えたガスタービンの起
   動装置。