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JPS6125897B2 - - Google Patents
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JPS6125897B2 - - Google Patents

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JPS6125897B2
JPS6125897B2 JP2085679A JP2085679A JPS6125897B2 JP S6125897 B2 JPS6125897 B2 JP S6125897B2 JP 2085679 A JP2085679 A JP 2085679A JP 2085679 A JP2085679 A JP 2085679A JP S6125897 B2 JPS6125897 B2 JP S6125897B2
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turbine
gas
combustor
fuel
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JP2085679A
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Tadayoshi Saito
Hiroshi Matsumoto
Yoshio Sato
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C9/00Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
    • F02C9/26Control of fuel supply
    • F02C9/28Regulating systems responsive to plant or ambient parameters, e.g. temperature, pressure, rotor speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00Control
    • F05D2270/01Purpose of the control system
    • F05D2270/11Purpose of the control system to prolong engine life
    • F05D2270/112Purpose of the control system to prolong engine life by limiting temperatures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F05D2270/00Control
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ガスタービンの制御装置に係り、特
に、タービン入口ガス温度を高精度に推定し、該
温度推定値に基いてガスタービンの運転を制御す
ることにより、高効率運転が可能なガスタービン
制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a gas turbine control device, and particularly to a gas turbine control device that estimates a turbine inlet gas temperature with high precision and controls the operation of a gas turbine based on the temperature estimate. The present invention relates to a gas turbine control device capable of efficient operation.

第1図に、ガスタービン100とその運転に用
いられるガスタービン制御装置200の制御系統
図を示す。コンプレツサ1は、運転中には空気取
入口2から空気を取入れて圧縮し、圧縮空気送出
口3を通して燃焼器4内へ送り込む。一方、該燃
焼器4内には燃料供給装置5により送出された燃
料を取り込み、前記圧縮空気とともに燃焼し、発
生した燃焼ガスは燃焼ガス通路6を通つてタービ
ン7に導かれる。該タービン7に導かれた燃焼ガ
スはタービンを回転し、該タービン7に機械的に
接続された前記コンプレツサ1ならびに発電機8
を駆動した後、排ガスとして排気ダクト9から大
気へ放出される。
FIG. 1 shows a control system diagram of a gas turbine 100 and a gas turbine control device 200 used for its operation. During operation, the compressor 1 takes in air from an air intake port 2, compresses it, and sends it into the combustor 4 through the compressed air delivery port 3. On the other hand, fuel delivered by the fuel supply device 5 is taken into the combustor 4 and combusted together with the compressed air, and the generated combustion gas is guided to the turbine 7 through the combustion gas passage 6. The combustion gas guided to the turbine 7 rotates the turbine, and the compressor 1 and the generator 8 are mechanically connected to the turbine 7.
After driving, it is released into the atmosphere from the exhaust duct 9 as exhaust gas.

以上のガスタービンを運転するためのガスター
ビン制御装置200からの接作端としては、燃料
供給装置5からの燃料流量を調整するため燃料制
御装置10が設けられている。また、検出端とし
ては、排ガス温度検出器11、タービン速度検出
器12およびコンプレツサ吐出圧力検出器13が
設けられている。
A fuel control device 10 is provided as a connecting end from the gas turbine control device 200 for operating the above gas turbine to adjust the fuel flow rate from the fuel supply device 5. Further, as detection ends, an exhaust gas temperature detector 11, a turbine speed detector 12, and a compressor discharge pressure detector 13 are provided.

このようなガスタービンの制御は、タービン入
口ガス温度が、温度設定値を超えた場合には、タ
ービンの速度または負荷の制御を抑制し、タービ
ン入口ガス温度を温度設定値以下に制御すること
が必要である。一方、ガスタービンの効率を最大
にするには、タービン入口ガス温度を出来るだけ
高い状態で運転するのが望しいところから、前記
温度設定値は寿命との関係から定められる。
In this type of gas turbine control, when the turbine inlet gas temperature exceeds the temperature set value, the turbine speed or load control is suppressed and the turbine inlet gas temperature is controlled to be below the temperature set value. is necessary. On the other hand, in order to maximize the efficiency of the gas turbine, it is desirable to operate the turbine with the gas temperature at the inlet of the turbine as high as possible, so the temperature setting value is determined in relation to the service life.

以下、ガスタービン制御装置200の詳細な構
成とその動作について説明する。
The detailed configuration and operation of the gas turbine control device 200 will be described below.

まず、速度・負荷制御系はタービン7の回転速
度を電磁ピツクアツプ等の速度検出器12で検出
し、この検出信号すなわちタービン速度信号Nと
速度設定器14に設定された速度設定信号NS
の速度偏差ΔNに応じて、速度調定率設定器15
に予め設定してある速度調定率に基づき負荷要求
信号LDが発生され、該信号LDは比例制御器16
により速度・負荷制御用燃料要求信号GNLに変換
され低値選択器17へ出力される。したがつて、
発電機8の出力端が電力系統に併列された状態で
は前記速度設定器14は負荷設定器となる。
First, the speed/load control system detects the rotational speed of the turbine 7 with a speed detector 12 such as an electromagnetic pickup, and combines this detection signal, that is, the turbine speed signal N and the speed setting signal N S set in the speed setting device 14. According to the speed deviation ΔN, the speed adjustment rate setter 15
A load request signal L D is generated based on a speed regulation rate preset in the proportional controller 16 .
is converted into a fuel demand signal GNL for speed/load control and output to the low value selector 17. Therefore,
When the output end of the generator 8 is connected in parallel to the power system, the speed setter 14 becomes a load setter.

一方、温度制御系は、タービン7の入口ガス温
度は温度分布にむらがあるため、従来は排気ダク
ト9内に設置した熱電対等の温度検出器11で検
出した排ガス温度信号TXと圧縮空気送出口3に
設置した圧力検出器13で検出したコンプレツサ
吐出圧力信号PCDとから、タービン入口ガス温度
推定装置18を用いてタービン入口ガス温度推定
値TFを求め、該タービン入口ガス温度推定値TF
と温度設定器19に設定された温度設定信号TFS
との温度偏差ΔTFを比例積分制御器20に入力
し、該比例積分器20より温度制御用燃料要求信
号GTFが発生され、低値選択器17に出力され
る。低値選択器17では前記の速度・負荷制御用
燃料要求信号GNLと前記の温度制御用燃料要求信
号GFTとを比較し、これらの内の低値信号が燃料
要信号GFLDとして燃料制御装置10に与えられ
る。
On the other hand, since the temperature distribution of the inlet gas temperature of the turbine 7 is uneven, the temperature control system conventionally uses the exhaust gas temperature signal T From the compressor discharge pressure signal P CD detected by the pressure detector 13 installed at the outlet 3, an estimated turbine inlet gas temperature T F is determined using the turbine inlet gas temperature estimating device 18, and the estimated turbine inlet gas temperature T F is calculated. F
and the temperature setting signal T FS set in the temperature setting device 19.
The temperature deviation ΔT F with respect to the temperature control signal G TF is input to the proportional-integral controller 20 , and the proportional-integrator 20 generates a temperature control fuel request signal G TF and outputs it to the low value selector 17 . The low value selector 17 compares the speed/load control fuel demand signal GNL and the temperature control fuel demand signal GFT , and selects the lowest value signal among them as the fuel demand signal GFLD for fuel control. provided to the device 10.

次に、タービン入口温度推定装置の機能を第2
図を用いて説明する。第2図はブレイトンサイク
ルのT−S線図を示し、Tは絶対温度、Sは作動
流体のエントロピを各々示す。コンプレツサ1お
よびタービン7に損失のない理想的な特性は1−
2−3−4であるが、実際には損失を伴なうため
1−2′−3−4′となる。P1は大気圧力、P2はコン
プレツサ吐出圧力を示す。ここで、もし、前記タ
ービン入口ガス温度を排ガス温度T4′のみで推定
し制御すると、コンプレツサ吐出圧力P2がP2′に
ΔP2上昇した場合の特性は1−2″−3′−4′とな
り、タービン入口温度はΔT3だけ高い所でター
ビン7の運転が行なわれることになる。したがつ
て、タービン入口温度をもとのT3で運転するた
めには排ガス温度をT4′よりΔT4だけ低い所で運
転する必要がある。
Next, the function of the turbine inlet temperature estimation device is
This will be explained using figures. FIG. 2 shows a T-S diagram of the Brayton cycle, where T represents the absolute temperature and S represents the entropy of the working fluid. The ideal characteristics of compressor 1 and turbine 7 with no loss are 1-
Although it is 2-3-4, it actually becomes 1-2'-3-4' because it involves a loss. P 1 indicates atmospheric pressure and P 2 indicates compressor discharge pressure. Here, if the turbine inlet gas temperature is estimated and controlled only by the exhaust gas temperature T 4 ', the characteristic when the compressor discharge pressure P 2 increases by ΔP 2 to P 2 ' is 1-2''-3'-4 ', and the turbine 7 will be operated at a place where the turbine inlet temperature is higher by ΔT 3. Therefore, in order to operate at the original turbine inlet temperature T 3 , the exhaust gas temperature must be lower than T 4 '. It is necessary to drive at a lower location by ΔT 4 .

この点に関して、従来方式では次の方法でター
ビン入口ガス温度を推定していた。すなわち、第
2図からも明らかなように、排ガス温度をTX
コンブレツサ吐出圧力をPCDとすると、タービン
入口ガス温度推定値TFは次式で与えられる。
Regarding this point, the conventional method estimates the turbine inlet gas temperature using the following method. That is, as is clear from FIG. 2, if the exhaust gas temperature is T x ,
When the compressor discharge pressure is P CD , the estimated turbine inlet gas temperature T F is given by the following equation.

F=A・TX+B・PCD ……(1) ここに、A、Bは定数 (1)式で推定したタービン入口温度に基づいて制
御すれば、運転特性は第2図で1−2″−3″−4″と
なり、タービン入口温度をT3に理論上維持する
ことができる。
T F = A・T 2″−3″−4″, and the turbine inlet temperature can theoretically be maintained at T 3 .

しかし、ガスタービンを長期間運転するに従が
い、コンプレツサ、燃焼器およびタービンの特性
に経年劣化を生じ、とりわけタービンの効率低下
に対しては、前記従来技術によるタービン入口ガ
ス温度推定値に大きな誤差を生じることになる。
すなわち、タービン効率が低下した場合には、タ
ービン内でのガス膨張過程は第3図に示すように
3″−4″から3−4″に移行し、このためタービン
入口ガス温度はΔT3′低下したT3のところで運
転されていた。
However, as a gas turbine is operated for a long period of time, the characteristics of the compressor, combustor, and turbine deteriorate over time, and in particular, the efficiency of the turbine decreases. will occur.
In other words, when the turbine efficiency decreases, the gas expansion process within the turbine is as shown in Figure 3.
3"-4" to 3-4", and thus the turbine inlet gas temperature was being operated at T3, which was lowered by ΔT3 ' .

この点が従来技術によるガスタービン制御装置
の欠点であり、この経年劣化により、ガスタービ
ンの効率は5〜10%低下し、高効率運転を長期間
持続することができなかつた。このことは経済上
ガスタービンの保守頻度が高くなること、長期間
の連続運転ができなかつたことの原因である。
This is a drawback of the gas turbine control device according to the prior art, and due to aging, the efficiency of the gas turbine decreases by 5 to 10%, making it impossible to maintain high efficiency operation for a long period of time. This is the reason why the gas turbine requires more frequent maintenance and cannot operate continuously for a long period of time.

本発明は上記した従来技術の欠点を解消しター
ビン効率の経年劣化の有無に拘らずガスタービン
効率を極力高い値に制御し維持し得るガスタービ
ン制御装置を提供することを目的とするものであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to eliminate the drawbacks of the prior art described above and to provide a gas turbine control device that can control and maintain gas turbine efficiency at a value as high as possible regardless of whether turbine efficiency has deteriorated over time. .

すなわち、本発明の制御装置は、タービン入口
ガス温度推定値を、燃焼器前の状態値を用いて熱
力学的な関係式に基き推定することにより、ター
ビンの経年劣化に対しても、タービン入口ガス温
度を設定値に維持し、ガスタービンの高効率運転
を持続し得るように構成される。
That is, the control device of the present invention estimates the estimated value of the turbine inlet gas temperature based on a thermodynamic relational expression using the state value before the combustor. The gas turbine is configured to maintain the gas temperature at a set value and maintain high efficiency operation of the gas turbine.

第4図に、ガスタービン100とその運転に用
いられる本発明によるガスタービン装置装置20
0′の制御系統図を示す。同図において第1図と
同一記号のものは同一物を表わす。以下、第1図
との相違箇所について説明する。本発明の特徴と
なるタービン入口ガス温度推定装置18′にはコ
ンプレツサ1の空気取込口2に設置されたコンプ
レツサ入口空気圧力検出器21ならびにコンプレ
ツサ入口空気温度検出器22で検出したコンプレ
ツサ入口空気圧力信号P1、コンプレツサ入口温度
信号T1、圧縮空気送出口3に設置されたコンプ
レツサ吐出圧力検出器13、コンプレツサ吐出温
度検出器23で検出したコンプレツサ吐出圧力信
号P2、コンプレツサ吐出温度信号T2、燃料流量
検出器24で検出した燃料流量信号GFLならびに
タービン速度信号Nが入力され、これらの運転状
態値を用いてタービン入口ガス温度推定値TF
求められる。
FIG. 4 shows a gas turbine 100 and a gas turbine device 20 according to the present invention used for its operation.
0' control system diagram is shown. In this figure, the same symbols as in FIG. 1 represent the same things. Hereinafter, differences from FIG. 1 will be explained. The turbine inlet gas temperature estimating device 18', which is a feature of the present invention, includes compressor inlet air pressure detected by a compressor inlet air pressure detector 21 installed at the air intake port 2 of the compressor 1 and a compressor inlet air temperature detector 22. Signal P 1 , compressor inlet temperature signal T 1 , compressor discharge pressure detector 13 installed at the compressed air outlet 3, compressor discharge pressure signal P 2 detected by compressor discharge temperature detector 23, compressor discharge temperature signal T 2 , The fuel flow rate signal G FL detected by the fuel flow rate detector 24 and the turbine speed signal N are input, and the estimated turbine inlet gas temperature T F is determined using these operating state values.

次に、本発明によるタービン入口ガス温度推定
装置18′の推定方式について説明する。まず、
コンプレツサ1の吐出流量Gは大気条件により著
しく変化するため、基準大気条件における値に変
換した修正値で表わすと修正流量Gc、修正速度
cは各々、 で表わせる。ここに、T1R、P1Rは大気温度およ
び圧力の基準値である。また、修正流量Gcは圧
縮比Rcおよび修正速度Ncの関数として、 Gc=f(Rc、Nc) ……(4) で表わせる。ここに、Rc=P2/P2+1である。
Next, an estimation method of the turbine inlet gas temperature estimation device 18' according to the present invention will be explained. first,
Since the discharge flow rate G of the compressor 1 changes significantly depending on the atmospheric conditions, the corrected flow rate G c and the corrected speed N c are respectively expressed as corrected values converted to values under standard atmospheric conditions. It can be expressed as Here, T 1R and P 1R are reference values of atmospheric temperature and pressure. Further, the corrected flow rate G c can be expressed as a function of the compression ratio R c and the corrected speed N c as follows: G c =f(R c , N c ) (4). Here, R c =P 2 /P 2 +1.

次にタービン入口における静的なエネルギーバ
ランス式は次式で表わせる。
Next, the static energy balance equation at the turbine inlet can be expressed by the following equation.

F・{G・(1−m)+GFL}=QF・{H2 ・G(1−m)+HFL・GFL} ……(5) ここに、mはコンプレツサ1からの抽気、漏れ
等を考慮したコンプレツサ吐出流量損失係数、
H2はコンプレツサ吐出空気エンタルピでコンプ
レツサ吐出空気温度T2の関数H2=gH(T2)で与
えられる。HFLは燃料の発熱量、HFはタービン
入口ガスエンタルピ、QFは燃焼器効率で燃空比
FCの関数QF=h(RFC)で表わされ、また、
燃空比は、RFC=GFL/{G(1−m)}で与え
られる。
H F・{G・(1−m)+G FL }=Q F・{H 2・G(1−m)+H FL・G FL } ...(5) Here, m is the bleed air from compressor 1, Compressor discharge flow rate loss coefficient considering leakage, etc.
H 2 is the compressor discharge air enthalpy and is given by a function of compressor discharge air temperature T 2 H 2 =g H (T 2 ). H FL is the calorific value of the fuel, H F is the gas enthalpy at the turbine inlet, and Q F is the combustor efficiency, which is expressed as a function of the fuel-air ratio R FC , Q F =h(R FC ), and
The fuel-air ratio is given by R FC =G FL /{G(1-m)}.

したがつて、タービン入口ガス温度推定値TF
は(5)式から得られたタービン入口ガスエンタルピ
Fの関数TF=gT(HF)として求めることがで
きる。
Therefore, the estimated turbine inlet gas temperature T F
can be obtained as a function T F =g T (H F ) of the turbine inlet gas enthalpy H F obtained from equation (5).

第5図は上記したタービン入口ガス温度推定装
置18′をデジタル計算機化制御装置に適用した
場合の計算フロー図である。該計算フロー図は一
つの制御プログラムとして計算機のシステムプロ
グラムに管理される。以下の計算に必要な定数を
設定するための定数設定機能51は初回のみ作動
し、2回目以降はシステムプログラムにより周期
的に発生される周期起動指令に従がい、図示のご
とくタービン入口ガス温度推定値TFが計算され
る。第5図において、52はプロセス入力装置に
より検出信号を取込むための検出信号取込み機能
53は着火後のタービン入口ガス温度推定値を計
算するための着火判定機能、54はコンプレツサ
入口空気温度T1およびタービン速度Nより修正
速度NCを求める修正流量計算機能、55はコン
プレツサ入口空気圧力P1および吐出圧力P2より圧
縮比RCを求めるための圧縮比計算機能、56は
修正速度NCおよび圧縮比RCより修正流量GC
求めるための修正流量計算機能で、第6図に示す
ような特性曲線をデータテーブル式あるいは多項
式近似で設定する。57はコンプレツサ入口空気
圧力P1、同温度T1および修正流量GCよりコンプ
レツサ吐出流量Gを求めるためのコンプレツサ吐
出流量計算機能、58はコンプレツサ吐出温度
T2よりコンプレツサ吐出エンタルピを求めるた
めの空気エンタルピ計算機能で、第7図に示すよ
うな特性曲線(n=∞)をデータテーブル式ある
いは多項式近似で設定する。59は燃料流量GFL
およびコンプレツサ吐出流量Gより燃空比RFC
求めるための燃空比計算機能、60は燃空比RFC
から燃焼器効率QFを求めるための燃焼器効率計
算機能で、第8図に示すような特性曲線をデータ
テーブル式あるいは多項式近似で設定する。61
はコンプレツサ吐出流量G、燃料流量GFL、コン
プレツサ吐出エンタルピH2および燃焼器効率QF
からタービン入口ガスエンタルピ計算機能、62
は燃空比RFLより空気過剰率nを求めるための空
気過剰率計算機能、63はタービン入口ガスエン
タルピHFおよび空気過剰率nよりタービン入口
ガス温度推定値TFを計算するためのタービン入
口ガス温度計算機能で、第7図に示すような特性
曲線をデータテーブル式あるいは多項式近似で設
定する。64はタービン入口ガス温度推定値TF
を出力するため出力機能である。
FIG. 5 is a calculation flow diagram when the above-mentioned turbine inlet gas temperature estimating device 18' is applied to a digital computerized control device. The calculation flow diagram is managed by the computer system program as one control program. The constant setting function 51 for setting the constants necessary for the following calculations operates only the first time, and from the second time onwards, it follows the periodic activation command periodically generated by the system program, and estimates the turbine inlet gas temperature as shown in the figure. A value T F is calculated. In FIG. 5, 52 is a detection signal capture function 53 for capturing a detection signal from a process input device, and 54 is an ignition determination function for calculating an estimated value of turbine inlet gas temperature after ignition, and 54 is a compressor inlet air temperature T 1 55 is a compression ratio calculation function for determining the compression ratio R C from the compressor inlet air pressure P 1 and discharge pressure P 2 , 56 is the modified speed N C and The corrected flow rate calculation function is used to determine the corrected flow rate G C from the compression ratio R C , and a characteristic curve as shown in FIG. 6 is set using a data table formula or polynomial approximation. 57 is a compressor discharge flow rate calculation function for determining the compressor discharge flow rate G from the compressor inlet air pressure P 1 , the same temperature T 1 and the corrected flow rate G C ; 58 is the compressor discharge temperature
The air enthalpy calculation function is used to determine the compressor discharge enthalpy from T2 , and a characteristic curve (n=∞) as shown in FIG. 7 is set using a data table formula or polynomial approximation. 59 is the fuel flow rate G FL
and a fuel-air ratio calculation function for determining the fuel-air ratio R FC from the compressor discharge flow rate G; 60 is the fuel-air ratio R FC
The combustor efficiency calculation function is used to determine the combustor efficiency Q F from the combustor efficiency, and a characteristic curve as shown in Fig. 8 is set using a data table formula or polynomial approximation. 61
are compressor discharge flow rate G, fuel flow rate G FL , compressor discharge enthalpy H 2 and combustor efficiency Q F
Turbine inlet gas enthalpy calculation function from 62
63 is a turbine inlet for calculating the estimated turbine inlet gas temperature T F from the turbine inlet gas enthalpy H F and the excess air ratio n . Using the gas temperature calculation function, a characteristic curve as shown in FIG. 7 is set using a data table formula or polynomial approximation. 64 is the estimated turbine inlet gas temperature T F
It is an output function to output.

上述から明らかなごとく、本発明によれば燃焼
器前の状態値を取込み、タービン入口ガス温度を
正確に推定しているため、経年劣化によるタービ
ン効率の低下に対してもタービン入口ガス温度を
温度設定値に正確に維持できるため、ガスタービ
ンを高効率で運転し得る。このことは経済上ガス
タービンの保守頻度を低くできること、長期間の
連続運転が可能となる等の優れた効果を発揮でき
る。
As is clear from the above, according to the present invention, the state value before the combustor is taken in and the turbine inlet gas temperature is accurately estimated. Since the set value can be maintained accurately, the gas turbine can be operated with high efficiency. This can bring about excellent economical effects, such as lowering the frequency of gas turbine maintenance and enabling long-term continuous operation.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来技術によるガスタービンとその制
御装置の制御系統図、第2図はブレイトンサイク
ルにおけるコンプレツサ吐出圧力変動時の運転特
性の変動をT−S線図で示す図、第3図はブレイ
トンサイクルにおけるタービン効率変動時の運転
特性の変動をT−S線図で示す図、第4図は本発
明によるガスタービンとその制御装置の制御系統
図、第5図は本発明によるタービン入口ガス温度
推定装置の計算フロー図、第6図はコンプレツサ
の特性曲線、第7図は作動流体の温度とエンタル
ピとの関係特性、第8図は燃空比と燃焼器効率と
の関係特性である。 100……ガスタービン、200……ガスター
ビン制御装置、1……コンプレツサ、2……空気
取入口、3……圧縮空気送出口、4……燃焼器、
5……燃料供給装置、6……燃焼ガス通路、7…
…タービン、8……発電機、9……排気ダクト、
10……燃料制御装置、11……排ガス温度検出
器、12……タービン速度検出器、13……コン
プレツサ吐出圧力検出器、14……速度設定器、
15……速度調定率設定器、16……比例制御
器、17……低値選択器、18……タービン入口
ガス温度推定装置、19……温度設定器、20…
…比例積分制御器。
Figure 1 is a control system diagram of a conventional gas turbine and its control device, Figure 2 is a T-S diagram showing fluctuations in operating characteristics during compressor discharge pressure fluctuations in the Brayton cycle, and Figure 3 is a Brayton cycle diagram. A T-S diagram showing the fluctuations in operating characteristics when the turbine efficiency fluctuates in a cycle, FIG. 4 is a control system diagram of the gas turbine according to the present invention and its control device, and FIG. 5 is a diagram showing the turbine inlet gas temperature according to the present invention. A calculation flowchart of the estimation device, FIG. 6 shows the characteristic curve of the compressor, FIG. 7 shows the relationship between the temperature of the working fluid and enthalpy, and FIG. 8 shows the relationship between the fuel-air ratio and combustor efficiency. 100...Gas turbine, 200...Gas turbine control device, 1...Compressor, 2...Air intake port, 3...Compressed air outlet, 4...Combustor,
5...Fuel supply device, 6...Combustion gas passage, 7...
... Turbine, 8 ... Generator, 9 ... Exhaust duct,
10...Fuel control device, 11...Exhaust gas temperature detector, 12...Turbine speed detector, 13...Compressor discharge pressure detector, 14...Speed setter,
15... Speed regulation rate setter, 16... Proportional controller, 17... Low value selector, 18... Turbine inlet gas temperature estimation device, 19... Temperature setting device, 20...
...proportional-integral controller.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ガスタービンの速度又は負荷を所定値に制御
するための速度/負荷制御用燃料要求信号と前記
ガスタービンの入口ガス温度推定値を温度設定値
に制御する温度制御用燃料要求信号とのうちいず
れか低い値の信号にてガスタービンの燃焼器への
燃料供給量を制御する装置において、 前記ガスタービンの入口ガス温度推定値を求め
るためにガスタービンの燃焼器へ燃焼用空気を送
るコンプレツサの入口温度、入口圧力、出口温
度、出口圧力およびタービン速度ならびに燃料流
量を入力とし、 前記ガスタービンの燃焼器へ流入する空気の保
有するエンタルピをコンプレツサの出口温度から
算出する第1の手段と、 前記空気の保有するエンタルピおよび前記燃焼
器に流入する燃料の保有するエンタルピならびに
前記空気流量と燃料流量とから前記燃焼器から吐
出するガスの保有するエンタルピを算出する第2
の手段と、 前記燃焼器から吐出するガスの保有するエンタ
ルピを燃焼器出口のガスの温度に換算してこれを
ガスタービンの入口ガス温度推定値として出力す
る第3の手段 とを備えたことを特徴とするガスタービン制御装
置。
[Scope of Claims] 1. A speed/load control fuel request signal for controlling the speed or load of the gas turbine to a predetermined value, and a temperature control fuel for controlling the estimated inlet gas temperature of the gas turbine to a temperature set value. In a device for controlling the amount of fuel supplied to a combustor of a gas turbine using a signal having a lower value among a request signal and a signal having a lower value, A first step that takes as input the inlet temperature, inlet pressure, outlet temperature, outlet pressure, turbine speed, and fuel flow rate of a compressor that sends air, and calculates the enthalpy possessed by the air flowing into the combustor of the gas turbine from the outlet temperature of the compressor. a second means for calculating the enthalpy of the gas discharged from the combustor from the enthalpy of the air, the enthalpy of the fuel flowing into the combustor, and the air flow rate and fuel flow rate;
and a third means for converting the enthalpy possessed by the gas discharged from the combustor into the temperature of the gas at the combustor outlet and outputting this as an estimated gas temperature at the inlet of the gas turbine. Characteristic gas turbine control device.
JP2085679A 1979-02-26 1979-02-26 Gas turbine controlling system Granted JPS55114853A (en)

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