JPS6227256B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6227256B2 JPS6227256B2 JP310082A JP310082A JPS6227256B2 JP S6227256 B2 JPS6227256 B2 JP S6227256B2 JP 310082 A JP310082 A JP 310082A JP 310082 A JP310082 A JP 310082A JP S6227256 B2 JPS6227256 B2 JP S6227256B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- gas
- turbine
- variable vane
- rotation speed
- 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.)
- Expired
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
- F02C9/26—Control of fuel supply
- F02C9/28—Regulating systems responsive to plant or ambient parameters, e.g. temperature, pressure, rotor speed
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2270/00—Control
- F05D2270/01—Purpose of the control system
- F05D2270/04—Purpose of the control system to control acceleration (u)
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はガスタービンの制御装置に係り、特
に、二軸ガスタービンにおいて、そのバリアブ
ル・ベーンの開度を調節するための制御信号を出
力する制御装置に関する。
に、二軸ガスタービンにおいて、そのバリアブ
ル・ベーンの開度を調節するための制御信号を出
力する制御装置に関する。
第1図はガスゼネ・タービン及びパワータービ
ンを有する二軸ガスタービン装置1とその制御装
置2の構成を示すものである。この制御装置2
は、ガスタービン装置1のアイドリング回転数ま
での起動制御、及びアイドリング回転数から定格
回転数に至る範囲の通常運転時制御を行うもので
ある。同図において、3は制御装置2に対してス
イツチ信号SINを送る操作スイツチ、4は制御装
置2に対して定常運動時のガスゼネ・タービン
(以下、ガスゼネと略す)回転数設定値信号NG *
を送るガスゼネ回転数設定器である。また、ガス
タービン装置1において、5はガスゼネ・タービ
ンの回転数を検出するガスゼネ回転数検出器、6
はガスゼネ・タービンに軸直結されたコンプレツ
サの吸気温度を検出するコンプレツサ吸気温度検
出器、7はガスゼネ・タービンの入口温度を検出
するガスゼネ入口温度検出器、8は出力軸の回転
数を検出する出力軸回転数検出器である。これら
検出器からはそれぞれ、ガスゼネ回転数測定値信
号NG、コンプレツサ吸気温度測定値信号T1、ガ
スゼネ入口温度測定値信号T7、出力軸回転数測
定値信号NOSが制御装置2に対して出力されるよ
うになつている。また、9は燃料調整弁操作部、
10はガスゼネ・タービンとパワータービンとの
間を連結するバリアブル・ベーンの開度を調節す
るためのバリアブル・ベーン操作部、11はスイ
ツチ・リレー類操作部である。これら操作部に
は、それぞれ制御装置2から出力された燃料流量
調節信号Gf、バリアブル・ベーン開度調節信号
VG、スイツチ・リレー類操作指令信号SOUTが入
力されるようになつている。
ンを有する二軸ガスタービン装置1とその制御装
置2の構成を示すものである。この制御装置2
は、ガスタービン装置1のアイドリング回転数ま
での起動制御、及びアイドリング回転数から定格
回転数に至る範囲の通常運転時制御を行うもので
ある。同図において、3は制御装置2に対してス
イツチ信号SINを送る操作スイツチ、4は制御装
置2に対して定常運動時のガスゼネ・タービン
(以下、ガスゼネと略す)回転数設定値信号NG *
を送るガスゼネ回転数設定器である。また、ガス
タービン装置1において、5はガスゼネ・タービ
ンの回転数を検出するガスゼネ回転数検出器、6
はガスゼネ・タービンに軸直結されたコンプレツ
サの吸気温度を検出するコンプレツサ吸気温度検
出器、7はガスゼネ・タービンの入口温度を検出
するガスゼネ入口温度検出器、8は出力軸の回転
数を検出する出力軸回転数検出器である。これら
検出器からはそれぞれ、ガスゼネ回転数測定値信
号NG、コンプレツサ吸気温度測定値信号T1、ガ
スゼネ入口温度測定値信号T7、出力軸回転数測
定値信号NOSが制御装置2に対して出力されるよ
うになつている。また、9は燃料調整弁操作部、
10はガスゼネ・タービンとパワータービンとの
間を連結するバリアブル・ベーンの開度を調節す
るためのバリアブル・ベーン操作部、11はスイ
ツチ・リレー類操作部である。これら操作部に
は、それぞれ制御装置2から出力された燃料流量
調節信号Gf、バリアブル・ベーン開度調節信号
VG、スイツチ・リレー類操作指令信号SOUTが入
力されるようになつている。
すなわち、制御装置2は、ガスゼネ回転数設定
値信号NG *、ガスゼネ回転数測定値信号NG、コ
ンプレツサ吸気温度測定値信号T1、ガスゼネ入
口温度測定値信号T7、出力軸回転数測定値信号
NOS等を入力とし、吸気温度補正を含む適当な制
御演算を施し、起動時あるいは通常運転時の燃料
流量調節信号Gf、バリアブル・ベーン開度調節
信号VG等を出力する機能を有するものである。
値信号NG *、ガスゼネ回転数測定値信号NG、コ
ンプレツサ吸気温度測定値信号T1、ガスゼネ入
口温度測定値信号T7、出力軸回転数測定値信号
NOS等を入力とし、吸気温度補正を含む適当な制
御演算を施し、起動時あるいは通常運転時の燃料
流量調節信号Gf、バリアブル・ベーン開度調節
信号VG等を出力する機能を有するものである。
二軸ガスタービンは、定常運転時は主として、
燃料流量の調節によりガスゼネ回転数が、バリア
ブル・ベーンの開度の調節によりガスゼネ入口温
度が制御される。また、ガスゼネ入口温度は、ガ
スゼネ入口温度設定値T7 *に沿つて制御され
る。このガスゼネ入口温度設定値T7 *は、ガス
ゼネ回転数測定値NG及びコンプレツサ吸気温度
測定値T1の関数であるガスゼネ・タービンの修
正回転数NGCに対して第2図に示すような特性を
有している。
燃料流量の調節によりガスゼネ回転数が、バリア
ブル・ベーンの開度の調節によりガスゼネ入口温
度が制御される。また、ガスゼネ入口温度は、ガ
スゼネ入口温度設定値T7 *に沿つて制御され
る。このガスゼネ入口温度設定値T7 *は、ガス
ゼネ回転数測定値NG及びコンプレツサ吸気温度
測定値T1の関数であるガスゼネ・タービンの修
正回転数NGCに対して第2図に示すような特性を
有している。
第3図は上記制御装置2内の信号の流れを示す
ブロツク図である。なお、同図においては、バリ
アブル・ベーンの制御系のみを示し、他の制御系
は省略してある。同図において、21は上記ガス
ゼネ回転数測定値信号NG及びコンプレツサ吸気
温度測定値信号T1を入力とし、上記ガスゼネ入
口温度設定値信号T7 *を出力するガスゼネ入口
温度設定回路、22は上記ガスゼネ入口温度測定
値信号T7を入力とし、その検出遅れを補償した
ガスゼネ入口温度信号T7Cを出力する補償回路で
ある。23はガスゼネ入口温度設定値信号T7 *
を正側入力、ガスゼネ入口温度信号T7Cを負側入
力とし、T7 *とT7Cの偏差信号(T7 *―T7Cを
出力する比較器で、その出力信号(T7 *―T7
C)は調節器24によつて調節され、定常運転時
のバリアブル・ベーン開度調節信号VGTとして、
バリアブル・ベーン開度調節信号演算回路30に
送られる。25は上記定常運転時のガスゼネ回転
数設定値信号NG *を正側入力、ガスゼネ回転数
測定値信号NGを負側入力とし、NG *とNGの偏
差信号(NG *―NG)を出力する比較器で、その
出力信号(NG *―NG)は調節器26によつて調
節され、加減速時のバリアブル・ベーン開度調整
信号VGNとしてバリアブル・ベーン開度調節信号
演算回路30に送られる。また、27はアイドリ
ング時の出力軸回転数設定値信号NOS *を出力す
る出力軸回転数設定回路、28はこの回路27の
出力信号NOS *を正側入力、上記出力軸回転数測
定値信号NOSを負側入力とし、NOS *とNOSの偏
差信号(NOS *―NOS)を出力する比較器であ
る。この信号(NOS *―NOS)は調節器29によ
つて調節され、アイドリング時のバリアブル・ベ
ーン開度調節信号VGOSとしてバリアブル・ベー
ン開度調節信号演算回路30に送られる。しかし
て、定常運転時、加減速時及びアイドリング時に
おけるバリアブル・ベーン開度調節信号VGT,V
GN,VGOSが入力される演算回路30からは上記
バリアブル・ベーン開度調節信号VGが出力され
るようになつている。
ブロツク図である。なお、同図においては、バリ
アブル・ベーンの制御系のみを示し、他の制御系
は省略してある。同図において、21は上記ガス
ゼネ回転数測定値信号NG及びコンプレツサ吸気
温度測定値信号T1を入力とし、上記ガスゼネ入
口温度設定値信号T7 *を出力するガスゼネ入口
温度設定回路、22は上記ガスゼネ入口温度測定
値信号T7を入力とし、その検出遅れを補償した
ガスゼネ入口温度信号T7Cを出力する補償回路で
ある。23はガスゼネ入口温度設定値信号T7 *
を正側入力、ガスゼネ入口温度信号T7Cを負側入
力とし、T7 *とT7Cの偏差信号(T7 *―T7Cを
出力する比較器で、その出力信号(T7 *―T7
C)は調節器24によつて調節され、定常運転時
のバリアブル・ベーン開度調節信号VGTとして、
バリアブル・ベーン開度調節信号演算回路30に
送られる。25は上記定常運転時のガスゼネ回転
数設定値信号NG *を正側入力、ガスゼネ回転数
測定値信号NGを負側入力とし、NG *とNGの偏
差信号(NG *―NG)を出力する比較器で、その
出力信号(NG *―NG)は調節器26によつて調
節され、加減速時のバリアブル・ベーン開度調整
信号VGNとしてバリアブル・ベーン開度調節信号
演算回路30に送られる。また、27はアイドリ
ング時の出力軸回転数設定値信号NOS *を出力す
る出力軸回転数設定回路、28はこの回路27の
出力信号NOS *を正側入力、上記出力軸回転数測
定値信号NOSを負側入力とし、NOS *とNOSの偏
差信号(NOS *―NOS)を出力する比較器であ
る。この信号(NOS *―NOS)は調節器29によ
つて調節され、アイドリング時のバリアブル・ベ
ーン開度調節信号VGOSとしてバリアブル・ベー
ン開度調節信号演算回路30に送られる。しかし
て、定常運転時、加減速時及びアイドリング時に
おけるバリアブル・ベーン開度調節信号VGT,V
GN,VGOSが入力される演算回路30からは上記
バリアブル・ベーン開度調節信号VGが出力され
るようになつている。
第4図a〜d及び第5図a〜dはそれぞれガス
ゼネ・タービンの高回転域、低回転域における上
記各信号NG,T7 *,T7,VGの過渡特性を示す
ものである。
ゼネ・タービンの高回転域、低回転域における上
記各信号NG,T7 *,T7,VGの過渡特性を示す
ものである。
従来のガスタービン装置1においては、ガスゼ
ネ回転数が高回転域にある時は、ガスタービン装
置1を構成する各要素の効率が高いが、低回転域
では効率が低くなるため、同じバリアブル・ベー
ン開度の変化に対するガスタービン装置1の仕事
量の変化が少ない。すなわち、第5図dにで示
すように低回転域では、高回転域に比べ制御対象
としてのガスタービン装置1の利得が低い。この
ため、低回転域では高回転域に比べ、過渡特性が
悪かつた。すなわち、ガスゼネ入口温度T7の目
標値までの整定時間が高回転域では第4図cに示
すようにτHであるのが、低回転域では第5図c
にで示すようにτL(τL>τH)と長くなる欠
点があつた。
ネ回転数が高回転域にある時は、ガスタービン装
置1を構成する各要素の効率が高いが、低回転域
では効率が低くなるため、同じバリアブル・ベー
ン開度の変化に対するガスタービン装置1の仕事
量の変化が少ない。すなわち、第5図dにで示
すように低回転域では、高回転域に比べ制御対象
としてのガスタービン装置1の利得が低い。この
ため、低回転域では高回転域に比べ、過渡特性が
悪かつた。すなわち、ガスゼネ入口温度T7の目
標値までの整定時間が高回転域では第4図cに示
すようにτHであるのが、低回転域では第5図c
にで示すようにτL(τL>τH)と長くなる欠
点があつた。
この発明は上記実情に鑑みてなされたもので、
ガスゼネ・タービンの回転数に基づき、バリアブ
ル・ベーンの開度を調節するためのバリアブル・
ベーン開度調節信号を出力するガスタービンの制
御装置において、ガスゼネ・タービンの回転数に
基づき、その回転数が低回転域の場合には補正量
が大であり、高回転域になるにつれて補正量が減
少するような特性を有する補正信号を発生する補
正信号発生器と、この補正信号発生器の出力に、
ガスゼネ・タービンの入口温度偏差の極性を付与
し、前記バリアブル・ベーン開度調節信号の補正
信号を出力する符号変換器と、この符号変換器の
出力を前記バリアブル・ベーン開度調節信号に加
算して出力する加算器とを具備したことを要旨と
し、低回転域においても調節器の利得が向上し、
高回転域と同等の過渡特性を得ることのできるガ
スタービンの制御装置を提供することを目的とす
る。
ガスゼネ・タービンの回転数に基づき、バリアブ
ル・ベーンの開度を調節するためのバリアブル・
ベーン開度調節信号を出力するガスタービンの制
御装置において、ガスゼネ・タービンの回転数に
基づき、その回転数が低回転域の場合には補正量
が大であり、高回転域になるにつれて補正量が減
少するような特性を有する補正信号を発生する補
正信号発生器と、この補正信号発生器の出力に、
ガスゼネ・タービンの入口温度偏差の極性を付与
し、前記バリアブル・ベーン開度調節信号の補正
信号を出力する符号変換器と、この符号変換器の
出力を前記バリアブル・ベーン開度調節信号に加
算して出力する加算器とを具備したことを要旨と
し、低回転域においても調節器の利得が向上し、
高回転域と同等の過渡特性を得ることのできるガ
スタービンの制御装置を提供することを目的とす
る。
以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説
明する。第6図は第1図に示したガスタービン装
置1に制御信号を送る制御装置の構成を示すもの
であるが、第3図と同一構成部分(要素21〜3
0)は同一符号を付してその説明を省略する。5
1は補正信号発生器で、この発生器51は前述の
ガスゼネ回転数測定値信号NGを入力とし、補正
信号ΔVGOを符号変換器52へ送出するようにな
つている。補正信号ΔVGOは、その補正量がガス
ゼネ回転数測定値NGが低回転域の時は大であ
り、NGが高回転域になるにつれ減少するような
特性をもつように適当に定めるものとする。符号
変換器52は補正信号発生器51から出力された
補正信号ΔVGOに、比較器23から出力される温
度偏差(T7 *−T7C)の極性を付与し、バリア
ブル・ベーン開度調節信号VGTの補正信号ΔVGC
として加算器53へ送出する。加算器53は、調
節器24の出力VGTと上記補正信号ΔVGCとを加
算し、バリアブル・ベーン開度調節信号VGTCと
してバリアブル・ベーン開度調節信号演算回路3
0へ送出する。これにより、低回転域では高回転
域に比べ、見掛け上調節器24の利得が高くなつ
たことになる。
明する。第6図は第1図に示したガスタービン装
置1に制御信号を送る制御装置の構成を示すもの
であるが、第3図と同一構成部分(要素21〜3
0)は同一符号を付してその説明を省略する。5
1は補正信号発生器で、この発生器51は前述の
ガスゼネ回転数測定値信号NGを入力とし、補正
信号ΔVGOを符号変換器52へ送出するようにな
つている。補正信号ΔVGOは、その補正量がガス
ゼネ回転数測定値NGが低回転域の時は大であ
り、NGが高回転域になるにつれ減少するような
特性をもつように適当に定めるものとする。符号
変換器52は補正信号発生器51から出力された
補正信号ΔVGOに、比較器23から出力される温
度偏差(T7 *−T7C)の極性を付与し、バリア
ブル・ベーン開度調節信号VGTの補正信号ΔVGC
として加算器53へ送出する。加算器53は、調
節器24の出力VGTと上記補正信号ΔVGCとを加
算し、バリアブル・ベーン開度調節信号VGTCと
してバリアブル・ベーン開度調節信号演算回路3
0へ送出する。これにより、低回転域では高回転
域に比べ、見掛け上調節器24の利得が高くなつ
たことになる。
すなわち、この制御装置においては、定常運転
時におけるバリアブル・ベーンの開度の調節を、
従来、ガスゼネ入口温度の設定値と測定値の偏差
(T7 *−T7C)からなるバリアブル・ベーン開度
調節信号VGTを用いて行つていたものを、この信
号VGTにガスゼネ・タービンの回転数の高低に応
じた補正信号ΔVGCを加算した信号VGTCを用い
て行うものである。これにより、低回転域では第
5図dにで示すように高回転域に比べ、調節器
24の利得が見掛け上高くなり、ガスゼネ・ター
ビンとパワータービンとの間の仕事配分比の変化
幅が拡大される。従つて、低回転域においても、
第5図cにで示すように、整定時間τL′が高回
転域における整定時間τHと略等しくなり高回転
域と同等の過渡特性を得ることができる。
時におけるバリアブル・ベーンの開度の調節を、
従来、ガスゼネ入口温度の設定値と測定値の偏差
(T7 *−T7C)からなるバリアブル・ベーン開度
調節信号VGTを用いて行つていたものを、この信
号VGTにガスゼネ・タービンの回転数の高低に応
じた補正信号ΔVGCを加算した信号VGTCを用い
て行うものである。これにより、低回転域では第
5図dにで示すように高回転域に比べ、調節器
24の利得が見掛け上高くなり、ガスゼネ・ター
ビンとパワータービンとの間の仕事配分比の変化
幅が拡大される。従つて、低回転域においても、
第5図cにで示すように、整定時間τL′が高回
転域における整定時間τHと略等しくなり高回転
域と同等の過渡特性を得ることができる。
また、調節器24の利得も、従来は低回転域の
過渡特性に合わせて設定されていたため、高回転
域に対しては利得が必要以上に高かつたのが、こ
の発明によれば、必要以上に高くしなくても済む
ものである。
過渡特性に合わせて設定されていたため、高回転
域に対しては利得が必要以上に高かつたのが、こ
の発明によれば、必要以上に高くしなくても済む
ものである。
以上のようにこの発明によれば、従来のバリア
ブル・ベーン開度調節信号にガスゼネ・タービン
の回転数に応じた補正特性を有する補正信号を加
算し、この加算信号をバリアブル・ベーンの開度
を調節するための制御信号としたので、低回転域
においても高回転域と同等の過渡特性が得られる
ガスタービンの制御装置を提供できる。
ブル・ベーン開度調節信号にガスゼネ・タービン
の回転数に応じた補正特性を有する補正信号を加
算し、この加算信号をバリアブル・ベーンの開度
を調節するための制御信号としたので、低回転域
においても高回転域と同等の過渡特性が得られる
ガスタービンの制御装置を提供できる。
第1図はガスタービン装置とその制御装置の構
成を示すブロツク図、第2図はガスゼネ・タービ
ンにおける修正回転数と温度設定値との関係を示
す特性図、第3図は従来の制御装置の構成を示す
ブロツク図、第4図a〜dは上記制御装置におけ
る各信号のガスゼネ・タービンが高回転域の場合
の過渡特性図、第5図a〜dは同じく低回転域の
場合の過渡特性図、第6図はこの発明の一実施例
に係る制御装置の構成を示すブロツク図である。 21……ガスゼネ入口温度設定回路、23……
比較器、24……調節器、30……バリアブル・
ベーン開度調節信号演算回路、51……補正信号
発生器、52……符号変換器、53……加算器。
成を示すブロツク図、第2図はガスゼネ・タービ
ンにおける修正回転数と温度設定値との関係を示
す特性図、第3図は従来の制御装置の構成を示す
ブロツク図、第4図a〜dは上記制御装置におけ
る各信号のガスゼネ・タービンが高回転域の場合
の過渡特性図、第5図a〜dは同じく低回転域の
場合の過渡特性図、第6図はこの発明の一実施例
に係る制御装置の構成を示すブロツク図である。 21……ガスゼネ入口温度設定回路、23……
比較器、24……調節器、30……バリアブル・
ベーン開度調節信号演算回路、51……補正信号
発生器、52……符号変換器、53……加算器。
Claims (1)
- 1 ガスゼネ・タービンの回転数に基づき、バリ
アブル・ベーンの開度を調節するためのバリアブ
ル・ベーン開度調節信号を出力するガスタービン
の制御装置において、ガスゼネ・タービンの回転
数に基づき、その回転数が低回転域の場合には補
正量が大であり、高回転域になるにつれて補正量
が減少するような特性を有する補正信号を発生す
る補正信号発生器と、この補正信号発生器の出力
に、ガスゼネ・タービンの入口温度偏差の極性を
付与し、前記バリアブル・ベーン開度調節信号の
補正信号を出力する符号変換器と、この符号変換
器の出力を前記バリアブル・ベーン開度調節信号
に加算して出力する加算器とを具備したことを特
徴とするガスタービンの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP310082A JPS58119932A (ja) | 1982-01-12 | 1982-01-12 | ガスタ−ビンの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP310082A JPS58119932A (ja) | 1982-01-12 | 1982-01-12 | ガスタ−ビンの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58119932A JPS58119932A (ja) | 1983-07-16 |
| JPS6227256B2 true JPS6227256B2 (ja) | 1987-06-13 |
Family
ID=11547921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP310082A Granted JPS58119932A (ja) | 1982-01-12 | 1982-01-12 | ガスタ−ビンの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58119932A (ja) |
-
1982
- 1982-01-12 JP JP310082A patent/JPS58119932A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58119932A (ja) | 1983-07-16 |
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