JP3881871B2

JP3881871B2 - ガスタービンの燃料制御方法、及びそれに供する制御装置

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Publication number: JP3881871B2
Application number: JP2001348025A
Authority: JP
Inventors: 聡史田中
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2001-11-13
Filing date: 2001-11-13
Publication date: 2007-02-14
Anticipated expiration: 2021-11-13
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ガスタービンの燃料制御方法、それに供する制御装置、および当該燃料制御方法をコンピュータに実行させるプログラムに関し、更に詳しくは、ガスタービン燃焼器の圧力、発電機出力、流量制御弁用の制御出力に変動があった場合でも、その変動を圧力制御弁のリフトに反映させることができるガスタービンの燃料制御方法、制御装置、および当該燃料制御方法をコンピュータに実行させるプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来のガスタービンの燃料制御方法を示す構成図である。ガスタービン５１に燃料を供給する配管５２は、燃料供給源５３からガスタービン５１まで設けられる。この配管５２には、温度制御弁５４、圧力制御弁５５、流量制御弁５６が設けられ、これらの弁によって配管５２を流れる燃料の流量が調整される。温度制御弁５４は、燃料温度を一定にする役目を果たす。圧力制御弁５５は、流量制御弁５６の差圧が一定であるときに当該流量制御弁５６の制御が最適となることから、当該差圧を制御する役目を果たす。流量制御弁５６は、文字通り燃料の流量を絞る役目を果たす。
【０００３】
温度制御弁５４の制御は、フィードバック制御で行う。すなわち、まず燃料ガス供給温度目標値５７と、ヒーター５８で暖められた後の燃料ガスの温度との偏差を減算器において求める。そして、その偏差に比例、積分制御器（ＰＩ制御器）５９による処理を加えて制御出力とし、リフトを制御する。圧力制御弁５５の制御にもフィードバック制御が採用される。すなわち、まず流量制御弁５６の差圧目標値６０と、実際の流量制御弁５６の差圧との偏差をとる。そして、その偏差にＰＩＤ制御器６１による処理を加えリフトを制御する。
【０００４】
流量制御弁５６の制御にもフィードバック制御が採用される。すなわち、まずガスタービン５１に接続される発電機６２の発電機負荷目標値６３と、実際の発電機の負荷６４との偏差をとる。そして、その偏差に比例、積分、微分制御器（ＰＩＤ制御器）６５による処理を加えた後、所望の変換関数Ｆｘ１（符号６６）、Ｆｘ２（符号６７）を用いて流量制御弁５６のリフトに変換してリフトを制御する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では、供給ガス圧力が大きく変動するときに、しばらくの間流量制御弁５６の差圧が変動してしまうという問題点があった。また、発電機６２の出力（負荷）が急降下したときには、流量制御弁５６を絞ることになるが、発電機６２の出力降下から流量制御弁５６を絞るまで時間差があり、その間流量制御弁５６下流の燃料ガス消費量が減少するために流量制御弁５６下流の燃料圧力が上昇し、流量制御弁５６差圧が急激に大きくなるという現象も生じていた。
【０００６】
流量制御弁５６の差圧が変動するということは、ガスタービンに入る入熱が変動することを意味する。入熱が変動すれば、燃焼器における燃焼が不安定となり、燃焼振動が発生して燃焼器が破損する危険があった。
【０００７】
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、上記のような変動があった場合でも、圧力制御弁を適切に制御可能なガスタービンの燃料制御方法、それに供する制御装置、および当該燃料制御方法をコンピュータに実行させるプログラムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１にかかるガスタービンの燃料制御方法は、ガスタービンの燃料が流れる配管に圧力制御弁と流量制御弁とを設け、当該圧力制御弁には、実際に得られる流量制御弁差圧をフィードバックして所望の流量制御弁差圧目標値に追従させてリフトＬ１を制御する方法を採用するガスタービンの燃料制御方法において、ガスタービンに接続される発電機の出力との関係から導かれる当該ガスタービン流入燃料質量流量Ｖを求める工程と、前記配管の前記圧力制御弁の上流で検出される燃料ガス供給圧力と、当該燃料ガス供給圧力と燃料比重との関係における比例定数とを乗じて得られる燃料比重ρを求める工程と、前記ガスタービン流入燃料質量流量の２乗と前記燃料比重とを乗じたものを、前記発電機出力の目標値と実際の前記発電機の出力との差を基に演算される流量制御弁用の制御出力と前記流量制御弁のＣｖ値との関数を利用して当該流量制御弁用の制御出力から求めた当該流量制御弁のＣｖ値の２乗で除して表される流量制御弁差圧ΔＰｔを求める工程と、前記燃料ガス供給圧力から前記ガスタービンの燃焼器車室における燃焼器車室圧力を減じたものから、さらに前記流量制御弁差圧を減じたもので表される前記圧力制御弁差圧の平方根√Δｐｐで前記ガスタービン流入燃料質量流量Ｖと前記燃料比重の平方根√ρとの積を除して前記圧力制御弁のＣｖ値を求める工程と、前記圧力制御弁のＣｖ値とリフトとの関数を利用して当該圧力制御弁のリフトＬ２を決定する工程と、を有し、前記Ｌ１に前記Ｌ２を付加するようにしたものである。
【０００９】
この発明では、圧力制御弁の弁開度を制御するための要素として、流量制御弁差圧の他、圧力制御弁の上流で検出される燃料ガス供給圧力、ガスタービンの燃焼器車室における燃焼器車室圧力、ガスタービンに接続される発電機の出力、および発電機出力目標値と実際の前記発電機の出力との差を基に演算される流量制御弁用の制御出力を用いる。なお、上記要素のうち、簡略的に一定とみなすものがあっても、本質的には上記要素を利用していることになる。
【００１０】
これにより、ガスタービン燃焼器の圧力に変動があった場合でも、その変動を圧力制御弁のリフトに反映させることができ、流量制御弁の適切な制御が施せる。また、ガスタービンに接続される側の発電機出力に変動があった場合でも、燃料供給路に設けられる圧力制御弁によって、その変動が反映され、所望の流量制御が施せる。さらに、上記発電機出力に影響を受ける流量制御弁用の制御出力も圧力制御弁の制御に反映される。
【００１１】
また、請求項２にかかるプログラムは、前記請求項１に記載されたガスタービンの燃料制御方法を、コンピュータに実行させるようにしたものである。
【００１２】
ガスタービンに接続される発電機の出力とガスタービン流入燃料質量流量Ｖは一定の関係を有する。これにより、発電機出力からガスタービンに流入する燃料の質量流量Ｖを割り出すことができる。また、燃料比重ρは、配管の圧力制御弁上流で検出される燃料ガス供給圧力と、当該燃料ガス供給圧力と燃料比重との関係における比例定数とを乗じて得ることができる。
【００１３】
配管の流量制御弁差圧Δｐｔは、ガスタービン流入燃料質量流量の２乗と上記で求めた燃料比重とを乗じたものを、前記発電機出力の目標値と実際の前記発電機の出力との差を基に演算される流量制御弁用の制御出力と前記流量制御弁のＣｖ値との関数を利用して当該流量制御弁用の制御出力から求めた当該流量制御弁のＣｖ値の２乗で除して割り出すことができる。
【００１４】
また、圧力制御弁のＣｖ値は、燃料ガス供給圧力からガスタービンの燃焼器車室における燃焼器車室圧力を減じたものから、さらに上記で求めた流量制御弁差圧を減じたもので表される前記圧力制御弁差圧の平方根√Δｐｐで前記ガスタービン流入燃料質量流量Ｖと前記燃料比重の平方根√ρとの積を除して割り出すことができる。
【００１５】
圧力制御弁のリフト（弁開度）は、前記圧力制御弁のＣｖ値と一定の関係がある。したがって、圧力制御弁のＣｖ値を上記のように求めれば、リフトを決定することができる。これにより、ガスタービン燃焼器の圧力、発電機出力、流量制御弁用の制御出力に変動があった場合でも、その変動を圧力制御弁のリフトに反映させることができる。
【００１６】
また、請求項３にかかるガスタービンの燃料制御装置は、ガスタービンの燃料が流れる配管に圧力制御弁と流量制御弁とを設け、当該圧力制御弁には、実際に得られる流量制御弁差圧をフィードバックして所望の流量制御弁差圧目標値に追従させてリフトＬ１を制御するガスタービンの燃料制御装置において、前記配管の前記圧力制御弁の上流で検出される燃料ガス供給圧力と、前記ガスタービンの燃焼器車室における燃焼器車室圧力と、
前記ガスタービンに接続される発電機の出力と、前記発電機出力目標値と実際の前記発電機の出力との差を基に演算される流量制御弁用の制御出力と、を電気信号として入力する入力部と、前記発電機の出力との関係から導かれる当該ガスタービン流入燃料質量流量Ｖを演算し、前記燃料ガス供給圧力と、当該燃料ガス供給圧力と燃料比重との関係における比例定数とを乗じて得られる燃料比重ρを求める工程と、前記ガスタービン流入燃料質量流量の２乗と前記燃料比重とを乗じたものを、前記発電機出力の目標値と実際の前記発電機の出力との差を基に演算される流量制御弁用の制御出力と前記流量制御弁のＣｖ値との関数を利用して当該流量制御弁用の制御出力から求めた当該流量制御弁のＣｖ値の２乗で除して表される流量制御弁差圧Δｐｔを演算し、前記燃料ガス供給圧力から前記燃焼器車室圧力を減じたものから、さらに前記流量制御弁差圧を減じたもので表される前記圧力制御弁差圧の平方根√Δｐｐで前記ガスタービン流入燃料質量流量Ｖと前記燃料比重の平方根√ρとの積を除して前記圧力制御弁のＣｖ値を演算し、前記圧力制御弁のＣｖ値とリフトとの関数を利用して当該圧力制御弁のリフトＬ２を演算し、前記Ｌ１と前記Ｌ２との和Ｌｓを求める演算部と、前記Ｌｓを電気信号として出力する出力部と、を有するようにしたものである。
【００１７】
上記プログラムは、コンピュータというハードウェア資源を用いて、対象となる圧力制御弁、ひいてはガスタービンの燃焼制御を行うものである。このプログラムは、コンピュータに用いる記憶装置や、フレキシブルディスク等の記憶媒体によってコンピュータの一要素となり、データ入力、各種演算、および出力をまかなう。これにより、前述のガスタービンの燃焼制御方法がコンピュータを利用して実現できる。
【００１９】
流量制御弁を適切に制御するためには、当該流量制御弁の上流と下流における燃料ガスの圧力制御が不可欠である。圧力制御弁は、その圧力制御を担うものである。この発明にかかる燃料制御装置では、燃料ガス供給圧力、燃焼器車室圧力、発電機出力、流量制御弁用の出力、および従来から用いていた流量制御弁差圧とその目標値を入力とする。これにより、これらの値に変動があった場合でも、演算部による演算で、圧力制御弁のリフトを適切に制御可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施の形態の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものを含む。
【００２１】
図１は、この発明の実施の形態にかかるガスタービンの燃料流量制御方法を示す概略図である。ガスタービン１に発電機２が接続される点、ガスタービン１に燃料供給源３から配管４が設けられる点、配管４に温度制御弁５、圧力制御弁６、流量制御弁７が設けられる点は従来技術と同様なので説明を省略する。また、温度制御弁５および流量制御弁７の制御方法は、従来技術と同様フィードバック制御を行うので、これも説明を省略する。
【００２２】
この発明の実施の形態では、圧力制御弁６の制御方法に特徴がある。具体的には、配管４の圧力制御弁６の上流で検出される燃料ガス供給圧力９と、ガスタービン１の燃焼器車室における燃焼器車室圧力１０と、ガスタービン１に接続される発電機出力１２と、発電機負荷目標値１３と実際の発電機出力１２との差を基に演算される流量制御弁７用の制御出力１４とがセンサーによって検出され、制御装置８に入力される。
【００２３】
また、従来と同様に流量制御弁７の上流と下流との差圧１５、および流量制御弁差圧目標値１６も制御装置８に入力される。制御装置８は、これらの入力９、１０、１２、１４、１５、１６を基に、所望の演算を施し、圧力制御弁６のリフト指令１７を出力する。
【００２４】
図２は、制御装置を説明するための説明図であり、（ａ）は、機能ブロック図であり、（ｂ）は、ハードウェア構成図である。同図（ａ）に示すように、制御装置８は、入力部２１、演算部２２、および出力部２３で構成される。メンテナンス等のためには、上記に加え、モニター等のユーザーインターフェース部を設けてもよい。入力部２１には、燃料ガス供給圧力９等の値１０、１２、１４、１５、１６が電気信号として入力される。
【００２５】
演算部２２は、入力部２１に入力された電気信号の値を基に、後述する演算を行う。出力部２３は、演算部２２で導き出された圧力制御弁のリフト指令１７を電気信号として出力する。なお、演算部２２は、記憶部を内包するもので、当該記憶部へのデータの読み書きにより演算処理を行う。
【００２６】
制御装置８のハードウェア構成は、同図（ｂ）に示すように、ＣＩＳＣ（Complex Instruction Set Computer）またはＲＩＳＣ（Reduced Instruction Set Computer）であるＣＰＵまたはＤＳＰ（Digital Signal Processor）といったプロセッサー２４を中心に、ＲＯＭ２５、ＲＡＭ２６、入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）２７、およびユーザーインターフェース２８をバス２９で接続した構成である。
【００２７】
プロセッサー２４の実行プログラムは、ＲＯＭやフラッシュメモリ２５等に予め格納される。また、このＲＯＭ等２５には、入出力インターフェース２７との通信プログラムやユーザーインターフェースと入出力するためのプログラムも格納される。なお、図では省略したが、入出力インターフェースには、その先に接続されるデバイス（電磁弁、各種センサー等）に応じてＡ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータが設けられる。なお、ここでは、ソフトウェアによるデジタル処理を想定して説明したが、ハードウエアによるアナログ処理により実現されるものであってもよい。
【００２８】
ここで、圧力制御弁６の上流で検出される燃料ガス供給圧力９、ガスタービン１の燃焼器車室における燃焼器車室圧力１０、ガスタービン１に接続される発電機の出力１２、および発電機負荷目標値１３と実際の発電機２の出力１２との差を基に演算される流量制御弁７用の制御出力１４を用いて圧力制御弁のリフトを求める方法を説明する。
【００２９】
説明を簡潔にするため、Ｖはガスタービン流入燃料質量流量（ｋｇ／ｈ）、ρはガスタービン燃料比重（ｋｇ/ｍ³）、ＭＷはガスタービン発電機出力（実発電機負荷）（ＭＷ）、Ｃｖｐは圧力制御弁のＣｖ値であるＣｖ値、Ｃｖｔは流量制御弁のＣｖ値であるＣｖ値、Ｌｐは圧力制御弁のリフト値、Ｌｔは流量制御弁のリフト値、ｐ１は燃料ガス供給圧力、ｐ２は燃焼器車室圧力、Δｐｐは圧力制御弁差圧、Δｐｔは流量制御弁差圧、そしてＣＳＯ（Controlled Signal Output）は発電機出力目標値と実際の発電機の出力との差を基に演算される流量制御弁用の制御出力とする。
【００３０】
燃料に含まれる熱量が一定であれば、ガスタービン発電機出力ＭＷと、ガスタービン流入燃料質量流量との間には、ヒートバランスで求められる関数関係がある。この関数をｆ_MWとすると、
ＭＷ＝ｆ_MW（Ｖ）・・・（１）
この関数ｆ_MWは動特性上一次遅れ関数で規定される。逆に、ガスタービン発電機出力からガスタービン流入燃料質量流量を求める場合は、
Ｖ＝ｆ_MW ^-1（ＭＷ）・・・（１）´
となる。したがって、ｆ_MW ^-1は動特性上一次進み関数となる。
【００３１】
燃料は温度制御弁で制御されているので、温度一定と考えると、比重ρは供給圧力との間で比例関係があるので、Ｋｐを比例定数として、
ρ＝Ｋｐ・ｐ１・・・（２）
と規定できる。
【００３２】
圧力制御弁、流量制御弁ともにＣｖ値、質量流量、比重、および差圧の間には、次式が成立する。
Ｃｖｐ＝Ｖ・（√ρ）/（√Δｐｐ）・・・（３）
Ｃｖｔ＝Ｖ・（√ρ）/（√Δｐｔ）・・・（３）´
【００３３】
流量制御弁はＣＳＯを基に動作するので、ＣＳＯと流量制御弁Ｃｖ値との間には関数関係がある。この関係をｆ_CSOと記述すると、
Ｃｖｔ＝ｆ_CSO（ＣＳＯ）・・・（４）
となる。この関数ｆ_CSOは、動特性上一次遅れ関数で規定される。
【００３４】
燃料ガス供給圧力、燃焼器車室圧力、圧力制御弁差圧、流量制御弁差圧との間には、次式のような関係がある。
ｐ１＝ｐ２＋Δｐｐ＋Δｐｔ・・・（５）
【００３５】
圧力制御弁、流量制御弁ともＣｖ値とリフト値は、弁特有の関数関係があり、これらの関数をそれぞれｆｐ、ｆｔとすると、次式のように表すことができる。
Ｌｐ＝ｆｐ（Ｃｖｐ）・・・（６）
Ｌｔ＝ｆｔ（Ｃｖｔ）・・・（６）´
【００３６】
上記（１）´、（２）および（３）´式から流量制御弁Ｃｖ値Ｃｖｔは、
Ｃｖｔ＝｛ｆ_MW ^-1（ＭＷ）｝・√（Ｋｐ・ｐ１）／√Δｐｔ・・・（７）
と表せる。
【００３７】
Δｐｔは（７）式から、
Δｐｔ＝｛ｆ_MW ^-1（ＭＷ）｝²・（Ｋｐ・ｐ１）／Ｃｖｔ²・・・（８）
と表せる。また、（４）と（８）式から、
Δｐｔ＝｛ｆ_MW ^-1（ＭＷ）｝²・（Ｋｐ・ｐ１）／｛ｆ_CSO（ＣＳＯ）｝²・・・（９）
と表せる。
【００３８】
圧力制御弁差圧Δｐｐは、（５）、（９）式から、
Δｐｐ＝ｐ１―ｐ２
―｛ｆ_MW ^-1（ＭＷ）｝²・（Ｋｐ・ｐ１）／｛ｆ_CSO（ＣＳＯ）｝²・・・（１０）
と表せる。
【００３９】
したがって、圧力制御弁のＣｖ値であるＣｖｐは、
【数１】

と表せる。
【００４０】
また、圧力制御弁のリフト値Ｌｐは、（６）式より
【数２】

となる。
【００４１】
このように求まったＬｐをＬｐ１とし、従来の流量制御弁差圧を用いたフィードバック制御によるリフト値をＬｐ２とすると、最終的圧力制御弁のリフト値Ｌｐｓは、Ｌｐｓ＝Ｌｐ１＋Ｌｐ２で求まる。これにより、Ｌｐｓは、燃料ガス供給圧力ｐ１、燃焼器車室圧力ｐ２、発電機の出力ＭＷ、発電機出力目標値と実際の発電機の出力との差を基に演算される流量制御弁用の制御出力ＣＳＯ、および流量制御弁差圧とその目標値とで求めることができる。
【００４２】
図３は、上記圧力制御弁の制御方法を示すフローチャートである。最初の四段階までは、燃料ガス供給圧力ｐ１、燃焼器車室圧力ｐ２、発電機の出力ＭＷ、および発電機出力目標値と実際の発電機の出力との差を基に演算される流量制御弁用の制御出力ＣＳＯを検出する（ステップＳ１０１〜１０４）である。これら検出された値は、制御装置の入力部であるＩ／Ｏから入力される。
【００４３】
演算部では、まず、ガスタービン流入燃料質量流量Ｖが、発電機の出力ＭＷの値を基に、上記（１）´式を用いて変換・導出される（ステップＳ１０５）。次に、燃料比重ρが、燃料ガス供給圧力ｐ１の値を基に、上記（２）式を用いて変換・導出される（ステップＳ１０６）。導出されたＶ、ρ、および発電機出力目標値と実際の発電機の出力との差を基に演算される流量制御弁用の制御出力ＣＳＯの値は、（９）式より、流量制御弁差圧Δｐｔを導出するために使用される（ステップＳ１０７）。
【００４４】
また、燃料ガス供給圧力ｐ１、燃焼器車室圧力ｐ２、および上記で得られた流量制御弁差圧Δｐｔを用いて、圧力制御弁差圧Δｐｐが導出される（ステップＳ１０８）。これらの値は、上記（１１）式により、圧力制御弁のＣｖｐ値に変換され（ステップＳ１０９）、上記（６）式よりリフト値Ｌｐ１が導出される（ステップＳ１１０）。そして、圧力制御弁を制御するための最終的なリフト値Ｌｐｓは、前記Ｌｐ１に従来のフィードバック制御によって得られたリフト値Ｌｐ２を付加することにより導出される（ステップＳ１１１、Ｓ１１２）。
【００４５】
以上のステップを経て、最終的な圧力制御弁のリフトは、制御装置の出力部から圧力制御弁に向けて出力される。上記ステップは、制御装置で定めるサンプリングレートで繰り返され、適切な圧力制御弁のリフト値を出力し続ける（ステップＳ１１３）。これらのステップはソフトウェアであるプログラムに具現化でき、上記制御装置によって実際の制御がなされる。
【００４６】
図４は、上記で説明した入力から出力までを示すブロック線図である。このブロック線図は、上述した（１２）式をブロック化したものと従来からのフィードバック制御を連結したものである。同図中、×３１は乗算器、÷３２は除算器、＋３３は加算器、Δ３４は減算器である。除算器に入力される２つの入力は一方が割られる側（Ｎ／）、他方が割る側（／Ｄ）である。なお、燃料ガス供給圧力ｐ１（符号３５）、と、燃焼器車室圧力ｐ２（符号３６）、発電機出力ＭＷ（符号３７）、流量制御弁差圧Δｐｔ（符号３８）は、離れて表してあるが、同一のものである。
【００４７】
以上の方法によれば、燃料ガス供給圧力ｐ１が増大しても、圧力制御弁を素早く閉めることができ、流量制御弁差圧Δｐｔの増大（上流側の増大）を防ぐことができる。反対に、燃料ガス供給圧力ｐ１が減少しても圧力制御弁を素早く開くことができ、流量制御弁差圧Δｐｔの減少（上流側の減少）を防ぐ。これにより、燃料ガス供給圧力が周期的に変動しても、流量制御弁差圧Δｐｔの変動を小さく抑えることができ、燃料ガス供給圧力変動によって燃焼器の燃焼が不安定になるのを防止することができる。
【００４８】
また、発電機出力（負荷）ＭＷが急降下したときには、ｆ_MW ^-1（ＭＷ）は時間進み関数であり、ｆ_CSO（ＣＳＯ）は時間遅れ関数であることから、ｆ_MW ^-1（ＭＷ）が用いられる信号流れの方がｆ_CSO（ＣＳＯ）が用いられる信号流れよりも早く圧力制御弁のリフトに影響する。これにより、圧力制御弁が早く閉まり、流量制御弁差圧の減少を防ぐことができる。
【００４９】
しばらく時間が経つとｆ_CSO（ＣＳＯ）が用いられる信号の値は減少（実際に燃料ガス流量制御弁も閉まる）するので、圧力制御弁が開いて、最終的に流量制御弁差圧をフィードバックしているようになる。したがって、発電機出力が急激に降下しても、流量制御弁差圧の変動を小さく抑えることができ、発電機出力急降下によって燃焼器の燃焼が不安定になるのを防止することができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明にかかるガスタービンの燃料制御方法（請求項１）によれば、ガス供給圧力が変動しても、圧力制御弁を素早く開閉することができ、流量制御弁差圧の変動を防ぐことができる。これにより、燃料ガス供給圧力変動によって燃焼器の燃焼が不安定になるのを防止することができる。
【００５１】
また、発電機出力（負荷）ＭＷが急降下したときでも、利用する関数の時間進み・時間遅れ補償作用により、適切な信号流れを維持できる。これにより、圧力制御弁を素早く閉めることができ、流量制御弁差圧の増大を防ぐことができる。したがって、発電機出力が急激に降下しても、発電機出力急降下によって燃焼器の燃焼が不安定になるのを防止することができる。
【００５２】
また、この発明にかかるプログラム（請求項２）によれば、コンピュータというハード資源を用いて、上記請求項１に記載のガスタービンの燃料制御方法を実行することができる。これにより、燃料ガス供給圧力や発電機出力の変動に強い制御システムを構築することができる。
【００５３】
また、この発明にかかるガスタービンの燃料制御装置（請求項３）によれば、ガス供給圧力が変動しても、圧力制御弁を素早く開閉することができ、流量制御弁差圧の変動を防ぐことができる。これにより、燃料ガス供給圧力変動によって燃焼器の燃焼が不安定になるのを防止することができる。
【００５４】
また、発電機出力（負荷）ＭＷが急降下したときでも、利用する関数の時間進み・時間遅れ補償作用により、適切な信号流れを維持できる。これにより、圧力制御弁を素早く閉めることができ、流量制御弁差圧の増大を防ぐことができる。したがって、発電機出力が急激に降下しても、発電機出力急降下によって燃焼器の燃焼が不安定になるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態にかかるガスタービンの燃料流量制御方法を示す概略図である。
【図２】制御装置を説明するための説明図であり、（ａ）は、機能ブロック図であり、（ｂ）は、ハードウェア構成図である。
【図３】上記圧力制御弁の制御方法を示すフローチャートである。
【図４】上記で説明した入力から出力までを示すブロック線図である。
【図５】従来のガスタービンの燃料制御方法を示す構成図である。
【符号の説明】
１ガスタービン
２発電機
６圧力制御弁
７流量制御弁
８制御装置
９燃料ガス供給圧力
１０燃焼器車室圧力
１２発電機出力
１３発電機負荷目標値
１４流量制御弁用の制御出力
２１入力部
２２演算部
２３出力部

Claims

ガスタービンの燃料が流れる配管に圧力制御弁と流量制御弁とを設け、当該圧力制御弁には、実際に得られる流量制御弁差圧をフィードバックして所望の流量制御弁差圧目標値に追従させてリフトＬ１を制御する方法を採用するガスタービンの燃料制御方法において、
ガスタービンに接続される発電機の出力との関係から導かれる当該ガスタービン流入燃料質量流量Ｖを求める工程と、
前記配管の前記圧力制御弁の上流で検出される燃料ガス供給圧力と、当該燃料ガス供給圧力と燃料比重との関係における比例定数とを乗じて得られる燃料比重ρを求める工程と、
前記ガスタービン流入燃料質量流量の２乗と前記燃料比重とを乗じたものを、前記発電機出力の目標値と実際の前記発電機の出力との差を基に演算される流量制御弁用の制御出力と前記流量制御弁のＣｖ値との関数を利用して当該流量制御弁用の制御出力から求めた当該流量制御弁のＣｖ値の２乗で除して表される流量制御弁差圧Δｐｔを求める工程と、
前記燃料ガス供給圧力から前記ガスタービンの燃焼器車室における燃焼器車室圧力を減じたものから、さらに前記流量制御弁差圧を減じたもので表される前記圧力制御弁差圧の平方根√Δｐｐで前記ガスタービン流入燃料質量流量Ｖと前記燃料比重の平方根√ρとの積を除して前記圧力制御弁のＣｖ値を求める工程と、
前記圧力制御弁のＣｖ値とリフトとの関数を利用して当該圧力制御弁のリフトＬ２を決定する工程と、
を有し、前記Ｌ１に前記Ｌ２を付加することを特徴とするガスタービンの燃料制御方法。
前記請求項１に記載されたガスタービンの燃料制御方法を、コンピュータに実行させるプログラム。
ガスタービンの燃料が流れる配管に圧力制御弁と流量制御弁とを設け、当該圧力制御弁には、実際に得られる流量制御弁差圧をフィードバックして所望の流量制御弁差圧目標値に追従させてリフトＬ１を制御するガスタービンの燃料制御装置において、
前記配管の前記圧力制御弁の上流で検出される燃料ガス供給圧力と、
前記ガスタービンの燃焼器車室における燃焼器車室圧力と、
前記ガスタービンに接続される発電機の出力と、
前記発電機出力目標値と実際の前記発電機の出力との差を基に演算される流量制御弁用の制御出力と、
を電気信号として入力する入力部と、
前記発電機の出力との関係から導かれる当該ガスタービン流入燃料質量流量Ｖを演算し、
前記燃料ガス供給圧力と、当該燃料ガス供給圧力と燃料比重との関係における比例定数とを乗じて得られる燃料比重ρを求める工程と、
前記ガスタービン流入燃料質量流量の２乗と前記燃料比重とを乗じたものを、前記発電機出力の目標値と実際の前記発電機の出力との差を基に演算される流量制御弁用の制御出力と前記流量制御弁のＣｖ値との関数を利用して当該流量制御弁用の制御出力から求めた当該流量制御弁のＣｖ値の２乗で除して表される流量制御弁差圧Δｐｔを演算し、
前記燃料ガス供給圧力から前記燃焼器車室圧力を減じたものから、さらに前記流量制御弁差圧を減じたもので表される前記圧力制御弁差圧の平方根√Δｐｐで前記ガスタービン流入燃料質量流量Ｖと前記燃料比重の平方根√ρとの積を除して前記圧力制御弁のＣｖ値を演算し、
前記圧力制御弁のＣｖ値とリフトとの関数を利用して当該圧力制御弁のリフトＬ２を演算し、
前記Ｌ１と前記Ｌ２との和Ｌｓを求める演算部と、
前記Ｌｓを電気信号として出力する出力部と、
を有するガスタービンの制御装置。