(57)【要約】【課題】排ガス圧力変動を含むなんらかの要因によって流量調整装置の流出圧力が変動しても、燃料流量を計算値通りに制御し、安定した燃焼を維持することのできる燃料調整装置及び燃料調整方法を提供する。【解決手段】実施形態の燃料調整装置は、燃焼器へ供給する燃料の流量を調整する燃料調整装置であって、燃料の供給を所定の流量に調整する流量調整部と、燃料の流量調整部から燃焼器への流出圧力を取得する流出圧力測定部と、燃料の流量調整部への流入圧力を調整する圧力調整部と、燃料の圧力調整部から流量調整部への流入圧力を取得する流入圧力測定部とを具備する。そして、実施形態の燃料調整装置は、流入圧力及び流出圧力に基づいて、流入圧力と流出圧力との差圧が所定のバイアス値となるように圧力調整部を制御する制御部とを具備する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼器へ供給する燃料の流量を調整する燃料調整装置であって、
前記燃料の供給を所定の流量に調整する流量調整部と、
前記燃料の前記流量調整部から前記燃焼器への流出圧力を取得する流出圧力測定部と、
前記燃料の前記流量調整部への流入圧力を調整する圧力調整部と、
前記燃料の前記圧力調整部から前記流量調整部への流入圧力を取得する流入圧力測定部と、
前記流入圧力及び前記流出圧力に基づいて、前記流入圧力と前記流出圧力との差圧が所定のバイアス値となるように前記圧力調整部を制御する制御部と
を具備する燃料調整装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記流出圧力に基づいて前記流入圧力の予測値を算出する予測値算出部と、
前記流入圧力の予測値と前記流入圧力とを比較して予測誤差を算出する予測誤差算出部と、
前記予測誤差に基づいて前記圧力調整部を制御する圧力調整部制御部と
を備えたことを特徴とする請求項１記載の燃料調整装置。
【請求項３】
前記流量調整部は、前記燃料のとるべき流量を示す燃料流量指令値に基づいて前記流量を制御することを特徴とする請求項１または２記載の燃料調整装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記燃料流量指令値に基づいて、前記流入圧力及び前記流出圧力の差圧に相当する圧力バイアス予測値を算出する圧力バイアス算出部をさらに備え、
前記予測値算出部は、前記圧力バイアス予測値及び前記流出圧力に基づいて前記流入圧力の予測値を算出することを特徴とする請求項３記載の燃料調整装置。
【請求項５】
燃焼器、該燃焼器の燃焼ガスにより駆動されるガスタービン及び該ガスタービンにより駆動される発電機を備えた発電プラントにおいて前記燃焼器へ供給する燃料の流量を調整する燃料調整装置であって、
前記発電機の出力に基づいて前記燃料の流量を調整する流量調整部と、
前記ガスタービンの排ガスの排ガス圧力を取得する排ガス圧力測定部と、
前記燃料の前記流量調整部への流入圧力を調整する圧力調整部と、
前記燃料の前記圧力調整部から前記流量調整部への流入圧力を取得する流入圧力測定部と、
前記流入圧力及び前記排ガス圧力に基づいて、前記流入圧力と前記排ガス圧力との差圧が所定のバイアス値となるように前記圧力調整部を制御する制御部と
を具備する燃料調整装置。
【請求項６】
前記制御部は、
前記排ガス圧力に基づいて前記流入圧力の予測値を算出する予測値算出部と、
前記流入圧力の予測値と前記流入圧力とを比較して予測誤差を算出する予測誤差算出部と、
前記予測誤差に基づいて前記圧力調整部を制御する圧力調整部制御部と
を備えたことを特徴とする請求項５記載の燃料調整装置。
【請求項７】
前記発電機の出力に基づいて前記燃料のとるべき流量を示す燃料流量指令値を生成する指令値生成部をさらに備え、
前記流量調整部は、前記燃料流量指令値に基づいて前記流量を制御することを特徴とする請求項５または６記載の燃料調整装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記燃料流量指令値に基づいて、前記流入圧力及び前記排ガス圧力の差圧に相当する圧力バイアス予測値を算出する圧力バイアス算出部をさらに備え、
前記予測値算出部は、前記圧力バイアス予測値及び前記排ガス圧力に基づいて前記流入圧力の予測値を算出することを特徴とする請求項７記載の燃料調整装置。
【請求項９】
燃焼器と、該燃焼器へ供給する燃料の流量を調整する流量調整装置と、該流量調整装置への前記燃料の流入圧力を調整する圧力調整装置とを備えた燃料調整装置において前記燃料の流量を調整する燃料調整方法であって、
前記燃料の前記流量調整装置から前記燃焼器への流出圧力を測定し、
前記燃料の前記圧力調整装置から前記流量調整装置への流入圧力を測定し、
前記流入圧力及び前記流出圧力に基づいて、前記流入圧力と前記流出圧力との差圧が所定のバイアス値となるように前記圧力調整装置を制御し、
前記燃料の供給が所定の流量となるように前記流量調整装置を制御すること
を特徴とする燃料調整方法。
【請求項１０】
燃焼器、該燃焼器の燃焼ガスにより駆動されるガスタービン、該ガスタービンにより駆動される発電機を備えた発電プラントにおける、前記燃焼器へ供給する燃料の流量を調整する流量調整装置と、該流量調整装置への前記燃料の流入圧力を調整する圧力調整装置とを備えた燃料調整装置において前記燃料の流量を調整する燃料調整方法であって、
前記ガスタービンの排ガスの排ガス圧力を測定し、
前記燃料の前記圧力調整装置から前記流量調整装置への流入圧力を測定し、
前記流入圧力及び前記排ガス圧力に基づいて、前記流入圧力と前記排ガス圧力との差圧が所定のバイアス値となるように前記圧力調整装置を制御し、
前記燃料の供給が所定の流量となるように前記流量調整装置を制御すること
を特徴とする燃料調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ガスタービン燃焼器などに供給する燃料を調整する燃料調整装置および燃料調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な発電所などで使用されるガスタービンにおいては、発電システムとしての効率向上のため、廃熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）にてタービン排ガスから熱エネルギーが回収される。熱エネルギーが回収された後のタービン排ガスは、最終的に大気に放出されるため、その排ガス圧力は、ほぼ大気圧と一致し一定と言ってよい。
【０００３】
このような場合において、ガスタービンの燃料流量調整装置では、燃焼器への流入燃料流量は発電機出力指令値に基づいて決定され、決定した燃料流量に基づいて流量調整装置の開度指令値が計算され、この開度指令値と実際の実開度とを用いた比例制御によって流量調整装置の開度制御、ひいては燃料流量調整を行っている（たとえば特許文献１参照）。
【０００４】
これは、排ガス圧力が一定である場合には、流量調整装置の流出圧力もほぼ一定であるため、流量調整装置の流入圧力を監視し、所定の値に制御していれば、流量調整装置の開度のみの制御により、意図した燃料流量を確実に実現することが可能であるためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６２−７５０３１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、クローズドサイクルとして発電システム内で排ガスを再利用するようなシステムにおいては、排ガスの運用方法や運転点によって排ガス圧力が変動する。もし排ガス圧力の変動が、燃焼器入口の燃料圧力、つまり流量調整装置の流出圧力の変動を引き起こした場合、燃料流量は指令値からずれることになる。燃料流量調整量のずれは、燃焼器内の火炎の安定性喪失や不完全燃焼、異常高温による機器破壊等を引き起こすおそれがある。
【０００７】
本発明の実施形態はかかる課題を解決するためになされたもので、排ガス圧力変動を含むなんらかの要因によって流量調整装置の流出圧力が変動しても、燃料流量を計算値通りに制御し、安定した燃焼を維持することのできる燃料調整装置及び燃料調整方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の燃料調整装置は、燃焼器へ供給する燃料の流量を調整する燃料調整装置であって、燃料の供給を所定の流量に調整する流量調整部と、燃料の流量調整部から燃焼器への流出圧力を取得する流出圧力測定部と、燃料の流量調整部への流入圧力を調整する圧力調整部と、燃料の圧力調整部から流量調整部への流入圧力を取得する流入圧力測定部とを具備する。そして、実施形態の燃料調整装置は、流入圧力及び流出圧力に基づいて、流入圧力と流出圧力との差圧が所定のバイアス値となるように圧力調整部を制御する制御部とを具備する。
【０００９】
また、実施形態の燃料調整装置は、燃焼器、該燃焼器の燃焼ガスにより駆動されるガスタービン及び該ガスタービンにより駆動される発電機を備えた発電プラントにおいて燃焼器へ供給する燃料の流量を調整する燃料調整装置であって、発電機の出力に基づいて燃料の流量を調整する流量調整部と、ガスタービンの排ガスの排ガス圧力を取得する排ガス圧力測定部と、燃料の流量調整部への流入圧力を調整する圧力調整部と、燃料の圧力調整部から流量調整部への流入圧力を取得する流入圧力測定部とを具備する。そして、実施形態の燃料調整装置は、流入圧力及び排ガス圧力に基づいて、流入圧力と排ガス圧力との差圧が所定のバイアス値となるように圧力調整部を制御する制御部とを具備する。
【００１０】
実施形態の燃料調整方法は、燃焼器と、該燃焼器へ供給する燃料の流量を調整する流量調整装置と、該流量調整装置への燃料の流入圧力を調整する圧力調整装置とを備えた燃料調整装置において燃料の流量を調整する燃料調整方法である。そして、実施形態の燃料調整方法は、燃料の流量調整装置から燃焼器への流出圧力を測定し、燃料の圧力調整装置から流量調整装置への流入圧力を測定し、流入圧力及び流出圧力に基づいて、流入圧力と流出圧力との差圧が所定のバイアス値となるように圧力調整装置を制御し、燃料の供給が所定の流量となるように流量調整装置を制御することを特徴とする。
【００１１】
また、実施形態の燃料調整方法は、燃焼器、該燃焼器の燃焼ガスにより駆動されるガスタービン、該ガスタービンにより駆動される発電機を備えた発電プラントにおける、燃焼器へ供給する燃料の流量を調整する流量調整装置と、該流量調整装置への燃料の流入圧力を調整する圧力調整装置とを備えた燃料調整装置において燃料の流量を調整する燃料調整方法である。そして、ガスタービンの排ガスの排ガス圧力を測定し、燃料の圧力調整装置から流量調整装置への流入圧力を測定し、流入圧力及び排ガス圧力に基づいて、流入圧力と排ガス圧力との差圧が所定のバイアス値となるように圧力調整装置を制御し、燃料の供給が所定の流量となるように流量調整装置を制御することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係るガスタービンプラントの全体構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る燃料調整装置の構成を示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態に係る燃料調整装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】第１の実施形態に係る流入圧力制御の作用を説明する図である。
【図５】流入圧力制御がない場合の状態を説明する図である。
【図６】第２の実施形態に係る燃料調整装置の構成を示すブロック図である。
【図７】第２の実施形態に係る燃料圧力制御の作用の説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、実施形態に係る燃料調整装置および燃料調整方法について詳細に説明する。図１に示すように、第１の実施形態の燃料調整装置１０は、燃料Ａを燃焼器９０へ供給する燃料供給路２０の経路上に設けられ、燃焼器９０への燃料Ａの供給量を制御することによりガスタービン１００を制御する。ガスタービン１００は、図示しない発電機を駆動する。
【００１４】
燃焼器９０へ供給される燃料Ａの燃料流量Ｆは、燃料供給路２０上に備えられた流量調整部３０によって調整される。流量調整部３０は、例えば制御部８０からの制御信号に基づいて開度を調整可能な電磁バルブなどにより実現される。流量調整部３０の前段には圧力調整部５０が備えられ、流量調整部３０への流入圧力Ｐ１を調整する。圧力調整部５０は、例えば制御部８０からの制御信号に基づいて開度を調整可能な電磁バルブなどにより実現される。流量調整部３０及び圧力調整部５０は、制御部８０によって制御され、開度等自己の状態が制御部８０にフィードバックされるよう構成されている。
【００１５】
さらに、第１の実施形態の燃料調整装置１０は、流量調整部３０への流入圧力Ｐ１を測定する流入圧力測定部４０と、流量調整部３０から燃焼器９０への流出圧力Ｐ２を測定する流出圧力測定部６０を備えている。流入圧力測定部４０及び流出圧力測定部６０は、燃料Ａの燃料供給路２０における流量調整部３０への流入圧力Ｐ１および流出圧力Ｐ２をそれぞれ計測して電気信号に変換する。電気信号に変換された流入圧力Ｐ１及び流出圧力Ｐ２は、制御部８０に送られる。
【００１６】
制御部８０は、受け取った流入圧力Ｐ１及び流出圧力Ｐ２に基づいて、流量調整部３０及び圧力調整部５０の制御信号を生成して流量調整部３０及び圧力調整部５０それぞれへ送出する。流量調整部３０や圧力調整部５０は、制御部８０からの制御信号に基づいて自身の開度を調整し、流入圧力Ｐ１や流出圧力Ｐ２を制御する。
【００１７】
続いて、図２を参照して、実施形態の制御部８０の構成を詳細に説明する。図２に示すように、制御部８０は、燃料流量制御指令値生成部（ＦＳＲ生成部）８１、流入圧力予測部８２、流入圧力予測誤差算出部８３、圧力調整部開度算出部８４、圧力調整部開度制御部８５、流量調整部開度算出部８６、及び流量調整部開度制御部８７を備えている。
【００１８】
ＦＳＲ生成部８１は、図示しない発電機へ送る発電機出力指令値ＭＷｄ及び図示しない発電機から送られる発電機出力ＭＷを取得し、対応する燃料流量指令値Ｆｄを生成する演算ブロックである。ＦＳＲ生成部８１は、所定の発電機出力指令値ＭＷｄと発電機出力ＭＷとを比較し、両者の値に偏差が生じた場合、その偏差が小さくなるような燃料流量指令値Ｆｄを生成する。例えば、発電機出力ＭＷが発電機出力指令値ＭＷｄよりも小さい場合、燃焼器９０への燃料流量Ｆを増加させる燃料流量指令値Ｆｄを生成する。
【００１９】
流入圧力予測部８２は、燃料流量指令値Ｆｄと、流出圧力測定部６０から送られる流量調整部３０の流出圧力Ｐ２とに基づいて、流量調整部３０への流入圧力予測値Ｐ１ｅを算出する演算ブロックである。流入圧力予測部８２は、流量調整部圧力バイアス算出部８２１と、流入圧力予測値算出部８２２とを備えている。流量調整部圧力バイアス算出部８２１は、燃料流量指令値Ｆｄに基づいて、流量調整部３０の流入圧力Ｐ１及び流出圧力Ｐ２の差圧（すなわち、圧力バイアスＰｂ（＝Ｐ１−Ｐ２））に相当する圧力バイアス予測値Ｐｂｅを算出する演算ブロックであり、流入圧力予測値算出部８２２は、圧力バイアス予測値Ｐｂｅ及び流出圧力測定部６０から送られる流量調整部３０の流出圧力Ｐ２に基づいて、流量調整部３０への流入圧力予測値Ｐ１ｅを算出する演算ブロックである。
【００２０】
流入圧力予測誤差算出部８３は、流入圧力予測値Ｐ１ｅと流入圧力測定部４０から送られる流入圧力Ｐ１との差分を算出し、その圧力偏差ΔＰ１を生成する演算ブロックである。流入圧力予測誤差算出部８３は、流入圧力Ｐ１の予測値Ｐ１ｅと実測された流入圧力Ｐ１とを比較することで予測値Ｐ１ｅの偏差ΔＰ１を算出する。すなわち、予測値Ｐ１ｅと流入圧力Ｐ１の偏差ΔＰ１は、実測された流入圧力Ｐ１について補正されるべき変化量を示していることになる。
【００２１】
圧力調整部開度算出部８４は、圧力偏差ΔＰ１に基づいて圧力調整部開度設定値Ｌｐｓを算出する演算ブロックであり、圧力調整部開度制御部８５は、圧力調整部開度設定値Ｌｐｓと圧力調整部５０から得られる圧力調整部実開度Ｌｐとに基づいて圧力調整部５０への操作量を算出して圧力調整部開度指令Ｌｐｄを生成する演算ブロックである。圧力調整部開度算出部８４及び圧力調整部開度制御部８５は、与えられた圧力偏差ΔＰ１に基づいて圧力調整部５０を制御し、圧力バイアスＰｂを一定に維持する作用をする。
【００２２】
流量調整部開度算出部８６は、燃料流量指令値Ｆｄに基づき流量調整部開度設定値Ｌｆｓを算出する演算ブロックであり、流量調整部開度制御部８７は、流量調整部開度設定値Ｌｆｓと流量調整部３０から得られる流量調整部実開度Ｌｆとに基づいて流量調整部３０への操作量を算出して流量調整部開度指令Ｌｆｄを生成する演算ブロックである。すなわち、流量調整部開度算出部８６及び流量調整部開度制御部８７は、与えられた燃料流量指令値Ｆｄに基づいて流量調整部３０を制御し、燃料流量Ｆを一定に維持する作用をする。
【００２３】
続いて、図２ないし図４を参照して、第１の実施形態の燃料供給装置の動作を説明する。
【００２４】
図示しないインタフェースを介して、発電機出力指令値ＭＷｄ及びガスタービン１００に接続された発電機から発電機出力ＭＷを受け取ると（ステップ２００。以下「Ｓ２００」のように称する。）、ＦＳＲ生成部８１は、両者の偏差に対応する燃料流量指令値Ｆｄを生成する（Ｓ２１０）。ＦＳＲ生成部８１は、例えば、プラントのヒートバランスより計算された値や試運転データから得られる値に基づいて決定された対応テーブルをあらかじめ備えており、発電機出力指令値ＭＷｄと発電機出力ＭＷの偏差を当該対応テーブルに適用して燃料流量指令値Ｆｄを決定する。
【００２５】
燃料流量指令値Ｆｄが決定されると、流量調整部開度算出部８６は、流量調整部３０の調整量を算出する（Ｓ２２０）。具体的には、流量調整部開度算出部８６は、流量調整部３０をなす弁のＣｖ値関数に燃料流量指令値Ｆｄを適用し、流量調整部開度設定値Ｌｆｓを算出する。流量調整部開度設定値Ｌｆｓは、流量調整部３０をなす弁の開度に対応する。
【００２６】
流量調整部開度制御部８７は、流量調整部３０の開度を制御して流量調整部３０における燃料Ａの流量が所定の燃料流量Ｆｄとなるよう制御する（Ｓ２３０）。具体的には、流量調整部開度制御部８７は、流量調整部開度設定値Ｌｆｓと流量調整部３０からフィードバックされる流量調整部実開度Ｌｆとの偏差から、流量調整部３０をなす弁の操作量を算出して流量調整部開度指令Ｌｆｄを生成し、流量調整部３０を制御する。流量調整部開度制御部８７は、流量調整部３０からの流量調整部実開度Ｌｆ及び流量調整部開度指令Ｌｆｄにより自律的に流量調整部３０を制御する。流量調整部３０が制御されると、流出圧力測定部６０が測定した流出圧力Ｐ２が制御される。
【００２７】
ＦＳＲ生成部８１、流量調整部開度算出部８６及び流量調整部開度制御部８７による動作（Ｓ２１０〜Ｓ２３０）は、発電機出力指令値ＭＷｄ及び発電機出力ＭＷに基づく流量制御を実現する。
【００２８】
流出圧力測定部６０は、流量調整部３０からの燃料の流出圧力Ｐ２を計測し、得られた計測値を流入圧力予測値算出部８２２に送っている。流入圧力予測値算出部８２２は、流量調整部圧力バイアス算出部８２１が生成した圧力バイアス予測値Ｐｂｅ及び流出圧力Ｐ２に基づき、流出圧力Ｐ２の変動に対応した流入圧力予測値Ｐ１ｅを生成する（Ｓ２４０）。
【００２９】
流量調整部圧力バイアス算出部８２１は、例えば、プラントのヒートバランスから計算した値もしくは試運転データから得られる値に基づいて決定された対応テーブルをあらかじめ備えており、燃料流量指令値Ｆｄを当該対応テーブルに適用して圧力バイアス予測値Ｐｂｅを決定している。流入圧力予測値算出部８２２は、流出圧力測定部６０から送られた流出圧力Ｐ２に対して圧力バイアス予測値Ｐｂｅを足しこむことで流量調整部３０への流入圧力予測値Ｐ１ｅを算出する。
【００３０】
流入圧力予測誤差算出部８３は、流入圧力予測値Ｐ１ｅと、流入圧力測定部４０から送られた流入圧力Ｐ１の差をとって流入圧力の偏差を算出し、圧力偏差ΔＰ１を生成する（Ｓ２５０）。
【００３１】
圧力調整部開度算出部８４は、圧力偏差ΔＰ１を比例・積分演算して圧力調整部開度設定値Ｌｐｓを算出する（Ｓ２６０）。圧力調整部開度設定値Ｌｐは、圧力偏差ΔＰ１を小さくする方向に圧力調整部開度を制御する内容となる。
【００３２】
圧力調整部開度制御部８５は、圧力調整部開度設定値Ｌｐｓと、圧力調整部５０からフィードバックされる圧力調整部実開度Ｌｐとの偏差から、圧力調整部５０に与えるべき操作量を算出して圧力調整部開度指令Ｌｐｄを生成し、圧力調整部５０を制御する（Ｓ２７０）。圧力調整部開度制御部８５は、圧力調整部５０からの圧力調整部実開度Ｌｐ及び圧力調整部開度指令Ｌｐｄにより自律的に圧力調整部５０を制御する。圧力調整部５０が制御されると、流入圧力測定部４０が測定した流入圧力Ｐ１が制御される。
【００３３】
流入圧力予測誤差算出部８３、圧力調整部開度算出部８４及び圧力調整部開度制御部８５による動作（Ｓ２５０〜Ｓ２７０）は、流入圧力予測値Ｐ１ｅ及び流入圧力測定部４０からの流入圧力Ｐ１に基づく圧力制御を実現する。
これら一連の動作を、図４に示す例に当てはめて説明する。排ガス圧力Ｐ３が何らかの理由により低下し、それに連動して流出圧力Ｐ２が低下した場合（図４中（１））、圧力調整部開度算出部８４は、圧力偏差ΔＰ１が小さくなる方向、すなわち流入圧力Ｐ１を低下させる開度設定値Ｌｐを算出する（図３中Ｓ２４０〜Ｓ２６０）。圧力調整部５０は、開度設定値Ｌｐに従ってバルブの開度を小さくする（図３中Ｓ２７０；図４中（２））。
【００３４】
圧力調整部５０の開度が小さくなることで、流量調整部３０への流入圧力Ｐ１は低下することとなり、圧力バイアスＰｂが維持されるようシステム全体が制御される（図４中（３））。その結果、流量調整部開度Ｌｆが制御されなくても（図４中（２））、燃料流量Ｆの変動は最小限に抑えられ（同（４））、発電機出力ＭＷと発電機出力指令値ＭＷｄとのずれも最小限に抑えることができる（同（５））。
【００３５】
ここで、図５を参照して、圧力調整部５０による圧力バイアス制御がない場合の状態遷移を比較例として説明する。これは、図３におけるＳ２１０からＳ２３０までの制御のみを行う場合に相当する。
【００３６】
圧力調整部５０による圧力バイアス制御がない場合、排ガス圧力Ｐ３が低下した場合、連動して流量調整部３０の流出圧力Ｐ２も低下する（図５中（１））。一方、流量調整部３０への流入圧力Ｐ１は、圧力バイアス制御がないから（図５中（２））一定のままである（図５中（３））。そうすると、流量調整部３０の入出力間の差圧（流入圧力Ｐ１と流出圧力Ｐ２との差圧）が大きくなるから（図５中（３））、燃料流量Ｆが一時的に増加する（図５中（４））。燃料流量Ｆが増加すると、発電機出力ＭＷも増加する（図５中（５））。その結果、発電機出力ＭＷが発電機出力指令値ＭＷｄからずれてしまう。
【００３７】
発電機出力ＭＷと発電機出力指令値ＭＷｄとがずれると、ＦＳＲ生成部８１は、その偏差をなくすため燃料流量Ｆを下げる方向に燃料流量指令値Ｆｄを変化させ、それによって流量調整部３０の開度Ｌｆが小さくなる（図５中（６））。その結果、今度は燃料流量Ｆと燃料流量指令値Ｆｄとの間に偏差が生じてしまう（図５中（７））。したがって、図２ないし図４にて説明した実施形態の燃料調整装置と比較して、燃料流量Ｆと燃料流量指令値Ｆｄとのずれが生じやすい。
【００３８】
また、ＦＳＲ生成部８１は、発電機出力ＭＷと発電機出力指示値ＭＷｄの偏差を検出して初めて燃料流量指令値Ｆｄを変化させ、それにより流量調整部３０の開度Ｌｆの調整が行われるため、その間に生ずる発電機出力偏差が大きくなり、指令値への復帰に時間を要してしまう。
【００３９】
実施形態の燃料調整装置によれば、流入圧力Ｐ１と流出圧力Ｐ２の差分の圧力バイアスＰｂが維持されるように圧力調整部５０を制御するので、発電機出力ＭＷの変動も最小限に抑えられ、燃料流量Ｆと燃料流量指令値Ｆｄとのずれも最小限となり、出力変動の無い、安定した燃焼を維持することができる。
【００４０】
なお、図３に示す実施形態の動作では、流量調整部３０による流量調整と圧力調整部５０による圧力調整とが直列的に行われているが、これには限定されない。図２に示すように、流量調整と圧力調整とが同時並行的に行われてもよい。
【００４１】
続いて、図６を参照して、第２の実施形態の燃料調整装置の構成を詳細に説明する。以下の説明において、図２に示す第１の実施形態と共通する構成には同一の符号を付して示し、重複する説明を省略する。図６に示すように、第２の実施形態の燃料調整装置は、流量調整部圧力バイアス算出部８２１に替えてタービン・流量調整部圧力バイアス算出部８２３を備え、流入圧力予測値算出部８２２に替えて流入圧力予測値算出部８２４を備え、流量調整部３０の出力側の圧力を測定する流出圧力測定部６０に替えてガスタービン１００の出力側の排ガス圧力Ｐ３を測定する排ガス圧力測定部７０を備えている。
【００４２】
第１の実施形態における流量調整部圧力バイアス算出部８２１は、流量調整部３０の流入圧力Ｐ１及び流出圧力Ｐ２の差分たる圧力バイアスの予測値Ｐｂｅを算出しているが、第２の実施形態におけるタービン・流量調整部圧力バイアス算出部８２３は、流入圧力Ｐ１及び排ガス圧力Ｐ３の差分、すなわち、ガスタービン１００、燃焼器９０及び流量調整部３０の間の差分に相当する圧力バイアス予測値Ｐｂｅ’を算出する。
【００４３】
タービン・流量調整部圧力バイアス算出部８２３は、プラントのヒートバランスから計算した値もしくは試運転データから得られる値に基づいて決定された対応テーブルをあらかじめ備えており、燃料流量指令値Ｆｄを当該対応テーブルに適用して圧力バイアス予測値Ｐｂｅ’を決定する。
【００４４】
第２の実施形態における流入圧力予測値算出部８２４は、排ガス圧力測定部７０から送られた排ガス圧力Ｐ３に対して圧力バイアス予測値Ｐｂｅ’を足しこむことで流量調整部３０への流入圧力予測値Ｐ１ｅを算出する。
【００４５】
この実施形態の燃料調整装置では、ガスタービン１００の排ガス圧力Ｐ３を用いて流量調整部３０の流入圧力予測値Ｐ１ｅを計算している。そのため、図７に示すように、排ガス圧力Ｐ３の変動が流量調整部３０の流出圧力Ｐ２に影響するのを待たずに流入圧力Ｐ１の制御を行うことができ、最小限のタイムラグにより圧力バイアスＰｂ’を維持する制御が実現できる。そのため、第１の実施形態よりも高速に圧力変動に対する制御を行うことができ、安定した燃焼を得ることができる。
【００４６】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが，これらの実施形態は，例として提示したものであり，発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は，その他の様々な形態で実施されることが可能であり，発明の要旨を逸脱しない範囲で，種々の省略，置き換え，変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は，発明の範囲や要旨に含まれるとともに，特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４７】
１０…燃料調整装置、２０…燃料供給路、３０…流量調整部、４０…流入圧力測定部、５０…圧力調整部、６０…流出圧力測定部、７０…排ガス圧力測定部、８０…制御部、８２…流入圧力予測部、８２１…流量調整部圧力バイアス算出部、８２２、８２４…流入圧力予測値算出部、８２３…タービン・流量調整部圧力バイアス算出部、８３…流入圧力予測誤差算出部、８４…圧力調整部開度算出部、８５…圧力調整部開度制御部、８６…流量調整部開度算出部、８７…流量調整部開度制御部、１００…ガスタービン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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