(57)【要約】【課題】燃料の組成又は熱量と燃焼振動特性との関係を緩和して、燃焼振動特性をさらに正確に把握することにより、燃焼振動をさらに精度良く抑えるようにする。【解決手段】ガスタービン１の燃焼器３２で発生する燃焼振動及び該燃焼器に供給する燃料ｆの組成又は熱量及び他のプラント状態量を検出し、該検出値から燃焼振動特性を把握し、燃焼振動が発生しない運転条件となるように燃焼器に供給する燃焼流量又は空気流量を増減するに際し、燃焼振動及び燃料組成又は熱量及び他のプラント状態量の検出値を該燃料組成又は熱量の値に応じて複数のデータベースに分割して格納することにより、各データベースに格納されたデータ毎に行なう燃焼振動特性の近似処理の精度を向上し、２つのデータベース間で燃料組成又は熱量の境界領域のデータを重複して格納することにより、データ処理時に近似処理により求めた燃焼振動特性を示すモデルの不連続性を低減する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンの燃焼器で発生する燃焼振動及び該燃焼器に供給する燃料の組成又は熱量及び他のプラント状態量を検出し、かつこれらの検出値から燃焼振動特性を把握し、
該燃焼振動特性から燃焼振動が発生しない運転条件となるように燃焼器に供給する燃料流量又は空気流量を増減するようにしたガスタービン制御方法において、
燃焼振動、燃料の組成又は熱量及び他のプラント状態量の検出値を燃料の組成又は熱量の値に応じて複数のデータベースに分割して格納することにより、各データベースに格納されたデータ毎に行なう燃焼振動特性の近似処理の精度を向上し、
２つのデータベース間で燃料の組成又は熱量の境界領域のデータを該２つのデータベースに重複して格納することにより、データ処理時に近似処理により求められた燃焼振動特性を示すモデルの不連続性を低減するようにしたことを特徴とするガスタービン制御方法。
【請求項２】
前記２つのデータベースの重複領域中に閾値を設けて該重複領域を２つの領域に分割し、一方のデータベースのデータ処理時に該２つの領域のうち該一方のデータベースと燃料の組成又は熱量の値が連続した側の領域からデータを選択し、
該一方のデータベースに格納されたデータ及び該選択されたデータから前記燃焼振動特性を把握することを特徴とする請求項１に記載のガスタービン制御方法。
【請求項３】
ガスタービンの燃焼器で発生する燃焼振動及び該燃焼器に供給する燃料の組成又は熱量及び他のプラント状態量を検出し、かつこれらの検出値から燃焼振動特性を把握し、
該燃焼振動特性から燃焼振動が発生しない運転条件となるように燃焼器に供給する燃料流量又は空気流量を増減するようにしたガスタービン制御装置において、
燃焼振動及び燃料の組成又は熱量及び他のプラント状態量の検出値を格納する複数のデータベースを設け、燃料の組成又は熱量の値に応じて該検出値を分割格納すると共に、２つのデータベース間で燃料の組成又は熱量の境界領域のデータを該２つのデータベースに重複して格納するように構成したことを特徴とするガスタービン制御装置。
【請求項４】
前記２つのデータベースの重複領域中に該重複領域を２つの領域に分割する閾値を設け、一方のデータベースのデータ処理時に該２つの領域のうち該一方のデータベースと燃料の組成又は熱量の値が連続した側の領域からデータを選択するように構成し、
該一方のデータベースに格納されたデータ及び該選択されたデータから前記燃焼振動特性を把握するようにしたことを特徴とする請求項３に記載のガスタービン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼振動が発生しない運転条件となるように燃焼器に供給する燃料流量又は空気流量を増減するようにしたガスタービン制御方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のガスタービンプラントでは、発電機出力、大気温度などに基づいて、燃焼器へ送る燃料流量及び空気流量を予め決定し、試運転で運転状態を微調整し、ここで決定した流量値に基づいて運転を行なっている。
しかし、この制御方法では、ガスタービンに供給される燃料ガスの組成及び熱量の変動や、圧縮機の性能劣化又はフィルタの目詰まりなどの経年変化などにより、実際の燃料成分や燃料流量又は空気流量が計画時や試運転調整時とずれる可能性がある。
【０００３】
そして、このずれが原因となり、燃焼安定性が低下し、さらには、燃焼振動が発生するおそれがあり、ガスタービンプラントの運転に大きな支障をきたす。そのため、この燃焼振動の発生をできるだけ回避することが、ガスタービンプラントの設備保護上及び稼働率向上の観点から強く求められている。
【０００４】
特許文献１（特開平５−１８７２７１号公報）には、ガスタービンプラントの安定燃焼制御方法として、燃料組成に基づく燃料発熱量の変動量に対応して、燃焼器における燃料流量や空気流量を調整する制御方法が開示されている。
この制御方法では、燃料組成に基づく燃料発熱量の変動量に対応して、バイアス係数を設定すると共に、該燃料発熱量の変動量にバイアス係数を乗算した補正値を燃料流量や空気流量の基準設定値に加減算して、燃料流量や空気流量を調整している。
【０００５】
しかし、この方法では、燃料発熱量に対するバイアス係数が一意的に決定されるため、調整の自由度が少なく、最適な調整が困難である。
そこで、本発明者等は、特許文献２（特開２００６−１８３６５２号公報）で、この問題点を改善したガスタービン制御装置を提案している。以下、この制御装置を図４及び図５に基づいて説明する。
【０００６】
図４において、このガスタービンプラント１００は、供給された燃料ガスを燃焼して得られた熱エネルギにより回転駆動されるガスタービン１０２と、ガスタービン１０２を制御するガスタービン制御部１０４とを備える。
ガスタービン１０２は、ガスタービン１０２の運転条件や運転状態を示す各プロセス量（プラント状態量）を計測するプロセス量計測部１０６と、ガスタービン１０２に設けられた後述する燃焼器３２（図１参照）に取り付けられた圧力変動測定部１０８及び加速度測定部１１０と、ガスタービン１０２の各部の操作を行なう操作機構１１２とを備えている。プロセス量には、例えば、燃焼器３２に供給される燃料流量や空気流量等がある。
【０００７】
ガスタービン制御部１０４は、プロセス量計測部１０６、圧力変動測定部１０８及び加速度測定部１１０からの信号に基づいて、操作機構１１２に与える制御信号を生成する制御部１１４と、制御部１１４で生成する制御信号である操作量を調整する自動調節部１２０と、を備える。
【０００８】
次に、図５により自動調節部１２０の構成を説明する。図５において、自動調節部１２０は、燃料流量や空気流量など、ガスタービン１０２の各部におけるプロセス量の計測結果が入力される入力部１２２と、入力部１２２を通して入力された燃焼器３２の圧力変動や加速度を周波数帯域毎に解析する周波数解析部１２４と、ガスタービン１０２の状態を把握する状態把握部１２６と、状態把握部１２６に格納された状態確認用データテーブルに蓄積された周波数帯域毎の燃焼振動分析結果とガスタービン１０２のプロセス量に基づく燃焼特性をモデル化した数式モデルを構築する燃焼特性把握部１２８と、該数式モデルに基づいて、ガスタービン各部の調整量を設定する対策決定部１３０と、対策決定部１３０で設定された調整量を制御器１１４に出力する出力部１３２と、を備えている。
【０００９】
また、ガスタービン１０２には、プロセス量計測部１０６のひとつとして、燃焼器３２に供給される燃料ガスの燃料組成を計測する燃料特性計測部１１６が設けられている。この燃料特性計測部１１６は、例えば燃料ガスの燃料組成を計測するガス分析計で構成される。燃料特性計測部１１６で、燃料ガスを組成する複数の成分の体積比を求め、この体積比から燃料組成を求めたり、あるいは該体積比から、燃料ガスの燃焼カロリを演算し、これを計測結果として出力する。
【００１０】
この燃料特性計測部１１６の計測結果となる信号が状態把握部１２６に与えられると共に、燃料特性計測部１１６以外のプロセス量計測部１０６での計測結果となる各信号が入力部１２２に与えられる。また、圧力変動測定部１０８及び加速度測定部１１０の計測結果も入力部１２２に入力される。
【００１１】
圧力変動測定部１０８では、複数の燃焼器３２の圧力変動量を計測し、加速度測定部１１０では、燃焼器自体の振動を加速度として計測することで、燃焼器３２で発生する燃焼振動を計測する。これらの圧力変動量（圧力振動）及び加速度（加速度振動）が、入力部１２２を介して周波数解析部１２４に送られ、周波数解析部１２４で周波数解析を行なう。この周波数解析は、予め設定されたｎ個の周波数帯域に分割し、夫々の周波数帯域毎に振動強度（レベル）を分析する。このようにして、周波数帯域毎の振動強度の最大値を求め、これを状態把握部１２６に与える。
【００１２】
状態把握部１２６では、入力部１２２から入力されるプロセス量と、燃料特性計測部１１６で計測されて得られた燃料の組成又は熱量情報と、周波数解析部１２４で求められた燃焼振動による振動強度の最大値とが入力され、これらの入力値から、燃焼器３２の燃焼振動が直ちに調整の必要な状態か否かを判定する。そして、いずれかの周波数帯域で異常が発生していると判定したとき、さらにはプラントの負荷や吸気温度など、プラント運転状態が変化したとき、振動強度の最大値及び燃料の組成（発熱量）情報を含む各種プロセス量をデータログとして蓄積する。
【００１３】
この蓄積されたデータが燃焼特性把握部１２８に送られ、燃焼特性把握部１２８では、これらのデータから燃焼特性をモデル化した数式モデルを構築する。即ち、燃焼特性把握部１２８では、各周波数帯域の圧力振動の振動強度の最大値を、燃料の組成又は熱量情報や空気流量、その他のプロセス量を独立変数として、例えば線形の重回帰モデルでモデル化する。そして、線形の重回帰モデルの場合、各独立変数の係数パラメータを、例えば、最小二乗法等を用いて求める。
【００１４】
なお、燃焼特性把握部１２８には、燃料特性計測部１１６の計測情報や状態把握部１２６に蓄積された情報が燃焼特性把握部１２８に与えられる。
【００１５】
対策決定部１３０では、この数式モデルに従って、各周波数帯域毎に燃焼振動が起き易い各プロセス量を確認する。さらに、燃焼振動の度合いに応じた各プロセス量（主として燃料流量や空気流量等）の関係を求め、線形計画法に基づいて、燃焼振動の発生しやすい各プロセス量の領域と発生しにくい各プロセス量の領域とを求める。この燃焼振動領域情報から、ガスタービン１０２の各部に対する状態変更量を設定し、設定した状態変更量を出力部１３２から制御部１１４に出力する。
このようにして、燃焼振動の発生しにくい運転条件を求め、この運転条件で運転することにより、燃焼振動の発生を防止している。
【００１６】
【特許文献１】特開平５−１８７２７１号公報
【特許文献２】特開２００６−１８３６５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかし、特許文献２に開示された前記制御方法を行なっても、燃料の組成又は熱量と燃焼振動の発生条件との関係は、元来非線形性が強く、燃焼振動特性は激しく変動するため、オペレータの意図するように、精度の良い制御を行なうことは容易ではない。従って、燃焼振動を完全に抑えることは困難であった。
【００１８】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、ガスタービンプラントにおいて、燃料の組成又は熱量と燃焼振動特性との非線形な関係を緩和して、燃焼振動特性を正確に把握することにより、燃焼振動を精度良く抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
前記目的を達成するため、本発明のガスタービン制御方法は、
ガスタービンの燃焼器で発生する燃焼振動及び該燃焼器に供給する燃料の組成又は熱量及び他のプラント状態量を検出し、かつこれらの検出値から燃焼振動特性を把握し、
該燃焼振動特性から燃焼振動が発生しない運転条件となるように燃焼器に供給する燃料流量又は空気流量を増減するようにしたガスタービン制御方法において、
燃焼振動、燃料の組成又は熱量及び他のプラント状態量の検出値を燃料の組成又は熱量の値に応じて複数のデータベースに分割して格納することにより、各データベースに格納されたデータ毎に行なう燃焼振動特性の近似処理の精度を向上し、
２つのデータベース間で燃料の組成又は熱量の境界領域のデータを該２つのデータベースに重複して格納することにより、データ処理時に近似処理により求められた燃焼振動特性を示すモデルの不連続性を低減するようにしたものである。
【００２０】
本発明方法では、燃焼振動、燃料の組成又は熱量及び他のプラント状態量の検出値を燃料の組成又は熱量の値に応じて複数のデータベースに分割して格納することにより、分割されたデータベースに格納されたデータ毎に行なうデータ処理時に、燃料の組成又は熱量と燃焼振動との非線形性を緩和し、これによって、燃焼振動特性の近似処理の精度を向上させるようにしたものである。
また、分割された２つのデータベース間で燃料組成又は熱量の境界領域のデータを重複して格納することにより、データ処理時に、該重複領域で近似処理により求められた燃焼振動特性を示すモデルの不連続性を軽減するようにしている。
【００２１】
これによって、燃焼振動特性を正確に把握でき、そのため、燃焼振動を精度良く抑えることができる。
なお、本発明方法で行なう近似処理に用いられる数式モデルは、最小二乗法等を用いた線形の一次式だけでなく、二次以上の高次のモデル式やニューラルネットワークなどを用いた非線形モデルであってもよい。
【００２２】
また、本発明方法において、燃料の組成又は熱量は、ガス分析計によって燃料ガスの組成を計測したり、あるいは燃料ガスを構成する複数の成分の体積比（％）による濃度を計測するようにしてもよい。また、カロリメータにより燃料の熱量を計測するようにしてもよい。あるいは、燃料の組成又は熱量を直接計測せず、発電機出力や発電効率及び燃料流量等を計測し、これらの計測値から燃料の組成又は熱量を演算して求めるようにしてもよい。
【００２３】
本発明方法において、分割された２つのデータベースの重複領域中に閾値を設けて該重複領域を２つの領域に分割し、一方のデータベースのデータ処理時に該２つの領域のうち該一方のデータベースと燃料の組成又は熱量の値が連続した側の領域からデータを選択し、
該一方のデータベースに格納されたデータ及び該選択されたデータから燃焼振動特性を把握するようにするとよい。
これによって、２つのデータベースの境界領域において得られる燃焼振動特性の不連続性を緩和でき、該境界領域における燃焼振動特性を正確に把握することができる。
【００２４】
前記本発明方法の実施に直接使用可能な本発明のガスタービン制御装置は、
ガスタービンの燃焼器で発生する燃焼振動及び該燃焼器に供給する燃料の組成又は熱量及び他のプラント状態量を検出し、かつこれらの検出値から燃焼振動特性を把握し、
該燃焼振動特性から燃焼振動が発生しない運転条件となるように燃焼器に供給する燃料流量又は空気流量を増減するようにしたガスタービン制御装置において、
燃焼振動及び燃料の組成又は熱量及び他のプラント状態量の検出値を格納する複数のデータベースを設け、燃料の組成又は熱量の値に応じて該検出値を分割格納すると共に、２つのデータベース間で燃料の組成又は熱量の境界領域のデータを該２つのデータベースに重複して格納するように構成したものである。
【００２５】
かかる構成とすることによって、分割されたデータベースに格納されたデータ毎に行なう燃焼振動特性の近似処理において、燃料の組成又は熱量と燃焼振動との非線形性な関係を緩和することができる。これによって、燃焼振動特性の近似処理の精度を向上できると共に、分割された２つのデータベースの境界領域で、データ処理時に近似処理により求められた燃焼振動特性を示すモデルの不連続性を低減することができる。
【００２６】
本発明装置において、重複領域を有する２つのデータベース間で、該重複領域中に該重複領域を２つの領域に分割する閾値を設け、一方のデータベースのデータ処理時に該２つの領域のうち該一方のデータベースと燃料組成又は熱量が連続した側の領域からデータを選択するように構成し、該一方のデータベースに格納されたデータ及び該選択されたデータから燃焼振動特性を把握するようにするとよい。
これによって、２つのデータベースの境界領域において得られる燃焼振動特性の不連続性を緩和でき、該境界領域における燃焼振動特性を正確に把握することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明方法によれば、ガスタービンの燃焼器で発生する燃焼振動及び該燃焼器に供給する燃料の組成又は熱量及び他のプラント状態量を検出し、かつこれらの検出値から燃焼振動特性を把握し、該燃焼振動特性から燃焼振動が発生しない運転条件となるように燃焼器に供給する燃料流量又は空気流量を増減するようにしたガスタービン制御方法において、燃焼振動、燃料の組成又は熱量及び他のプラント状態量の検出値を燃料の組成又は熱量の値に応じて複数のデータベースに分割して格納することにより、各データベースに格納されたデータ毎に行なう燃焼振動特性の近似処理の精度を向上し、２つのデータベース間で燃料の組成又は熱量の境界領域のデータを該２つのデータベースに重複して格納することにより、データ処理時に近似処理により求められた燃焼振動特性を示すモデルの不連続性を低減するようにしたので、各データベースに格納されたデータ毎に行なう燃焼振動特性の近似処理の精度を向上できると共に、分割された２つのデータベースの境界領域で、データ処理時に近似処理により求められた燃焼振動特性を示すモデルの不連続性を低減することができる。
そのため、燃焼振動特性を正確に把握できるので、燃焼振動を精度良く抑えることができる。
【００２８】
また、本発明装置によれば、ガスタービンの燃焼器で発生する燃焼振動及び該燃焼器に供給する燃料の組成又は熱量及び他のプラント状態量を検出し、かつこれらの検出値から燃焼振動特性を把握し、該燃焼振動特性から燃焼振動が発生しない運転条件となるように燃焼器に供給する燃料流量又は空気流量を増減するようにしたガスタービン制御装置において、燃焼振動及び燃料の組成又は熱量及び他のプラント状態量の検出値を格納する複数のデータベースを設け、燃料の組成又は熱量の値に応じて該検出値を分割格納すると共に、２つのデータベース間で燃料の組成又は熱量の境界領域のデータを該２つのデータベースに重複して格納するように構成したことにより、前記本発明方法と同様の作用効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明をそれのみに限定する趣旨ではない。
【００３０】
本発明装置の一実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係るガスタービンプラントの構成図である。図１において、ガスタービン１は、ガスタービン本体部１０と、燃焼部３０とを具備する。ガスタービン本体部１０は、入口案内翼１４を有する圧縮機１２、回転軸１６及びタービン１８を具備し、タービン１８には発電機２０が接続されている。また、入口案内翼１４を通る吸気ｓの温度を計測する吸気温度検出器２２が装着されている。吸気温度検出器２２の検出値は、図２に図示されるガスタービン制御部６０の制御部６２に入力される。ガスタービン制御部６０は、図４のガスタービン制御部１０４に相当し、制御部６２は図４の制御部１１４に相当する。
【００３１】
タービン１８は、燃焼ガス導入管２６と燃焼排ガスｅを外部へ排出する排出管２８とに接続されている。また、回転軸１６を介して圧縮機１２及び発電機２０に接続されている。タービン１８では、燃焼ガス導入管２６から燃焼ガスの供給を受け、燃焼ガスによって回転し、その回転によって発電機２０や圧縮機１２を回転する。発電に使用した燃焼ガスは、排出管２８から排ガスｅとして外部に排出される。
【００３２】
圧縮機１２は、外部から空気を導入する配管１３と、圧縮空気導入部２４とに接続されている。圧縮機１２は、回転軸１６を介してタービン１８及び発電機２０に結合しており、タービン１８の回転が伝達されて回転し、その回転により配管１３から空気を導入する。そして、導入した吸気ｓを圧縮して、燃焼器３２へ送り出す。
入口案内翼１４は、吸気ｓの通路に設けられた回転翼で、回転翼の角度を調節することにより、回転数が一定でも、圧縮機１２へ導入する吸気ｓの流量を調整できる。入口案内翼１４の回転翼の角度は、ガスタービン制御部６０により制御される。
【００３３】
次に、燃焼部３０の構成を説明する。圧縮空気導入部２４及び燃焼ガス導入管２６に燃焼器３２が接続されている。吸気ｓが圧縮空気導入部２４を介して燃焼器３２に導入される。バイパス管３４は、圧縮空気導入部２４及び燃焼ガス導入管２６に接続され、バイパス弁３６が介設されている。バイパス弁３６によって、燃焼器３２に導入される吸気量を制御できる。バイパス弁３６の開度は、ガスタービンの負荷やその他のプロセス量に応じて、ガスタービン制御部６０によって制御される。
【００３４】
燃料ｆは、燃料供給主管３８から３つの分岐管４０、４２及び４４を経由して燃焼器３２に供給される。燃料供給主管３８には、燃料ｆの熱量を検出するカロリメータ４６が装着されている。このカロリメータ４６は、図２に示す制御部６２の一部を構成する燃料特性計測部６４を構成するものである。カロリメータ４６は、燃料ｆの燃料組成を計測するためのガス分析計であり、燃料ｆを組成する複数の成分の体積比（％）による濃度を計測し、この体積比から燃料ｆの燃焼カロリを演算するものである。
【００３５】
メイン燃料供給管４０には、メイン燃料流量制御弁４８及びメイン燃料供給弁５０が介設されている。トップハット燃料供給管４２には、トップハット燃料流量制御弁５２及びトップハット燃料供給弁５４が介設されている。パイロット燃料供給管４４には、パイロット燃料流量制御弁５６及びパイロット燃料供給弁５８が介設されている。各燃料供給管は、夫々図示しない別々の燃料ノズルから燃焼器３２に供給される。
【００３６】
圧縮機１２によって圧縮された高温・高圧の圧縮空気は、まずトップハット燃料と混合され、この燃料混合気が燃焼器内筒に流れ込む。燃焼器内筒では、この燃料混合気がメイン燃料と混合され、予混合気の旋回流となって、尾筒に流れ込む。一方、前記燃料混合気はパイロット燃料と混合され、燃焼し、燃焼ガスとなって尾筒内に噴出する。このとき、燃焼ガスの一部が尾筒内に火炎を伴って周囲に拡散するように噴出することで、前記予混合気の旋回流に着火されて、安定に燃焼する。
【００３７】
このように、予混合燃焼用のメイン燃料と、拡散燃焼用のパイロット燃料とを別々に燃焼器３２に供給することで、高負荷時のＮＯＸ低減と低負荷時の燃焼安定性を図っている。さらに、予混合燃焼用のトップハット燃料を別の燃料ノズルから燃焼器３２に供給し、燃焼器３２で圧縮空気をトップハット燃料と予混合することで、さらなるＮＯＸ低減を図っている。この燃料供給手段は従来公知のものである（例えば、特開２００８−２５９１０号公報）。
【００３８】
図２に、本実施形態に係るガスタービン制御部６０の構成を示す。図２において、ガスタービン制御部６０は図４に示すガスタービン制御部１０４に相当し、制御部６２は図４の制御部１１４に相当し、自動調整部７０は図４の自動調整部１２０に相当するものである。また、自動調整部７０の燃料特性計測部６４、入力部７２、周波数解析部７４、状態把握部７６、燃焼特性把握部７８、対策決定部８０又は出力部８２は、夫々図５の燃料特性計測部１１６、入力部１２２、周波数解析部１２４、状態把握部１２６、燃焼特性把握部１２８、対策決定部１３０、出力部１３２に相当する機能をもっている。ただし、燃焼特性把握部７８については、燃焼特性把握部１２８内部のデータベースを外部に取り出した構成としている。
【００３９】
図３に示すように、データベース８４は、燃料特性計測部６４で計測された燃料ｆの熱量値に応じて、後述の状態把握部７６から送られた振動強度の最大値及び燃料の組成（発熱量）情報を含む各種プロセス量からなるデータログを複数のデータベースに分割して格納されたものである。そして、図３に示すように、データログは、各データベースに燃料発熱量の境界領域で重複して格納されている。
【００４０】
かかる構成により、本実施形態では、特許文献２に開示された前述の制御工程を実施する。即ち、燃焼振動、燃料発熱量及び他のプロセス量の計測値に基づいて、燃焼器３２に供給する燃料流量及び空気流量を調整することにより、ガスタービン１の燃焼制御を行なっている。
【００４１】
状態把握部７６では、入力部７２から入力されるプロセス量と、燃料特性計測部６４で計測されて得られた燃料発熱量情報と、周波数解析部７４で求められた燃焼振動による振動強度の最大値とが入力され、これらの入力値から、燃焼器３２の燃焼振動状況を判定する。そして、いずれかの周波数帯域で異常が発生していると判定したとき、さらにはプラントの負荷や吸気温度など、プラント運転状態が変化したとき、振動強度の最大値及び燃料の組成（発熱量）情報を含む各種プロセス量をデータログとして蓄積する。
【００４２】
この蓄積されたデータがデータベース８４に送られ、燃焼特性把握部７８では、データベース８４に格納されたデータから燃焼特性をモデル化した数式モデルを構築する。即ち、燃焼特性把握部７８では、各周波数帯域の圧力振動の振動強度の最大値を、燃料発熱量情報や空気流量、その他のプロセス量を独立変数として、例えば線形の重回帰モデルでモデル化する。そして、線形の重回帰モデルの場合、各独立変数の係数パラメータを、例えば、最小二乗法等を用いて求める。
【００４３】
なお、本実施形態で行なう近似処理に用いられる数式モデルは、最小二乗法等を用いた線形の一次式だけでなく、二次以上の高次のモデル式やニューラルネットワークなどを用いた非線形モデルであってもよい。
【００４４】
対策決定部８０では、この数式モデルに従って、各周波数帯域毎に燃焼振動が起き易い各プロセス量を確認する。さらに、燃焼振動の度合いに応じた各プロセス量（主として燃料流量や空気流量等）の関係を求め、線形計画法に基づいて、燃焼振動の発生しやすい各プロセス量（主として、燃焼器３２に供給される燃料流量及び空気流量）の領域と発生しにくい各プロセス量の領域とを求める。この燃焼振動領域情報から、ガスタービン１の各部に対する状態変更量を設定し、設定した状態変更量を出力部８２から制御部６０に出力する。
【００４５】
このようにして、燃焼振動の発生しにくい運転条件を求め、この運転条件で運転することにより、燃焼振動の発生を防止している。
【００４６】
図３において、本実施形態でデータ処理時に、各データベースＮｏ．１〜４からのデータ取り出し方法を説明する。例えば、互いに燃料発熱量の重複領域Ａを有するデータベースであるＮｏ．１とＮｏ．２において、重複領域Ａを中央から等しく２分割する中央部分に閾値Ｂを設定し、２つの領域ａ１とａ２に分割する。
【００４７】
そして、データ処理時に、２つの領域ａ１又はａ２のうち、一方のデータベース、例えばデータベースＮｏ．１からデータを取り出す場合、燃料発熱量が連続している領域ａ１からデータを取り出すようにする。
一方、データベースＮｏ．２からデータを取り出す場合、燃料発熱量が連続している領域ａ２からデータを取り出すようにする。
【００４８】
本実施形態によれば、ガスタービン１の各プロセス量を燃料発熱量の検出値に応じて複数のデータベースに分割して格納することにより、各データベースに格納されたデータ毎に行なう燃焼振動特性の非線形性を緩和し、これによって、近似処理の精度を向上させることができる。
【００４９】
また、分割された２つのデータベース間で燃料発熱量の境界領域のデータを重複して格納し、この重複領域Ａ中に閾値Ｂを設けて重複領域Ａを２つの領域ａ１及びａ２に分割し、一方のデータベースのデータ処理時にこの一方のデータベースと燃料発熱量が連続した側の領域からデータを選択するようにしているので、重複領域Ａでのデータ処理時に近似処理により求められた燃焼振動特性を示す数式モデルの不連続性を低減することができる。
従って、境界領域Ａにおける燃焼振動特性を正確に把握することができ、これによって、燃焼振動の発生を未然に防止できる。
【００５０】
なお、本実施形態では、燃料特性計測部６４でカロリメータ４６により燃料発熱量を計測したが、燃料発熱量の代わりに、燃料ガスの組成を計測するガス分析計を設け、このガス分析計で燃料ガスを組成する複数の成分の体積比を求め、この体積比から燃料組成を求めたり、あるいは該体積比から、燃料ガスの燃焼カロリを演算し、これを計測結果として出力するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明によれば、ガスタービンプラントの燃焼制御において、従来の制御装置のデータベース機構を変更するだけで、燃焼振動特性を正確に把握でき、これによって、燃焼振動を効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施形態に係るガスタービンプラントの構成図である。
【図２】前記実施形態に係るガスタービン制御部のブロック線図である。
【図３】前記実施形態に係るデータベース機構の線図である。
【図４】ガスタービンプラント全体のブロック線図である。
【図５】従来のガスタービン制御部のブロック線図である。
【符号の説明】
【００５３】
１                ガスタービン
１４              入口案内翼
２２              カロリメータ
２４              圧縮空気導入部
３２              燃焼器
３４              バイパス管
３６              バイパス弁
４０              メイン燃料供給管
４２              トップハット燃料供給管
４４              パイロット燃料供給管
４８              メイン燃料流量制御弁
５２              トップハット燃料流量制御弁
５６              パイロット燃料流量制御弁
６０、１０４      ガスタービン制御部
６２，１１４      制御部
７０、１２０      自動調整部
Ａ                重複領域
Ｂ                閾値
ａ１、ａ２          分割領域
ｆ                燃料
【図１】
2010127163.tif 000003
【図２】
2010127163.tif 000004
【図３】
2010127163.tif 000005
【図４】
2010127163.tif 000006
【図５】
2010127163.tif 000007