(57)【要約】【課題】ガスタービンの周囲環境において発生する可能性のある圧力変化を考慮したバックアップ制御ルーチンを実行するための方法及び装置を提供する。【解決手段】ガスタービン（１０）の運転を制御する方法は、ガスタービン（１０）の運転中に該ガスタービン（１０）の一部に関連する第１の温度を確定する段階と、ガスタービン（１０）の運転中に該ガスタービン（１０）の運転パラメータを検知する段階と、を含む。ガスタービン（１０）の周囲環境における周囲圧力も検知され、ガスタービン（１０）の周囲環境において検知された周囲圧力を用いて運転パラメータを補正し、補正運転パラメータを設定する。補正運転パラメータに少なくとも部分的に基づいて閾値温度が確定され、ガスタービン（１０）に関連する温度が閾値温度よりも高いか又は等しいときに、ガスタービン（１０）の運転を制限するようバックアップルーチンが開始される。【選択図】      図２
2010249133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービン（１０）の運転を制御する方法であって、
前記ガスタービン（１０）の運転中に該ガスタービン（１０）の一部に関連する第１の温度を確定する段階と、
前記ガスタービン（１０）の運転中に該ガスタービン（１０）の運転パラメータを検知する段階と、
前記ガスタービン（１０）の周囲環境における周囲圧力を検知する段階と、
前記ガスタービン（１０）の周囲環境において検知された周囲圧力を用いて運転パラメータを補正し、補正運転パラメータを設定する段階と、
前記補正運転パラメータに少なくとも部分的に基づいて閾値温度を確定する段階と、
前記ガスタービン（１０）に関連する温度が前記閾値温度よりも高いか又は等しいときに、前記ガスタービン（１０）の運転を制限するバックアップルーチンを開始する段階と、
を含む方法。
【請求項２】
前記運転パラメータは、前記ガスタービン（１０）により駆動される発電機（３４）が発生する出力であり、前記補正運転パラメータは、前記周囲圧力の範囲にわたる周囲圧力の変化に起因した前記閾値温度の変動を低減するよう、前記ガスタービン（１０）の周囲環境における前記周囲圧力に少なくとも部分的に基づいて補正された補正出力である、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記閾値温度は、前記ガスタービン（１０）がベース負荷で運転している間の前記ガスタービン（１０）の排出ポート（４２）における最大許容可能排気温度である、
請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ガスタービン（１０）の一部に関連する温度が前記閾値温度よりも低いときには、ユーザにより入力される制御コマンドに応答して標準制御ルーチンに従って前記ガスタービン（１０）を運転する段階を更に含み、
前記ガスタービン（１０）の運転制限は、前記ガスタービン（１０）の一部に関連する温度が前記閾値温度よりも高いか又は等しいときに、前記標準制御ルーチンに従った前記ガスタービン（１０）の運転を無効にする、
請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記運転パラメータの補正値を用いて確定される前記閾値温度が、前記周囲圧力の範囲にわたってほぼ一定である、
請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記補正運転パラメータは、前記ガスタービン（１０）により駆動される発電機（３４）が発生し、前記周囲圧力の範囲にわたる該周囲圧力の変化に起因した前記閾値温度の変動を最小にするよう、前記ガスタービン（１０）の周囲環境における前記周囲圧力に少なくとも部分的に基づいて補正される補正出力である、
請求項１に記載の方法。
【請求項７】
ガスタービン（１０）の運転を制御するため該ガスタービン（１０）に設けられるコントローラ（４４）であって、
前記ガスタービン（１０）の運転中に該ガスタービン（１０）の一部に関連する第１の温度を示す第１の信号と、前記ガスタービン（１０）の運転中に該ガスタービン（１０）の運転パラメータを示す第２の信号と、前記ガスタービン（１０）の周囲環境における周囲圧力を示す圧力信号とを受け取る入力インタフェース（４６）と、
前記ガスタービン（１０）の周囲環境において前記周囲圧力を用いて前記運転パラメータを補正して、補正運転パラメータを設定し、前記補正運転パラメータに少なくとも部分的に基づいて閾値温度を確定し、前記ガスタービン（１０）に関連する温度が前記閾値温度よりも高いか又は等しいときに前記ガスタービン（１０）の運転を制限するバックアップルーチンを開始するようにする計算処理構成部品（５０、５２）と、
前記バックアップルーチンの開始に応答して、前記ガスタービン（１０）に送給される燃料の量及び送給流量のうちの少なくとも１つを、前記第１の温度が前記閾値温度よりも低いときに燃料の量及び流量の少なくとも１つが送給されるレベルを下回る低レベルにまで低減するよう燃料流れコントローラを調節する制御信号を送信するための出力インタフェース（４７）と、
を備える、
コントローラ（４４）。
【請求項８】
前記運転パラメータは、前記ガスタービン（１０）により駆動される発電機（３４）が発生する出力であり、前記補正運転パラメータは、前記周囲圧力の範囲にわたる周囲圧力の変化に起因した前記閾値温度の変動を低減するよう、前記ガスタービン（１０）の周囲環境における前記周囲圧力に少なくとも部分的に基づいて補正された補正出力である、
請求項１１に記載のコントローラ（４４）。
【請求項９】
前記第１の温度が、圧縮機圧力比に少なくとも部分的に基づいて予測した前記ガスタービン（１０）の排気温度である、
請求項１１に記載のコントローラ（４４）。
【請求項１０】
望ましくない高温の作動温度の発生を低減するためのバックアップ保護を含むガスタービン（１０）であって、
圧縮機入口（１４）に流入する空気の圧力を高める圧縮機（１２）と、
燃料を噴射して点火されるようにする燃料送給装置（２２）を収容する燃焼領域（２０）と、
前記燃焼領域（２０）の風下側に配置され、空気により回転されることになるタービン（３０）と、
前記タービン（３０）から負荷（２４）に回転力を伝達するよう前記タービン（３０）に動作可能に結合された出力シャフト（３２）と、
前記ガスタービン（１０）の運転パラメータ、前記ガスタービン（１０）の一部に関連する第１の温度、及び前記ガスタービン（１０）の周囲環境における周囲圧力のうちの少なくとも１つを検知するセンサ（３６、３８、４０）のアレイと、
前記センサ（３６、３８、４０）のアレイと通信するよう動作可能に接続されたコントローラ（４４）と、
を備え、前記コントローラ（４４）が、
前記ガスタービン（１０）の運転中に該ガスタービン（１０）の一部に関連する第１の温度を示すよう前記センサ（３６、３８、４０）のアレイによって送信される第１の信号と、前記ガスタービン（１０）の運転中に該ガスタービン（１０）の運転パラメータを示すよう前記センサ（３６、３８、４０）のアレイによって送信される第２の信号と、前記ガスタービン（１０）の周囲環境における周囲圧力を示すよう前記センサ（３６、３８、４０）のアレイによって送信される圧力信号とを受け取る入力インタフェース（４６）と、
前記ガスタービン（１０）の周囲環境において前記周囲圧力を用いて前記運転パラメータを補正して、補正運転パラメータを設定し、前記補正運転パラメータに少なくとも部分的に基づいて閾値温度を確定し、前記ガスタービン（１０）に関連する温度が前記閾値温度よりも高いか又は等しいときに前記ガスタービン（１０）の運転を制限するバックアップルーチンを開始するようにする計算処理構成部品（５０、５２）と、
前記バックアップルーチンの開始に応答して、前記ガスタービン（１０）に送給される燃料の量及び送給流量のうちの少なくとも１つを、前記第１の温度が前記閾値温度よりも低いときに燃料の量及び流量の少なくとも１つが送給されるレベルを下回る低レベルにまで低減するよう燃料流れコントローラを調節する制御信号を送信するための出力インタフェース（４７）と、
を含む、
ガスタービン（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、全体的に、発電用ガスタービンの作動を制御するための方法及び装置に関し、より具体的には、作動異常が発生したときにガスタービンの制御を無効にするためのバックアップ方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンにおける従来のバックアップ制御曲線は、運転パラメータが許容可能な値の範囲に入らない場合に、ガスタービンの運転を制限するよう生成されている。ガスタービンの運転の制限は、ガスタービンに対する損傷を避けるために、ガスタービンの出力を正常運転条件下の標準出力から低下させるよう設計される。
【０００３】
このような運転パラメータの１つであるガスタービンの排気温度は、ガスタービンによる出力に基づいて予測することができる。従って、ガスタービンによる出力は、予測排気温度と相関付けることができる。ガスタービンによる出力が上限を超えたときには、排気温度は、これを上回るとガスタービンが損傷を受けるか、又は非効率的な運転を生じる傾向になる満足のいく作動温度を上回ったと判断される。このような条件下では、コントローラは、バックアップ制御ルーチンを開始し、ガスタービンが損傷を受ける可能性を最小限に抑えるようガスタービンの出力を低下させる。
【０００４】
例えば、図１は、ガスタービンの排気温度と周囲圧力の方眼グラフ上に表した、従来のバックアップ曲線２と制御曲線４とを示している。制御曲線４は、ガスタービンについて生成され、所望の出力を得るために正常運転条件下でのガスタービンの目標排気温度を定めるようにコントローラにプログラムされている。他方、従来のバックアップ曲線２は、同様にガスタービンについて生成され、目標排気温度ではなく、排気温度の上限を定めるようコントローラにプログラムされている。排気温度がこの上限に達した、又は超過したと判断された場合、バックアップ制御ルーチンがコントローラにより実行されて、ガスタービンの運転を制限し、排気温度を好適な低温にまで下げるようにする。
【０００５】
図１に示す実施例で分かるように、従来のバックアップ曲線２は著しい圧力依存を示すが、制御曲線４は、図示の周囲圧力範囲にわたって比較的一定のままである。ガスタービンの周囲環境の圧力が増大し、周囲圧力の基準値を超えると、従来のバックアップ曲線２は、圧力１４．８ｐｓｉａの直下で制御曲線４と交差してその下に延びる。図１の周囲圧力１４．８ｐｓｉａよりも大きな圧力では、従来のバックアップ曲線２に応じて要求される排気温度は、制御曲線４に応じて要求される目標排気温度よりも低くなる。すなわち、高圧では、従来のバックアップ曲線２は、制御曲線４よりも低い排気温度を要求することになり、これは、これらの高圧において制御曲線４により与えられる出力よりも低い出力をガスタービンが与えることを意味している。換言すると、ガスタービンに設けられるコントローラは、制御曲線４に応じたガスタービンの運転が適切であるときに高圧下でガスタービンの出力を制限するよう、従来のバックアップ曲線２に応じたガスタービンの運転を不必要に制御することになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ガスタービンの周囲環境において発生する可能性のある圧力変化を考慮したバックアップ制御ルーチンを実行するための方法及び装置が、既知の方法及び装置に優る利点を提供することになる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１つの態様によれば、本出願は、ガスタービンの運転を制御する方法を含む。本方法は、ガスタービンの運転中に該ガスタービンの一部に関連する第１の温度を確定する段階と、ガスタービンの運転中に該ガスタービンの運転パラメータを検知する段階と、を含む。ガスタービンの周囲環境における周囲圧力も検知され、ガスタービンの周囲環境において検知された周囲圧力を用いて運転パラメータを補正し、補正運転パラメータを設定する。補正運転パラメータに少なくとも部分的に基づいて閾値温度が確定され、ガスタービンに関連する温度が閾値温度よりも高いか又は等しいときに、ガスタービンの運転を制限するようバックアップルーチンが開始される。
【０００８】
別の態様によれば、本出願は、ガスタービンの運転を制御するよう該ガスタービンに設けられるコントローラを含む。コントローラは、ガスタービンの運転中に該ガスタービンの一部に関連する第１の温度を示す第１の信号と、ガスタービンの運転中に該ガスタービンの運転パラメータを示す第２の信号と、ガスタービンの周囲環境における周囲圧力を示す圧力信号とを受け取る入力インタフェースを含む。コントローラはまた、ガスタービンの周囲環境において周囲圧力を用いて運転パラメータを補正して、補正運転パラメータを設定し、補正運転パラメータに少なくとも部分的に基づいて閾値温度を確定し、ガスタービンに関連する温度が閾値温度よりも高いか又は等しいときにガスタービンの運転を制限するバックアップルーチンを開始するようにする計算処理構成部品を含む。更に、コントローラは、バックアップルーチンの開始に応答して、ガスタービンに送給される燃料の量及び送給流量のうちの少なくとも１つを、第１の温度が閾値温度よりも低いときに燃料の量及び流量の少なくとも１つが送給されるレベルを下回る低レベルにまで低減するよう燃料流れコントローラを調節する制御信号を送信するための出力インタフェースを含む。
【０００９】
別の態様によれば、本出願は、望ましくない高温の作動温度の発生を低減するためのバックアップ保護を含むガスタービンを含む。ガスタービンは、圧縮機入口に流入する空気の圧力を高める圧縮機と、燃料を噴射して点火されるようにする燃料送給装置を収容する燃焼領域と、燃焼領域の風下側に配置され、空気により回転されることになるタービンとを含む。タービンから負荷に回転力を伝達するための出力シャフトがタービンに動作可能に結合される。ガスタービンの運転パラメータ、ガスタービンの一部に関連する第１の温度、及びガスタービンの周囲環境における周囲圧力のうちの少なくとも１つを検知するセンサのアレイが設けられる。コントローラがセンサのアレイと通信するよう動作可能に接続される。コントローラは、（ａ）ガスタービンの運転中に該ガスタービンの一部に関連する第１の温度を示すようセンサのアレイによって送信される第１の信号と、（ｂ）ガスタービンの運転中に該ガスタービンの運転パラメータを示すようセンサのアレイによって送信される第２の信号と、（ｃ）ガスタービンの周囲環境における周囲圧力を示すようセンサのアレイによって送信される圧力信号とを受け取る入力インタフェースを含む。コントローラはまた、（ａ）ガスタービンの周囲環境において周囲圧力を用いて運転パラメータを補正して、補正運転パラメータを設定し、（ｂ）補正運転パラメータに少なくとも部分的に基づいて閾値温度を確定し、（ｃ）ガスタービンに関連する温度が閾値温度よりも高いか又は等しいときにガスタービンの運転を制限するバックアップルーチンを開始するようにする計算処理構成部品を含む。また、コントローラには、バックアップルーチンの開始に応答して、ガスタービンに送給される燃料の量及び送給流量のうちの少なくとも１つを、第１の温度が閾値温度よりも低いときに燃料の量及び流量の少なくとも１つが送給されるレベルを下回る低レベルにまで低減するよう燃料流れコントローラを調節する制御信号を送信するための出力インタフェースが設けられる。
【００１０】
上記の要約は、本明細書で説明されるシステム及び／又は方法の幾つかの態様を基本的に理解するための簡易的な要約である。この要約は、本明細書で説明されるシステム及び／又は方法の広範な概要ではない。本要約は、主要／重要な要素を認識すること、又はこのようなシステム及び／又は方法の範囲を正確に説明することを意図したものではない。この唯一の目的は、以下で提示されるより詳細な説明の前置きとして簡易的な形態で幾つかの概念を提示することである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ガスタービンの従来のバックアップ制御曲線の圧力依存度を示す例示的なプロット。
【図２】本発明の１つの態様による制御装置を含むガスタービンの１つの実施形態の概略図。
【図３】本発明の１つの態様によるガスタービンを制御する方法を示すフロー図。
【図４】本発明の１つの態様によるガスタービンについての補正バックアップ制御曲線と制御曲線との間の関係を示す例示的なプロット。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、特定の要素及び要素の構成の物理的形態をとることができ、その実施形態は、本明細書において詳細に説明され、本明細書の一部を形成する添付図面に例示される。
【００１３】
本明細書で使用される特定の用語は便宜上のものに過ぎず、本発明に対する限定として解釈すべきではない。本明細書で使用される相対的表現は、同じ符号が同様の又は類似の要素を識別するのに使用された図面を参照するとより理解されるであろう。更に、各図面において、特定の特徴部は幾分概略的な形態で図示されている場合がある。
【００１４】
本出願は、望ましくない高い作動温度から生じる、ガスタービンに対する悪条件及びガスタービンの非効率的な運転を低減するバックアップ保護を含むガスタービンに関する。本出願はまた、このようなバックアップ保護でガスタービンを制御するための方法及びコントローラに関する。
【００１５】
図２に示すように、ガスタービン１０は、圧縮機入口１４に流入する空気圧を高めるための圧縮機１２を含む。図示のように、圧縮機１２は、ファンブレード１８のアレイを支持するハブ１６を含み、ファンブレードは、急速に回転し、ガスタービン１０の周囲環境内の周囲圧力よりも大きい高圧でガスタービン１０に空気を送り込む。燃焼領域２０は、一般に「保炎装置」と呼ばれる、有孔の燃料送給装置２２を収容し、該装置内に燃料噴射装置が燃料供給源２４から燃料を噴射し、その後、燃焼領域２０内に導入されて点火される。バルブ２６などの燃料流コントローラは、燃料が燃焼領域２０内に導入される量及び送給速度の少なくとも１つを制御するよう調整することができる。好適なバルブ２６の実施例は、ソレノイド、及び他の何れかのタイプの電気的作動バルブを含むことができる。
【００１６】
ガスタービン１０はまた、タービン領域２８を含み、該タービン領域は、ガスタービン１０を通って空気が移動することにより回転するよう燃焼領域２０の風下側に配置した少なくとも１つのタービン３０を収容する。出力シャフト３２は、タービン３０からの回転力を負荷に伝達するためにタービン３０に動作可能に結合され、該負荷は、図２では電力発電機として示されている。圧縮機と同様に、タービン３０は、ブレード２９のアレイを支持するハブ２７を含み、該ブレード上に移動する空気が与えられて、タービン３０を回転させ、この結果出力シャフト３２を回転させる。
【００１７】
ガスタービン１０はまた、運転中に該ガスタービン１０の何れかの所望の運転パラメータを検知するためのセンサ３６、３８、４０のアレイを備える。運転パラメータの実施例には、発電機３４、及び／又はガスタービン１０、又はこれらの組み合わせによって生成される圧力、温度、出力が含まれる。検知された運転パラメータの他の実施例には、ガスタービン１０の一部に関連付けられた第１の温度、ガスタービン１０の周囲環境における周囲圧力、及び同様のものが含まれる。他の実施形態では、空気又は燃料流量；ガスタービン１０の排出ポート４２を通って排出される空気の排気温度；圧縮機１２の入口及び出口又は排出ポート４２或いはガスタービン１０の他の場所での静圧及び動圧；及び同様のものなどの値を検知するためのセンサ３６、３８、４０の１つ又はそれ以上を利用することができる。センサ３６、３８、４０の各々は、独立して選択されて何れかのそれぞれの量を検知することができるが、本明細書で詳細に説明される例示的な実施例は、発電機３４により生成される出力を検知するための出力センサ３６、ガスタービン１０に提供される、圧縮機１２の出口４１に隣接する排出圧力を検知する圧力センサ３８、及び圧縮機入口１４に隣接するガスタービン１０の周囲環境における周囲圧力を検知するための圧力センサ４０を含む。圧力センサ３８、４０により検知された圧力を利用して、以下で説明する圧縮機の圧力比（ＣＰＲ）を決定することができる。
【００１８】
コントローラ４４は、種々の運転パラメータを示すセンサ３６、３８、４０のアレイと通信して信号を受け取るよう動作可能に接続される。コントローラ４４は、通信チャネル４８がコントローラ４４と接触する場所で図２に示される入力インタフェース４６を含む。図２に示し、以下でより詳細に説明する例示的な実施例において、コントローラ４４は、圧縮機１２の出口４１に隣接する排気圧力を示すセンサ３８により送信された圧力信号と、圧縮機入口１４に隣接するガスタービン１０の周囲環境における周囲圧力を示すセンサ４０により送信された別の圧力信号とを受け取る。コントローラ４４はまた、ガスタービン１０によって駆動される発電機３４により生成される出力をセンサ３６から受け取る。更に、コントローラはまた、通信チャネル４８がコントローラ４４と接触する場所で示される出力インタフェース４７を含む。
【００１９】
コントローラ４４はまた、燃料コントローラ５０及びバックアップコントローラ５２などの計算処理構成部品を含む。計算処理構成部品は、処理ハードウェアを含み、コンピュータ可読媒体上に格納されて、以下で説明する種々の計算処理ステップを実施するコンピュータ実行可能ロジックを任意選択的に実行することができる。計算処理構成部品の処理ハードウェアは、ディスクリートロジック回路又はプログラマブルロジックコントローラにより実装することができる。
【００２０】
ガスタービン及び制御装置の動作は、図３のフロー図を参照すると理解することができる。一般に、本明細書で説明される制御方法は、一次的方法によるガスタービン１０の一部に関連する作動温度の確定、及びバックアップ法による閾値作動温度の確定を可能にする。このようにして確定された温度の最低値をもたらす方法が、ガスタービン１０の過熱から生じる損傷を最小限に抑えるアクティブ制御方法として実装される。
【００２１】
換言すると、精査され温度がガスタービン１０の排出ポート４２に関連する排気温度である実施例を考える。この例示的な実施例において、排気温度を確定する一次的方法は、コントローラ４４内にプログラムされたアルゴリズムによって、圧力センサ３８、４０が送信した信号に基づいたものであるＣＰＲの関数として推定排気温度を計算することである。アルゴリズムは、ＣＰＲの値を排気温度の予測値に相関付ける。また、この例示的な実施例において、排気温度を確定するバックアップ法は、コントローラ４４内にプログラムされた別のアルゴリズムを用いて、発電機３４からの補正出力の関数として排気温度を予測することであり、該補正出力は、以下で説明するように求めることができる。しかしながら、このアルゴリズムは、センサ３６により検知された出力に対する最高の許容可能排気温度（閾値温度とも呼ばれる）を戻す。従って、バックアップ法に従って確定された排気温度は通常、一次的方法に従って確定された温度よりも高くなる。これは、制御方法に対してある程度の許容範囲を組み込む。但し、機能不全により、一次的方法に従って確定された温度が、バックアップ法に従って予測された温度に一致又は超過するレベルにまで上昇した場合、コントローラ４４は、機能不全が生じたと判断して、ガスタービン１０の運転を制限し且つガスタービン１０に対する損傷が生じる可能性を最小限にするバックアップ制御ルーチンを開始することができる。
【００２２】
勿論、ガスタービン１０の一部に関連する第１の温度と閾値温度とを、制御ルーチンをアクティブルーチンとして選択するための異なる運転パラメータの関数として確定する何らかの２つの方法は、本発明の範囲内にある。更に、排気温度だけでなく、ガスタービン１０の何れかの部分に関連する温度を確定することができる。しかしながら、明確にするために、ＣＰＲに少なくとも部分的に基づいて第１の温度を確定する方法、並びに発電機３４からの出力に基づいた閾値を確定するバックアップ法を図３を参照しながら説明する。
【００２３】
１つの実施形態によれば、閾値温度は、ガスタービン１０の内部構成部品が損傷を受けることなく曝される可能性のある最大温度とすることができる。代替の実施形態によれば、閾値温度は、ガスタービン１０がベース負荷で運転している間のガスタービン１０の排出ポート４２における最大許容可能排気温度とすることができる。ベース負荷は、出力と、ガスタービン１０の運転中に高温ガスに曝されるガスタービン構成部品の寿命とを最適化するように計算される。
【００２４】
本発明の実施例におけるステップ１１０にて、ＣＰＲは、センサ３８、４０（図２）により検知された圧力から確定され、これを用いて、コントローラ４４にプログラムされたアルゴリズムに従ってガスタービン１０の排出ポート４２に隣接する排気温度を推定することができる。圧縮機入口１４に隣接する圧力センサ４０により検知される圧力はまた、ガスタービン１０の周囲環境の周囲圧力として用いることができる。しかしながら、代替の実施形態によれば、ガスタービン１０から遠隔に位置する、又は圧縮機入口１４以外のガスタービン１０の別の部分に隣接して設けられた別の圧力センサ（図示せず）を任意選択的に用いて、ガスタービン１０の周囲環境における周囲圧力を検知してもよい。以下で説明される閾値排気温度の確定と同様に、ステップ１１０におけるＣＰＲに基づく排気温度は、コントローラ４４のメモリ内に格納されたルックアップテーブルの参照により、コントローラ４４のメモリ内に格納された式からの排気温度の計算により、コントローラ４４のメモリ内に格納された実験データと出力との比較により、コントローラ４４のメモリ内に格納された曲線からのデータ抽出により、或いは他の何れかの方法によって確定することができる。
【００２５】
ＣＰＲに少なくとも部分的に基づいて予測される、ガスタービン１０の排出ポート４２に関連する温度に加えて、コントローラ４４は、センサ３６により送信される別の検知運転パラメータを示す信号を受け取る。本発明の実施例において、この信号は、ガスタービン１０により駆動される発電機３４が生成する出力を示し、これによりコントローラ４４が、図３のステップ１２０において、生成されているこの出力を確定することが可能になる。
【００２６】
ステップ１３０において、閾値排気温度の確定に基づいて、ガスタービン１０の周囲環境における周囲圧力の変化の影響を最小限にするように出力が補正されることになる。出力は、このようにして確定された閾値排気温度に基づき、周囲圧力の影響を最小限にする何れかの好適な方法で周囲圧力又は他の何れかの環境パラメータを用いて正規化又は補正することができる。しかしながら、本発明の実施例において、センサ３６（図２）により検知される出力は、次式により検知出力を補正因子で除算することによって補正される。
ＰＣＯＲＲ＝Ｐ／Δ
上式で、
ＰＣＯＲＲ＝補正出力
Ｐ＝センサ３６により検知される出力
Δ＝周囲圧力依存を最小にする補正因子
である。
【００２７】
上述のように、補正因子は、ガスタービン１０の周囲環境における周囲圧力に対する閾値排気温度の依存度を最小限にすることができる何れかの正規化値又は他の好適な値とすることができる。しかしながら、本発明の実施例において、補正因子は次式により周囲圧力を考慮する。
Δ＝周囲圧力／１４．６９６ｐｓｉａ
本発明の実施例における補正因子は、海水面での大気圧（１４．６９６ｐｓｉａ）にほぼ等しい圧力で圧縮機入口１４に隣接して検知された周囲圧力を正規化する無次元因子である。補正出力を用いると、コントローラ４４は、ステップ１４０において閾値排気温度を確定することができる。同様に、閾値排気温度は、補正出力を用いて、コントローラ４４のメモリ内に格納されたルックアップテーブルの参照により、コントローラ４４のメモリ内に格納された式からの排気温度の計算により、コントローラ４４のメモリ内に格納された実験データと出力との比較により、コントローラ４４のメモリ内に格納された曲線からのデータ抽出により、或いは他の何れかの方法によって確定することができる。
【００２８】
図３のステップ１５０において、ＣＰＲに少なくとも部分的に基づいて確定された排気温度は、補正出力に少なくとも部分的に基づいて確定された閾値排気温度と比較される。アクティブである制御ルーチンが選択され、ステップ１５０において、ＣＰＲに基づく排気温度が閾値温度よりも高いか又は等しい場合、本方法はステップ１６０に進み、ここでバックアップ制御ルーチンが開始される。そうでない場合、ステップ１７０において、標準制御ルーチンが開始され、或いは、既にアクティブである場合には維持される。
【００２９】
再度、図２に戻って参照すると、運転中、ユーザは、ガスタービン１０に所望の方法で運転するよう指示する制御コマンドを入力することができる。例えば、ユーザは、所望の出力、ガスタービン１０の所望の速度、又は他の何れかのこのような制御コマンドを指定することができる。このユーザ入力に基づいて、入力されたユーザコマンドに対応する標準制御ルーチンは、コントローラ４４によって開始され、ガスタービン１０に要求通りに運転させるようにすることができる。排気温度が、閾値排気温度よりも高いか又は等しくなった場合、コントローラ４４は、標準制御ルーチンを無効にし、ガスタービン１０の運転を制限するバックアップ制御ルーチンを開始することができる。バックアップ制御ルーチンが開始されると、燃焼領域２０への燃料の供給を制御することによるガスタービン１０の運転が制限される。例えば、コントローラ４４は、燃焼領域２０に供給される燃料の量を標準制御ルーチンがアクティブな間に供給される量よりも少ない量に低減するよう、バルブ２６を調節する信号を送信することができる。代替の実施形態によれば、燃焼領域２０に供給される燃料の流量は、標準制御ルーチンに従って供給される燃料流量よりも少ない流量にまで低減される。
【００３０】
閾値排気温度を確定するのに使用される出力又は他の運転パラメータを補正することにより、ガスタービン１０が設置されることになる周囲環境において生じる可能性が高い周囲圧力のほぼ完全な範囲にわたって実質的に一定の閾値温度を任意選択的に提供することができる。周囲圧力の範囲は、図４に示すように、ガスタービン１０が使用されることになる周囲環境において予想できるほぼ最低周囲圧力から、ガスタービン１０が使用されることになる周囲環境において予想できるほぼ最高の周囲圧力にまで及ぶ。
【００３１】
図４は、本発明の１つの態様によるガスタービンについての補正バックアップ制御曲線と制御曲線との関係を示すプロットの実施例である。図１における従来のバックアップ制御曲線２では、主としてガスタービン１０の周囲温度の関数として顕著に変化したことを想起されたい。しかしながら、図４は、補正出力に少なくとも部分的に基づいたバックアップルーチンに従って、周囲圧力の関数として確定される閾値排気温度に対応するバックアップ制御曲線６０を示している。図示のように、閾値排気温度は、この特定の応用において生じる可能性が高い周囲圧力の範囲に対し、１１７８°Ｆから１１７９°Ｆの温度でほぼ一定である。図１の従来のバックアップ制御曲線２とは異なり、図４におけるバックアップ制御曲線６０は、主として周囲圧力の関数として変化していない図４における温度のほぼ完全な範囲は、１４．６ｐｓｉａよりも僅かに小さい値から１４．９ｐｓｉａよりも僅かに小さい値にまで及ぶ。
【００３２】
同様に、標準制御ルーチンに従って確定される排気温度に対応する制御曲線６２もまた実質的に一定である。この排気温度は、主として周囲温度に基づいて僅かに変化し、１１７５°Ｆから１１７６°Ｆの間に維持される。
【００３３】
以上では例示的な実施形態を説明してきた。上記の装置及び方法は、本発明の範囲から逸脱することなく変更及び修正を組み込むことができる点は、当業者であれば理解されるであろう。全てのこのような修正形態及び代替形態を本発明の範囲内に含めるものとする。更に、用語「含む」が詳細な説明又は請求項の何れかにおいて使用される限りにおいて、このような用語は、「備える」が請求項における連結詞（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎａｌ  ｗｏｒｄ）として利用されるときに解釈される場合の用語「備える」と類似の様態で包括的であることが意図される。
【符号の説明】
【００３４】
２  従来のバックアップ曲線
４  制御曲線
１０  ガスタービン
１２  圧縮機
１４  圧縮機入口
１６  ハブ
１８  ファンブレード
２０  燃焼領域
２２  燃料送給装置
２４  燃料供給源
２６  バルブ
２８  タービン領域
２９  ブレードのアレイ
３０  タービン
３２  出力シャフト
３４  発電機
３６  センサ
３８  センサ
４０  センサ
４１  出口
４２  排気ポート
４４  コントローラ
４６  入力インタフェース
４７  出力インタフェース
４８  通信チャンネル
４９  通信チャンネル
５０  燃料コントローラ
５２  バックアップコントローラ
６０  バックアップ制御曲線
６２  制御曲線
１１０  ステップ
１２０  ステップ
１３０  ステップ
１４０  ステップ
１５０  ステップ
１６０  ステップ
１７０  ステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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