(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料と空気とを燃焼させる燃焼室と、前記燃焼室に供給される燃料が流れる燃料系統と、前記燃料系統に設けられた燃料流量調整弁と、前記燃料流量調整弁よりも下流側の燃料圧力と前記燃焼室内の圧力との差圧を検出する差圧検出手段と、前記燃料系統を流れる燃料流量を検出する燃料流量検出手段とを備えたガスタービン燃焼器の制御装置であって、
前記差圧検出手段からの差圧信号と前記燃料流量検出手段からの燃料流量信号との比を求める除算器と、前記除算器からの信号を用いて燃焼器異常を判定する比較器とを有することを特徴とするガスタービン燃焼器の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の制御装置であって、
前記燃料流量信号を入力として、ガスタービン燃焼器が正常な場合に得られる正常時の差圧信号と前記燃料流量信号との比である正常参照値を出力する関数発生器と、
前記正常参照値と前記除算器からの信号を比較して燃焼器異常を判定する比較器とを有することを特徴とするガスタービン燃焼器の制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の制御装置であって、
前記除算器からの信号を入力として、前記除算器からの信号の時間変化を求める微分器と、
前記微分器で求めた前記除算器からの信号の時間変化に基づいて燃焼器異常を判定する比較器を有することを特徴とするガスタービン燃焼器の制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載の制御装置であって、
前記燃料系統を複数有し、複数の前記燃料系統のうちの任意の１系統である第一の燃料系統と、前記第一の燃料系統に設けられた第一の燃料流量調整弁と、前記第一の燃料流量調整弁よりも下流側の燃料圧力と前記燃焼室内の圧力との差圧を検出する第一の差圧検出手段と、前記第一の燃料系統に流れる燃料流量を検出する第一の燃料流量検出手段と、
複数の前記燃料系統のうち前記第一の燃料系統とは別の１系統である第二の燃料系統と、前記第二の燃料系統に設けられた第二の燃料流量調整弁と、前記第二の燃料流量調整弁よりも下流側の燃料圧力と前記燃焼室内の圧力の差圧を検出する第二の差圧検出手段と、前記第二の燃料系統に流れる燃料流量を検出する第二の燃料流量検出手段とを備えたガスタービン燃焼器の制御装置であって、
前記第一の差圧検出手段からの差圧信号と前記第一の燃料流量検出手段からの燃料流量信号の比を求める第一の除算器と、前記第二の差圧検出手段からの差圧信号と前記第二の燃料流量検出手段からの燃料流量信号の比を求める第二の除算器と、前記第一の除算器からの信号と前記第二の除算器からの信号とを比較して燃焼器異常を判定する比較器とを有することを特徴とするガスタービン燃焼器の制御装置。
【請求項５】
燃料と空気とを燃焼させる燃焼室と、前記燃焼室に燃料を供給する複数の燃料噴孔と、前記複数の燃料噴孔に燃料を分配して供給する複数の燃料ヘッダーと、複数の前記燃料ヘッダーの夫々に燃料を供給する複数の燃料系統と、前記燃料系統に設けられた燃料流量調整弁とを備えたガスタービン燃焼器であって、
前記燃料流量調整弁よりも下流側の燃料圧力と前記燃焼室内の圧力との差圧を検出する差圧検出手段と、前記燃料系統を流れる燃料流量を検出する燃料流量検出手段とを備えると共に、前記差圧検出手段からの差圧信号と前記燃料流量検出手段からの燃料流量信号との比を求める除算器と、前記除算器からの信号を用いて燃焼器異常を判定する比較器とを有する制御装置を備えたことを特徴とするガスタービン燃焼器。
【請求項６】
請求項５に記載のガスタービン燃焼器であって、
前記制御装置に、前記燃料流量信号を入力としてガスタービン燃焼器が正常な場合に得られる正常時の差圧信号と前記燃料流量信号との比である正常参照値を出力する関数発生器と、前記正常参照値と前記除算器からの信号を比較して燃焼器異常を判定する比較器を有することを特徴とするガスタービン燃焼器。
【請求項７】
請求項５に記載のガスタービン燃焼器であって、
前記制御装置に、前記除算器からの信号を入力として前記除算器からの信号の時間変化を求める微分器と、前記微分器で求めた前記除算器からの信号の時間変化に基づいて燃焼器異常を判定する比較器を有することを特徴とするガスタービン燃焼器。
【請求項８】
請求項５に記載のガスタービン燃焼器であって、
複数の前記燃料系統のうちの任意の１系統である第一の燃料系統と、前記第一の燃料系統に設けられた第一の燃料流量調整弁と、前記第一の燃料流量調整弁よりも下流側の燃料圧力と前記燃焼室内の圧力との差圧を検出する第一の差圧検出手段と、前記第一の燃料系統に流れる燃料流量を検出する第一の燃料流量検出手段とを備え、
複数の前記燃料系統のうち前記第一の燃料系統とは別の１系統である第二の燃料系統と、前記第二の燃料系統に設けられた第二の燃料流量調整弁と、前記第二の燃料流量調整弁よりも下流側の燃料圧力と前記燃焼室内の圧力の差圧を検出する第二の差圧検出手段と、前記第二の燃料系統に流れる燃料流量を検出する第二の燃料流量検出手段とを備え、
前記制御装置に、前記第一の差圧検出手段からの差圧信号と前記第一の燃料流量検出手段からの燃料流量信号の比を求める第一の除算器と、前記第二の差圧検出手段からの差圧信号と前記第二の燃料流量検出手段からの燃料流量信号の比を求める第二の除算器と、前記第一の除算器からの信号と前記第二の除算器からの信号とを比較して燃焼器異常を判定する比較器を有することを特徴とするガスタービン燃焼器。
【請求項９】
燃料と空気とを燃焼させる燃焼室と、前記燃焼室に供給される燃料が流れる複数の燃料系統と、前記燃料系統に設けられた燃料流量調整弁とを備えたガスタービン燃焼器の異常検知方法であって、
前記燃料流量調整弁よりも下流側の燃料圧力と前記燃焼室内の圧力との差圧と、前記燃料系統を流れる燃料流量とを検出し、前記検出した差圧と前記検出した燃料流量との比を用いて燃焼器異常を判定することを特徴とするガスタービン燃焼器の異常検知方法。
【請求項１０】
請求項９に記載のガスタービン燃焼器の異常検知方法であって、
前記検出した前記燃料流量においてガスタービン燃焼器が正常な場合に得られる正常時の前記燃料流量調整弁よりも下流側の燃料圧力と前記燃焼室内の圧力との差圧と、前記検出した前記燃料流量との比である正常参照値を求め、
前記検出した差圧と前記検出した燃料流量との比と、前記正常参照値とを比較して、燃焼器異常を判定することを特徴とするガスタービン燃焼器の異常検知方法。
【請求項１１】
請求項９に記載のガスタービン燃焼器の異常検知方法において、
前記検出した差圧と前記検出した燃料流量との比の時間変化に基づいて燃焼器異常を判定することを特徴とするガスタービン燃焼器の異常検知方法。
【請求項１２】
請求項９に記載のガスタービン燃焼器の異常検知方法において、
複数の前記燃料系統のうちの任意の１系統である第一の燃料系統と、前記第一の燃料系統に設けられた第一の燃料流量調整弁と、複数の前記燃料系統のうち前記第一の燃料系統とは別の１系統である第二の燃料系統と、前記第二の燃料系統に設けられた第二の燃料流量調整弁とを備えたガスタービン燃焼器の異常検知方法であって、
前記第一の燃料流量調整弁よりも下流側の燃料圧力と前記燃焼室内の圧力との差圧と、前記第一の燃料系統を流れる燃料流量との比と、
前記第二の燃料流量調整弁よりも下流側の燃料圧力と前記燃焼室内の圧力との差圧と、前記第二の燃料系統を流れる燃料流量との比とを比較して燃焼器異常を判定することを特徴とするガスタービン燃焼器の異常検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービン燃焼器及びガスタービン燃焼器の制御装置、ガスタービン燃焼器の異常検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービン燃焼器で発生するＮＯｘは、窒素含有量の少ない燃料（天然ガスや灯油、軽油等）を用いる場合、空気中の窒素が酸化されて発生するサーマルＮＯｘが大部分である。サーマルＮＯｘの生成は温度依存性が高いため、これらの燃料を使用するガスタービンでは、一般に、火炎温度の低減が低ＮＯｘ燃焼法の基本思想である。
【０００３】
火炎温度を低減する方策として、燃料と空気を予め混合した後に燃焼させる予混合燃焼が知られている。予混合燃焼においては、燃料と空気の混合比である燃空比が低ＮＯｘ性能と燃焼安定性の指標となる。すなわち、燃空比が小さすぎるとＮＯｘ生成量は小さいが燃焼が不安定になって未燃物の生成量が多くなったり、火炎が消失したりする可能性がある。逆に燃空比が大きすぎると火炎温度が高くなって燃焼は安定化するがＮＯｘ生成量が増大したり高温部品の温度が上昇したりする。
【０００４】
そこで、ガスタービンの運転に伴う燃空比の変化に対応するため、複数の燃料系統を備えたガスタービンが知られている。これは、ガスタービンの負荷が小さく燃料流量が小さいときには、燃料を供給する燃料系統を少なくして局所的な燃空比を大きくし、逆にガスタービンの負荷が大きく燃料流量が大きいときには、燃料を供給する燃料系統を増加させて局所的な燃空比を小さくすることによって、予混合燃焼器の低ＮＯｘ性能と燃焼安定性を両立させるものである。
【０００５】
このような燃焼器を用いたガスタービンの燃焼監視装置として、以下の監視装置が公開されている。
【０００６】
まず、〔特許文献１〕特開平９−２５６８７１号公報には、燃料流量制御指令値から求めたガスタービンの計画出力とそれに対する実出力を比較することによって燃焼器の異常を検知する手段が開示されている。また、〔特許文献２〕特開平６−１２３２３９号公報には、ガスタービンの負荷から計算される燃料流量計画値が実際の燃料流量指令値を下回ったことを検出して燃焼器の失火もしくは燃焼異常を検出する手段が開示されている。これらの２つは、燃料流量とガスタービン出力の間にある対応関係を利用しており、正常状態から推定される対応関係から逸脱した際に、燃焼異常と判定する原理に基づいている。
【０００７】
一方、上述したような複数の燃料系統を備えたガスタービンにおいて、それぞれの燃料系統の異常を検知するため、〔特許文献３〕特開２００３−１６１１６８号公報には、各燃料系統に供給されるべき燃料流量の設定値から求められる燃料流量調整弁の開度指令値と実際の弁開度を比較することによって異常を検出する手段が開示されている。これは、流量調整弁の異常等によって実際の燃料流量が指令値と異なった際に燃焼異常と判定する原理に基づいている。
【０００８】
また、これらの燃料流量に基づく異常検知とは別の手段として、〔特許文献４〕特開２００１−８２１７３号公報には、燃焼器入口出口での燃焼空気圧力差を検出するとともに、燃焼器高温部材の温度を検出することによって燃焼異常を検出する手段が開示されている。これは、「火炎戻り」や「火炎喪失」の際に燃焼空気の圧力差が変化することや燃焼器高温部材の温度が変化することを異常検知に利用したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平９−２５６８７１号公報
【特許文献２】特開平６−１２３２３９号公報
【特許文献３】特開２００３−１６１１６８号公報
【特許文献４】特開２００１−８２１７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
燃焼器で生成されるＮＯｘを低減するためには、上述したような複数の燃料系統の系統数をできるだけ多くすることによって、ガスタービンの運転に伴う燃空比の変化にきめ細かく対応することで、局所的な燃空比を低ＮＯｘかつ安定な燃焼が可能な範囲内に限定して燃焼されることが望ましい。
【００１１】
しかしながらこの場合は、燃料ノズルの本数や燃料噴孔数、あるいは燃料系統数が増加するので、燃料ノズルや燃料系統の一部に異常が発生した場合には以下のような課題が考えられる。
【００１２】
まず、〔特許文献１〕や〔特許文献２〕に開示されているように、燃料流量とガスタービン出力の間にある対応関係を利用する場合、異常が発生した部位から流出した燃料がその周囲の正常な部位の火炎の熱によって反応し、燃料流量と出力の関係に正常な場合との差異が発生せず、燃焼異常の検知が困難となることが考えられる。
【００１３】
次に、〔特許文献３〕に開示されているような、流量調整弁の異常等によって実際の燃料流量が指令値と異なった際に燃焼異常と判定する技術では、多数の燃料ノズルの一部や多数の燃料噴孔の一部、さらに１つの燃料系統の燃料流量調整弁の下流で複数の燃料噴孔に別れる部分などに異常が発生した場合に、その燃料系統の燃料流量は正常な流量調整弁によってコントロールされているため、実際の燃料流量と指令値との間には差異が発生せず、燃焼異常の検知が困難となることが考えられる。
【００１４】
さらに、〔特許文献４〕に開示されているような、「火炎戻り」や「火炎喪失」の際に燃焼空気の圧力差が変化することを異常検知に利用する技術では、前述のように、異常が発生した部位から流出した燃料がその周囲の正常な部位の火炎の熱によって反応した場合には燃焼空気の圧力差は変化しないため、燃焼異常の検知が困難となることが考えられる。また、燃焼器高温部材の温度が変化することを異常検知に利用しようとすると、多数の燃料ノズルや燃料噴孔に対応する部分それぞれに温度検知器を設置する必要があり、センサコストが増加するほか、検知系統が複雑になるという課題がある。
【００１５】
そこで本発明は、ガスタービン燃焼器に設けられた多数の燃料ノズルの一部や多数の燃料噴孔の一部、さらに１つの燃料系統の燃料流量調整弁の下流で複数の燃料噴孔に別れる部分などに異常が発生した場合にも、簡便な手段で異常を検知し、燃焼器やガスタービンの保護を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、燃料と空気とを燃焼させる燃焼室と、前記燃焼室に燃料を供給する燃料系統と、前記燃料系統に設けられた燃料流量調整弁と、前記燃料流量調整弁よりも下流側の燃料圧力と前記燃焼室内の圧力との差圧を検出する差圧検出手段と、前記燃料系統を流れる燃料流量を検出する燃料流量検出手段と、前記差圧検出手段からの差圧信号と前記燃料流量検出手段からの燃料流量信号との比を求める除算器と、前記除算器からの信号を用いて燃焼器異常を判定する比較器とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ガスタービン燃焼器に設けられた多数の燃料ノズルの一部や多数の燃料噴孔の一部、さらに１つの燃料系統の燃料流量調整弁の下流で複数の燃料噴孔等に別れる部分などに異常が発生した場合にも、簡便な手段で異常を検知し、燃焼器やガスタービンを保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る制御装置を備えたガスタービンシステムの構成を表すシステムフロー図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る低ＮＯｘ燃焼器燃料ノズルの構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る低ＮＯｘ燃焼器燃料ノズルの詳細を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るガスタービンシステムの制御装置を表す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るガスタービンシステムの制御装置を表す図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係るガスタービンシステムの制御装置を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
ＮＯｘ排出量がより小さくなるような燃焼を実現するために複数の燃料系統を備え、多数の燃料ノズル、燃料噴孔を備えた燃焼器においては、多数の燃料ノズルの一部や多数の燃料噴孔の一部、さらに１つの燃料系統の燃料流量調整弁の下流で複数の燃料噴孔に別れる部分などに異常が発生した場合に、簡便な方法で異常を検知し、燃焼器やガスタービンを保護する手段が求められる。
【００２０】
以下に本発明の実施例として、３つの具体的な実施形態を示す。以下に示す本発明の実施の形態では、複数の燃料系統にそれぞれ設けた燃料流量調整弁の下流の燃料圧力と燃焼室内の圧力の差圧を検出する手段と、それぞれの燃料系統に流れる燃料流量を知る手段とを各系統ごとに設けている。また、各燃料系統ごとの前記差圧信号と前記燃料流量信号の比を求める除算器を設け、前記除算器からの信号に基づいて燃焼器異常を判定する比較器を備える。
【００２１】
また、前記燃料流量信号を入力として正常参照値を出力する関数発生器を備え、前記正常参照値と前記除算器からの信号を比較して燃焼器異常を判定する比較器を備える。
【００２２】
あるいは、前記除算器からの信号の時間変化を求める微分器を備え、前記微分器からの信号に基づいて燃焼器異常を判定する比較器を備える。
【００２３】
さらには、前記複数の燃料系統ごとの除算器からの信号を比較して燃焼器異常を判定する比較器を備える。
【００２４】
（１）第１の実施の形態
以下、図面を用いて本発明をガスタービンシステムに適用した場合の実施の形態について説明する。
【００２５】
図１は本発明の第１の実施の形態に係る制御装置４００を備えたガスタービンシステムの全体構成を表すシステムフロー図である。
【００２６】
この図１に示すように、ガスタービンプラントは、主として、空気１０１を圧縮して高圧の圧縮空気１０２を生成する圧縮機１と、この圧縮機１から導入される圧縮空気１０２と燃料（２０１〜２０４）とを混合して燃焼ガス１０５を生成する燃焼器２と、この燃焼器２で生成された燃焼ガス１０５が導入されるガスタービン３とから構成されている。なお、圧縮機１とガスタービン３とは連結されており、ガスタービン３の回転によって圧縮機１が駆動されるとともに、圧縮機に連結された発電機４が駆動されて発電するようになっている。
【００２７】
上記燃焼器２は、燃料系統２０１Ａ〜２０４Ａを介して供給された燃料（２０１〜２０４）を噴射する多数の燃料ノズル５、各燃料ノズルに対向し燃焼用空気１０４が通過する空気孔６を多数備えた概略円盤状の空気孔プレート７、空気孔プレート７の下流かつ外周に配置され、空気孔６を出た燃料と空気の混合気を燃焼させる燃焼室８を形成する概略円筒状の燃焼器ライナ９、これらの構成部品を内部に収納する概略円筒状の燃焼器外筒１０、燃焼器外筒の端部に配置され燃料ノズル５が取り付けられるとともに燃料の供給流路となっている概略円盤状の燃焼器カバー１１から構成されている。
【００２８】
圧縮機１で圧縮された圧縮空気１０２は、燃焼器２に流入し、ライナフロースリーブ１２と燃焼器ライナ９の間を流れる。その圧縮空気１０２の一部は、燃焼器ライナ９の冷却空気１０３として燃焼室８に流入する。また、その空気の残りは燃焼用空気１０４として空気孔プレート７に設けられた空気孔６を通り燃焼室８に流入する。
【００２９】
本実施例では、燃料系統２０１Ａ〜２０４Ａは、それぞれ燃料遮断弁２１１〜２１４、および燃料流量調整弁２２１〜２２４を備えており、燃料流量を個別に制御することができる。
【００３０】
図１に示すように、本実施例の燃焼器では複数本の燃料ノズル５を備えており、その燃料ノズル５は、それぞれの燃料ノズルに燃料を分配する燃料ヘッダー２３１〜２３４に複数本ずつ接続されている。本実施例においては、燃料ヘッダー２３１は燃焼器軸中心に位置し概略円盤状の空間である。また、燃料ヘッダー２３２〜２３４は燃料ヘッダー２３１の周囲を囲むように順に位置し、いずれも概略環状の空間である。
【００３１】
この燃料ヘッダー２３１〜２３４には、それぞれ燃料系統２０１Ａ〜２０４Ａから燃料２０１〜２０４が個別に供給される。このような構成により複数の燃料ノズル５は、４系統の燃料系統（燃料ヘッダー２３１に接続するＦ１群（図３参照）、燃料ヘッダー２３２に接続するＦ２群、燃料ヘッダー２３３に接続するＦ３群、および燃料ヘッダー２３４に接続するＦ４群）に群分けすることができ、それぞれの系統ごとにまとめて燃料制御することができる。
【００３２】
図２に燃料ノズル５と空気孔６の詳細を示す。図２では燃料ヘッダー２３１に接続するＦ１群のうちの１本の燃料ノズルを例に説明するが、他のＦ２〜Ｆ４群でも同様である。
【００３３】
燃料ノズル５は概略円筒状であり、その一端は燃料ヘッダー２３１に接続しており、燃料ノズル５の内部には燃料２０１が流れる構造となっている。燃料ノズル５のもう一端は空気孔プレート７に設けられた空気孔６に対してほぼ同軸上に対向しており、燃料２０１は空気孔６を通過する燃焼用空気１０４に包み込まれて空気孔６を通過し、燃焼室８内へ噴出される。
【００３４】
図３は空気孔プレート７を燃焼器下流側から見た図である。本実施例においては、多数の空気孔（および、図示されていないが空気孔と対を成す燃料ノズル）は同心状に８列配置されている。また、中心から４列（第１列〜第４列）が第１群（Ｆ１）、第５列が第２群（Ｆ２）、その外側の２列（第６、７列）が第３群（Ｆ３）、最外周（第８列）が第４群（Ｆ４）と群分けされており、図１に示した様に、Ｆ１〜Ｆ４それぞれの群ごとに燃料ヘッダー２３１〜２３４に設けた燃料供給フランジ（４１〜４４）を通して燃料（２０１〜２０４）が供給できるようになっている。このような燃料系統の群分け構造により、ガスタービンの燃料流量変化に対し燃料供給する燃料ノズルの本数を段階的に変化させる燃料ステージングが可能となり、ガスタービン部分負荷運転時の燃焼安定性が高まるとともに低ＮＯｘ化が可能となる。
【００３５】
さらに中央の４列（Ｆ１）の空気孔はピッチ円接線方向に角度（図３中のα°）を持った斜め穴にすることで、空気流全体に旋回をかけ、生じる循環流によって火炎を安定化させている。Ｆ１の周囲のＦ２〜Ｆ４は、中央のＦ１バーナの燃焼熱によって火炎が安定化される。
【００３６】
次に、この燃焼器の運転方法について説明する。まず、燃料流量が比較的少ない着火および昇速時は中央のＦ１のみで運転（すなわち燃料系統２０１Ａのみに燃料を供給）し、定格回転数無負荷条件付近まで昇速させる。次にそれ以降の負荷上昇過程では、Ｆ１の外周のＦ２に燃料を投入して、Ｆ１＋Ｆ２で運転する。すなわち、燃料系統２０１Ａおよび２０２Ａに燃料を供給し、燃料流量調整弁２２１および２２２により各燃料流量を制御する。
【００３７】
次に、さらに周囲の燃料系統２０３Ａに燃料を供給し、Ｆ３に着火して運転する。この間の燃料流量増加は、ガスタービンの起動計画に定められた負荷上昇率に従ってガスタービン発電量が増加する様に、燃料流量調整弁２２１、２２２および２２３によって燃料流量が制御される。また、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３各系統の燃料流量配分は、燃焼が安定しかつ生成するＮＯｘが最小となる様に定められた比率で供給される。
【００３８】
ガスタービンの負荷がさらに大きくなった高負荷運転時においては、主として最外周のＦ４の燃料流量を増減させて対応する。このときＦ４燃料と空気の混合気は、Ｆ１〜Ｆ３までの燃焼ガスと混合して高温になるため、燃料の酸化反応が進行し、高い燃焼効率を得ることができる。また燃焼完結後の温度をＮＯｘ生成が顕著となる温度（おおよそ１６００℃）以下になるよう空気配分が設定されているため、Ｆ４からのＮＯｘ発生をほとんど零とする燃焼が可能となる。また投入したＦ４燃料がごくわずかでも反応が完結するため、連続的な燃料切り換えが可能となり、運用性が向上する。
【００３９】
以上のような構造および運転方法を採用したガスタービンの燃焼器異常を検出するための計測系について、図１を用いて説明する。
【００４０】
まず、燃焼室８内の圧力を圧力検出導管３００によって差圧計３１１から３１４に導く。また、各燃料系統２０１Ａ〜２０４Ａに設けた燃料流量調整弁２２１〜２２４の下流側の燃料圧力を圧力検出導管３０１〜３０４によって差圧計３１１から３１４に導く。そして、燃料圧力と燃焼器内圧の差圧を差圧計３１１〜３１４によって計測し、その差圧信号（３２１〜３２４）を制御装置４００に入力する。
【００４１】
一方、制御装置４００には負荷指令値４０１が入力され、それに基づいて各燃料系統の燃料流量指令値４１１〜４１４が算出され、各燃料流量調整弁２２１〜２２４に伝達されて、各流量調整弁が制御される。
【００４２】
ここで、制御装置４００の詳細を図４に示して説明する。  
制御装置４００への入力は図１で説明したように、各燃料系統の差圧信号３２１〜３２４、および負荷指令値４０１である。負荷指令値に基づき演算器４０２から各燃料系統の燃料流量指令値４１１〜４１４が出力される。差圧信号３２１と燃料流量指令値４１１の比が除算器４２１で求められ、信号として出力される。また、関数発生器４３１では、燃料流量指令値４１１をもとに、燃焼器が正常な場合における差圧信号と燃料流量指令値４１１の比が正常参照値として求められ、信号として出力される。そして、比較器４４１において、除算器４２１からの信号と関数発生器４３１からの信号とが比較されて、あらかじめ決められた差異以上となった場合に燃焼器異常信号４５１が発信される。同様に燃料系統２０２Ａから２０４Ａについても比較器４４２から４４４において燃焼器異常の有無か判定され、異常の場合は燃焼器異常信号４５２〜４５４が発信される。
【００４３】
たとえば、燃料系統２０１Ａに接続されている多数の燃料ノズル５の一部が何らかの原因によって欠損した場合、その燃料系統の流動抵抗が低下するため、上記差圧信号３２１の値が低下する。一方、燃料流量は燃料流量調整弁２２１によって、燃料流量指令値４１１となるように正確に制御されている。そのため、関数発生器４３１から出力される正常時の差圧信号と燃料流量指令値の比に対して、除算器４２１から出力される実際の差圧信号と燃料流量指令値の比が小さくなり、比較器４４１から燃焼器異常信号４５１が発信される。
【００４４】
逆に、多数の燃料ノズル５の一部が何らかの原因によって詰まって燃料が流れなくなった場合、その燃料系統の流動抵抗が増加するため、上記差圧信号３２１の値が増加することによって同様に燃焼器異常信号４５１が発信される。
【００４５】
そして、この燃焼器異常信号に基づいて、燃焼器やガスタービンの保護動作を作動されることができる。保護動作の例としては、ガスタービンの停止や、燃焼器異常状態から復帰させるための燃料流量調整などが考えられる。
【００４６】
かくして、差圧信号と燃料流量指令値との比を燃焼器異常の判定に用いることで、各々の燃料系統に多数の燃料ノズルが接続されている燃焼器において、一部の燃料ノズルに異常が発生した場合でも、簡便な方法で異常を検知することができ、燃焼器やガスタービンを保護することができる。
【００４７】
更に、関数発生器４３１から出力される正常参照値と除算器４２１から出力される信号とを比較して異常を判定する構成とすることにより、異常と判定するしきい値（両値の差異）を任意に設定することが可能となる。そのため、例えば燃料系統毎に誤差の大きさが異なるような場合等にも、燃料系統毎に好適なしきい値を設定することが可能なため、より高い異常検出精度を得ることができる。
【００４８】
また、本実施例では、各燃料系統の燃料流量信号として、燃料流量指令値４１１〜４１４を用いたが、これは、各燃料系統に流量計を設置してその計測値を用いてもよく、その場合は燃料指令値に比べて検知精度を向上させることができる。あるいは、流量計設置コストを節減するために、燃料の温度、圧力の計測値と流量調整弁の弁開度の計測値から燃料流量を推算することもできる。
【００４９】
（２）第２の実施の形態
次に、本発明の第２の実施の形態について、図５に示して説明する。  
図４に示した第１の実施の形態との違いは、除算器４２１〜４２４の出力を比較する比較器４４１〜４４４の比較対象として、図４では関数発生器４３１〜４３４の出力を使用していたのに対して、図５では微分器４６１〜４６４の出力を使用している点にある。すなわち、除算器の出力の時間変化を検出することによって、差圧信号３２１〜３２４の急激な変化を捕らえることができるため、燃焼器異常に起因する差圧信号の変化が小さい場合でも検出精度が高くなる利点がある。
【００５０】
（３）第３の実施の形態
最後に、本発明の第３の実施の形態について、図６に示して説明する。  
図４に示した第１の実施の形態との違いは、除算器４２１〜４２４の出力を比較する比較器４４１〜４４４の比較対象として、図４では関数発生器４３１〜４３４の出力を使用していたのに対して、図６では他の燃料系統を対象とした除算器の出力を使用している点にある。
【００５１】
除算器の出力が変化する要因として、本来検知したい燃焼器異常による差圧の変化のほかに、燃料圧力、温度、組成の変化や燃料器内圧の変化が考えられる。これらはすべての燃料系統で同等に変化するため、除算器の出力を他の系統の出力と比較することによって、これら共通な変化が相殺され、その系統のみの異常を検知することができて、異常検出精度が高くなる利点がある。
【００５２】
以上のような制御装置４００の構成によっても、おのおのの燃料系統に多数の燃料ノズルが接続されている燃焼器において、一部の燃料ノズルに異常が発生した場合でも、より高い精度で異常を検知することができ、燃焼器やガスタービンを保護することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１  圧縮機
２  燃焼器
３  タービン
４  発電機
５  燃料ノズル
６  空気孔
７  空気孔プレート
８  燃焼室
９  燃焼器ライナ
１０  燃焼器外筒
１１  燃焼器カバー
１２  ライナフロースリーブ
４１〜４４  燃料供給フランジ（Ｆ１〜Ｆ４）
１０１  ガスタービン吸い込み空気（大気圧）
１０２  圧縮空気
１０３  冷却空気
１０４  燃焼用空気
１０５  燃焼ガス
１０６  タービン排ガス
２０１  Ｆ１燃料
２０２  Ｆ２燃料
２０３  Ｆ３燃料
２０４  Ｆ４燃料
２１１〜２１４  燃料遮断弁（Ｆ１〜Ｆ４）
２２１〜２２４  燃料流量調整弁（Ｆ１〜Ｆ４）
２３１〜２３４  燃料ヘッダー（Ｆ１〜Ｆ４）
３００  燃焼器内圧力検出導管
３０１〜３０４  燃料流量制御弁下流燃料圧力検出導管（Ｆ１〜Ｆ４）
３１１〜３１４  差圧計（Ｆ１〜Ｆ４）
３２１〜３２４  差圧信号（Ｆ１〜Ｆ４）
４００  制御装置
４０１  負荷指令値
４０２  演算器
４１１〜４１４  燃料流量指令値（Ｆ１〜Ｆ４）
４２１〜４２４  除算器（Ｆ１〜Ｆ４）
４３１〜４３４  関数発生器（Ｆ１〜Ｆ４）
４４１〜４４４  比較器（Ｆ１〜Ｆ４）
４５１〜４５４  燃焼器異常信号（Ｆ１〜Ｆ４）
４６１〜４６４  微分器（Ｆ１〜Ｆ４）
【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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