(57)【要約】【課題】本発明は、圧縮機に供給される燃料ガス、空気等の圧縮状態（圧縮機吸入側温度、圧力、ガス比重又は吸入側圧力と吐出側圧力と差圧）の変化に対して応答性の良い圧縮機の制御装置を提供することを目的とするものである。【解決手段】そのために、本発明の圧縮機の制御装置は、ガスタービン等に接続されたヘッダタンクに燃焼ガス等を供給する圧縮機を制御する圧縮機の制御装置において、外部から入力された負荷指令値に燃料ガスの圧縮状態を計測し計測値に応じて負荷指令値を増減する補正を行い、圧縮機の流入量調整手段に出力するようにしたことを特徴とする。【選択図】図１
2006170194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機を制御する圧縮機の制御装置において、
前記圧縮機によりガスが供給されるヘッダタンクの圧力を設定する圧力設定器と、
前記圧力設定器にて設定された供給圧力設定値と前記ヘッダタンクの圧力を検出するヘッダタンク圧力計にて計測された供給圧力計測値とを比較して圧力差に応じた圧力操作値を演算する圧力調節器と、
ガスの圧縮状態を計測し計測値に応じて外部から入力された負荷指令値を増減する補正を行い補正後の負荷指令値を算出する圧縮状態補正器と、
前記圧縮状態補正器にて演算された補正後の負荷指令値を入力して弁操作値を演算する指令値関数発生器と、
前記指令値関数発生器にて演算された弁操作値に前記圧力操作値を補正操作値として加算し弁操作補正値を算出する開度指令加算器と、
前記開度指令加算器にて演算された弁操作補正値を入力すると共に前記弁操作補正値が所定値以上であるときに前記弁操作補正値の増大に伴って増加する流量調整開度指令値を演算しこれを操作信号として前記圧縮機の流入量調整手段に出力する流量調整手段用関数発生器と、
前記開度指令加算器にて演算された前記弁操作補正値を受信すると共に前記弁操作補正値が前記所定値未満であるときに、前記弁操作補正値の増大に伴って減少するリサイクル弁開度指令値を演算し前記圧縮機の吐出側と吸入側とを連結するリサイクルラインに介装されたリサイクル弁の制御信号として発生するリサイクル弁用関数発生器とを備えたことを特徴とする圧縮機の制御装置。
【請求項２】
前記ガスの圧縮状態は前記圧縮機の入口側に設けられた入口ガス温度計にて計測され、
前記圧縮状態補正器は、前記負荷指令値を、
前記入口ガス温度計にて計測された入口温度計測値に基づき増減して前記補正後の負荷指令値を算出するものであることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機の制御装置。
【請求項３】
前記ガスの圧縮状態は前記圧縮機の入口側に設けられたガス比重計にて計測され、
前記圧縮状態補正器は、前記負荷指令値を、
前記ガス比重計にて計測されたガスの比重計測値に基づき増減して前記補正後の負荷指令値を算出するものであることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機の制御装置。
【請求項４】
前記ガスの圧縮状態は前記圧縮機の入口側に設けられた入口ガス圧力計及び出口側に設けられた出口ガス圧力計にて計測され、
前記圧縮状態補正器は、前記負荷指令値を、
前記入口ガス圧力計にて計測された入口圧力計測値に基づき増減すると共に、
前記入口ガス圧力計にて計測された入口圧力計測値と出口ガス圧力計にて計測されたガスの出口圧力計測値との圧力比に基づき増減して前記補正後の負荷指令値を算出するものであることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機の制御装置。
【請求項５】
前記ガスの圧縮状態は前記圧縮機の入口側に設けられた入口ガス温度計及びガス比重計にて計測され、
前記圧縮状態補正器は、前記負荷指令値を、
前記入口ガス温度計にて計測された入口温度計測値に基づき増減すると共に、
前記ガス比重計にて計測されたガスの比重計測値に基づき増減して前記補正後の負荷指令値を算出するものであることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機の制御装置。
【請求項６】
前記ガスの圧縮状態は前記圧縮機の入口側に設けられた入口ガス温度計及び入口ガス圧力計にて計測されると共に出口側に設けられた出口ガス圧力計にて計測され、
前記圧縮状態補正器は、前記負荷指令値を、
前記入口ガス温度計にて計測された入口温度計測値に基づき増減し、
前記入口ガス圧力計にて計測された入口圧力計測値に基づき増減すると共に、
前記入口ガス圧力計にて計測された入口圧力計測値と出口ガス圧力計にて計測されたガスの出口圧力計測値との圧力比に基づき増減して前記補正後の負荷指令値を算出するものであることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機の制御装置。
【請求項７】
前記ガスの圧縮状態は前記圧縮機の入口側に設けられたガス比重計及び入口ガス圧力計にて計測されると共に出口側に設けられた出口ガス圧力計にて計測され、
前記圧縮状態補正器は、前記負荷指令値を、
前記ガス比重計にて計測されたガスの比重計測値に基づき増減し、
前記入口ガス圧力計にて計測された入口圧力計測値に基づき増減すると共に、
前記入口ガス圧力計にて計測された入口圧力計測値と出口ガス圧力計にて計測されたガスの出口圧力計測値との圧力比に基づき増減して前記補正後の負荷指令値を算出するものであることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機の制御装置。
【請求項８】
前記ガスの圧縮状態は前記圧縮機の入口側に設けられた入口ガス温度計、入口ガス圧力計及びガス比重計にて計測されると共に出口側に設けられた出口ガス圧力計にて計測され、
前記圧縮状態補正器は、前記負荷指令値を、
前記入口ガス温度計にて計測された入口温度計測値に基づき増減し、
前記ガス比重計にて計測されたガスの比重計測値に基づき増減し、
前記入口ガス圧力計にて計測された入口圧力計測値に基づき増減すると共に、
前記入口ガス圧力計にて計測された入口圧力計測値と出口ガス圧力計にて計測されたガスの出口圧力計測値との圧力比に基づき増減して前記補正後の負荷指令値を算出するものであることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機の制御装置。
【請求項９】
前記圧力調節器から入力された前記圧力操作値と前記ヘッダタンクの下流側に設けられたタンク出口側ライン流量計にて計測されたタンク出口側流量計測値とを加算して圧力操作補正値を出力する加算器と、
前記圧力操作補正値とヘッダタンク供給ライン流量計にて計測されたタンク供給流量計測値との差に応じて前記補正操作値を演算する流量調節器とを備え、
前記開度指令加算器は、前記指令値関数発生器にて演算された前記弁操作値と前記流量調節器から入力された前記補正操作値とを加算し前記弁操作補正値を算出するものであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の圧縮機の制御装置。
【請求項１０】
前記流入量調整手段は、前記圧縮機の入口に設けられる入口ガイドベーンであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の圧縮機の制御装置。
【請求項１１】
前記流入量調整手段は、前記圧縮機を回転させる原動機の回転数制御器であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の圧縮機の制御装置。
【請求項１２】
前記ヘッダタンクの出口側はガスタービンに接続されると共に、前記ガスは前記ガスタービンへの燃焼ガスであることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の圧縮機の制御装置。
【請求項１３】
燃料ガス供給源に接続された燃料ガス供給ラインと、
前記燃料ガス供給ラインに接続された圧縮機吸入ラインと、
前記圧縮機吸入ラインに介装された入口ガイドベーンと、
前記圧縮機吸入ラインに入口側が接続された圧縮機と、
前記圧縮機を駆動する原動機と、
前記圧縮機の出口側に接続された圧縮機吐出ラインと、
前記圧縮機吐出ラインと前記燃料ガス供給ラインとを接続するリサイクルラインと、
前記リサイクルラインに介装されたリサイクル弁と、
前記圧縮機吐出ラインに接続されたヘッダタンク供給ラインと、
前記ヘッダタンク供給ラインに入口側が接続されたヘッダタンクと、
前記ヘッダタンクの出口側に接続されたタンク出口側ラインと、
前記タンク出口側ラインに接続され発電機を駆動するガスタービンと、
請求項１２に記載の圧縮機の制御装置とを備えたことを特徴とするガスタービン発電プラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料ガス等を圧縮する圧縮機の制御装置、空気或いは不活性ガスを圧送する圧縮機の制御装置、及び圧縮機、制御装置を有するガスタービン発電プラントに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料ガス用圧縮機の吐出圧力を設定範囲内に保つようにガスタービンへの燃料ガス供給量を調節する制御手段を備えたガスタービン用燃料ガス供給装置において、上記制御手段を、上記吐出圧力を検出する圧力検出器からの信号を比例、積分演算して、この信号が設定値より低い場合にはバイパス弁の開度を小とする一方、この信号が上記設定値より高い場合には、上記開度を大とするバイパス弁操作信号を出力するＰＩ演算部と、上記ガスタービンの回転速度を検出して、この検出速度に基づいて、ガスタービンへの燃料供給流路に設けたガスタービン調速弁の開度を調節するガスタービン調速器からの調速弁操作信号を入力信号とし、この弁開度が大である程、燃料ガス消費量を大とする燃料信号を出力する第１演算回路と、この燃料信号を入力信号とし、上記弁操作信号に加算される出力信号を、上記燃料ガス消費量が大である程、上記バイパス弁の開度を小とする弁操作信号とする第２演算回路とから形成したことを特徴とするガスタービン用燃料ガス供給装置が提案されている（例えば、特許文献１。）。
【０００３】
【特許文献１】特許第３１３７４９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、圧縮機に供給される燃料ガスの圧縮状態（圧縮機吸入側温度、圧力、ガス比重又は吸入側圧力と吐出側圧力と差圧）が、燃料ガスの供給源の種類（ガス井戸、或いはガスタンク）、燃料ガス供給源に並列して接続された他のガス需要先での使用状況、季節、昼夜の気温変化により色々変化しているにも係わらず、その変化に対応できるようになっておらず、燃料ガス供給装置として応答性の悪いものであった。
【０００５】
本発明は、このような従来の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、燃料ガス、空気等のガスの圧縮状態（圧縮機吸入側温度、圧力、ガス比重又は吸入側圧力と吐出側圧力と差圧）の変動に対して応答性の良い圧縮機の制御装置及びこれを有するガスタービン発電プラントを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の問題点に対し本発明は、以下の各手段を以って課題の解決を図る。
（１）第１の手段の圧縮機の制御装置は、圧縮機を制御する圧縮機の制御装置において、前記圧縮機によりガスが供給されるヘッダタンクの圧力を設定する圧力設定器と、前記圧力設定器にて設定された供給圧力設定値と前記ヘッダタンクの圧力を検出するヘッダタンク圧力計にて計測された供給圧力計測値とを比較して圧力差に応じた圧力操作値を演算する圧力調節器と、ガスの圧縮状態を計測し計測値に応じて外部から入力された負荷指令値を増減する補正を行い補正後の負荷指令値を算出する圧縮状態補正器と、前記圧縮状態補正器にて演算された補正後の負荷指令値を入力して弁操作値を演算する指令値関数発生器と、前記指令値関数発生器にて演算された弁操作値に前記圧力操作値を補正操作値として加算し弁操作補正値を算出する開度指令加算器と、前記開度指令加算器にて演算された弁操作補正値を入力すると共に前記弁操作補正値が所定値以上であるときに前記弁操作補正値の増大に伴って増加する流量調整開度指令値を演算しこれを操作信号として前記圧縮機の流入量調整手段に出力する流量調整手段用関数発生器と、前記開度指令加算器にて演算された前記弁操作補正値を受信すると共に前記弁操作補正値が前記所定値未満であるときに、前記弁操作補正値の増大に伴って減少するリサイクル弁開度指令値を演算し前記圧縮機の吐出側と吸入側とを連結するリサイクルラインに介装されたリサイクル弁の制御信号として発生するリサイクル弁用関数発生器とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
（２）第２の手段の圧縮機の制御装置は、上記第１の手段において、前記ガスの圧縮状態は前記圧縮機の入口側に設けられた入口ガス温度計にて計測され、前記圧縮状態補正器は、前記負荷指令値を、前記入口ガス温度計にて計測された入口温度計測値に基づき増減して前記補正後の負荷指令値を算出するものであることを特徴とする。
【０００８】
（３）第３の手段の圧縮機の制御装置は、上記第１の手段において、前記ガスの圧縮状態は前記圧縮機の入口側に設けられたガス比重計にて計測され、前記圧縮状態補正器は、前記負荷指令値を、前記ガス比重計にて計測されたガスの比重計測値に基づき増減して前記補正後の負荷指令値を算出するものであることを特徴とする。
【０００９】
（４）第４の手段の圧縮機の制御装置は、上記第１の手段において、前記ガスの圧縮状態は前記圧縮機の入口側に設けられた入口ガス圧力計及び出口側に設けられた出口ガス圧力計にて計測され、前記圧縮状態補正器は、前記負荷指令値を、前記入口ガス圧力計にて計測された入口圧力計測値に基づき増減すると共に、前記入口ガス圧力計にて計測された入口圧力計測値と出口ガス圧力計にて計測されたガスの出口圧力計測値との圧力比に基づき増減して前記補正後の負荷指令値を算出するものであることを特徴とする。
【００１０】
（５）第５の手段の圧縮機の制御装置は、上記第１の手段において、前記ガスの圧縮状態は前記圧縮機の入口側に設けられた入口ガス温度計及びガス比重計にて計測され、前記圧縮状態補正器は、前記負荷指令値を、前記入口ガス温度計にて計測された入口温度計測値に基づき増減すると共に、前記ガス比重計にて計測されたガスの比重計測値に基づき増減して前記補正後の負荷指令値を算出するものであることを特徴とする。
【００１１】
（６）第６の手段の圧縮機の制御装置は、上記第１の手段において、前記ガスの圧縮状態は前記圧縮機の入口側に設けられた入口ガス温度計及び入口ガス圧力計にて計測されると共に出口側に設けられた出口ガス圧力計にて計測され、前記圧縮状態補正器は、前記負荷指令値を、前記入口ガス温度計にて計測された入口温度計測値に基づき増減し、前記入口ガス圧力計にて計測された入口圧力計測値に基づき増減すると共に、前記入口ガス圧力計にて計測された入口圧力計測値と出口ガス圧力計にて計測されたガスの出口圧力計測値との圧力比に基づき増減して前記補正後の負荷指令値を算出するものであることを特徴とする。
【００１２】
（７）第７の手段の圧縮機の制御装置は、上記第１の手段において、前記ガスの圧縮状態は前記圧縮機の入口側に設けられたガス比重計及び入口ガス圧力計にて計測されると共に出口側に設けられた出口ガス圧力計にて計測され、前記圧縮状態補正器は、前記負荷指令値を、前記ガス比重計にて計測されたガスの比重計測値に基づき増減し、前記入口ガス圧力計にて計測された入口圧力計測値に基づき増減すると共に、前記入口ガス圧力計にて計測された入口圧力計測値と出口ガス圧力計にて計測されたガスの出口圧力計測値との圧力比に基づき増減して前記補正後の負荷指令値を算出するものであることを特徴とする。
【００１３】
（８）第８の手段の圧縮機の制御装置は、上記第１の手段において、前記ガスの圧縮状態は前記圧縮機の入口側に設けられた入口ガス温度計、入口ガス圧力計及びガス比重計にて計測されると共に出口側に設けられた出口ガス圧力計にて計測され、前記圧縮状態補正器は、前記負荷指令値を、前記入口ガス温度計にて計測された入口温度計測値に基づき増減し、前記ガス比重計にて計測されたガスの比重計測値に基づき増減し、前記入口ガス圧力計にて計測された入口圧力計測値に基づき増減すると共に、前記入口ガス圧力計にて計測された入口圧力計測値と出口ガス圧力計にて計測されたガスの出口圧力計測値との圧力比に基づき増減して前記補正後の負荷指令値を算出するものであることを特徴とする。
【００１４】
（９）第９の手段の圧縮機の制御装置は、上記第１乃至８のいずれかの手段において、前記圧力調節器から入力された前記圧力操作値と前記ヘッダタンクの下流側に設けられたタンク出口側ライン流量計にて計測されたタンク出口側流量計測値とを加算して圧力操作補正値を出力する加算器と、前記圧力操作補正値とヘッダタンク供給ライン流量計にて計測されたタンク供給流量計測値との差に応じて前記補正操作値を演算する流量調節器とを備え、前記開度指令加算器は、前記指令値関数発生器にて演算された前記弁操作値と前記流量調節器から入力された前記補正操作値とを加算し前記弁操作補正値を算出するものであることを特徴とする。
【００１５】
（１０）第１０の手段の圧縮機の制御装置は、上記第１乃至９のいずれかの手段において、前記流入量調整手段は、前記圧縮機の入口に設けられる入口ガイドベーンであることを特徴とする。
【００１６】
（１１）第１１の手段の圧縮機の制御装置は、上記第１乃至９のいずれかの手段において、前記流入量調整手段は、前記圧縮機を回転させる原動機の回転数制御器であることを特徴とする。
【００１７】
（１２）第１２の手段の圧縮機の制御装置は、上記第１乃至１１のいずれかの手段において、前記ヘッダタンクの出口側はガスタービンに接続されると共に、前記ガスは前記ガスタービンへの燃焼ガスであることを特徴とする。
【００１８】
（１３）第１３の手段のガスタービン発電プラントは、燃料ガス供給源に接続された燃料ガス供給ラインと、前記燃料ガス供給ラインに接続された圧縮機吸入ラインと、前記圧縮機吸入ラインに介装された入口ガイドベーンと、前記圧縮機吸入ラインに入口側が接続された圧縮機と、前記圧縮機を駆動する原動機と、前記圧縮機の出口側に接続された圧縮機吐出ラインと、前記圧縮機吐出ラインと前記燃料ガス供給ラインとを接続するリサイクルラインと、前記リサイクルラインに介装されたリサイクル弁と、前記圧縮機吐出ラインに接続されたヘッダタンク供給ラインと、前記ヘッダタンク供給ラインに入口側が接続されたヘッダタンクと、前記ヘッダタンクの出口側に接続されたタンク出口側ラインと、前記タンク出口側ラインに接続され発電機を駆動するガスタービンと、上記第１２に記載の圧縮機の制御装置とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
特許請求の範囲に記載の各請求項に係る発明は、上記の（１）〜（１３）に記載の各手段を採用しており、外部から入力された負荷指令値にガスの圧縮状態（圧縮機吸入側温度、圧力、ガス比重又は吸入側圧力と吐出側圧力と差圧の少なくともいずれか１つ）を計測し計測値に応じて前記負荷指令値を増減する補正を行うようにしたので、ガスの圧縮状態の変動に対する制御性を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の各実施の形態を図１〜図１８に基づいて説明する。
なお、以下に、ガスタービン発電プラントに適用される圧縮機の制御装置の例を示すが、これに限定されるものではなく、各実施例に係る圧縮機の制御装置は、都市ガス供給配管網に都市ガスを圧送する圧縮機の制御装置、プロパンガス、天然ガス生産地から天然ガスを輸送するためのパイプラインの途中に介装される圧縮機の制御装置、ボイラ、石炭ガス化炉に燃焼用空気を圧送する圧縮機の制御装置、或いは不活性ガスを圧送する圧縮機の制御装置等にも適用可能である。
【００２１】
図１〜図１４は、本発明の第１の実施の形態を示すものであり、図１は、本発明の第１の実施の形態に係る燃料ガス圧縮供給ライン及び圧縮機の制御装置のブロック図、図２は、図１の変形例を示すブロック図である。
図３は、図１の圧縮状態補正器の詳細ブロック図であり、（ａ）は、圧縮状態補正器の第一の例を示す制御ブロック図、（ｂ）は、第二の例を示す制御ブロック図である。
図４は、図３の温度関数発生器における入口温度計測値と入口温度補正係数との関係を例示したグラフ、図５は、図３の圧力関数発生器における入口圧力計測値と入口圧力補正係数との関係を例示したグラフ、図６は、図３の圧力比関数発生器における圧力比率と圧力比補正係数との関係を例示したグラフ、図７は、図３のガス比重関数発生器における比重計測値と比重補正係数との関係を例示したグラフである。
【００２２】
図８は、図１の流量調整手段用関数発生器における入口圧力計測値により流量調整開度指令値を変化させる場合の弁操作補正値と流量調整開度指令値との関係を例示したグラフである。
図９は、図１の指令値関数発生器における補正後の負荷指令値と供給圧力設定値との関係を弁操作値をパラメータとして例示した特性図、図１０は、図１の指令値関数発生器における補正後の負荷指令値と弁操作値との関係を例示したグラフである。
図１１は、図１の流量調整手段用関数発生器における弁操作補正値と流量調整開度指令値との関数を例示したグラフ、図１２は、図１のリサイクル弁用関数発生器における弁操作補正値とリサイクル弁開度指令値との関数を例示したグラフ、図１３は、図１の吐出流量制御設定値関数発生器における流量調整開度指令値と吐出流量設定値との関数を例示したグラフである。
図１４は、図１の吐出流量制御設定値関数発生器におけるアンチサージ制御ラインにおけるＩＧＶ開度と流量設定値との関係を示す図である。
【００２３】
図１に図示のように、燃料ガス供給源５には、燃料ガス供給ライン（配管）６、燃料ガスの流入を調整する流入量調整手段としての入口ガイドベーン（ｉｎｌｅｔ  ｇｕｉｄｅ  ｖａｎｅ、又は入口案内翼。以下、「ＩＧＶ」と称する。）１３及び圧縮機吸入ライン（配管）７を介して、圧縮機１の吸入口が接続されている。
この圧縮機１の回転軸は、図示略のクラッチ等を介して蒸気タービン、電動モータ等の原動機（モータ）２に連結されている。
なお、燃料ガス供給源５から供給される燃料ガスの諸条件（流体温度、入口流体圧力、流体比重等）は、燃料ガス供給源５の種類（ガス井戸、或いはガスタンク）、燃料ガス供給源５に並列して接続されている他のガス需要先での使用状況、季節、昼夜の気温変化により、色々変化する。
【００２４】
また、流入量調整手段としてのＩＧＶ１３は、これに限定されるものではなく、その他の形式の流入量調整弁でも良い。
更には、図２に図示のように、流入量調整手段（ＩＧＶ１３、或いはその他の流入量調整弁）は、圧縮機１の吸入口の直前に或いは圧縮機１と一体的に設けても良い。
この場合、後述する入口ガス温度計２０、入口ガス圧力計２１及びガス比重計２２は、ＩＧＶ１３等の流入量調整手段の上流側の圧縮機吸入ライン７に取り付けられる。
【００２５】
図１、図２に図示のように、圧縮機１の吐出口は、圧縮機吐出ライン（配管）８、逆止弁１５、遮断弁１６、ヘッダタンク供給ライン（配管）１０を介して、ヘッダタンク１２の入口に接続されている。
ヘッダタンク１２の出口は、タンク出口側（ガスタービン供給）ライン（配管）１１を介して、ガスタービン３に接続されている。
ガスタービン３の回転軸は、図示略のクラッチ等を介して発電機４に連結されている。
なお、ガスタービン３のガス入り口には、要求される負荷（発電機の発電量）に応じて燃料ガスの導入量を調整する図示略のガバナ（流量調整弁）が配設されている。
【００２６】
そして、圧縮機吐出ライン８と燃料ガス供給ライン６とは、リサイクル弁（或いは、戻り弁、又はＲＣＶ（Ｒｅｃｙｃｌｅ  Ｖａｌｖｅ）という）１４が介在されたリサイクルライン（或いは、戻り配管、バイパス配管ともいう）９により接続されている。
なお、リサイクルライン９内を流れる燃料ガスは、圧縮機１により圧縮されて高温となっている。
そして、リサイクルライン９には図示略のクーラーが介装されているものの、燃料ガスの流量が急激に変化した場合等には、充分に冷却できず、これも圧縮機吸入ライン７内を流れる燃焼ガスの温度上昇の一因となる。
【００２７】
なお、リサイクル弁１４は、アンチサージ制御機能も持っており、圧縮機１がサージング状態に入ったときに、速やかにその状態から抜け出すために開いて吐出圧力を低下させる機能を有している。
このために、リサイクル弁１４は、ＩＧＶ１３に比べて応答性、制御精度に優れたものが使用される。
【００２８】
上述の構成において、燃料ガス供給源５から供給された燃料ガスは、燃料ガス供給ライン６、ＩＧＶ１３及び圧縮機吸入ライン７を介して、圧縮機１により吸引され圧縮される。
圧縮機１によって圧縮された燃料ガスは、圧縮機吐出ライン８、逆止弁１５、遮断弁１６及びヘッダタンク供給ライン１０を介してヘッダタンク１２に貯蔵される。
このヘッダタンク１２は、燃料ガスの急激な圧力、流量等の変動を緩和する機能を有する。
そして、ヘッダタンク１２内の燃料ガスは、タンク出口側ライン１１を介して発電機４を駆動するガスタービン３に供給され、ここで燃焼される。
【００２９】
更に、圧縮機吸入ライン７には、圧縮機１に供給される燃料ガスの温度を計測し入口温度計測値ＰＶ５を出力する入口ガス温度計２０、圧力を計測し入口圧力計測値ＰＶ６を出力する入口ガス圧力計２１、及び比重を計測し比重計測値ＰＶ７を出力するガス比重計２２が取り付けられている。
圧縮機吐出ライン８には、圧縮機１から吐出される燃料ガスの圧力を計測し出口圧力計測値ＰＶ８を出力するする出口ガス圧力計２３、及び流量を計測し吐出流量計測値ＰＶ２を出力する出口ガス流量計２４が取り付けられている。
【００３０】
また、ヘッダタンク供給ライン１０には、ヘッダタンク１２に供給される燃料ガスの供給量を計測しタンク供給流量計測値ＰＶ４を出力するヘッダタンク供給ライン流量計２５が取り付けられている。
ヘッダタンク１２、或いはヘッダタンク供給ライン１０のヘッダタンク１２近傍には、ヘッダタンク１２内の燃料ガスの圧力を検出しタービン等の需要先への供給圧力計測値ＰＶ１を出力するヘッダタンク圧力計２６が取り付けられている。
タンク出口側ライン１１には、ガスタービン３へ供給される燃料ガスの流量を計測しタンク出口側（ガスタービン供給）流量計測値ＰＶ３を出力するタンク出口側（ガスタービン供給）ライン流量計２７が取り付けられている。
【００３１】
ガスタービン３の運転時には、上述の入口ガス温度計２０、入口ガス圧力計２１、ガス比重計２２、出口ガス圧力計２３、出口ガス流量計２４、ヘッダタンク供給ライン流量計２５、ヘッダタンク圧力計２６、タンク出口側ライン流量計２７での計測値は、信号電線を介して圧縮機の制御装置３０に出力される。
一方、圧縮機の制御装置３０の圧縮状態補正器３１には、ガスタービン制御監視装置５０或いは中央制御監視装置から、ガスタービン３に必要な燃料ガスへの吐出流量である負荷指令値ＳＶ０が入力される。
【００３２】
なお、上述の各計測機器、或いは各操作盤から出力される各計測値、或いは出力信号は、言うまでもなく一般に用いられている所定の電気信号に変換されたものである。
更に、圧縮機の制御装置３０は、ガスタービン制御監視装置５０と一体或いは別個のコンピュータの形態をなしており、圧縮機の制御装置３０内の各関数発生器、演算器等は、それを実行するプログラム、シーケンスブロック、或いはメモリの形態をなしているが、これに限定されるものではなく、個々の電気回路により構成するようにしても良い。
【００３３】
先ず、図３に基づき圧縮機の制御装置３０の圧縮状態補正器３１における演算内容につき説明する。
【００３４】
運転時において、負荷指令値ＳＶ０が同じであっても、燃料ガスの圧縮状態（流体温度、入口流体圧力、流体比重、出口流体圧力等）によって、ガスタービン３への燃料ガス供給量は大きく変動する。
そこで、この入力された負荷指令値ＳＶ０は、圧縮機の制御装置３０内の圧縮状態補正器３１において次のような補正が行われ、圧縮状態が変化してもガスタービン３の燃焼が変動しないようにする。
【００３５】
即ち、圧縮状態補正器３１は、燃料ガスの圧縮状態（流体温度、入口流体圧力、流体比重、出口流体圧力等）に応じて、負荷指令値ＳＶ０を増減する補正を行う。
圧縮状態補正器３１では、図３（ａ）に図示のように、圧縮機吸入ライン７に配設された入口ガス温度計２０から、燃料ガスの入口温度計測値ＰＶ５が温度関数発生器５１に入力される。
そして、温度関数発生器５１は、図４に図示のような関数により、入口温度計測値ＰＶ５が高くなるに従い高くなるような入口温度補正係数Ｒ１を演算し、乗算器５６ａに出力する。
なお、温度関数発生器５１での変換関数は、図４に図示のように、例えば、入口温度計測値ＰＶ５が予め設定された所定（基準）温度（例えば、摂氏１５℃、即ち絶対温度２８８°）の時、入口温度補正係数Ｒ１が１．０である点を基準として、絶対温度にほぼ比例して入口温度補正係数Ｒ１が増加する変換関数である。
【００３６】
圧縮機吸入ライン７に配設された入口ガス圧力計２１からは、燃料ガスの入口圧力計測値ＰＶ６が圧力関数発生器５２に入力される。
そして、圧力関数発生器５２は、図５に図示のような関数により、入口圧力計測値ＰＶ６に比例して低くなるような入口圧力補正係数Ｒ２を演算し、乗算器５６ａに出力する。
なお、圧力関数発生器５２での変換関数は、図５に図示のように、例えば、入口圧力計測値ＰＶ６が予め設定された所定（基準）圧力（例えば、２２ＢａｒＧ）の時、入口圧力補正係数Ｒ２が１．０である点を基準として、減少し、入口圧力計測値ＰＶ６が４０ＢａｒＧの時、入口圧力補正係数Ｒ２が０．６６に減少するような変換関数である。
【００３７】
上述の入口圧力計測値ＰＶ６は、除算器５３にも入力される。
更に、除算器５３には、圧縮機吐出ライン８に配設された出口ガス圧力計２３から、燃料ガスの出口圧力計測値ＰＶ８も入力される。
除算器５３は、入口圧力計測値ＰＶ６と出口圧力計測値ＰＶ８との圧力比率を演算し、圧力比関数発生器５４に出力する。
そして、圧力比関数発生器５４は、図６に図示のような関数により、演算された圧力比率（出口圧力計測値ＰＶ８／入口圧力計測値ＰＶ６）が低くなるに従い低くなるような圧力比補正係数Ｒ３を演算し、乗算器５６ｂに出力する。
なお、圧力比関数発生器５４での変換関数は、図６に図示のように、例えば、上記の圧力比率（ＰＶ８／ＰＶ６）が予め設定された所定（基準）圧力比率（例えば、圧力比ＰＶ８／ＰＶ６＝１．８５）の時、圧力比補正係数Ｒ３が１．０である点を基準として、圧力比率（ＰＶ８／ＰＶ６）が、１．６１、１．３７、１．２５に減少した時、圧力比補正係数Ｒ３が各々０．８５、０．７５、０．７３に減少するような変換関数である。
【００３８】
圧縮機吸入ライン７に配設されたガス比重計２２からは、燃料ガスの比重計測値ＰＶ７がガス比重関数発生器５５に入力される。
そして、ガス比重関数発生器５５は、図７に図示のような関数により、比重計測値ＰＶ７に比例して低くなるような比重補正係数Ｒ４を演算し、乗算器５６ｃに出力する。
なお、ガス比重関数発生器５５での変換関数は、図７に図示のように、例えば、比重計測値ＰＶ７が予め設定された所定（基準）比重（例えば、比重＝０．９５）の時、比重補正係数Ｒ４が１．０である点を基準として、減少し、比重計測値ＰＶ７が１．２３の時、比重補正係数Ｒ４が０．８に減少するような変換関数である。
【００３９】
乗算器５６ａでは、上述の温度関数発生器５１から入力された入口温度補正係数Ｒ１と圧力関数発生器５２から入力された入口圧力補正係数Ｒ２とが乗算され、乗算結果は乗算器５６ｂに出力される。
乗算器５６ｂでは、乗算器５６ａから入力された乗算結果と圧力比関数発生器５４から入力された圧力比補正係数Ｒ３とが乗算され、乗算結果は乗算器５６ｃに出力される。
乗算器５６ｃでは、乗算器５６ｂから入力された乗算結果とガス比重関数発生器５５から入力された比重補正係数Ｒ４とが乗算され、乗算結果は乗算器５６ｄに出力される。
【００４０】
そして、乗算器５６ｄでは、ガスタービン制御監視装置５０から入力された負荷指令値ＳＶ０と乗算器５６ｃから入力された乗算結果とを乗算する。
即ち、圧縮状態補正器３１では、ガスタービン制御監視装置５０から入力された負荷指令値ＳＶ０に、入口温度補正係数Ｒ１、入口圧力補正係数Ｒ２、圧力比補正係数Ｒ３、比重補正係数Ｒ４が乗算、即ち補正されて、補正後の負荷指令値ＳＶ１が算出される。
この補正後の負荷指令値ＳＶ１は、指令値関数発生器３２に出力される。
【００４１】
なお、この負荷指令値ＳＶ０から補正後の負荷指令値ＳＶ１への補正演算形態は上述のものに限定されるものではなく、演算する順序も特に拘らない。
更には、例えば図３（ｂ）に図示の演算形態でも良い。
即ち、各関数発生器５１、５２、５４、５５では、上述のごとく演算された各係数から１を減じ、入口温度補正負荷率Ｒ１ａ、入口圧力補正負荷率Ｒ２ａ、圧力比補正負荷率Ｒ３ａ、比重補正負荷率Ｒ４ａを演算する。
そして、これらの各補正負荷率を、各々加算器５６ｅ、５６ｆ、５６ｇ、５６ｈにて負荷指令値ＳＶ０に加算し、最終的に図３（ａ）に図示したものと同様の補正された補正後の負荷指令値ＳＶ１演算し、指令値関数発生器３２に出力する。
【００４２】
また、負荷指令値ＳＶ０から補正後の負荷指令値ＳＶ１への補正は、上述のごとく、入口温度計測値ＰＶ５、入口圧力計測値ＰＶ６、比重計測値ＰＶ７、入口圧力計測値ＰＶ６と出口圧力計測値ＰＶ８との圧力比率、出口圧力計測値ＰＶ８の全てに基づき行うのが好ましい。
しかしながら、全てに基づき補正を行う必要はなく、ガスタービン３燃焼の変動への各圧縮状態の影響度を考慮して、次の組み合わせで負荷指令値ＳＶ０の補正を行うようにしても良い。
【００４３】
ａ）入口温度計測値ＰＶ５のみに基づき、温度関数発生器５１にて、入口温度補正係数Ｒ１或いは入口温度補正負荷率Ｒ１ａを演算し、補正後の負荷指令値ＳＶ１を算出。
ｂ）比重計測値ＰＶ８のみに基づき、ガス比重関数発生器５５にて、比重補正係数Ｒ４或いは比重補正負荷率Ｒ４ａを演算し、補正後の負荷指令値ＳＶ１を算出。
ｃ）入口圧力計測値ＰＶ６と出口圧力計測値ＰＶ８との圧力比率に基づき、圧力比関数発生器５４にて、圧力比補正係数Ｒ３或いは圧力比補正負荷率Ｒ３ａを演算し、且つ入口圧力計測値ＰＶ６に基づき、圧力関数発生器５２にて、入口圧力補正係数Ｒ２或いは入口圧力補正負荷率Ｒ２ａを演算し、補正後の負荷指令値ＳＶ１を算出。
ｄ）入口温度計測値ＰＶ５に基づき、温度関数発生器５１にて、入口温度補正係数Ｒ１或いは入口温度補正負荷率Ｒ１ａを演算し、且つ比重計測値ＰＶ７に基づき、ガス比重関数発生器５５にて、比重補正係数Ｒ４或いは比重補正負荷率Ｒ４ａを演算し、補正後の負荷指令値ＳＶ１を算出。
【００４４】
ｅ）入口温度計測値ＰＶ５に基づき、温度関数発生器５１にて、入口温度補正係数Ｒ１或いは入口温度補正負荷率Ｒ１ａを演算し、入口圧力計測値ＰＶ６と出口圧力計測値ＰＶ８との圧力比率に基づき、圧力比関数発生器５４にて、圧力比補正係数Ｒ３或いは圧力比補正負荷率Ｒ３ａを演算し、且つ入口圧力計測値ＰＶ６に基づき、圧力関数発生器５２にて、入口圧力補正係数Ｒ２或いは入口圧力補正負荷率Ｒ２ａを演算し、補正後の負荷指令値ＳＶ１を算出。
ｆ）比重計測値ＰＶ７に基づき、ガス比重関数発生器５５にて、比重補正係数Ｒ４或いは比重補正負荷率Ｒ４ａを演算し、入口圧力計測値ＰＶ６と出口圧力計測値ＰＶ８との圧力比率に基づき、圧力比関数発生器５４にて、圧力比補正係数Ｒ３或いは圧力比補正負荷率Ｒ３ａを演算し、且つ入口圧力計測値ＰＶ６に基づき、圧力関数発生器５２にて、入口圧力補正係数Ｒ２或いは入口圧力補正負荷率Ｒ２ａを演算し、補正後の負荷指令値ＳＶ１を算出。
【００４５】
このように、燃料ガスの圧縮状態（流体温度、入口流体圧力、流体比重、出口流体圧力等）のうち、ガスタービン３の燃焼の変動への影響度の大きいものを選択して、補正を行うことにより、燃焼の変動を効果的に少なくすることが可能となる。
【００４６】
次に、図９、図１０に基づき圧縮機の制御装置３０の指令値関数発生器３２における演算内容につき説明する。
【００４７】
指令値関数発生器３２では、圧縮状態補正器３１から入力された補正後の負荷指令値ＳＶ１と、圧縮機の制御装置３０内の圧力設定器４０から入力された供給圧力設定値ＳＶ２とに基づき、図９に図示の関数にて弁操作値ＭＶ２が演算される。
即ち、図９において、圧力流量特性曲線ａ、ｂ及びｃは、それぞれＩＧＶ１３の開度が２０％、５０％及び１００％の場合における圧縮機１の吐出流量と吐出圧力の関係を例示したものである。
この関係によれば、燃料ガスの温度、圧力、比重等が所定の条件下において、例えば、図１に図示の圧力設定器４０にて設定された供給圧力設定値ＳＶ２がＰ１、圧縮状態補正器３１から入力された補正後の負荷指令値ＳＶ１がＦ１である場合、ＩＧＶ１３の弁操作値ＭＶ２を５０％に設定することにより、圧縮機１が運転点Ａ１で運転される。
【００４８】
そして、圧縮状態補正器３１から入力された補正後の負荷指令値ＳＶ１が低下した場合には、ＩＧＶ１３の開度を減少させて、燃料ガスの吐出流量を上記補正後の負荷指令値ＳＶ１に見合った量まで低下させる。
しかし、ＩＧＶ１３は、その構造に起因して、ある開度以下での制御精度が低くなる。
このため、この第１の実施の形態においては、後述するように、ＩＧＶ１３による精度の良い流量制御が可能なＩＧＶ１３の最小開度（この例では、開度２０％）を設定して、ＩＧＶ１３の開度がこの最小開度よりも小さくならないようにしている。
【００４９】
上記最小開度を設定すると、ＩＧＶ１３がこの最小開度まで到達した後は、吐出流量を減少させることができない。
そこで、後述するように、ＩＧＶ１３が最小開度まで到達した場合には、その開度を保持させるとともに、圧縮機１から吐出される燃料ガスの一部を、リサイクル弁１４を介して燃料ガス供給ライン６側に戻すようにしている。
【００５０】
即ち、要求された燃料ガスの吐出流量が例えば図９に示すＦ２であるとすると、ＩＧＶ１３によっては開度２０％に基づく吐出流量Ｆ３（＞Ｆ２）までしか吐出流量を減少させることができないので、リサイクル弁１４を開いてＦ３−Ｆ２に対応する量の燃料ガスを燃料ガス供給ライン６側に戻すように、つまり、リサイクルするようにしている。
これによって、上記要求流量Ｆ２の燃料ガスがガスタービン３側に供給されることになる。
この場合、圧縮機１の運転点は、Ａ２ではなくＡ３となる。
上述の図９に基づく、補正後の負荷指令値ＳＶ１と弁操作値ＭＶ２との関係は、図１０に図示のような関数となる。
このようにして、指令値関数発生器３２にて演算された弁操作値ＭＶ２は、開度指令加算器３３に出力される。
【００５１】
開度指令加算器３３では、指令値関数発生器３２から入力された弁操作値ＭＶ２と、後述する流量調節器４３から出力された補正操作値ＭＶ３とを加算して弁操作補正値ＭＶ４を求め、弁操作補正値ＭＶ４を流量調整手段用関数発生器３４及びリサイクル弁用関数発生器３５に出力する。
なお、開度指令加算器３３によって得られる弁操作補正値ＭＶ４は、圧縮機１の定常運転中においては、ほぼフィードフォワード制御用の弁操作値ＭＶ２と同一となる。
即ち、定常運転中においては、ヘッダタンク１２内の圧力である供給圧力計測値ＰＶ１は、圧力設定器４０にて設定された供給圧力設定値ＳＶ２に保たれており、且つ、ヘッダタンク１２へ流入する燃料ガスの量と流出する燃料ガスの量は一定（タンク出口側流量計測値ＰＶ３＝タンク供給流量計測値ＰＶ４）であるため、補正操作値ＭＶ３はほぼゼロとなるためである。
【００５２】
次に、開度指令加算器３３に入力されるフィードフォワード制御用の補正操作値ＭＶ３につき説明する。
圧縮機１の制御装置３０には、ガスタービン３へ供給される燃料ガスの供給圧力設定値ＳＶ２を設定する圧力設定器４０が配設されている。
この供給圧力設定値ＳＶ２は、圧力調節器４１に入力される。
【００５３】
一方、圧力調節器４１には、ヘッダタンク圧力計２６によって検出された供給圧力計測値ＰＶ１も入力される。
圧力調節器４１では、供給圧力設定値ＳＶ２と供給圧力計測値ＰＶ１との偏差に基づきＰＩ（比例、積分）演算処理が行われて次式により圧力操作値ＭＶ９が演算され、この圧力操作値ＭＶ９はフィードバック制御用の操作信号として加算器４２に出力される。
圧力操作値ＭＶ９＝Ｋ１・（ＳＶ２−ＰＶ１）＋Ｋ２・∫（ＳＶ２−ＰＶ１）ｄｔ
【００５４】
加算器４２では、この圧力操作値ＭＶ９とタンク出口側ライン流量計２７から入力されたタンク出口側流量計測値ＰＶ３（フィードフォワード制御用）とが次式のごとく加算されて、圧力操作補正値ＭＶ１０として流量調節器４３に出力される。
圧力操作補正値ＭＶ１０＝ＭＶ９＋Ｋ３・ＰＶ３
流量調節器４３には、ヘッダタンク供給ライン流量計２５からタンク供給流量計測値ＰＶ４（フィードフォワード制御用）も入力される。
【００５５】
流量調節器４３では、圧力操作補正値ＭＶ１０とタンク供給流量計測値ＰＶ４との偏差に基づきＰＩ（比例、積分）演算処理が行われて操作増減値（フィードフォワード信号用）が演算される。
即ち、最終的に、圧力調節器４１加算器４２及び流量調節器４３においては、次式により補正操作値ＭＶ３が演算値される。
補正操作値ＭＶ３＝Ｋ４・（ＭＶ１０−ＰＶ４）＋Ｋ５・∫（ＭＶ１０−ＰＶ４）ｄｔ
なお、Ｋ１〜Ｋ５は定数である。
このように、フィードフォワード制御とフィードバック制御の組合せによって即応性の高い圧力制御が可能となる。
【００５６】
上述のごとく開度指令加算器３３から弁操作補正値ＭＶ４が入力された流量調整手段用関数発生器３４では、図１１に例示する関数に基づいて、例えば弁操作補正値ＭＶ４が０％から５０％になるまでは前記最小開度（例えば、２０％）を保持し、弁操作補正値ＭＶ４が５０％から増大するに伴って２０％から１００％まで直線的に増加する流量調整開度指令値ＭＶ５が算出される。
【００５７】
なお、図３に図示の圧力関数発生器５２による演算に替えて、図１に点線で図示のように、入口ガス圧力計２１から燃料ガスの入口圧力計測値ＰＶ６を入力し、この入口圧力計測値ＰＶ６に対応して、前記ＩＧＶ１３の最小開度を変化させるようにしても良い。
即ち、図８に図示のように、入口圧力計測値ＰＶ６が、予め設定された所定（基準）圧力より低下すると前記最小開度を増加させ（例えば、３０％）、上昇すると前記最小開度を減少させ（例えば、１０％）、弁操作補正値ＭＶ４が５０％から増大するに伴ってこの増減した最小開度から１００％まで流量調整開度指令値ＭＶ５が直線的に増加するようにする。
【００５８】
また、図１１に図示のものでは、ＩＧＶ１３とリサイクル弁１４のスプリット点を５０％に設定しているが、このスプリット点は５０％に限定されない。
即ち、図１１に図示の関数の傾きは、ＩＧＶ１３の制御ゲインをそれぞれ規定しており、このゲインを変えるために上記スプリット点を入口圧力計測値ＰＶ６に応じて変更するようにしても良い。
【００５９】
例えば、入口圧力計測値ＰＶ６に応じてスプリット点を５０％よりも大きくすれば、応答性に劣るＩＧＶ１３の動作時間の短縮を図れ、また、応答性の良好なリサイクル弁１４の動作安定性を向上することができる。
このようにして、上記スプリット点を、ＩＧＶ１３の動特性等を勘案して、それらの制御性が向上するように適宜設定することができる。
【００６０】
一方、ＩＧＶ１３は、ベーンを操作する図示略の空気アクチェータ等の駆動機構、ベーン開度発信器、及びＩＧＶ操作器を有している。
そして、図示略のＩＧＶ操作器により、外部からの開度指令に基づき、開度指令値が弁開度発信器からの開度計測値に一致するように位置フィードバック制御が行われる。
そして、流量調整手段用関数発生器３４からの流量調整開度指令値ＭＶ５は上述のＩＧＶ操作器に入力され、ＩＧＶ操作器によりＩＧＶ１３の開度が制御される。
【００６１】
同様に開度指令加算器３３から弁操作補正値ＭＶ４が入力されたリサイクル弁用関数発生器３５では、図１２に例示する関数に基づいて、例えば弁操作補正値ＭＶ４が０％から５０％になるまではリサイクル弁１４開度を１００％から０％まで直線的に減少し、弁操作補正値ＭＶ４が５０％以上の時にリサイクル弁１４開度を０％に保持するリサイクル弁開度指令値ＭＶ８が算出される。
算出されたリサイクル弁開度指令値ＭＶ８は、高位選択器３６に出力される。
【００６２】
なお、上記第１の実施の形態では、図１２に図示のように、リサイクル弁１４のスプリット点を５０％に設定しているが、このスプリット点は５０％に限定されない。
即ち、入口ガス圧力計２１から燃料ガスの入口圧力計測値ＰＶ６を入力し、この入口圧力計測値ＰＶ６に対応してリサイクル弁１４のスプリット点を変化させるようにしても良い。
即ち、図１２に図示の関数の傾きは、リサイクル弁１４の制御ゲインをそれぞれ規定するので、これらのゲインを変えるために上記スプリット点を、図３に図示の圧力関数発生器５２による演算に替えて、図１に点線で図示のように入口圧力計測値ＰＶ６に応じて変更しても良い。
【００６３】
例えば、スプリット点を５０％よりも大きくすれば、応答性の良好なリサイクル弁１４の動作安定性を向上することができる。
このようにして、上記スプリット点を、リサイクル弁１４の動特性等を勘案して、それらの制御性が向上するように適宜設定することができる。
【００６４】
次に、吐出流量制御設定値関数発生器３７について説明する。
図９には、圧縮機１についてのサージラインｄと、アンチサージのためのマージンを確保して設定されたサージコントロールラインｅとが示されている。
このサージラインｄ及びサージコントロールラインｅは、いずれもＩＧＶ１３の開度の関数である。
【００６５】
吐出流量制御設定値関数発生器３７では、図９に図示のサージコントロールラインｅを示す関数に基づいて処理された後、上記流量調整手段用関数発生器３４からの図１１に例示するような関数により与えられるＩＧＶ１３の流量調整開度指令値ＭＶ５に基づいて、図１３に例示するような関数によりアンチサージのための吐出流量設定値ＭＶ６が演算され、流量調節器３８に出力される。
なお、吐出流量制御設定値関数発生器３７での変換関数は、図１３に図示のように、流量調整開度指令値ＭＶ５、或いは上述の図示略の弁開度発信器からの開度信号が２０％から１００％の間において、吐出流量設定値ＭＶ６がＩＧＶ開度毎の圧縮機１の性能カーブのサージラインから１０％程度余裕を持ったアンチサージ制御ラインに基づく図１４に図示の関数である。
【００６６】
流量調節器３８では、吐出流量設定値ＭＶ６と出口ガス流量計２４で検出された吐出流量計測値ＰＶ２との偏差に対応する吐出流量操作値ＭＶ７が演算され、上記高位選択器３６に出力される。
【００６７】
高位選択器３６では、リサイクル弁用関数発生器３５から入力されたリサイクル弁開度指令値ＭＶ８と、流量調節器３８から入力された吐出流量操作値ＭＶ７とを比較し、それらの内の大きい方の信号を弁制御信号としてリサイクル弁１４に出力する。
なお、リサイクル弁１４も、ＩＧＶ１３と同様に、弁を操作する図示略の油圧アクチュエータ等の駆動機構、弁開度発信器、及びリサイクル弁操作器を有している。
そして、高位選択器３６から入力された信号に基づき、図示略のリサイクル弁操作器により、弁開度発信器からの開度に一致するように位置フィードバック制御が行われる。
【００６８】
上述の構成により、リサイクル弁１４には、リサイクル弁開度指令値ＭＶ８による吐出圧力制御と吐出流量操作値ＭＶ７によるアンチサージ制御のうちの高位の制御が選択的に適用されるので、これらの制御相互間での干渉も回避される。
また、ＩＧＶ１３だけでなく、リサイクル弁１４も圧縮機１の吐出圧制御に活用されるので、全ての運転状態（負荷遮断時、通常運転時等）において良好な制御結果を得ることができる。
しかも、ＩＧＶ１３とリサイクル弁１４がスプリットレンジで作動されるので、これらの弁による制御の干渉が回避される。
【００６９】
以下、この本発明の第１の実施の形態に係る燃料ガスの圧縮機の制御装置３０の動作を説明する。
【００７０】
先ず、圧縮状態補正器３１では、燃料ガスの圧縮状態（流体温度、入口流体圧力、流体比重、出口流体圧力等）に応じて、負荷指令値ＳＶ０を増減する補正が行われる。
もし、検出された流体温度、入口流体圧力、流体比重、出口流体圧力等が、全て予め設定された所定（基準）値と同じであれば、補正後の負荷指令値ＳＶ１＝負荷指令値ＳＶ０となる。
また、入口温度計測値ＰＶ５＝２０度／基準温度＝１５度、入口圧力計測値ＰＶ６＝２８ＢａｒＧ／基準圧力＝２２ＢａｒＧ、比重計測値ＰＶ７＝１．０９／基準比重＝０．９５、出口圧力計測値ＰＶ８と入口圧力計測値ＰＶ６との圧力比＝１．６１／基準圧力比＝１．８５の場合、入口温度補正係数Ｒ１＝１．０２、入口圧力補正係数Ｒ２＝０．８３、圧力比補正係数Ｒ３＝０．８５、比重補正係数Ｒ４＝０．９となる。
従って、補正後の負荷指令値ＳＶ１＝０．６４７×負荷指令値ＳＶ０（５０％）＝３２．３８％となる。
【００７１】
この算出された補正後の負荷指令値ＳＶ１は、指令値関数発生器３２に出力される。
指令値関数発生器３２では、補正後の負荷指令値ＳＶ１がＦ１、供給圧力設定値ＳＶ２がＰ１の場合、図９に図示のように弁操作値ＭＶ２＝５０％が算出される。
【００７２】
そして、補正操作値ＭＶ３＝０％の場合は、弁操作補正値ＭＶ４は５０％となる。
この弁操作補正値ＭＶ４に基づき、流量調整手段用関数発生器３４から出力される流量調整開度指令値ＭＶ５によって、ＩＧＶ１３の開度は２０％に設定される。
更に、弁操作補正値ＭＶ４に基づきリサイクル弁用関数発生器３５から出力されるリサイクル弁開度指令値ＭＶ８によってリサイクル弁１４の開度は０％に設定される。
【００７３】
上記ＩＧＶ１３及びリサイクル弁１４の開度設定は、フィードフォワード制御によって実行されるので、圧縮機１の吐出圧力が速やかに設定値Ｐ１に近付けられる。
そして、最終的には、弁操作補正値ＭＶ４に基づくフィードバック制御によって上記吐出圧力が設定値Ｐ１に精度良く制定され、その結果、圧縮機１の運転点が図９に示すＡ１点になる。
【００７４】
次に、例えば、図９に図示の吐出流量Ｆ２を要求する出力指令がガスタービン制御監視装置５０から圧縮機の制御装置３０に入力された場合、ＩＧＶ１３の開度は、前記最小開度である２０％に設定される。
従って、圧縮機１の流量はＦ３になる。
一方、吐出流量Ｆ３−Ｆ２の燃料ガスが燃料ガス供給ライン６側にリサイクルされるように、リサイクル弁１４の開度が設定される。
つまり、リサイクル弁１４が開かれて、ＩＧＶ１３を通る過剰な燃料分が前記リサイクル弁１４を介して燃料ガス供給ライン６側に戻される。
この結果、ヘッダタンク供給ライン１０に流れる燃料ガスの流量は、要求された吐出流量Ｆ２となる。
【００７５】
この場合も、フィードフォワード制御によるＩＧＶ１３及びリサイクル弁１４の開度設定によって圧縮機１の吐出圧力が速やかに目標値Ｐ１に近付けられ、また、フィードバック制御によって上記吐出圧力が目標値Ｐ１に精度良く整定される。
その結果、圧縮機１の運転点はＡ３点になる。
【００７６】
次に、発電機４の電力供給ラインの遮断器がトリップし、負荷遮断信号がガスタービン制御監視装置５０から入力された場合について説明する。
なお、この場合、圧力設定器４０において、供給圧力設定値ＳＶ２が図９に図示のようにＰ２に設定される。
負荷遮断時には、たとえば、図９に図示の吐出流量Ｆ４（ガスタービン３における燃料の燃焼が維持できる最小流量）を要求する出力指令が、ガスタービン制御監視装置５０から圧縮機の制御装置３０に入力される。
【００７７】
この場合、ＩＧＶ１３の開度が前記最小開度である２０％に設定されると、圧縮機１が前記サージラインｄを越えたサージ域で運転されることになる。
しかし、この第１の実施の形態においては、前記したように、流量調節器３８から高位選択器３６に、アンチサージ制御ための吐出流量操作値ＭＶ７を示す信号が出力されるので、圧縮機１のサージ運転が回避される。
【００７８】
即ち、サージ域に入るまで吐出流量が減少すると、吐出流量操作値ＭＶ７が、リサイクル弁用関数発生器３５から出力されるリサイクル弁開度指令値ＭＶ８よりも大きくなる。
そこで、高位選択器３６では、吐出流量操作値ＭＶ７がリサイクル弁１４に対する弁制御信号として選択され、その結果、サージコントロールラインｅでの運転が実行される。
【００７９】
このとき、吐出圧力は、供給圧力設定値ＳＶ２＝Ｐ２になるようにＩＧＶ１３によって制御されることになるので、圧縮機１の最終的な運転点はＡ５になる。
この運転点の設定により、圧縮機１はサージングを回避した状態で運転される。
なお、上記運転点Ａ５では、ＩＧＶ１３の開度が前記最少開度（２０％）よりも大きくなり、また、流量Ｆ５−Ｆ４の燃料ガスがリサイクル弁１４を介してリサイクルされる。
【００８０】
上述したように、上記本発明の実施形態に係る圧縮機の制御装置によれば、圧縮状態補正器３１にて、燃料ガスの圧縮状態（流体温度、入口流体圧力、流体比重、出口流体圧力等）に応じて、負荷指令値ＳＶ０を増減する補正を行うようにしたので、燃料ガス供給源５の種類（ガス井戸、或いはガスタンク）、燃料ガス供給源５に並列して接続されている他のガス需要先での使用状況、季節、昼夜の気温変化により、色々変化する燃料ガス供給源５から供給される燃料ガスの諸条件（流体温度、入口流体圧力、又は流体比重等）、又は及びリサイクルされる燃料ガス量により変化する燃焼ガスの温度変化に対応した迅速かつ精度の良い圧縮機の制御が可能となる。
【００８１】
また、ＩＧＶ１３だけでなく、リサイクル弁１４も吐出圧力の制御に活用されるので、全ての運転状態（負荷遮断時、圧縮機１及びガスタービン３のトリップ時、通常運転時等）において圧縮機１の吐出圧力の変動を抑制すること、つまり、吐出圧力の制御性を向上することができる。
【００８２】
しかも、弁操作補正値ＭＶ４が５０％以上のときに、リサイクル弁１４の吐出圧力に対する指令信号をゼロにしてＩＧＶ１３のみによって吐出圧力を制御し、弁操作補正値ＭＶ４が５０％未満のときに、ＩＧＶ１３を最小開度（２０％）に維持して、リサイクル弁１４のみによって吐出圧力を制御するので、つまり、ＩＧＶ１３とリサイクル弁１４がスプリットレンジで作動されるので、このＩＧＶ１３とリサイクル弁１４による吐出圧力制御の干渉が回避される。
【００８３】
また、吐出圧力の偏差をなくすフィードバック制御に加えて、ヘッダタンク１２に対する燃料ガスの入出流量の偏差をなくす制御が実行されており、フィードフォワード制御とフィードバック制御の組合せによって吐出圧力が制御されるので、即応性の高い圧力制御が可能となり、そのため、ガスタービン３に急激な負荷の要求がなされた場合でも、吐出圧力の変動を抑制することができる。
更に、リサイクル弁１４には、吐出圧力制御とアンチサージ制御のうちの高位の制御が選択的に適用されるので、これらの制御相互間での干渉も回避される。
【００８４】
なお、圧縮機１の入口圧力が変化する場合には、この入口圧力に対応して前記ＩＧＶ１３の最小開度を変化させることにより、より精度の高い圧力制御が可能になる。
また、上記第１の実施の形態では、図１１及び図１２に示すように、ＩＧＶ１３とリサイクル弁１４のスプリット点を５０％に設定しているが、このスプリット点は５０％に限定されない。
即ち、図１１及び図１２に示す関数の傾きは、それぞれＩＧＶ１３及びリサイクル弁１４の制御ゲインをそれぞれ規定するので、これらのゲインを変えるために上記スプリット点を変更しても良い。
例えば、スプリット点を５０％よりも大きくすれば、応答性に劣るＩＧＶ１３の動作時間の短縮を図れ、また、応答性の良好なリサイクル弁１４の動作安定性を向上することができる。
要するに、上記スプリット点は、ＩＧＶ１３とリサイクル弁１４の動特性等を勘案して、それらの制御性が向上するように適宜設定することができる。
【００８５】
次に、本発明の第２の実施の形態につき、図１５、図１６に基づき説明する。
図１５は、本発明の第２の実施の形態に係る吐出流量と吐出圧力との関係を圧縮機の回転数をパラメータとして例示した特性、図１６は、本発明の第２の実施の形態に係る燃料ガス圧縮供給ライン及び圧縮機の制御装置のブロック図である。
【００８６】
図１５に図示の曲線ａ１、ｂ２及びｃ３は、それぞれ圧縮機１の回転数を６０％、８０％及び１００％に設定した場合の圧縮機１の吐出流量と吐出圧力の関係を例示したものである。
この図１５と図９との対比から明らかなように、ＩＧＶ１３の開度操作に代えて圧縮機１の回転数を操作しても、吐出圧力の制御が可能である。
【００８７】
図１６は、圧縮機１の回転数操作によって吐出圧力を制御するように構成された本発明の第２の実施の形態を示している。
図１６に図示のものは、本発明の第１の実施の形態のＩＧＶ１３を削除し、図示略のＩＧＶ操作器に替えて、流入量調整手段として蒸気タービン等の原動機２の回転数制御器６０を設け、更に、図示略のＩＧＶ１３の弁開度発信器に替えて、圧縮機１を回転駆動する蒸気タービン等の原動機２の回転数を検出する回転計２８を設けたものである。
【００８８】
この本発明の第２の実施の形態においても、本発明の第１の実施の形態による効果と同様の効果を得ることができる。
なお、この本発明の第２の実施の形態においては、回転計２８で検出される圧縮機１の実回転数を吐出流量制御設定値関数発生器３７に入力しているが、これに代えて、本発明の第１の実施の形態と同様に、流量調整手段用関数発生器３４から出力される流量調整開度指令値ＭＶ５を吐出流量制御設定値関数発生器３７に入力するようにしても良い。
【００８９】
次に、本発明の第３の実施の形態につき、図１７、図１８に基づき説明する。
図１７は、本発明の第３の実施の形態に係る燃料ガス圧縮供給ライン及び圧縮機の制御装置のブロック図、図１８は、図１７の変形例を示すブロック図である。
なお、図１８に図示のものと図１７に図示のものとは、流入量調整手段としてのＩＧＶ１３と、入口ガス温度計２０、入口ガス圧力計２１及びガス比重計２２との位置関係が異なるのみであり、その他の構成は同じである。
【００９０】
図１７、図１８に図示の本発明の第３の実施の形態においては、本発明の第１の実施の形態に対し、ヘッダタンク供給ライン流量計２５、タンク出口側ライン流量計２７、及び圧縮機の制御装置３０内の加算器４２、流量調節器４３を省略し、圧力調節器４１からの圧力操作値ＭＶ９を、そのまま補正操作値ＭＶ３として開度指令加算器３３に入力するようにしたものである。
この第３の実施の形態によれば、ヘッダタンク１２に対する燃料ガスの入出流量の偏差をなくす制御が省略されるため、本発明の第３の実施の形態に比べて若干制御精度が劣るものの、本発明の第１の実施の形態と同様（若干劣る）の制御が可能となる。
【００９１】
なお、この本発明の第３の実施形態の制御装置においても、圧縮機１の回転数を操作して吐出圧力を制御する図１６に示した構成を適用することができる。
【００９２】
以上、本発明を、本発明の第１、２、３の実施の形態について説明したが、本発明は上記の各実施の形態に限定されず、本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えてよいことはいうまでもない。
例えば、１個のヘッダタンク１２と、複数組のタンク出口側ライン１１及び発電機４を駆動するガスタービン３等からなる需要先と、複数組の圧縮機１、圧縮機吸入ライン７、圧縮機吐出ライン８、リサイクル弁１４が介在されたリサイクルライン９、ヘッダタンク供給ライン１０、各種計測器及び圧縮機の制御装置３０等からなる圧縮供給源とからなるプラントにおいても、本発明の第１、２、３の実施の形態のものと同様の圧縮機の制御装置３０を採用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る燃料ガス圧縮供給ライン及び圧縮機の制御装置のブロック図である。
【図２】図１の変形例を示すブロック図である。
【図３】図１の圧縮状態補正器の詳細ブロック図であり、（ａ）は、圧縮状態補正器の第一の例を示す制御ブロック図、（ｂ）は、第二の例を示す制御ブロック図である。
【図４】図３の温度関数発生器における入口温度計測値と入口温度補正係数との関係を例示したグラフである。
【図５】図３の圧力関数発生器における入口圧力計測値と入口圧力補正係数との関係を例示したグラフである。
【図６】図３の圧力比関数発生器における圧力比率と圧力比補正係数との関係を例示したグラフである。
【図７】図３のガス比重関数発生器における比重計測値と比重補正係数との関係を例示したグラフである。
【図８】図１の流量調整手段用関数発生器における入口圧力計測値により流量調整開度指令値を変化させる場合の弁操作補正値と流量調整開度指令値との関係を例示したグラフである。
【図９】図１の指令値関数発生器における補正後の負荷指令値と供給圧力設定値との関係を弁操作値をパラメータとして例示した特性図である。
【図１０】図１の指令値関数発生器における補正後の負荷指令値と弁操作値との関係を例示したグラフである。
【図１１】図１の流量調整手段用関数発生器における弁操作補正値と流量調整開度指令値との関数を例示したグラフである。
【図１２】図１のリサイクル弁用関数発生器における弁操作補正値とリサイクル弁開度指令値との関数を例示したグラフである。
【図１３】図１の吐出流量制御設定値関数発生器における流量調整開度指令値と吐出流量設定値との関数を例示したグラフである。
【図１４】図１の吐出流量制御設定値関数発生器におけるアンチサージ制御ラインにおけるＩＧＶ開度と流量設定値との関係を示す図である。
【図１５】本発明の第２の実施の形態に係る吐出流量と吐出圧力との関係を圧縮機の回転数をパラメータとして例示した特性図である。
【図１６】本発明の第２の実施の形態に係る燃料ガス圧縮供給ライン及び圧縮機の制御装置のブロック図である。
【図１７】本発明の第３の実施の形態に係る燃料ガス圧縮供給ライン及び圧縮機の制御装置のブロック図である。
【図１８】図１７の変形例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００９４】
１    圧縮機
２    原動機
３    ガスタービン
４    発電機
５    燃料ガス供給源
６    燃料ガス供給ライン
７    圧縮機吸入ライン
８    圧縮機吐出ライン
９    リサイクルライン
１０  ヘッダタンク供給ライン
１１  タンク出口側ライン
１２  ヘッダタンク
１３  流入量調整手段としてのＩＧＶ（入口ガイドベーン）
１４  リサイクル弁
１５  逆止弁
１６  遮断弁
２０  入口ガス温度計
２１  入口ガス圧力計
２２  ガス比重計
２３  出口ガス圧力計
２４  出口ガス流量計
２５  ヘッダタンク供給ライン流量計
２６  ヘッダタンク圧力計
２７  タンク出口側ライン流量計
２８  回転計
３０  圧縮機の制御装置
３１  圧縮状態補正器
３２  指令値関数発生器
３３  開度指令加算器
３４  流量調整手段用関数発生器
３５  リサイクル弁用関数発生器
３６  高位選択器
３７  吐出流量制御設定値関数発生器
３８  流量調節器
４０  圧力設定器
４１  圧力調節器
４２  加算器
４３  流量調節器
５０  ガスタービン制御監視装置
５１  温度関数発生器
５２  圧力関数発生器
５３  除算器
５４  圧力比関数発生器
５５  ガス比重関数発生器
５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄ  乗算器
５６ｅ、５６ｆ、５６ｇ、５６ｈ  加算器
６０  回転数制御器
ＰＶ１    供給圧力計測値
ＰＶ２    吐出流量計測値
ＰＶ３    タンク出口側流量計測値
ＰＶ４    タンク供給流量計測値
ＰＶ５    入口温度計測値
ＰＶ６    入口圧力計測値
ＰＶ７    比重計測値
ＰＶ８    出口圧力計測値
Ｒ１      入口温度補正係数
Ｒ１ａ    入口温度補正負荷率
Ｒ２      入口圧力補正係数
Ｒ２ａ    入口圧力補正負荷率
Ｒ３      圧力比補正係数
Ｒ３ａ    圧力比補正負荷率
Ｒ４      比重補正係数
Ｒ４ａ    比重補正負荷率
ＳＶ０    負荷指令値
ＳＶ１    補正後の負荷指令値
ＳＶ２    供給圧力設定値
ＭＶ２    弁操作値
ＭＶ３    補正操作値
ＭＶ４    弁操作補正値
ＭＶ５    流量調整開度指令値
ＭＶ６    吐出流量設定値
ＭＶ７    吐出流量操作値
ＭＶ８    リサイクル弁開度指令値
ＭＶ９    圧力操作値
ＭＶ１０  圧力操作補正値
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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