(57)【要約】【課題】ガスタービン及びその運転方法において、噴霧ノズルの劣化度合いを高精度に判定することで噴霧ノズルの交換時期を適切に判断してガスタービンの信頼性の向上を図る。【解決手段】空気を圧縮する圧縮機１１と、圧縮機１１が圧縮した圧縮空気と燃料を混合して燃焼する燃焼器１２と、燃焼器１２が生成した燃焼ガスにより回転動力を得るタービン１３と、圧縮機１１が取り込む空気に噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０から冷却水を噴霧する空気冷却器４０と、空気冷却器４０を制御する制御装置７０とを備え、空気冷却器４０には、空気冷却器４０における噴霧流量指令値と噴霧流量値との基準の関係性である噴霧基準特性が設定され、制御装置７０は、噴霧基準特性に基づいて予測される予測値と実際の値との差によって噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の劣化度合いを判定する。【選択図】図４
2019206923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機が圧縮した圧縮空気と燃料を混合して燃焼する燃焼器と、
前記燃焼器が生成した燃焼ガスにより回転動力を得るタービンと、
前記圧縮機が取り込む空気に噴霧ノズルから冷却水を噴霧する空気冷却器と、
前記空気冷却器を制御する制御装置と、
を備え、
前記空気冷却器には、前記空気冷却器における噴霧流量指令値と噴霧流量値との基準の関係性である噴霧基準特性が設定され、
前記制御装置は、前記噴霧基準特性に基づいて予測される予測値と実際の値との差によって前記噴霧ノズルの劣化度合いを判定する、
ことを特徴とするガスタービン。
【請求項２】
前記制御装置は、前記噴霧基準特性に基づいて予測される予測噴霧流量値と実際の実噴霧流量値との差、および／または、前記噴霧基準特性に基づいて予測される予測噴霧流量指令値と実際の実噴霧流量指令値との差、のいずれかによって前記噴霧ノズルの劣化度合いを判定する、
ことを特徴とする請求項１に記載のガスタービン。
【請求項３】
前記制御装置は、前記空気冷却器に第１噴霧流量指令値を設定した際、前記噴霧基準特性に基づいて前記空気冷却器が噴霧すると予測される第１予測噴霧流量値と、前記空気冷却器が実際に噴霧する第１実噴霧流量値との差によって前記噴霧ノズルの劣化度合いを判定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガスタービン。
【請求項４】
前記制御装置は、前記空気冷却器が第２噴霧流量値を実際に噴霧する際、前記噴霧基準特性に基づいて前記空気冷却器に設定されると予測される第２予測噴霧流量指令値と、前記空気冷却器に実際に設定される第２実噴霧流量指令値との差によって前記噴霧ノズルの劣化度合いを判定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガスタービン。
【請求項５】
前記制御装置は、前記第１予測噴霧流量値と前記第１実噴霧流量値の差が減少するように前記第１噴霧流量指令値を補正することを特徴とする請求項３に記載のガスタービン。
【請求項６】
前記制御装置は、前記第２予測噴霧流量指令値と前記第２実噴霧流量指令値との差が減少するように前記第２予測噴霧流量指令値を補正することを特徴とする請求項４に記載のガスタービン。
【請求項７】
前記制御装置は、前記差が予め設定された判定値を超えると、前記噴霧ノズルが劣化したと判定することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のガスタービン。
【請求項８】
前記制御装置が判定した前記噴霧ノズルの劣化度合いを表示する表示部が設けられることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のガスタービン。
【請求項９】
前記制御装置は、大気温度と大気湿度と圧縮機入口湿度に基づいて、または、前記空気冷却器へ供給する冷却水量に基づいて前記空気冷却器が実際に噴霧する前記実噴霧流量値を決定することを特徴とする請求項２に記載のガスタービン。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記差ついての補正が完了した後に、前記予測噴霧流量値を前記空気冷却器が実際に噴霧する前記実噴霧流量値とみなすことを特徴とする請求項２に記載のガスタービン。
【請求項１１】
前記空気冷却器は、複数の前記噴霧ノズルを有し、前記制御装置は、前記噴霧ノズルの作動数を設定し、前記噴霧ノズルの作動数ごとに前記噴霧ノズルの劣化度合いを判定し、作動数ごとに判定された前記噴霧ノズルの劣化度合いに基づいて複数の前記噴霧ノズルの中から劣化した前記噴霧ノズルを特定することを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のガスタービン。
【請求項１２】
空気を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機が圧縮した圧縮空気と燃料を混合して燃焼する燃焼器と、
前記燃焼器が生成した燃焼ガスにより回転動力を得るタービンと、
前記圧縮機が取り込む空気に噴霧ノズルから冷却水を噴霧する空気冷却器と、  
を備え、
前記空気冷却器に、前記空気冷却器における噴霧流量指令値と噴霧流量値との基準の関係性である噴霧基準特性を設定する工程と、
前記噴霧基準特性に基づいて予測される予測値と実際の値との差によって前記噴霧ノズルの劣化度合いを判定する工程と、
を有することを特徴とするガスタービンの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機と燃焼器とタービンを備えるガスタービン、並びに、ガスタービンの運転方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンは、圧縮機と燃焼器とタービンにより構成されている。そして、空気取入口から取り込まれた空気が圧縮機によって圧縮されることで高温・高圧の圧縮空気となり、燃焼器にて、この圧縮空気に対して燃料を供給して燃焼させることで高温・高圧の燃焼ガス（排気ガス）を得て、この燃焼ガスによりタービンを駆動し、このタービンに連結された発電機を駆動する。
【０００３】
ガスタービンは、圧縮機が取り込む空気の温度によってタービンにおける出力が影響を受ける。例えば、大気温度が高い夏季には、空気の密度が低下して質量流量が低下するため、タービンの出力が低下する。そこで、タービンの出力の低下を抑制するため、圧縮機は、取り込む空気の温度を低下させるために、吸気冷却装置が設けられている。この吸気冷却装置は、一般的に、吸入空気に対して水を噴霧することで、噴霧ミストの蒸発潜熱による取り込む空気の冷却を行うものである。
【０００４】
このようなガスタービンとしては、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１２７２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した圧縮機の吸気冷却装置は、複数の噴霧ノズルが吸入空気に向けて所定量の水を噴霧する。ところが、経年劣化により噴霧ノズルに摩耗が発生すると、所定量の水を噴霧することができないという課題がある。
【０００７】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、噴霧ノズルの劣化度合いを高精度に判定することで噴霧ノズルの交換時期を適切に判断してガスタービンの信頼性の向上を図るガスタービン及びその運転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】
上記の目的を達成するための本発明のガスタービンは、空気を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機が圧縮した圧縮空気と燃料を混合して燃焼する燃焼器と、前記燃焼器が生成した燃焼ガスにより回転動力を得るタービンと、前記圧縮機が取り込む空気に噴霧ノズルから冷却水を噴霧する空気冷却器と、前記空気冷却器を制御する制御装置と、備え、前記空気冷却器には、前記空気冷却器における噴霧流量指令値と噴霧流量値との基準の関係性である噴霧基準特性が設定され、前記制御装置は、前記噴霧基準特性に基づいて予測される予測値と実際の値との差によって前記噴霧ノズルの劣化度合いを判定する、ことを特徴とするものである。
【０００９】
従って、噴霧ノズルが劣化すると、噴霧ノズルから噴霧する冷却水の噴霧量が変動することから、制御装置は、噴霧基準特性に基づいて予測される予測値と実際の値との差によって噴霧ノズルの劣化度合いを判定するそのため、噴霧ノズルの劣化度合いを高精度に判定し、噴霧ノズルの交換時期を適切に判断してガスタービンの信頼性の向上を図ることができる。
【００１０】
本発明のガスタービンでは、前記制御装置は、前記噴霧基準特性に基づいて予測される予測噴霧流量値と実際の実噴霧流量値との差、および／または、前記噴霧基準特性に基づいて予測される予測噴霧流量指令値と実際の実噴霧流量指令値との差、のいずれかによって前記噴霧ノズルの劣化度合いを判定することを特徴としている。
【００１１】
従って、予測噴霧流量値と実際の実噴霧流量値との差や予測噴霧流量指令値と実際の実噴霧流量指令値との差によって噴霧ノズルの劣化度合いを判定することから、噴霧ノズルの劣化度合いを高精度に判定することができる。
【００１２】
本発明のガスタービンでは、前記制御装置は、前記空気冷却器に第１噴霧流量指令値を設定した際、前記噴霧基準特性に基づいて前記空気冷却器が噴霧すると予測される第１予測噴霧流量値と、前記空気冷却器が実際に噴霧する第１実噴霧流量値との差によって前記噴霧ノズルの劣化度合いを判定することを特徴としている。
【００１３】
従って、第１予測噴霧流量値と第１実噴霧流量値との差によって噴霧ノズルの劣化度合いを判定することから、噴霧ノズルの劣化度合いを高精度に判定することができる。
【００１４】
本発明のガスタービンでは、前記制御装置は、前記空気冷却器が第２噴霧流量値を実際に噴霧する際、前記噴霧基準特性に基づいて前記空気冷却器に設定されると予測される第２予測噴霧流量指令値と、前記空気冷却器に実際に設定される第２実噴霧流量指令値との差によって前記噴霧ノズルの劣化度合いを判定することを特徴としている。
【００１５】
従って、第２予測噴霧流量指令値と、前記空気冷却器に実際に設定される第２実噴霧流量指令値との差によって前記噴霧ノズルの劣化度合いを判定することから、噴霧ノズルの劣化度合いを高精度に判定することができる。
【００１６】
本発明のガスタービンでは、前記制御装置は、前記第１予測噴霧流量値と前記第１実噴霧流量値の差が減少するように前記第１噴霧流量指令値を補正することを特徴としている。
【００１７】
従って、第１予測噴霧流量値と第１実噴霧流量値の差が減少するように第１噴霧流量指令値を補正することから、噴霧ノズルから噴霧する冷却水の噴霧量を噴霧ノズルの劣化度合いに応じて高精度に調整することができる。
【００１８】
本発明のガスタービンでは、前記制御装置は、前記第２予測噴霧流量指令値と前記第２実噴霧流量指令値との差が減少するように前記第２予測噴霧流量指令値を補正することを特徴としている。
【００１９】
従って、第２予測噴霧流量指令値と第２実噴霧流量指令値との差が減少するように第２予測噴霧流量指令値を補正することから、噴霧ノズルから噴霧する冷却水の噴霧量を噴霧ノズルの劣化度合いに応じて高精度に調整することができる。
【００２０】
本発明のガスタービンでは、前記制御装置は、前記差が予め設定された判定値を超えると、前記噴霧ノズルが劣化したと判定することを特徴としている。
【００２１】
従って、差が予め設定された判定値を超えると噴霧ノズルが劣化したと判定することから、噴霧ノズルの劣化度合いを高精度に判定することができる。
【００２２】
本発明のガスタービンでは、前記制御装置が判定した前記噴霧ノズルの劣化度合いを表示する表示部が設けられることを特徴としている。
【００２３】
従って、表示部に噴霧ノズルの劣化度合いが表示されることから、作業者は、噴霧ノズルの劣化度合いを確認しながらガスタービンを運転することとなり、交換する噴霧ノズルの事前準備などの交換計画を容易に立てることができる。
【００２４】
本発明のガスタービンでは、前記制御装置は、大気温度と大気湿度と圧縮機入口湿度に基づいて、または、前記空気冷却器へ供給する冷却水量に基づいて前記空気冷却器が実際に噴霧する前記実噴霧流量値を決定することを特徴としている。
【００２５】
従って、実噴霧流量値を高精度に設定することができる。
【００２６】
本発明のガスタービンでは、前記制御装置は、前記差ついての補正が完了した後に、前記予測噴霧流量値を前記空気冷却器が実際に噴霧する前記実噴霧流量値とみなすことを特徴としている。
【００２７】
従って、実噴霧流量値を高精度に設定することができる。
【００２８】
本発明のガスタービンでは、前記空気冷却器は、複数の前記噴霧ノズルを有し、前記制御装置は、前記噴霧ノズルの作動数を設定し、前記噴霧ノズルの作動数ごとに前記噴霧ノズルの劣化度合いを判定し、作動数ごとに判定された前記噴霧ノズルの劣化度合いに基づいて複数の前記噴霧ノズルの中から劣化した前記噴霧ノズルを特定することを特徴としている。
【００２９】
従って、空気冷却器が複数の噴霧ノズルを有するとき、噴霧ノズルの作動数ごとの噴霧ノズルの劣化度合いを判定するだけで、複数の噴霧ノズルの中から劣化した噴霧ノズルを特定することができ、設備の複雑化を抑制しながら、噴霧ノズルの劣化度合いを高精度に判定することができる。
【００３０】
また、本発明のガスタービンの運転方法は、空気を圧縮する圧縮機と前記圧縮機が圧縮した圧縮空気と燃料を混合して燃焼する燃焼器と、前記燃焼器が生成した燃焼ガスにより回転動力を得るタービンと、前記圧縮機が取り込む空気に噴霧ノズルから冷却水を噴霧する空気冷却器と、を備え、前記空気冷却器に、前記空気冷却器における噴霧流量指令値と噴霧流量値との基準の関係性である噴霧基準特性を設定する工程と、前記噴霧基準特性に基づいて予測される予測値と実際の値との差によって前記噴霧ノズルの劣化度合いを判定する工程と、を有することを特徴とするものである。
【００３１】
従って、噴霧ノズルが劣化すると、噴霧ノズルから噴霧する冷却水の噴霧量が変動することから、制御装置は、噴霧基準特性に基づいて予測される予測値と実際の値との差によって噴霧ノズルの劣化度合いを判定する。そのため、噴霧ノズルの劣化度合いを高精度に判定し、噴霧ノズルの交換時期を適切に判断してガスタービンの信頼性の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明のガスタービン及びその方法によれば、噴霧ノズルの劣化度合いを高精度に判定することで、噴霧ノズルの交換時期を適切に判断してガスタービンの信頼性の向上を図る。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、本実施形態のガスタービンを表す概略構成図である。
【図２】図２は、圧縮機の吸気ダクトを表す概略図である。
【図３】図３は、吸気冷却装置の制御ブロックを表す概略図である。
【図４】図４は、吸気冷却制御を表す概略図である。
【図５】図５は、吸気冷却装置における噴霧流量指令値に対する実噴霧流量値を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、添付図面を参照して、本発明に係るガスタービン及びその運転方法の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。
【００３５】
図１は、本実施形態のガスタービンを表す概略構成図である。
【００３６】
本実施形態において、図１に示すように、ガスタービン１０は、圧縮機１１と、燃焼器１２と、タービン１３とを有している。圧縮機１１とタービン１３は、回転軸１４により一体回転可能に連結され、この回転軸１４に発電機１５が連結されている。圧縮機１１は、空気取り込みラインＬ１から取り込んだ空気を圧縮する。燃焼器１２は、圧縮機１１から圧縮空気供給ラインＬ２を通して供給された圧縮空気と、燃料ガス供給ラインＬ３から供給された燃料ガスとを混合して燃焼する。タービン１３は、燃焼器１２から燃焼ガス供給ラインＬ４を通して供給された燃焼ガスにより回転駆動する。発電機１５は、タービン１３が回転することで伝達される回転力により発電する。
【００３７】
そのため、ガスタービン１０にて、圧縮機１１は空気を圧縮し、燃焼器１２は供給された圧縮空気と燃料ガスとを混合して燃焼する。タービン１３は燃焼器１２から供給された燃焼ガスにより回転駆動し、発電機１５が発電を行う。
【００３８】
図２は、圧縮機の吸気ダクトを表す概略図である。
【００３９】
図２に示すように、圧縮機１１は、空気の取込み側に吸気ダクト２０が設けられている。ダクト本体３１は、所定長さを有し、所定形状に屈曲された形状をなし、圧縮機１１の車室（図示略）に装着されている。ダクト本体３１は、箱型形状をなし、吸気口３２が形成されている。吸気口３２は、ダクト本体３１の端面に形成された１つの開口であり、ウェザールーバー３３が固定されている。ウェザールーバー３３は、複数の三角屋根からなり、吸気口３２に装着されることで、ダクト本体３１の内部への雨水の浸入を抑制する。
【００４０】
ダクト本体３１は、内部に複数（本実施形態では、３個）のフィルタ３４，３５，３６と、１個のサイレンサ３７が設けられている。フィルタ３４，３５，３６は、例えば、プレフィルタ、中性能フィルタ、高性能（ＨＥＰＡ）フィルタである。フィルタ３４，３５，３６は、ダクト本体３１の吸気口３２から所定距離だけ離れた位置に配置されると共に、互いに所定距離だけ離れて配置されており、ダクト本体３１を塞いでいる。そのため、ダクト本体３１を通過する空気は、フィルタ３４，３５，３６は、を通過することで、空気に含まれる比較的小さなごみを捕集する。
【００４１】
ダクト本体３１は、サイレンサ３７より圧縮機１１側に空気冷却器４０が配置されている。空気冷却器４０は、ダクト本体３１内の鉛直方向に所定間隔を空けて配置される複数（本実施形態では、５個）のノズルユニット４１，４２，４３，４４，４５を有している。ノズルユニット４１，４２，４３，４４，４５は、それぞれ複数の噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０を有している。ノズルユニット４１，４２，４３，４４，４５は、配管５１，５２，５３，５４，５５が接続されており、配管５１，５２，５３，５４，５５にポンプ５６，５７，５８，５９，６０と開閉弁６１，６２，６３，６４，６５が装着されている。配管５１，５２，５３，５４，５５は、集合配管６６に集合し、集合配管６６が冷却水タンク６７に連結されると共に、集合配管６６に後述する流量計７４が設けられている。
【００４２】
そのため、空気冷却器４０は、ポンプ５６，５７，５８，５９，６０を駆動すると共に、開閉弁６１，６２，６３，６４，６５が開放すると、冷却水タンク６７の冷却水が配管５１，５２，５３，５４，５５を通ってノズルユニット４１，４２，４３，４４，４５に供給され、ノズルユニット４１，４２，４３，４４，４５における複数の噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０から圧縮機１１側に向けて冷却水を噴霧する。このとき、大気温度や大気湿度に応じて駆動するポンプ５６，５７，５８，５９，６０の数を決定し、所定の開閉弁６１，６２，６３，６４，６５が開放することで、複数のノズルユニット４１，４２，４３，４４，４５のうちの１個または複数から必要量の冷却水を噴霧する。
【００４３】
図３は、吸気冷却装置の制御ブロックを表す概略図、図４は、吸気冷却制御を表す概略図、図５は、吸気冷却装置における噴霧流量指令値に対する実噴霧流量値を表すグラフである。
【００４４】
また、ガスタービン１０は、図３に示すように、空気冷却器４０を制御する制御装置７０を備えている。制御装置７０は、空気冷却器４０における噴霧流量指令値と噴霧流量値との基準の関係性である噴霧基準特性が設定され、噴霧基準特性に基づいて予測される予測値と実際の値との差によって噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の劣化度合いを判定する。
【００４５】
具体的に、制御装置７０は、噴霧基準特性に基づいて予測される予測噴霧流量値と実際の実噴霧流量値との差、および／または、噴霧基準特性に基づいて予測される予測噴霧流量指令値と実際の実噴霧流量指令値との差によって噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の劣化度合いを判定する。
【００４６】
ここで、空気冷却器４０（噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０）における噴霧基準特性とは、空気冷却器４０にある噴霧流量指令値を設定した場合に、決められた噴霧流量値を空気冷却器４０が噴霧する空気冷却器４０の特性（関係性）のことをいう。また、噴霧流量指令値とは、空気冷却器４０が噴霧する噴霧流量値を制御するために空気冷却器４０に設定される指令値のことをいい、例として、ポンプ５６，５７，５８，５９，６０の起動台数や回転数に対する指令値や、開閉弁６１，６２，６３，６４，６５の弁開度に対する指令値等のことをいう。この場合、ポンプ５６，５７，５８，５９，６０のみに対する指令値、開閉弁６１，６２，６３，６４，６５のみに対する指令値、またはポンプ５６，５７，５８，５９，６０と開閉弁６１，６２，６３，６４，６５との両方に対する指令値など、状況に応じて種々の指令値を設定することができる。
【００４７】
即ち、制御装置７０は、空気冷却器４０に第１噴霧流量指令値を設定した際、噴霧基準特性に基づいて空気冷却器４０が噴霧すると予測される第１予測噴霧流量値と、空気冷却器４０が実際に噴霧する第１実噴霧流量値との差によって噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の劣化度合いを判定する。また、制御装置７０は、空気冷却器４０が第２噴霧流量値を実際に噴霧する際、噴霧基準特性に基づいて空気冷却器４０に設定されると予測される第２予測噴霧流量指令値と、空気冷却器４０に実際に設定される第２実噴霧流量指令値との差によって噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の劣化度合いを判定する。
【００４８】
ここで、制御装置７０は、第１予測噴霧流量値と第１実噴霧流量値の差が減少するように第１噴霧流量指令値を補正する。また、制御装置７０は、第２予測噴霧流量指令値と第２実噴霧流量指令値との差が減少するように第２予測噴霧流量指令値を補正する。そして、制御装置７０は、この差が予め設定された判定値を超えると、噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０が劣化したと判定し、噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の交換が必要であると判定する。ここで、判定値は、例えば、噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０における最大噴霧流量に対する割合（例えば、１０％）として設定される。
【００４９】
制御装置７０は、大気温度を計測する大気温度計７１と、大気湿度を計測する大気湿度計７２が接続され、大気温度と大気湿度が入力される。また、図２に示すように、圧縮機１１は、ダクト本体３１内に圧縮機入口湿度を計測する圧縮機入口湿度計７３が配置され、制御装置７０は、圧縮機入口湿度が入力される。更に、空気冷却器４０は、集合配管６６に流量計７４が設けられ、制御装置７０は、集合配管６６を流れる冷却水量、つまり、噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０が噴霧する冷却水の噴霧量が入力される。
【００５０】
また、制御装置７０は、表示部７５と、記憶部７６が接続されている。表示部７５は、制御装置７０が判定した噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の判定結果を表示し、記憶部７６は、制御装置７０が判定した噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の判定結果を記憶する。
【００５１】
ここで、ガスタービンの運転方法について詳細に説明する。本実施形態のガスタービンの運転方法は、空気冷却器４０における噴霧流量指令値と噴霧流量値との基準の関係性である噴霧基準特性を設定する工程と、噴霧基準特性に基づいて予測される予測値と実際の値との差によって噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の劣化度合いを判定する工程とを有する。
【００５２】
具体的に説明すると、図４に示すように、制御装置７０には、設定部８１、比較部８２、ＰＩ制御部８３、補正部８４、判定部８５が設けられている。設定部８１は、大気温度計７１が計測した大気温度と、大気湿度計７２が計測した大気湿度に基づいて、必要な噴霧流量値を決定する。そして、この噴霧流量値を空気冷却器４０が噴霧するために必要な噴霧流量指令値を設定する。このとき、噴霧流量指令値は、噴霧ノズルの劣化がないときの噴霧基準特性αに基づいて設定される。つまり、設定部８１は、噴霧基準特性αに基づき、空気冷却器４０が必要な噴霧流量値を噴霧するであろうと予測する噴霧流量指令値を設定する。ここで、必要な噴霧流量指令値を空気冷却器４０に設定した際、噴霧基準特性αに基づいて空気冷却器４０が噴霧すると予測する流量値を、予測噴霧流量値とする。比較部８２は、予測噴霧流量値と、流量計７４が計測した空気冷却器４０（噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０）が噴霧する実噴霧流量値との差を算出する。なお、実噴霧流量値は、大気温度と、大気湿度と、圧縮機入口湿度計測計７３が計測した圧縮機入口湿度に基づいて設定してもよい。なお、設定部８１が決定する必要な噴霧流量値は、圧縮機入口湿度計測計７３が計測した圧縮機入口湿度に基づいて決定してもよい。
【００５３】
ＰＩ制御部８３は、予測噴霧流量値と実噴霧流量値との差と、空気冷却器４０（噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０）の運転信号に基づいてノズル劣化補正量を算出する。表示部７５は、このノズル劣化補正量（または、補正値）を表示する。なお、ノズル劣化補正量とは、噴霧流量値の補正流量、または、噴霧流量指令値の補正量である。また、補正部８４は、予測噴霧流量値をノズル劣化補正量に基づいて補正し、噴霧流量指令値を算出する。判定部８５は、ノズル劣化補正量と判定値とを比較して噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の劣化度合いを判定する。ここで、判定部８５がノズル劣化補正量に基づいて噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の劣化を判定すると、表示部７５は、噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０が劣化していると表示すると共に、交換すべきとの警報を発する。
【００５４】
図５において、噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の劣化がないときの噴霧基準特性αが規定されている。噴霧基準特性αは、噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の劣化がないときの噴霧流量指令値に対する噴霧流量値または噴霧流量値に対する噴霧流量指令値を示すことができる。つまり噴霧流量指令値と噴霧流量値との関係性を示すことができる。これによると、噴霧流量指令値（第１噴霧流量指令値）ａ２が設定されると、噴霧基準特性αに基づいて予測噴霧流量値（第１予測噴霧流量値）ｂ２を予測することができる。また、噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の劣化が進行すると、噴霧流量指令値に基づいて予測される予測噴霧流量値に対して実噴霧流量値が増加する傾向にある。このとき、空気冷却器４０の噴霧ノズルにおいて噴霧流量指令値と噴霧流量値との関係性が、噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の劣化に伴って更新される。これにより、噴霧基準特性αに基づいて設定される予測噴霧流量指令値と実際の噴霧流量指令値との間または予測噴霧流量値と実際の実噴霧流量値との間に差が生じる。ここで、噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０が劣化したときには、実噴霧特性βを規定することができる。実噴霧特性βは、噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０が劣化したときの噴霧流量指令値に対する噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の実際の実噴霧流量値、または、実噴霧流量値に対する実際の噴霧流量指令値（実噴霧流量指令値）を示すことができる。つまり噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０が劣化したときの噴霧流量指令値と噴霧流量値との実際の関係性を示すことができる。これにより、設定された噴霧流量指令値ａ２に対して実噴霧流量値（第１実噴霧流量値）ｂ３が規定される。なお、この実噴霧特性βは、噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の劣化度合いに応じてその傾きが変動する。
【００５５】
そのため、噴霧基準特性αにて、噴霧流量指令値ａ２に対して予測噴霧流量値ｂ２が設定されているとき、噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０が劣化すると、実噴霧流量値が増加して実噴霧流量値ｂ３に変動する。このとき、制御装置７０は、噴霧流量指令値ａ２に応じて設定される予測噴霧流量値ｂ２と、噴霧流量指令値ａ２に応じて実際に噴霧される実噴霧流量値ｂ３との差Ｃ１に基づいて噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の劣化度合いを判定する。
【００５６】
また、予測噴霧流量値ｂ２と実噴霧流量値ｂ３との差Ｃ１に応じて噴霧流量指令値を補正する。即ち、噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０は、噴霧流量指令値ａ２に対して予測噴霧流量値（第２噴霧流量値）ｂ２を噴霧したいが、実際には、この予測噴霧流量値ｂ２より多い実噴霧流量値ｂ３を噴霧している。そのため、実噴霧特性βに基づいて実噴霧流量値ｂ３に対して予測される予測噴霧流量指令値（第２予測噴霧流量指令値）ａ１を設定し、噴霧流量指令値を噴霧流量指令値（第２噴霧流量指令値）ａ２から予測噴霧流量指令値ａ１に変更する。つまり、噴霧流量指令値ａ２と予測噴霧流量指令値ａ１との差が減少するように噴霧流量指令値を補正する。ここで、噴霧流量指令値ａ２と予測噴霧流量指令値ａ１との差Ｃ２に基づいて噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の劣化度合いを判定してもよい。
【００５７】
なお、図２及び図３に示すように、空気冷却器４０は、噴霧流量指令値に応じて駆動するノズルユニット４１，４２，４３，４４，４５（ポンプ５６，５７，５８，５９，６０）の数を決定する。即ち、制御装置７０は、圧縮機入口湿度が９０％になるように噴霧流量指令値を設定し、駆動するノズルユニット４１，４２，４３，４４，４５を決定する。このとき、制御装置７０は、噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の作動数ごとに噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の劣化度合いを判定する。
【００５８】
例えば、圧縮機入口湿度が高いとき、噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の噴霧量は少量であることから、１個の噴霧ノズル４６を作動し、１個の噴霧ノズル４６の劣化度合いを判定する。その後、圧縮機入口湿度が低下し、２個の噴霧ノズル４６，４７を作動する必要になると、２個の噴霧ノズル４６，４７の劣化度合いを判定する。このとき、１個の噴霧ノズル４６の劣化度合いと、２個の噴霧ノズル４６，４７の劣化度合いが同じであれば、２個目の噴霧ノズル４７の劣化度合いは低いことがわかる。また、１個の噴霧ノズル４６の劣化度合いと、２個の噴霧ノズル４６，４７の劣化度合いが大きく異なると、２個目の噴霧ノズル４７の劣化度合いが高いことがわかる。そのため、複数の噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の中から劣化した噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０を特定することができる。
【００５９】
このように本実施形態のガスタービンにあっては、空気を圧縮する圧縮機１１と、圧縮機１１が圧縮した圧縮空気と燃料を混合して燃焼する燃焼器１２と、燃焼器１２が生成した燃焼ガスにより回転動力を得るタービン１３と、圧縮機１１が取り込んだ空気に噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０から冷却水を噴霧する空気冷却器４０と、空気冷却器４０を制御する制御装置７０とを備え、空気冷却器４０には、空気冷却器４０における噴霧流量指令値と噴霧流量値との基準の関係性である噴霧基準特性が設定され、制御装置７０は、噴霧基準特性に基づいて予測される予測値と実際の値との差によって噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の劣化度合いを判定する。
【００６０】
従って、噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０が劣化すると、噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０から噴霧する冷却水の噴霧量が変動することから、制御装置７０は、噴霧基準特性に基づいて予測される予測値と実際の値との差によって噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の劣化度合いを判定する。そのため、噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の劣化度合いを高精度に判定し、噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の交換時期を適切に判断してガスタービン１０の信頼性の向上を図ることができる。
【００６１】
本実施形態のガスタービンでは、制御装置７０は、噴霧基準特性に基づいて予測される予測噴霧流量値と実際の実噴霧流量値との差、および／または、噴霧基準特性に基づいて予測される予測噴霧流量指令値と実際の実噴霧流量指令値との差、のいずれかによって噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の劣化度合いを判定する従って、噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の劣化度合いを高精度に判定することができる。
【００６２】
本実施形態のガスタービンでは、制御装置７０は、空気冷却器４０に第１噴霧流量指令値を設定した際、噴霧基準特性に基づいて空気冷却器４０が噴霧すると予測される第１予測噴霧流量値と、空気冷却器が実際に噴霧する第１実噴霧流量値との差によって噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の劣化度合いを判定する。または、制御装置７０は、空気冷却器４０が第２噴霧流量値を実際に噴霧する際、噴霧基準特性に基づいて空気冷却器に設定されると予測される第２予測噴霧流量指令値と、空気冷却器４０に実際に設定される第２実噴霧流量指令値との差によって噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の劣化度合いを判定する。従って、噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の劣化度合いを高精度に判定することができる。
【００６３】
本実施形態のガスタービンでは、制御装置７０は、第１予測噴霧流量値と第１実噴霧流量値の差が減少するように第１噴霧流量指令値を補正する。または、制御装置７０は、第２予測噴霧流量指令値と第２実噴霧流量指令値との差が減少するように第２予測噴霧流量指令値を補正する。従って、噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０から噴霧する冷却水の噴霧量を噴霧ノズルの劣化度合いに応じて高精度に調整することができる。
【００６４】
本実施形態のガスタービンでは、制御装置７０は、差が予め設定された判定値を超えると、噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０が劣化したと判定する。従って、噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の劣化度合いを高精度に判定することができる。
【００６５】
本実施形態のガスタービンでは、制御装置７０は、差ついての補正が完了した後に、予測噴霧流量値を空気冷却器４０が実際に噴霧する前記実噴霧流量値とみなす。従って、実噴霧流量値を高精度に設定することができる。
【００６６】
本実施形態のガスタービンでは、制御装置７０が判定した噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の劣化度合いを表示する表示部７５を設けている。従って、表示部７５に噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の劣化度合いが表示されることから、作業者は、噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の劣化度合いを確認しながら圧縮機１１を運転することとなり、交換する噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の事前準備などの交換計画を容易に立てることができる。
【００６７】
本実施形態のガスタービンでは、制御装置７０は、大気温度と大気湿度と圧縮機入口湿度に基づいて、または、空気冷却器４０へ供給する冷却水量に基づいて空気冷却器４０が実際に噴霧する実噴霧流量値を決定する。従って、実噴霧流量値を高精度に設定することができる。
【００６８】
本実施形態のガスタービンでは、空気冷却器４０は、複数の噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０を有し、制御装置７０は、噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の作動数ごとに噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の劣化度合いを判定し、作動数ごとに判定された噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の劣化度合いに基づいて複数の噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の中から劣化した噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０を特定する。従って、空気冷却器４０が複数の噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０を有するとき、噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の作動数ごとの噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の劣化度合いを判定するだけで、複数の噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の中から劣化した噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０を特定することができ、流量計７４などの設備の複雑化を抑制しながら、噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の劣化度合いを高精度に判定することができる。
【００６９】
また、本実施形態のガスタービンの運転方法にあっては、空気冷却器４０における噴霧流量指令値と噴霧流量値との基準の関係性である噴霧基準特性を設定する工程と、噴霧基準特性に基づいて予測される予測値と実際の値との差によって噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の劣化度合いを判定する工程とを有する。
【００７０】
従って、噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の劣化度合いを高精度に判定し、噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の交換時期を適切に判断してガスタービン１０の信頼性の向上を図ることができる。
【００７１】
なお、上述した実施形態にて、噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の劣化がないときの噴霧基準特性αと、噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０が劣化したときの実噴霧特性βを規定し、噴霧基準特性αと実噴霧特性βの差、つまり、ずれ量に基づいて噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の劣化判定をした。この場合、実噴霧特性βは、噴霧流量指令値と実噴霧流量値との関係性を示すものであり、グラフとして説明したが、この構成に限定されるものではない。実噴霧特性βを、噴霧流量指令値に対する実噴霧流量値の表としたり、噴霧流量指令値に対する実噴霧流量の関数としたりしてもよい。さらに、実噴霧特性βを関数としてではなく、１つの噴霧流量指令値に対応する１つの実噴霧流量値や、１つの実噴霧流量値に対応する１つの噴霧流量指令値などのような１つの値と捉えてもよい。この場合は、噴霧基準特性αに基づいて予測される予測値（予測噴霧流量指令値や予測噴霧流量値）と比較するための、実際の値（実噴霧流量指令値や実噴霧流量値）のことを実噴霧特性βと捉えることができる。そして、この実際の値（実噴霧特性β）と予測値（噴霧基準特性α）とに生じるずれ量（差）に基づいて噴霧ノズルの劣化度合いを判定することができる。つまり、本発明の制御装置は、噴霧基準特性と実噴霧特性との差に応じて噴霧ノズルの劣化度合いを判定するものであることから、噴霧流量指令値のずれ量や実噴霧流量のずれ量に基づいて噴霧ノズルの劣化度合いを判定することができればよいものである。
【００７２】
また、上述した実施形態にて、空気冷却器４０は、複数の噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０を有し、制御装置７０は、噴霧流量指令値に応じて噴霧ノズル４６，４７，４８，４９，５０の作動数を設定し、所定数のポンプ５６，５７，５８，５９，６０を駆動するようにしている。この場合、制御装置７０は、ポンプ５６，５７，５８，５９，６０の回転数を一定としてポンプ５６，５７，５８，５９，６０の駆動と停止を制御してもよいし、ポンプ５６，５７，５８，５９，６０の駆動と停止を制御すると共にポンプ５６，５７，５８，５９，６０の回転数を制御してもよい。
【００７３】
また、上述した実施形態では、圧縮機１１の吸気ダクト２０内に空気冷却器４０を配置し、吸気ダクト２０に取り込んだ後の空気に対して冷却水を噴霧するように構成したが、この構成に限定されるものではない。例えば、吸気ダクト２０の外部に空気冷却器を配置し、吸気ダクト２０に取り込む前の空気に対して冷却水を噴霧するように構成してもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１０  ガスタービン
１１  圧縮機
１２  燃焼器
１３  タービン
１４  回転軸
１５  発電機
３１  ダクト本体
４０  空気冷却器
４１，４２，４３，４４，４５  ノズルユニット
４６，４７，４８，４９，５０  噴霧ノズル
５１，５２，５３，５４，５５  配管
５６，５７，５８，５９，６０  ポンプ
６１，６２，６３，６４，６５  開閉弁
６６  集合配管
６７  冷却水タンク
７０  制御装置
７１  大気温度計
７２  大気湿度計
７３  圧縮機入口湿度計
７４  流量計
７５  表示部
７６  記憶部
８１  設定部
８２  比較部
８３  ＰＩ制御部
８４  補正部
８５  判定部
【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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