(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予混合燃焼させる燃料を噴射する１以上の予混合ノズルで構成される予混合ノズル群を複数備えるガスタービンの燃料流量設定装置において、
ガスタービン出力と相関性を有するパラメータを受け付け、前記パラメータと複数の前記予混合ノズル群相互の燃料流量比との予め定められた流量比関係を用いて、受け付けた前記パラメータに応じた前記燃料流量比を定める流量比演算器と、
前記流量比演算器で定められた前記燃料流量比を用いて、複数の前記予混合ノズル群毎に供給する燃料流量を求める流量演算器と、
前記ガスタービン出力が変化しているときの前記燃料流量比に関する補正値を求める補正値演算器と、
前記補正値演算器で求めた前記補正値を用いて、前記流量比演算器で定めた前記燃料流量比を補正する補正器と、
を備え、
前記流量比関係は、前記パラメータの変化に対して前記燃料流量比が連続性を持って変化する関係であり、
前記流量演算器は、前記ガスタービン出力が変化している場合に、前記補正器で補正された前記燃料流量比を用いて、複数の前記予混合ノズル群毎の前記燃料流量を求める、
燃料流量設定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料流量設定装置において、
前記補正値演算器は、前記パラメータを受け付け、前記パラメータと前記補正値との予め定められた補正値関係を用いて、受け付けた前記パラメータに応じた前記補正値を求める、
燃料流量設定装置。
【請求項３】
請求項２に記載の燃料流量設定装置において、
前記補正値演算器は、前記ガスタービン出力の変化が出力上昇であるか出力下降であるかを判断し、前記ガスタービン出力の変化が前記出力上昇である場合には、前記補正値関係として出力上昇時用の補正値関係を用いて前記補正値を求め、前記ガスタービン出力の変化が前記出力下降である場合には、前記補正値関係として出力下降時用の補正値関係を用いて前記補正値を求める、
燃料流量設定装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の燃料流量設定装置において、
前記補正値関係は、前記補正器で補正された前記燃料流量比で、前記パラメータと前記補正値とで定義される領域のうちで、前記ガスタービン出力変化時のおける燃焼振動が発生する燃焼振動領域を避け得るように定められた関係である、
燃料流量設定装置。
【請求項５】
請求項２から４のいずれか一項に記載の燃料流量設定装置において、
複数の前記予混合ノズル群のうち、一の予混合ノズル群は、他の予混合ノズル群よりも予混合ノズルの数が多く、
前記補正値関係で定められる前記補正値は、前記一の予混合ノズル群へ供給する前記燃料の流量を減らす値である、
燃料流量設定装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の燃料流量設定装置において、
複数の前記予混合ノズル群毎に設けられ、前記予混合ノズル群に供給する燃料流量を調節する燃料流量調節弁に対して、開度を指示する弁制御器を備え、
前記弁制御器は、複数の前記予混合ノズル群毎の前記燃料流量を用いて、複数の前記予混合ノズル群毎に設けられている前記燃料流量調節弁の開度を定める、
燃料流量設定装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の燃料流量設定装置において、
前記流量比関係は、前記パラメータと前記燃料流量比で定義される領域のうちで燃焼振動が発生する燃焼振動領域を避けるように定められた関係である、
燃料流量設定装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の燃料流量設定装置において、
前記ガスタービンのタービン中で、前記ガスタービンの燃焼器からの燃焼ガスが流入するタービン入口の温度と正の相関性を持つ入口温度相関値を前記パラメータとして発生するパラメータ発生器を有する、
燃料流量設定装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の燃料流量設定装置において、
複数の前記予混合ノズル群の全てに供給する燃料流量を求める総予混合燃料演算器を備え、
前記流量演算器は、前記総予混合燃料演算器で求められた前記燃料流量と前記流量比演算器で定められた前記燃料流量比を用いて、複数の前記予混合ノズル群毎の燃料流量を求める、
燃料流量設定装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載の燃料流量設定装置と、前記ガスタービンと、を備え、
前記ガスタービンは、空気を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器と、前記燃焼ガスにより駆動するタービンと、を有し、
前記燃焼器は、燃料が燃焼する燃焼筒と、燃料と空気とが混合した予混合ガスを前記燃焼筒内に噴射する複数のメインバーナと、を有し、
複数の前記メインバーナは、それぞれ、前記予混合ノズルとしての一つのメインノズルと、前記一のメインノズルから噴射された燃料と前記圧縮機で圧縮された前記空気とを混合させて前記予混合ガスを生成し、前記燃焼筒内に前記予混合ガスを噴射するガス流路枠と、を有し、
前記燃焼器は、１以上の前記メインバーナで構成されるメインバーナ群を複数備え、
前記燃料流量設定装置は、複数の前記メインバーナ群毎の燃料流量を定める、
ガスタービンプラント。
【請求項１１】
請求項１から９のいずれか一項に記載の燃料流量設定装置と、前記ガスタービンと、を備え、
前記ガスタービンは、空気を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器と、前記燃焼ガスにより駆動するタービンと、を有し、
前記燃焼器は、燃料が燃焼する燃焼筒と、燃料と前記圧縮機からの前記空気とが混合した予混合ガスを前記燃焼筒内に噴射する複数のメインバーナと、前記メインバーナに流入する前記圧縮機から空気中に前記燃料を噴射し、前記予混合ノズルとしての複数のトップハットノズルと、を備え、
前記燃焼器は、１以上の前記トップハットノズルで構成されるトップハットノズル群を複数備え、
前記燃料流量設定装置は、複数の前記トップハットノズル群毎の燃料流量を定める、
ガスタービンプラント。
【請求項１２】
予混合燃焼させる燃料を噴射する１以上の予混合ノズルで構成される予混合ノズル群を複数備えるガスタービンの燃料流量設定方法において、
ガスタービン出力と相関性を有するパラメータを受け付け、前記パラメータと複数の前記予混合ノズル群相互の燃料流量比との予め定められた流量比関係を用いて、受け付けた前記パラメータに応じた前記燃料流量比を定める流量比演算工程と、
前記流量比演算工程で定められた前記燃料流量比を用いて、複数の前記予混合ノズル群毎の燃料流量を求める流量演算工程と、
前記ガスタービン出力が変化しているときの前記燃料流量比に関する補正値を求める補正値演算工程と、
前記補正値演算工程で求められた前記補正値を用いて、前記流量比演算工程で定められた前記燃料流量比を補正する補正工程と、
を実行し、
前記流量比関係は、前記パラメータの変化に対して前記燃料流量比が連続性を持って変化する関係であり、
前記流量演算工程では、前記ガスタービン出力が変化している場合に、前記補正工程で補正された前記燃料流量比を用いて、複数の前記予混合ノズル群毎の燃料流量を定める、
燃料流量設定方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の燃料流量設定方法において、
前記補正値演算工程では、前記パラメータを受け付け、前記パラメータと前記補正値との予め定められた補正値関係を用いて、受け付けた前記パラメータに応じた前記補正値を求める、
燃料流量設定方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の燃料流量設定方法において、
前記補正値演算工程では、前記ガスタービン出力の変化が出力上昇であるか出力下降であるかを判断し、前記ガスタービン出力の変化が前記出力上昇である場合には、前記補正値関係として出力上昇時用の補正値関係を用いて前記補正値を求め、前記ガスタービン出力の変化が前記出力下降である場合には、前記補正値関係として出力下降時用の補正値関係を用いて前記補正値を求める、
燃料流量設定方法。
【請求項１５】
請求項１３又は１４に記載の燃料流量設定方法において、
前記パラメータと前記補正値とで定義される領域のうちで前記ガスタービン出力変化時のおける燃焼振動が発生する燃焼振動領域を予め調べており、
前記補正値関係は、前記補正工程後の前記燃料流量比が前記燃焼振動領域を避け得るように定められた関係である、
燃料流量設定方法。
【請求項１６】
請求項１３から１５のいずれか一項に記載の燃料流量設定方法において、
複数の前記予混合ノズル群のうち、一の予混合ノズル群は、他の予混合ノズル群よりも予混合ノズルの数が多く、
前記補正値関係で定められる前記補正値は、前記一の予混合ノズル群へ供給する前記燃料の流量を減らす値である、
燃料流量設定方法。
【請求項１７】
請求項１２から１６のいずれか一項に記載の燃料流量設定方法において、
複数の前記予混合ノズル群毎に設けられ、前記予混合ノズル群に供給する燃料流量を調節する燃料流量調節弁に対して、開度を指示する弁制御工程を実行し、
前記弁制御工程では、複数の前記予混合ノズル群毎の前記燃料流量を用いて、複数の前記予混合ノズル群毎に設けられている前記燃料流量調節弁の開度を定める、
燃料流量設定方法。
【請求項１８】
請求項１２から１７のいずれか一項に記載の燃料流量設定方法において、
前記パラメータと前記燃料流量比で定義される領域のうちで燃焼振動が発生する燃焼振動領域を予め調べておき、
前記流量比関係は、前記パラメータに対する前記燃料流量比が前記燃焼振動領域を避けるように定めた関係である、
燃料流量設定方法。
【請求項１９】
請求項１２から１８のいずれか一項に記載の燃料流量設定方法において、
前記ガスタービンのタービン中で、前記ガスタービンの燃焼器からの燃焼ガスが流入するタービン入口の温度と正の相関性を持つ入口温度相関値を前記パラメータとして発生するパラメータ発生工程を実行する、
燃料流量設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、予混合燃焼させる燃料を噴射する複数の予混合ノズルを備えるガスタービンの燃料流量設定方法、この方法を実行する装置、この装置を備えるガスタービンプラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンは、空気を圧縮する圧縮機と、圧縮機で圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器と、燃焼ガスにより駆動するタービンと、を備えている。燃焼器は、多くの場合、燃料を予混合燃焼させる複数のメインバーナを有している。メインバーナは、メインノズルと、このメインノズルが内側に配置されているガス流路枠と、を備える。ガス流路枠内では、メインノズルから噴射された燃料と圧縮機からの空気とが混合し、予混合ガスが生成される。この予混合ガスは、このガス流路枠から燃焼器の燃焼筒内に噴射される。
【０００３】
複数のメインバーナを有する燃焼器としては、例えば、以下の特許文献１に記載の燃焼器がある。この燃焼器では、燃料の燃焼安定性を図るために、ガスタービン負荷の増加に伴って、燃料を供給するメインノズルの数を順次増やしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１４５０７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の技術では、確かに燃料の燃焼安定性を図ることができる。しかしながら、この技術分野では、さらに燃焼安定性を高めることが望まれている。
【０００６】
そこで、本発明は、予混合燃焼させる燃料を噴射する複数の予混合ノズルを備えるガスタービンで、燃料の燃焼安定性を高めることができる技術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】
【０００７】
上記目的を達成するための発明に係る一態様としての燃料流量設定装置は、
予混合燃焼させる燃料を噴射する１以上の予混合ノズルで構成される予混合ノズル群を複数備えるガスタービンの燃料流量設定装置において、ガスタービン出力と相関性を有するパラメータを受け付け、前記パラメータと複数の前記予混合ノズル群相互の燃料流量比との予め定められた流量比関係を用いて、受け付けた前記パラメータに応じた前記燃料流量比を定める流量比演算器と、前記流量比演算器で定められた前記燃料流量比を用いて、複数の前記予混合ノズル群毎に供給する燃料流量を求める流量演算器と、を備え、前記流量比関係は、前記パラメータの変化に対して前記燃料流量比が連続性を持って変化する関係である。
【０００８】
ガスタービン出力が所定の範囲内で且つ複数の予混合ノズル群相互の燃料流量比が所定の範囲内の領域には、燃焼振動領域が発生することがある。そこで、当該燃料流量設定装置では、ガスタービン出力と相関性を有するパラメータに応じて、燃料流量比を変えることで、燃料の燃焼過程での燃焼振動の発生を抑える。また、パラメータと燃料流量比との予め定めた流量比関係は、パラメータの変化に対して燃料流量比が連続性を持って変化する関係である。このため、当該燃料流量設定装置では、燃料流量比が急激に変化しない。よって、当該燃料流量設定装置では、燃料の燃焼安定性を高めることができる。
【０００９】
ここで、前記燃料流量設定装置において、複数の前記予混合ノズル群毎に設けられ、前記予混合ノズル群に供給する燃料流量を調節する燃料流量調節弁に対して、開度を指示する弁制御器を備え、前記弁制御器は、複数の前記予混合ノズル群毎の前記燃料流量を用いて、複数の前記予混合ノズル群毎に設けられている前記燃料流量調節弁の開度を定めてもよい。
【００１０】
また、以上のいずれかの前記燃料流量設定装置において、前記流量比関係は、前記パラメータと前記燃料流量比で定義される領域のうちで燃焼振動が発生する燃焼振動領域を避けるように定められた関係であってもよい。
【００１１】
また、以上のいずれかの前記燃料流量設定装置において、前記ガスタービン出力が変化しているときの前記燃料流量比に関する補正値を求める補正値演算器と、前記補正値演算器で求めた前記補正値を用いて、前記流量比演算器で定めた前記燃料流量比を補正する補正器と、を備え、前記流量演算器は、前記ガスタービン出力が変化している場合に、前記補正器で補正された前記燃料流量比を用いて、複数の前記予混合ノズル群毎の前記燃料流量を求めてもよい。
【００１２】
ガスタービン出力が変化している場合、この変化に伴って燃焼振動領域も変化する。そこで、当該燃料流量設定装置では、ガスタービン出力が変化している場合、燃料流量比を補正することで、燃料の燃焼過程での燃焼振動を避け、燃料の燃焼安定性を図る。
【００１３】
また、前記補正値演算器を有する前記燃料流量設定装置において、前記補正値演算器は、前記パラメータを受け付け、前記パラメータと前記補正値との予め定められた補正値関係を用いて、受け付けた前記パラメータに応じた前記補正値を求めてもよい。
【００１４】
ガスタービン出力が変化している場合の燃焼振動領域の変化は、そのときのガスタービン出力で異なる。そこで、当該燃料流量設定装置では、ガスタービン出力と相関性を有するパラメータに応じて補正値を求める。
【００１５】
前記補正値関係を用いて補正値を求める前記燃料流量設定装置において、前記補正値演算器は、前記ガスタービン出力の変化が出力上昇であるか出力下降であるかを判断し、前記ガスタービン出力の変化が前記出力上昇である場合には、前記補正値関係として出力上昇時用の補正値関係を用いて前記補正値を求め、前記ガスタービン出力の変化が前記出力下降である場合には、前記補正値関係として出力下降時用の補正値関係を用いて前記補正値を求めてもよい。
【００１６】
ガスタービン出力の変化形態としては、出力上昇と出力下降とがある。ガスタービン出力が上昇しているときと、ガスタービン出力が下降しているときとでは、燃焼振動領域の変化が異なる。そこで、当該燃料流量設定装置では、ガスタービン出力の変化が出力上昇である場合には、出力上昇時用の補正値関係を用いて補正値を求め、ガスタービン出力の変化が出力下降である場合には、出力下降時用の補正値関係を用いて補正値を求める。
【００１７】
また、前記補正値関係を用いて補正値を求める、以上のいずれかの前記燃料流量設定装置において、前記補正値関係は、前記補正器で補正された前記燃料流量比で、前記パラメータと前記補正値とで定義される領域のうちで、前記ガスタービン出力変化時のおける燃焼振動が発生する燃焼振動領域を避け得るように定められた関係であってもよい。
【００１８】
また、前記補正値関係を用いて補正値を求める、以上のいずれかの前記燃料流量設定装置において、複数の前記予混合ノズル群のうち、一の予混合ノズル群は、他の予混合ノズル群よりも予混合ノズルの数が多く、前記補正値関係で定められる前記補正値は、前記一の予混合ノズル群へ供給する前記燃料の流量を減らす値であってもよい。
【００１９】
以上のいずれかの前記燃料流量設定装置において、前記ガスタービンのタービン中で、前記ガスタービンの燃焼器からの燃焼ガスが流入するタービン入口の温度と正の相関性を持つ入口温度相関値を前記パラメータとして発生するパラメータ発生器を有してもよい。
【００２０】
以上のいずれかの前記燃料流量設定装置において、複数の前記予混合ノズル群の全てに供給する燃料流量を求める総予混合燃料演算器を備え、前記流量演算器は、前記総予混合燃料演算器で求められた前記燃料流量と前記流量比演算器で定められた前記燃料流量比を用いて、複数の前記予混合ノズル群毎の燃料流量を求めてもよい。
【００２１】
上記目的を達成するための発明に係る一態様としてのガスタービンプラントは、
以上のいずれかの前記燃料流量設定装置と、前記ガスタービンと、を備え、前記ガスタービンは、空気を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器と、前記燃焼ガスにより駆動するタービンと、を有し、前記燃焼器は、燃料が燃焼する燃焼筒と、燃料と空気とが混合した予混合ガスを前記燃焼筒内に噴射する複数のメインバーナと、を有し、複数の前記メインバーナは、それぞれ、前記予混合ノズルとしての一つのメインノズルと、前記一のメインノズルから噴射された燃料と前記圧縮機で圧縮された前記空気とを混合させて前記予混合ガスを生成し、前記燃焼筒内に前記予混合ガスを噴射するガス流路枠と、を有し、前記燃焼器は、１以上の前記メインバーナで構成されるメインバーナ群を複数備え、前記燃料流量設定装置は、複数の前記メインバーナ群毎の燃料流量を定めてもよい。
【００２２】
上記目的を達成するための発明に係る他の態様としてのガスタービンプラントは、
以上のいずれかの前記燃料流量設定装置と、前記ガスタービンと、を備え、前記ガスタービンは、空気を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器と、前記燃焼ガスにより駆動するタービンと、を有し、前記燃焼器は、燃料が燃焼する燃焼筒と、燃料と前記圧縮機からの前記空気とが混合した予混合ガスを前記燃焼筒内に噴射する複数のメインバーナと、前記メインバーナに流入する前記圧縮機から空気中に前記燃料を噴射し、前記予混合ノズルとしての複数のトップハットノズルと、を備え、前記燃焼器は、１以上の前記トップハットノズルで構成されるトップハットノズル群を複数備え、前記燃料流量設定装置は、複数の前記トップハットノズル群毎の燃料流量を定めてもよい。
【００２３】
上記目的を達成するための発明に係る一態様としての燃料流量設定方法は、
予混合燃焼させる燃料を噴射する１以上の予混合ノズルで構成される予混合ノズル群を複数備えるガスタービンの燃料流量設定方法において、ガスタービン出力と相関性を有するパラメータを受け付け、前記パラメータと複数の前記予混合ノズル群相互の燃料流量比との予め定められた流量比関係を用いて、受け付けた前記パラメータに応じた前記燃料流量比を定める流量比演算工程と、前記流量比演算工程で定められた前記燃料流量比を用いて、複数の前記予混合ノズル群毎の燃料流量を求める流量演算工程と、を実行し、前記流量比関係は、前記パラメータの変化に対して前記燃料流量比が連続性を持って変化する関係である。
【００２４】
ガスタービン出力が所定の範囲内で且つ複数の予混合ノズル群相互の燃料流量比が所定の範囲内の領域には、燃焼振動領域が発生することがある。そこで、当該燃料流量設定方法では、ガスタービン出力と相関性を有するパラメータに応じて、燃料流量比を変えることで、燃料の燃焼過程での燃焼振動の発生を抑える。また、パラメータと燃料流量比との予め定めた流量比関係は、パラメータの変化に対して燃料流量比が連続性を持って変化する関係である。このため、当該燃料流量設定方法では、燃料流量比が急激に変化しない。よって、当該燃料流量設定方法では、燃料の燃焼安定性を高めることができる。
【００２５】
ここで、前記燃料流量設定方法において、複数の前記予混合ノズル群毎に設けられ、前記予混合ノズル群に供給する燃料流量を調節する燃料流量調節弁に対して、開度を指示する弁制御工程を実行し、前記弁制御工程では、複数の前記予混合ノズル群毎の前記燃料流量を用いて、複数の前記予混合ノズル群毎に設けられている前記燃料流量調節弁の開度を定めてもよい。
【００２６】
また、以上のいずれかの前記燃料流量設定方法において、前記パラメータと前記燃料流量比で定義される領域のうちで燃焼振動が発生する燃焼振動領域を予め調べておき、前記流量比関係は、前記パラメータに対する前記燃料流量比が前記燃焼振動領域を避けるように定めた関係であってもよい。
【００２７】
また、以上のいずれかの前記燃料流量設定方法において、前記ガスタービン出力が変化しているときの前記燃料流量比に関する補正値を求める補正値演算工程と、前記補正値演算工程で求められた前記補正値を用いて、前記流量比演算工程で定められた前記燃料流量比を補正する補正工程と、を実行し、前記流量演算工程では、前記ガスタービン出力が変化している場合に、前記補正工程で補正された前記燃料流量比を用いて、複数の前記予混合ノズル群毎の燃料流量を定めてもよい。
【００２８】
ガスタービン出力が変化している場合、この変化に伴って燃焼振動領域も変化する。そこで、当該燃料流量設定方法では、ガスタービン出力が変化している場合、燃料流量比を補正することで、燃料の燃焼過程での燃焼振動を避け、燃料の燃焼安定性を図る。
【００２９】
また、前記補正値演算工程を実行する前記燃料流量設定方法において、前記補正値演算工程では、前記パラメータを受け付け、前記パラメータと前記補正値との予め定められた補正値関係を用いて、受け付けた前記パラメータに応じた前記補正値を求めてもよい。
【００３０】
前記補正値関係を用いて補正値を求める前記燃料流量設定方法において、前記補正値演算工程では、前記ガスタービン出力の変化が出力上昇であるか出力下降であるかを判断し、前記ガスタービン出力の変化が前記出力上昇である場合には、前記補正値関係として出力上昇時用の補正値関係を用いて前記補正値を求め、前記ガスタービン出力の変化が前記出力下降である場合には、前記補正値関係として出力下降時用の補正値関係を用いて前記補正値を求めてもよい。
【００３１】
前記補正値関係を用いて補正値を求める、以上のいずれかの前記燃料流量設定方法において、前記パラメータと前記補正値とで定義される領域のうちで前記ガスタービン出力変化時のおける燃焼振動が発生する燃焼振動領域を予め調べており、前記補正値関係は、前記補正工程後の前記燃料流量比が前記燃焼振動領域を避け得るように定められた関係であってもよい。
【００３２】
前記補正値関係を用いて補正値を求める、以上のいずれかの前記燃料流量設定方法において、複数の前記予混合ノズル群のうち、一の予混合ノズル群は、他の予混合ノズル群よりも予混合ノズルの数が多く、前記補正値関係で定められる前記補正値は、前記一の予混合ノズル群へ供給する前記燃料の流量を減らす値であってもよい。
【００３３】
また、以上のいずれかの前記燃料流量設定方法において、前記ガスタービンのタービン中で、前記ガスタービンの燃焼器からの燃焼ガスが流入するタービン入口の温度と正の相関性を持つ入口温度相関値を前記パラメータとして発生するパラメータ発生工程を実行してもよい。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の一態様によれば、予混合燃焼させる燃料を噴射する複数の予混合ノズルを備えるガスタービンにおいて、燃料の燃焼安定性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る一実施形態におけるガスタービンプラントの系統図である。
【図２】本発明に係る一実施形態における燃焼器の断面図である。
【図３】本発明に係る一実施形態における燃焼器の要部断面図である。
【図４】本発明に係る一実施形態における燃料送出器をその軸方向から見た概念図である。
【図５】本発明に係る一実施形態における制御装置の機能ブロック図である。
【図６】本発明に係る一実施形態における燃焼負荷指令発生器の機能ブロック図である。
【図７】本発明に係る一実施形態における全燃料流量発生器の機能ブロック図である。
【図８】本発明に係る一実施形態におけるパイロット流量演算器、トップハット流量演算器及びメイン流量演算器の機能ブロック図である。
【図９】本発明に係る一実施形態におけるノズル群流量比演算器、補正値演算器、補正器、及びノズル群流量演算器の機能ブロック図である。
【図１０】本発明に係る一実施形態における、燃焼負荷指令値とノズル群流量比との関係を定めた関数、さらに燃焼振動領域を説明するための説明図である。
【図１１】本発明に係る一実施形態におけるノズル群流量比に関する補正値と燃焼負荷指令値との関係を示すグラフである。
【図１２】本発明に係る一実施形態におけるノズル群流量比演算器、補正値演算器、補正器、ノズル群流量演算器、及び弁制御器の動作を示すフローチャートである。
【図１３】本発明に係る一実施形態の変形例における、燃焼負荷指令値とノズル群流量比との関係を定めた関数、さらに燃焼振動領域を説明するための説明図である。
【図１４】本発明に係る一実施形態の変形例におけるノズル群流量比に関する補正値と燃焼負荷指令値との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明に係る燃料流量設定装置、この装置を備えているガスタービンプラントの実施形態及び変形例について、図面を用いて説明する。
【００３７】
「実施形態」
本実施形態のガスタービンプラントは、図１に示すように、ガスタービン１０と、ガスタービン１０の駆動で発電する発電機２９と、を備えている。
【００３８】
ガスタービン１０は、空気を圧縮する圧縮機１１と、圧縮機１１で圧縮された空気中で燃料Ｆを燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器３１と、高温高圧の燃焼ガスにより駆動するタービン２１と、を備えている。
【００３９】
圧縮機１１は、軸線Ａｒを中心として回転する圧縮機ロータ１３と、この圧縮機ロータ１３を回転可能に覆う圧縮機ケーシング１２と、この圧縮機ケーシング１２の吸込み口に設けられているＩＧＶ（inlet guide vａne）１４と、を有する。ＩＧＶ１４は、複数のガイドベーン１５と、複数のガイドベーン１５を駆動する駆動器１６とを有する。このＩＧＶ１４は、圧縮機ケーシング１２内に吸い込まれる空気の流量を調節する。
【００４０】
タービン２１は、燃焼器３１からの燃焼ガスにより、軸線Ａｒを中心として回転するタービンロータ２３と、このタービンロータ２３を回転可能に覆うタービンケーシング２２と、を有する。タービンロータ２３と圧縮機ロータ１３とは、同一の軸線Ａｒを中心として回転するもので、相互に連結されて、ガスタービンロータ２８を成している。このガスタービンロータ２８には、発電機２９のロータが接続されている。
【００４１】
ガスタービン１０は、さらに、圧縮機ケーシング１２とタービンケーシング２２との間に配置され両者を接続する中間ケーシング２４と、タービン２１を通過した燃焼ガスである排気ガスＥＸが流れる排気ダクト２５と、を備えている。圧縮機ケーシング１２と中間ケーシング２４とタービンケーシング２２とは、相互に接続されてガスタービンケーシング２７を成している。燃焼器３１は、中間ケーシング２４に固定されている。
【００４２】
燃焼器３１は、図２に示すように、中間ケーシング２４に固定されている外筒３２と、中間ケーシング２４内に配置され、燃焼ガスをタービン２１の燃焼ガス流路中に送る燃焼筒（又は尾筒）３３と、この燃焼筒３３内に燃料及び空気を送り出す燃料送出器４１と、を備える。
【００４３】
燃料送出器４１は、図２〜図４に示すように、内筒４２と、内筒４２の中心軸線上に配置されているパイロットバーナ４３と、このパイロットバーナ４３を中心として周方向に等間隔で配置されている複数のメインバーナ５３と、外筒３２の内周側で内筒４２の外周側に配置されているトップハットノズル５１と、を有する。なお、以下では、内筒４２の中心軸線が延びる方向で、燃焼筒３３内で燃焼ガスＧが流れていく側を下流側とし、その反対側を上流側とする。
【００４４】
パイロットバーナ４３は、内筒４２の中心軸線上に配置されているパイロットノズル４４と、このパイロットノズル４４の外周を囲む筒状のパイロット空気用筒４５と、を有する。パイロット空気用筒４５の下流側は、下流側に向かうに連れて次第に拡径されたパイロットコーン４６を成している。パイロット空気用筒４５の内周側は、圧縮機１１からの圧縮空気Ａｃがパイロット空気Ａｐとして流れるパイロット空気流路４８を成している。パイロットノズル４４から噴射されたパイロット燃料Ｆｐは、このパイロット空気流路４８から噴射されたパイロット空気Ａｐ中で燃焼（拡散燃焼）して、拡散火炎４９（図３参照）を形成する。
【００４５】
複数のメインバーナ５３は、パイロット空気用筒４５の外周を囲む筒状のメイン空気用内筒５５と、メイン空気用内筒５５の外周を囲む筒状のメイン空気用外筒５６と、メイン空気用内筒５５の外周側とメイン空気用外筒５６の内周側との間の環状の空間を周方向に複数に分割する仕切板５７と、複数の仕切板５７の相互間に配置されているメインノズル５４と、を有する。一つのメインバーナ５３は、他のメインバーナ５３と共有するメイン空気用内筒５５及びメイン空気用外筒５６と、周方向で隣接する一対の仕切板５７と、一対の仕切板５７の間に配置されている一つのメインノズル５４と、を有する。一つのメインバーナ５３におけるガス流路枠５８ａは、メイン空気用内筒５５と、メイン空気用外筒５６と、周方向で隣接する一対の仕切板５７とを有して構成される。メイン空気用内筒５５とメイン空気用外筒５６と複数の仕切板５７で画定される複数の空間は、圧縮機１１からの圧縮空気Ａｃがメイン空気Ａｍとして流れるメイン空気流路５８を成している。このメイン空気流路５８を流れるメイン空気Ａｍには、このメイン空気流路５８内に配置されているメインノズル５４からメイン燃料Ｆｍが噴射される。このため、メイン空気流路５８内でメインノズル５４の先端（下流端）よりも下流側には、メイン空気Ａｍとメイン燃料Ｆｍとが混ざり合った予混合ガスが流れる。この予混合ガスは、メイン空気流路５８から噴射されてから燃焼（予混合燃焼）し、予混合火炎５９（図３参照）を形成する。よって、本実施形態のメインノズル５４は、予混合ノズルである。前述の拡散火炎４９は、この予混合火炎５９を保炎する役目を担っている。
【００４６】
本実施形態の燃焼器３１は、図４に示すように、８本のメインバーナ５３を有する。８本のメインバーナ５３のうち、ガスタービンロータ２８の軸線Ａｒに近い側に配置され、且つ周方向で互いに隣接している３本のメインバーナ５３は、メインバーナＡ群５３Ａを成す。また、残りの５本のメインバーナ５３は、メインバーナＢ群５３Ｂを成す。メインバーナＡ群５３Ａを構成する３本のメインバーナ５３における各メインノズル５４は、メインノズルＡ群５４Ａを成し、メインバーナＢ群５３Ｂを構成する５本のメインバーナ５３における各メインノズル５４は、メインノズルＢ群５４Ｂを成す。
【００４７】
外筒３２の内周側と内筒４２の外周側との空間は、圧縮機１１からの圧縮空気Ａｃを内筒４２内に導く圧縮空気流路５２を成している。トップハットノズル５１は、この圧縮空気流路５２にトップハット燃料Ｆｔを噴射する。このため、トップハット燃料Ｆｔが圧縮空気流路５２に噴射されると、メイン空気Ａｍ及びパイロット空気Ａｐ中にトップハット燃料Ｆｔが混入することになる。よって、本実施形態のトップハットノズル５１も、予混合ノズルである。
【００４８】
本実施形態のガスタービンプラントは、さらに、図１、図２、図４に示すように、燃焼器３１に供給する燃料Ｆが流れる燃料メインライン６０と、パイロットノズル４４にパイロット燃料Ｆｐを送るパイロット燃料ライン６１と、メインノズルＡ群５４ＡにメインＡ燃料Ｆｍａを送るメインＡ燃料ライン６２ａと、メインノズルＢ群５４ＢにメインＢ燃料Ｆｍｂを送るメインＢ燃料ライン６２ｂと、トップハットノズル５１にトップハット燃料Ｆｔを送るトップハット燃料ライン６３と、パイロット燃料Ｆｐの流量を調節するパイロット燃料弁６５と、メインＡ燃料Ｆｍａの流量を調節するメインＡ燃料弁６６ａと、メインＢ燃料Ｆｍｂの流量を調節するメインＢ燃料弁６６ｂと、トップハット燃料Ｆｔの流量を調節するトップハット燃料弁６７と、を備える。
【００４９】
パイロット燃料ライン６１、メインＡ燃料ライン６２ａ、メインＢ燃料ライン６２ｂ、及びトップハット燃料ライン６３は、いずれも燃料メインライン６０から分岐したラインである。パイロット燃料弁６５は、パイロット燃料ライン６１に設けられている。メインＡ燃料ライン６２ａは、メインラインと、このメインラインから分岐した複数の分岐ラインとを有する。複数の分岐ラインは、メインノズルＡ群５４Ａを構成する３本のメインノズル５４毎に設けられている。メインＡ燃料弁６６ａは、メインＡ燃料ライン６２ａのメインラインに設けられている。メインＢ燃料ライン６２ｂは、メインラインと、このメインラインから分岐した複数の分岐ラインとを有する。複数の分岐ラインは、メインノズルＢ群５４Ｂを構成する５本のメインノズル５４毎に設けられている。メインＢ燃料弁６６ｂは、メインＢ燃料ライン６２ｂのメインラインに設けられている。トップハット燃料ライン６３は、メインラインと、このメインラインから分岐した複数の分岐ラインとを有する。複数の分岐ラインは、複数のトップハットノズル５１毎に設けられている。トップハット燃料弁６７は、トップハット燃料ライン６３のメインラインに設けられている。
【００５０】
本実施形態のガスタービンプラントは、さらに、図１に示すように、以上で説明した燃料弁６５,６６ａ，６６ｂ，６７の動作等を制御する制御装置（燃料流量設定装置）１００と、ガスタービンロータ２８の回転数Ｎを検知する回転数計７１と、発電機２９の出力ＰＷを検知する出力計７２と、圧縮機１１が吸い込む空気Ａの温度である吸気温度Ｔｉを検知する吸気温度計７３と、圧縮機１１が吸い込む空気の圧力である吸気圧（大気圧）Ｐｉを検知する吸気圧計７４と、タービン２１の最終段直後の燃焼ガスの温度であるブレードパス温度Ｔｂを検知するブレードパス温度計７５と、タービン２１の最終段よりも下流側の排気ダクト内の排気ガスの温度Ｔｅを検知する排気ガス温度計７６と、を備える。
【００５１】
制御装置１００は、図５に示すように、燃焼負荷指令発生器（パラメータ発生器）１１０と、全燃料流量発生器１３０と、パイロット流量演算器１４１と、トップハット流量演算器１４２と、メイン流量演算器（総予混合燃料演算器）１４３と、ノズル群流量比演算器（単に、流量比演算器）１６０と、補正値演算器１７０と、補正器１７９と、ノズル群流量演算器（単に、流量演算器）１８０と、弁制御器１９０と、を有する。
【００５２】
燃焼負荷指令発生器１１０は、燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯを発生する（パラメータ発生工程）。全燃料流量発生器１３０は、全燃料流量指令値ＣＳＯを発生する。パイロット流量演算器１４１は、パイロットノズル４４に供給するパイロット燃料Ｆｐの流量であるパイロット流量指令値ＰＬＣＳＯを求める。トップハット流量演算器１４２は、全トップハットノズル５１に供給するトップハット燃料Ｆｔの流量であるトップハット流量ＴＨＣＳＯを求める。メイン流量演算器１４３は、全メインノズル５４の供給するメイン燃料Ｆｍの流量であるメイン流量ＭＣＳＯを求める。ノズル群流量比演算器１６０は、メインノズルＡ群５４Ａに供給するメインＡ燃料ＦｍａとメインノズルＢ群５４Ｂに供給するメインＢ燃料Ｆｍｂとの流量比であるノズル群流量比ＫＭＢ０１を求める。補正値演算器１７０は、ノズル群流量比演算器１６０が求めたノズル群流量比ＫＭＢ０１の補正値ＫＭＢｃを求める。補正器１７９は、ノズル群流量比演算器１６０が求めたノズル群流量比ＫＭＢ０１を補正値演算器１７０で求めた補正値ＫＭＢｃで補正する。ノズル群流量演算器１８０は、補正器１７９で補正されたノズル群流量比ＫＭＢに応じてメインノズルＡ群５４Ａに供給するメインＡ燃料ＦｍａのメインＡ流量ＭＡＣＳＯ、及びメインノズルＢ群５４Ｂに供給するメインＢ燃料ＦｍｂのメインＢ流量ＭＢＣＳＯを求める。弁制御器１９０は、各流量演算器１４１，１４２，１８０が求めた燃料弁６５，６６ａ，６６ｂ，６７毎の流量に応じて燃料弁６５，６６ａ，６６ｂ，６７毎の開度を求め、各燃料弁６５，６６ａ，６６ｂ，６７に対して開度を指示する。
【００５３】
燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯは、タービン２１における燃焼ガスの入口温度を無次元化したパラメータで、この入口温度と正の相関性を持つパラメータである。また、燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯは、ガスタービン出力と相関性を持つパラメータでもある。この燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯは、入口温度が下限値のときに０％、入口温度が上限値のときに１００％となるように設定される。例えば、入口温度の下限値を７００℃、入口温度の上限値を１５００℃としたとき、燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯは以下の式（１）で表される。
【００５４】
ＣＬＣＳＯ(％)＝{(発電機出力の実測値−７００℃MW)／(１５００℃MW−７００℃MW)}
×１００  ・・・・・（１）
なお、７００℃MWは、入口温度が下限値である７００℃のときにおける発電機出力であり、１５００℃MWは、入口温度が上限値である１５００℃のときにおける発電機出力である。
【００５５】
燃焼負荷指令発生器１１０は、図６に示すように、第一出力演算器１１１ａと、第二出力演算器１１１ｂと、標準大気圧発生器１１２と、第一除算器１１３と、第一乗算器１１４ａと、第二乗算器１１４ｂと、第一減算器１１５ａと、第二減算器１１５ｂと、第二除算器１１６と、制限器１１７と、を有する。第一出力演算器１１１ａは、入口温度が下限値である７００℃のときにおける発電機出力７００℃MWを求める。第二出力演算器１１１ｂは、入口温度が上限値である１５００℃のときにおける発電機出力１５００℃MWを求める。標準大気圧発生器１１２は、予め設定されている標準大気圧Ｐｓを発生する。第一除算器１１３は、標準大気圧（標準吸気圧）Ｐｓに対する吸気圧計７４で検知された吸気圧Ｐｉの割合である吸気圧比Ｐｒを求める。第一乗算器１１４ａは、第一出力演算器１１１ａが求めた発電機出力７００℃MWに吸気圧比Ｐｒを乗算する。第二乗算器１１４ｂは、第二出力演算器１１１ｂが求めた発電機出力１５００℃MWに吸気圧比Ｐｒを乗算する。第一減算器１１５ａは、出力計７２で検知された発電機２９の実測出力ＰＷから第一乗算器１１４ａでの乗算結果を減算する。第二減算器１１５ｂは、第二乗算器１１４ｂでの乗算結果から第一乗算器１１４ａでの乗算結果を減算する。第二除算器１１６は、第一減算器１１５ａでの減算結果を第二減算器１１５ｂでの減算結果で割る。制限器１１７は、第二除算器１１６からの出力の増減レートを制限する。
【００５６】
第一出力演算器１１１ａは、吸気温度ＴｉとＩＧＶ開度指令値とを変動パラメータとし、関数Ｈ1ｘを用いて、入口温度が７００℃のときの発電機出力７００℃MWを求める。また、第二出力演算器１１１ｂは、吸気温度ＴｉとＩＧＶ開度指令値とを変動パラメータとし、関数Ｈ2ｘを用いて、入口温度が１５００℃のときの発電機出力１５００℃MWを求める。ここで、ＩＧＶ開度指令値は、制御装置１００がＩＧＶ１４の駆動器１６に与える指令値である。このＩＧＶ開度指令値は、例えば、圧縮機１１の入口の圧力である大気圧Ｐｉと圧縮機１１の出口の圧力等から求められる。これら出力演算器１１１ａ，１１１ｂは、吸気温度及びＩＧＶ開度指令値が基準値である場合における７００℃MW、１５００℃MWの既知の値を、実際の吸気温度Ｔｉ及びＩＧＶ開度指令値に対応する値に変更して、変更後の値を７００℃MW、１５００℃MWとして出力する。
【００５７】
これらの７００℃MW及び１５００℃MWは、さらに、吸気圧（大気圧）の実測値Ｐｉに基づき補正処理される。具体的に、第一除算器１１３は、標準大気圧発生器１１２からの標準吸気圧（標準大気圧）Ｐｓに対する、吸気圧計７４で検知された吸気圧（大気圧）Ｐｉの割合である吸気圧比Ｐｒを求める。第一乗算器１１４ａは、第一出力演算器１１１ａからの７００℃MWに吸気圧比Ｐｒを掛けて、７００℃MWを吸気圧比Ｐｒに対応する値に補正する。第二乗算器１１４ｂは、第二出力演算器１１１ｂからの１５００℃MWに吸気圧比Ｐｒを掛けて、１５００℃MWを吸気圧比Ｐｒに対応する値に補正する。すなわち、以上では、吸気温度及びＩＧＶ開度指令値が基準値である場合における７００℃MW、１５００℃MWの既知の値を、実測吸気温度Ｔｉ、ＩＧＶ開度指令値、及び実測吸気圧比Ｐｒに対応する値に補正する。
【００５８】
第一減算器１１５ａは、出力計７２で検知された発電機２９の実測出力ＰＷから、吸気圧比Ｐｒで補正された７００℃MWを減算する。すなわち、第一減算器１１５ａは、上記式の分子の値を求める。第二減算器１１５ｂは、吸気圧比Ｐｒで補正された１５００℃MWから、吸気圧比Ｐｒで補正された７００℃MWを減算する。すなわち、第二減算器１１５ｂは、上記式の分母の値を求める。
【００５９】
第二除算器１１６は、第一減算器１１５ａで求められた上記式の分子の値を、第二減算器１１５ｂで求められた上記式の分母の値で割り、この値を燃焼負荷指令値として出力する。制限器１１７は、第二除算器１１６からの燃焼負荷指令値の単位時間当たりの変化量である増減レートが予め定められた値以下になるよう、この燃焼負荷指令値の増減レートを制限する。
【００６０】
なお、以上では、タービン２１における燃焼ガスの入口温度の下限値を７００℃、その上限値を１５００℃にしたが、燃焼器３１の型式等によっては、タービン２１における燃焼ガスの入口温度の下限値及び上限値を以上の例と異なる値にしてもよい。
【００６１】
全燃料流量指令値ＣＳＯは、燃焼器３１に供給する燃料Ｆの全流量を示す指令値である。全燃料流量発生器１３０は、図７に示すように、ガスタービンロータ２８の回転数Ｎが目標回転数になるように全燃料流量指令値ＣＳＯを調節するための指令値ＧＶＣＳＯを出力するガバナ制御器１３１と、発電機２９の実測出力ＰＷが発電機出力指令値と一致するように全燃料流量指令値ＣＳＯを調節するための指令値ＬＤＣＳＯを出力する負荷制御器１３２と、ガスタービンのブレードパス温度Ｔｂが上限値を超えないように全燃料流量指令値ＣＳＯを調節するための指令値ＢＰＣＳＯを出力する第一温度制御器１３３と、排気ガス温度Ｔｅが上限値を超えないよう全燃料流量指令値ＣＳＯを調節するための指令値ＥＸＣＳＯを出力する第二温度制御器１３４と、各制御器１３１〜１３４からの指令値のうちで最少の指令値を出力する低値選択器１３５と、低値選択器１３５からの指令の増減レートを制限する制限器１３６と、を有する。
【００６２】
ガバナ制御器１３１は、回転数計７１からガスタービンロータ２８の回転数Ｎを受け取り、このガスタービンロータ２８の回転数Ｎが目標回転数と一致するように全燃料流量指令値ＣＳＯを調節するための指令値ＧＶＣＳＯを出力する。具体的に、ガバナ制御器１３１は、ガスタービンロータ２８の実測回転数Ｎと予め設定されているＧＶ設定値とを比較し、比例制御信号を指令値ＧＶＣＳＯとして出力する。
【００６３】
負荷制御器１３２は、出力計７２から発電機２９の実測出力ＰＷと上位制御装置９０（図１参照）から発電機出力指令値とを受け取る。負荷制御器１３２は、実測出力ＰＷが発電機出力指令値と一致するように全燃料流量指令値ＣＳＯを調節するための指令値ＬＤＣＳＯを出力する。具体的に、負荷制御器１３２は、実測出力ＰＷと発電機出力指令値とを比較し、比例積分演算を行い、この結果を指令値ＬＤＣＳＯとして出力する。
【００６４】
第一温度制御器１３３は、ブレードパス温度計７５からブレードパス温度Ｔｂを受け取って、このブレードパス温度Ｔｂが上限値を超えないように全燃料流量指令値ＣＳＯを調節するための指令値ＢＰＣＳＯを出力する。具体的には、第一温度制御器１３３は、実測ブレードパス温度Ｔｂとその上限値とを比較し、比例積分演算を行い、この結果を指令値ＢＰＣＳＯとして出力する。
【００６５】
第二温度制御器１３４は、排気ガス温度計７６から排気ガス温度Ｔｅを受け取って、この排ガス温度Ｔｅが上限値を超えないように全燃料流量指令値ＣＳＯを調節するための指令値ＥＸＣＳＯを出力する。具体的に、第二温度制御器１３４は、実測排ガス温度Ｔｅとその上限値とを比較し、比例積分演算を行い、この結果を指令値ＥＸＣＳＯとして出力する。
【００６６】
低値選択器１３５は、各制御器１３１〜１３４からの指令値のうちで最少の指令値を選択し、この指令値を出力する。制限器１３６は、低値選択器１３５からの指令の増減レートを制限し、これを全燃料流量指令値ＣＳＯとして出力する。
【００６７】
パイロット流量演算器１４１は、図８に示すように、全燃料流量指令値ＣＳＯとパイロット流量指令値ＰＬＣＳＯとの関係を定めた関数Ｆｘｐを有する。パイロット流量演算器１４１は、この関数Ｆｘｐを用いて、全燃料流量発生器１３０が発生した全燃料流量指令値ＣＳＯに対応したパイロット流量指令値ＰＬＣＳＯを求める。トップハット流量演算器１４２は、全燃料流量指令値ＣＳＯとトップハット流量ＴＨＣＳＯとの関係を定めた関数Ｆｘｔを有する。トップハット流量演算器１４２は、この関数Ｆｘｔを用いて、全燃料流量発生器１３０が出力した全燃料流量指令値ＣＳＯに対応したトップハット流量ＴＨＣＳＯを求める。メイン流量演算器１４３は、以下の式（２）に示すように、全燃料流量指令値ＣＳＯからパイロット流量指令値ＰＬＣＳＯ及びトップハット流量ＴＨＣＳＯを減算して、メイン流量ＭＣＳＯを求める。
ＭＣＳＯ＝ＣＬＯ−ＰＬＣＳＯ−ＴＨＣＳＯ  ・・・・・（２）
【００６８】
ノズル群流量比演算器１６０は、図９に示すように、ノズル群流量比ＫＭＢ０を発生するノズル群流量比発生器１６１と、ノズル群流量比ＫＭＢ０の補正値ＫＭＢcoを発生する補正値発生器１６２と、補正値発生器１６２が発生した補正値ＫＭＢcoでノズル群流量比ＫＭＢ０を補正する補正器１６３と、を有する。
【００６９】
ノズル群流量比発生器１６１は、燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯとノズル群流量比（燃料流量比）ＫＭＢ０との関係を定めた関数Ｆｘ１（流量比関係）を有する。ノズル群流量比ＫＭＢは、以下の式（３）に示すように、メインノズルＢ群５４Ｂに供給するメインＢ燃料Ｆｍｂの流量であるメインＢ流量ＭＢＣＳＯを、メインノズルＡ群５４Ａに供給するメインＡ燃料Ｆｍａの流量であるメインＡ流量ＭＡＣＳＯとメインＢ流量ＭＢＣＳＯとを加算した値で割った値である。
ＫＭＢ＝ＭＢＣＳＯ／（ＭＡＣＳＯ＋ＭＢＣＳＯ）  ・・・・・（３）
【００７０】
メインノズルＡ群５４Ａを構成する３本のメインノズル５４と、メインノズルＢ群５４Ｂを構成する５本のメインノズル５４とのそれぞれに、同じ流量の燃料を流す場合、ノズル群流量比ＫＭＢは、以下の式（４）に示すように、０．６２５になる。
ＫＭＢ＝５／（３＋５）＝０．６２５  ・・・・・（４）
この関数Ｆｘ１により燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯに対して定められるノズル群流量比ＫＭＢ０は、この０．６２５が基準になっている。
【００７１】
図１０に示すように、燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯが所定の範囲内で且つノズル群流量比ＫＭＢが所定の範囲内の領域には、燃焼振動領域ＣＶＲが発生することがある。ここでは、例えば、燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯがｘ１〜ｘ２（ｘ１＜ｘ２）の範囲内で、且つノズル群流量比ＫＭＢがｙ１〜ｙ２（ｙ１＜０．６２５＜ｙ２）の範囲内に燃焼振動領域ＣＶＲが発生するとする。なお、この燃焼振動領域ＣＶＲは、実際の燃焼器３１や、この燃焼器３１での燃焼状態をシミュレートするシミュレータで予め調べておく。
【００７２】
関数Ｆｘ１は、図１０に示すように、燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯとノズル群流量比ＫＭＢとで定義される領域のうちで燃焼振動が発生する燃焼振動領域ＣＶＲを避けるように定められた関数である。具体的に、この関数Ｆｘ１は、例えば、燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯがｘ１より小さい値では、ノズル群流量比ＫＭＢ０が０．６２５より大きい値でほぼ一定の関数である。また、この関数Ｆｘ１は、燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯがｘ１〜ｘ２の範囲では、燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯが大きくなるに連れて、燃焼振動領域ＣＶＲの外縁の下側（ノズル群流量比ＫＭＢが小さい側）に沿って、ノズル群流量比ＫＭＢ０が変化する関数である。より、具体的には、この関数Ｆｘ１は、燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯがｘ１〜ｘ２の範囲でｘ１よりの範囲では、燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯが大きくなるに連れて、燃焼振動領域ＣＶＲの外縁の下側に沿って、ノズル群流量比ＫＭＢ０が小さくなる関数である。また、この関数Ｆｘ１は、燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯがｘ１〜ｘ２の範囲でｘ２よりの範囲では、燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯが大きくなるに連れて、燃焼振動領域ＣＶＲの外縁の下側に沿って、ノズル群流量比ＫＭＢ０が大きくなる関数である。また、この関数Ｆｘ１は、燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯがｘ２より大きい値では、燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯに関わらず、ノズル群流量比ＫＭＢ０がほぼ０．６２５になる関数である。
【００７３】
この関数Ｆｘ１は、以上のように、燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯのある範囲内では、燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯが大きくなるに連れてノズル群流量比ＫＭＢ０が小さくなり、燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯの他の範囲内では、燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯが大きくなるに連れてノズル群流量比ＫＭＢ０が大きくなり、さらに、燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯのさらなる他の範囲内では、燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯの変化に関わらずノズル群流量比ＫＭＢ０が一定になる関数である。但し、この関数Ｆｘ１は、燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯの範囲に関わらず、燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯの変化に対して、ノズル群流量比ＫＭＢ０が連続性を持って変化する関数である。
【００７４】
ノズル群流量比発生器１６１は、この関数Ｆｘ１を用いて、燃焼負荷指令発生器１１０が発生した燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯに対応したノズル群流量比ＫＭＢ０を発生する。
【００７５】
ノズル群流量比演算器１６０の補正値発生器１６２は、図９に示すように、メイン流量ＭＣＳＯと補正値ＫＭＢcoとの関係を定めた関数Ｆｘ２を有する。補正値発生器１６２は、この関数Ｆｘ２を用いて、メイン流量演算器１４３が求めたメイン流量ＭＣＳＯに対応した補正値ＫＭＢcoを発生する。一般的に、弁は、弁の開度と、弁を通過する流体の流量との関係がリニアではない。そこで、ここでは、弁制御器１９０がメインＡ燃料弁６６ａ及びメインＢ燃料弁６６ｂに対して開度を指示した結果、実際のノズル群流量比が目的のノズル群流量比ＫＭＢになるよう、メインＡ燃料弁６６ａ及びメインＢ燃料弁６６ｂの弁特性を考慮した補正値ＫＭＢcoを求める。ノズル群流量比演算器１６０の補正器１６３は、ノズル群流量比発生器１６１が発生したノズル群流量比ＫＭＢ０に補正値発生器１６２が発生した補正値ＫＭＢcoを加算して、このノズル群流量比ＫＭＢ０を補正する。この補正後のノズル群流量比ＫＭＢ０１は、ノズル群流量比演算器１６０からの出力となる。
【００７６】
補正値演算器１７０は、図９に示すように、出力上昇時用の補正値である第一補正値ＫＭＢｃ１を発生する第一補正値発生器１７１と、出力下降時用の補正値である第二補正値ＫＭＢｃ２を発生する第二補正値発生器１７２と、ガスタービン出力の変化と相関する全燃料流量指令値ＣＳＯの変化を検知する出力変化検知器１７３と、第一補正値ＫＭＢｃ１と第二補正値ＫＭＢｃ２と補正値「０」とのうち、いずれかを補正器１７９に出力する切替器１７７と、を有する。
【００７７】
図１０に示すように、ガスタービン出力が変化している場合、燃焼振動領域ＣＶＲの領域が変化する。この燃焼振動領域ＣＶＲの領域変化は、ガスタービン出力が上昇しているときとガスタービン出力が下降しているときとでは異なる。出力上昇時の燃焼振動領域ＣＶＲ１は、例えば、ガスタービン出力が変化していないときの燃焼振動領域ＣＶＲの外縁の下側（ノズル群流量比ＫＭＢが小さい側）が下側に広がった領域になる。出力下降時の燃焼振動領域ＣＶＲ２は、例えば、ガスタービン出力が変化していないときの燃焼振動領域ＣＶＲの外縁の下側が出力上昇時の燃焼振動領域ＣＶＲ１の外縁の下側よりも、さらに下側に広がった領域になる。これら出力上昇時の燃焼振動領域ＣＶＲ１及び出力下降時の燃焼振動領域ＣＶＲ２も、実際の燃焼器３１や、この燃焼器３１での燃焼状態をシミュレートするシミュレータで予め調べておく。
【００７８】
第一補正値発生器１７１及び第二補正値発生器１７２は、このようにガスタービン出力の変化に伴う燃焼振動領域ＣＶＲの変化に対応するため、ノズル群流量比演算器１６０が求めたノズル群流量比ＫＭＢ０１を補正する補正値を発生する。第一補正値発生器１７１は、燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯと出力上昇時の補正値である第一補正値ＫＭＢｃ１との関係を定めた関数Ｆｕｐ（補正値関係）を有する。第二補正値発生器１７２は、燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯと出力下降時の補正値である第二補正値ＫＭＢｃ２との関係を定めた関数Ｆｄｏｗｎ（補正値関係）を有する。
【００７９】
関数Ｆｕｐは、図１０及び図１１に示すように、出力上昇時の燃焼振動領域ＣＶＲ１を避けるように定められた関数である。前述したように、例えば、出力上昇時の燃焼振動領域ＣＶＲ１は、ガスタービン出力が変化していないときの燃焼振動領域ＣＶＲの外縁の下側（ノズル群流量比ＫＭＢが小さい側）が下側に広がった領域になる。この場合、この関数Ｆｕｐは、ノズル群流量比演算器１６０からのノズル群流量比ＫＭＢ０１を小さくするため、燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯに対して負値の第一補正値ＫＭＢｃ１を対応付ける。
【００８０】
また、関数Ｆｄｏｗｎは、出力下降時の燃焼振動領域ＣＶＲ２を避けるように定められた関数である。前述したように、例えば、出力下降時の燃焼振動領域ＣＶＲ２は、ガスタービン出力が変化していないときの燃焼振動領域ＣＶＲの外縁の下側が出力上昇時の燃焼振動領域ＣＶＲ１の外縁の下側よりも、さらに下側に広がった領域になる。この場合、関数Ｆｄｏｗｎは、ノズル群流量比演算器１６０からのノズル群流量比ＫＭＢ０１を出力上昇時よりもさらに小さくするため、燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯに対して、出力上昇時の第一補正値ＫＭＢｃ１よりもさらに小さい負値の第二補正値ＫＭＢｃ２を対応付ける。
【００８１】
第一補正値発生器１７１は、関数Ｆｕｐを用いて、燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯに対応した第一補正値ＫＭＢｃ１を発生する。また、第二補正値発生器１７２は、関数Ｆｄｏｗｎを用いて、燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯに対応した第二補正値ＫＭＢｃ２を発生する。
【００８２】
以上のように、第一補正値発生器１７１が発生する第一補正値ＫＭＢｃ１及び第二補正値発生器１７２が発生する第二補正値ＫＭＢｃ２は、本実施形態では、いずれも、ノズル群流量比演算器１６０からのノズル群流量比ＫＭＢ０１を小さくする補正値である。言い換えると、本実施形態における第一補正値ＫＭＢｃ１及び第二補正値ＫＭＢｃ２は、いずれも、式（３）に示したノズル群流量比ＫＭＢの定義から、メインノズルＡ群５４ＡとメインノズルＢ群５４Ｂとのうち、メインノズル５４の数が多いメインノズルＢ群５４Ｂへ供給するメインＢ流量ＭＢＣＳＯを減らす値である。
【００８３】
出力変化検知器１７３は、図９に示すように、全燃料流量発生器１３０からの全燃料流量指令値ＣＳＯを所定時間後に出力する遅延器１７４と、全燃料流量発生器１３０からの全燃料流量指令値ＣＳＯと遅延器１７４からの全燃料流量指令値ＣＳＯとの差を求める減算器１７５と、減算結果に応じて全燃料流量指令値ＣＳＯが所定値以上増加しているか又は所定値以上減少しているかを判断する変化判断器１７６と、を有する。変化判断器１７６は、減算器１７５による減算結果が正の値で且つこの値が所定値以上の場合には、ガスタービン出力が上昇している旨を示す「１」を出力し、減算器による減算結果が負の値で且つこの値が所定値以下の場合には、ガスタービン出力が下降している旨を示す「２」を出力し、他の場合には、ガスタービン出力が変化していない旨を示す「０」を出力する。
【００８４】
切替器１７７は、出力変化検知器１７３からガスタービン出力が上昇していることを示す「１」が出力された場合、第一補正値発生器１７１からの第一補正値ＫＭＢｃ１を選択して、これを出力する。切替器１７７は、出力変化検知器１７３からガスタービン出力が下降していることを示す「２」が出力された場合、第二補正値発生器１７２からの第二補正値ＫＭＢｃ２を選択して、これを出力する。切替器１７７は、出力変化検知器１７３からガスタービン出力が変化していないことを示す「０」が出力された場合、補正値「０」を出力する。この切替器１７７からの出力は、補正値演算器１７０からの出力となる。
【００８５】
補正器１７９は、補正値演算器１７０からの補正値ＫＭＢｃをノズル群流量比演算器１６０からのノズル群流量比ＫＭＢ０１に加算して、このノズル群流量比ＫＭＢ０１を補正する。具体的に、補正器１７９は、ガスタービン出力が上昇しているとき、ノズル群流量比演算器１６０からのノズル群流量比ＫＭＢ０１に第一補正値ＫＭＢｃ１を加算する。補正器１７９は、ガスタービン出力が下降しているとき、ノズル群流量比演算器１６０からのノズル群流量比ＫＭＢ０１に第二補正値ＫＭＢｃ２を加算する。ガスタービン出力が変化していないとき、ノズル群流量比演算器１６０からのノズル群流量比ＫＭＢ０１に補正値「０」を加算する、つまりノズル群流量比演算器１６０からのノズル群流量比ＫＭＢ０１を補正しない。
【００８６】
補正器１７９から出力されるノズル群流量比ＫＭＢは、ノズル群流量比演算器１６０から出力されるノズル群流量比ＫＭＢ０１と同様、燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯの変化に対して連続性を持って変化する。
【００８７】
ノズル群流量演算器１８０は、メインＡ流量ＭＡＣＳＯを求めるメインＡ流量演算器１８１と、メインＢ流量ＭＢＣＳＯを求めるメインＢ流量演算器１８２と、を有する。メインＡ流量演算器１８１は、「１」から補正器１７９からのノズル群流量比ＫＭＢを減算し、この値にメイン流量演算器１４３が求めたメイン流量ＭＣＳＯを乗算して、メインＡ流量ＭＡＣＳＯを求める。メインＢ流量演算器１８２は、補正器１７９からのノズル群流量比ＫＭＢにメイン流量演算器１４３が求めたメイン流量ＭＣＳＯを乗算して、メインＢ流量ＭＢＣＳＯを求める。
【００８８】
弁制御器１９０は、図５に示すように、パイロット流量演算器１４１が求めたパイロット流量指令値ＰＬＣＳＯに応じたパイロット燃料弁６５の開度を求め、この開度をパイロット燃料弁６５に指示する。弁制御器１９０は、トップハット流量演算器１４２が求めたトップハット流量ＴＨＣＳＯに応じたトップハット燃料弁６７の開度を求め、この開度をトップハット燃料弁６７に指示する。弁制御器１９０は、ノズル群流量演算器１８０が求めたメインＡ流量ＭＡＣＳＯに応じたメインＡ燃料弁６６ａの開度を求め、この開度をメインＡ燃料弁６６ａに指示する。弁制御器１９０は、ノズル群流量演算器１８０が求めたメインＢ流量ＭＢＣＳＯに応じたメインＢ燃料弁６６ｂの開度を求め、この開度をメインＢ燃料弁６６ｂに指示する。
【００８９】
次に、本実施形態のガスタービンプラントの動作について説明する。
【００９０】
図１に示すように、ガスタービン１０の圧縮機は、空気Ａを圧縮して圧縮空気Ａｃを生成する。この圧縮空気Ａｃは、燃焼器３１内に流入する。燃焼器３１には、燃料Ｆが供給される。燃焼器３１内では、圧縮空気Ａｃ中で燃料Ｆが燃焼して、高温高圧の燃焼ガスが生成される。この燃焼ガスは、燃焼器３１からタービン２１内の燃焼ガス流路に送られ、タービンロータ２３を回転させる。このタービンロータ２３の回転で、ガスタービン１０に接続されている発電機２９は発電する。
【００９１】
燃料メインライン６０には、燃料供給源からの燃料Ｆが流れる。この燃料Ｆの一部は、パイロット燃料Ｆｐとして、パイロット燃料ライン６１、パイロット燃料弁６５を介して、パイロットノズル４４に供給される。パイロットノズル４４に供給されたパイロット燃料Ｆｐは、図２及び図３に示すように、このパイロットノズル４４から燃焼筒３３内に噴射される。また、圧縮機１１からの圧縮空気Ａｃの一部は、パイロット空気Ａｐとしてパイロット空気用筒４５を通り、このパイロット空気用筒４５から燃焼筒３３内に噴射される。パイロット燃料Ｆｐは、このパイロット空気Ａｐ中で拡散燃焼して、拡散火炎４９を形成する。
【００９２】
燃料メインライン６０を流れた燃料Ｆの一部は、メインＡ燃料Ｆｍａとして、メインＡ燃料ライン６２ａ、メインＡ燃料弁６６ａを介して、メインノズルＡ群５４Ａを構成する複数のメインノズル５４に供給される。また、燃料メインライン６０を流れた燃料Ｆの他の一部は、メインＢ燃料Ｆｍｂとして、メインＢ燃料ライン６２ｂ、メインＢ燃料弁６６ｂを介して、メインノズルＢ群５４Ｂを構成する複数のメインノズル５４に供給される。これらのメインノズル５４に供給されたメイン燃料Ｆｍは、図２及び図３に示すように、このメインノズル５４からメイン空気流路５８内に噴射される。また、圧縮機１１からの圧縮空気Ａｃの一部は、メイン空気Ａｍとしてメイン空気流路５８内に流入する。メイン空気流路５８内では、メイン空気Ａｍとメイン燃料Ｆｍとが混合され、予混合ガスとなる。この予混合ガスは、メイン空気流路５８から燃焼筒３３内に噴射される。メイン空気流路５８から噴射された予混合ガスは、予混合燃焼して、予混合火炎５９を形成する。
【００９３】
燃料メインライン６０を流れた燃料Ｆの一部は、図２に示すように、トップハット燃料Ｆｔとして、トップハット燃料ライン６３、トップハット燃料弁６７を介して、複数のトップハットノズル５１に供給される。トップハットノズル５１に供給されたトップハット燃料Ｆｔは、燃焼器３１の外筒３２の内周側と内筒４２の外周側との間の圧縮空気流路５２に噴射される。このトップハット燃料Ｆｔは、メイン空気Ａｍ及びパイロット空気Ａｐ中に混入する。よって、このトップハット燃料Ｆｔの一部は、パイロットバーナ４３から噴射されるガス中に含まれ、このガスの燃焼に伴って燃焼する。また、このトップハット燃料Ｆｔの残りの一部は、メインバーナ５３からの噴射されるガス中に含まれ、このガスの燃焼に伴って燃焼する。
【００９４】
各燃料弁６５，６６ａ，６６ｂ，６７は、制御装置１００により制御される。
【００９５】
制御装置１００の全燃料流量発生器１３０は、前述したように、発電機出力指令値等に応じて全燃料流量指令値ＣＳＯを発生する。パイロット流量演算器１４１は、この全燃料流量指令値ＣＳＯに応じたパイロット流量指令値ＰＬＣＳＯを求める。弁制御器１９０は、このパイロット流量指令値ＰＬＣＳＯを受け付けて、パイロット流量指令値ＰＬＣＳＯに応じたパイロット燃料弁６５の開度を求め、この開度をパイロット燃料弁６５に指示する。パイロット燃料弁６５は、この指示を受け付けて、指示された開度になる。この結果、パイロット燃料弁６５を通過するパイロット流量は、パイロット流量演算器１４１が発生したパイロット流量指令値ＰＬＣＳＯになる。トップハット流量演算器１４２は、全燃料流量指令値ＣＳＯに応じたトップハット流量ＴＨＣＳＯを求める。弁制御器１９０は、このトップハット流量ＴＨＣＳＯを受け付けて、トップハット流量ＴＨＣＳＯに応じたトップハット燃料弁６７の開度を求め、この開度をトップハット燃料弁６７に指示する。トップハット燃料弁６７は、この指示を受け付けて、指示された開度になる。この結果、トップハット燃料弁６７を通過するトップハット流量は、トップハット流量演算器１４２が発生したトップハット流量ＴＨＣＳＯになる。メイン流量演算器１４３は、全燃料流量指令値ＣＳＯに応じたメイン流量ＭＣＳＯを求める。
【００９６】
次に、図１２に示すフローチャートに従って、制御装置１００によるメインＡ燃料弁６６ａ及びメインＢ燃料弁６６ｂの制御について説明する。
【００９７】
ノズル群流量比演算器１６０は、燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯとメイン流量ＭＣＳＯとに応じたノズル群流量比ＫＭＢ０1を求める（Ｓ１：流量比演算工程）。ノズル群流量比演算器１６０のノズル群流量比発生器１６１は、図９に示すように、関数Ｆｘ１を用いて、燃焼負荷指令発生器１１０が発生した燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯに対応したノズル群流量比ＫＭＢ０を発生する。ノズル群流量比演算器１６０の補正値発生器１６２は、関数Ｆｘ２を用いて、メイン流量ＭＣＳＯに応じた補正値ＫＭＢcoを求める。ノズル群流量比演算器１６０の補正器１６３は、ノズル群流量比発生器１６１が発生したノズル群流量比ＫＭＢ０に補正値発生器１６２が求めた補正値ＫＭＢcoを加算して、このノズル群流量比ＫＭＢ０を補正する。この補正後のノズル群流量比ＫＭＢ０１は、ノズル群流量比演算器１６０からの出力となる。
【００９８】
補正値演算器１７０は、ノズル群流量比演算器１６０が実行する流量比演算工程（Ｓ１）と並行して、ガスタービン１０の出力変化に対するノズル群流量比ＫＭＢ０１の補正値ＫＭＢｃを求める（Ｓ２：補正値演算工程）。補正値演算器１７０の第一補正値発生器１７１は、関数Ｆｕｐを用いて、燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯに対応した第一補正値ＫＭＢｃ１を発生する（Ｓ２ａ）。この第一補正値ＫＭＢｃ１は、ガスタービン出力が上昇しているときの補正値ＫＭＢｃである。また、補正値演算器１７０の第二補正値発生器１７２は、関数Ｆｄｏｗｎを用いて、燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯに対応した第二補正値ＫＭＢｃ２を発生する（Ｓ２ｂ）。この第二補正値ＫＭＢｃ２は、ガスタービン出力が下降しているときの補正値ＫＭＢｃである。補正値演算器１７０の出力変化検知器１７３は、全燃料流量指令値ＣＳＯに基づいて、ガスタービン出力が上昇しているか、ガスタービン出力が下降しているか、ガスタービン出力が変化していないかを判断する（Ｓ２ｃ）。出力変化検知器１７３は、ガスタービン出力が上昇していると判断した場合には、その旨を示す「１」を出力する。出力変化検知器１７３は、ガスタービン出力が下降していると判断した場合には、その旨を示す「２」を出力する。出力変化検知器１７３は、ガスタービン出力が変化していないと判断した場合には、その旨を示す「０」を出力する。補正値演算器１７０の切替器１７７は、出力変化検知器１７３から「１」が出力されると、ガスタービン出力が上昇しているときの第一補正値ＫＭＢｃ１を補正値ＫＭＢｃとして補正器１７９に出力する。切替器１７７は、出力変化検知器１７３から「２」が出力されると、ガスタービン出力が下降しているときの第二補正値ＫＭＢｃ２を補正値ＫＭＢｃとして補正器１７９に出力する。切替器１７７は、出力変化検知器１７３から「０」が出力されると、補正値「０」を補正値ＫＭＢｃとして補正器１７９に出力する。
【００９９】
補正器１７９は、ノズル群流量比演算器１６０からのノズル群流量比ＫＭＢ０１に補正値演算器１７０からの補正値ＫＭＢｃを加えて、このノズル群流量比ＫＭＢ０１を補正する（Ｓ３：補正工程）。補正器１７９は、補正値演算器１７０からガスタービン出力が上昇しているときの第一補正値ＫＭＢｃ１を受け付けた場合、ノズル群流量比演算器１６０からのノズル群流量比ＫＭＢ０１に、この第一補正値ＫＭＢｃ１を加える（Ｓ３ａ）。補正器１７９は、補正値演算器１７０からガスタービン出力が下降しているときの第二補正値ＫＭＢｃ２を受け付けた場合、ノズル群流量比演算器１６０からのノズル群流量比ＫＭＢ０１に、この第二補正値ＫＭＢｃ２を加える（Ｓ３ｂ）。補正器１７９は、補正値演算器１７０から補正値「０」を受け付けた場合、ノズル群流量比演算器１６０からのノズル群流量比ＫＭＢ０１に、この補正値「０」を加える（Ｓ３ｃ）。すなわち、Ｓ３ｃでは、実際には、ノズル群流量比演算器１６０からのノズル群流量比ＫＭＢ０１を補正しない。
【０１００】
ノズル群流量演算器１８０は、メイン流量演算器１４３が求めたメイン流量ＭＣＳＯと補正器１７９からのノズル群流量比ＫＭＢとを用いて、メインＡ流量ＭＡＣＳＯ及びメインＢ流量ＭＢＣＳＯを求める（Ｓ４：流量演算工程）。ノズル群流量演算器１８０のメインＡ流量演算器１８１は、「１」から補正器１７９からのノズル群流量比ＫＭＢを減算し、この値にメイン流量演算器１４３が求めたメイン流量ＭＣＳＯを乗算して、メインＡ流量ＭＡＣＳＯを求める。ノズル群流量演算器１８０のメインＢ流量演算器１８２は、補正器１７９からのノズル群流量比ＫＭＢにメイン流量演算器１４３が求めたメイン流量ＭＣＳＯを乗算して、メインＢ流量ＭＢＣＳＯを求める。
【０１０１】
弁制御器１９０は、メインＡ流量ＭＡＣＳＯを受け付けて、このメインＡ流量ＭＡＣＳＯに応じたメインＡ燃料弁６６ａの開度を求め、この開度をメインＡ燃料弁６６ａに指示する。さらに、弁制御器１９０は、メインＢ流量ＭＢＣＳＯを受け付けて、このメインＢ流量ＭＢＣＳＯに応じたメインＢ燃料弁６６ｂの開度を求め、この開度をメインＢ燃料弁６６ｂに指示する（Ｓ５：弁制御工程）。メインＡ燃料弁６６ａは、この指示を受け付けて、指示された開度になる。この結果、メインＡ燃料弁６６ａを通過して、メインノズルＡ群５４Ａを構成する全メインノズル５４に供給されるメインＡ流量は、ノズル群流量演算器１８０が求めたメインＡ流量ＭＡＣＳＯとなる。また、メインＢ燃料弁６６ｂは、この指示を受け付けて、指示された開度になる。この結果、メインＢ燃料弁６６ｂを通過して、メインノズルＢ群５４Ｂを構成する全メインノズル５４に供給されるメインＢ流量は、ノズル群流量演算器１８０が求めたメインＢ流量ＭＢＣＳＯとなる。
【０１０２】
ガスタービン出力が所定の範囲内で且つノズル群流量比ＫＭＢが所定の範囲内の領域には、前述したように、燃焼振動領域ＣＶＲが発生することがある。本実施形態では、以上のように、ガスタービン出力と相関性を有する燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯに応じて、ノズル群流量比ＫＭＢを変えることで、燃料の燃焼過程での燃焼振動の発生を抑えている。また、本実施形態では、燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯとノズル群流量比ＫＭＢ０との関係を定めた関数Ｆｘ１が、燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯの変化に対してノズル群流量比ＫＭＢ０が連続性を持って変化する関数である。このため、本実施形態では、ノズル群流量比ＫＭＢは、急激に変化しない。よって、本実施形態では、燃料Ｆの燃焼安定性を高めることができる。
【０１０３】
また、ガスタービン出力が変化している場合、前述したように、この変化に伴って燃焼振動領域ＣＶＲが変化する。そこで、本実施形態では、ガスタービン出力が変化している場合、ノズル群流量比ＫＭＢ０１を補正することで、燃料Ｆの燃焼過程での燃焼振動を避け、燃料Ｆの燃焼安定性を図っている。
【０１０４】
「変形例」
上記実施形態において、燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯとノズル群流量比ＫＭＢ０との関係を定めた関数Ｆｘ１は、燃焼振動領域ＣＶＲを避けるために、燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯの変化に対して、ノズル群流量比ＫＭＢ０１が燃焼振動領域ＣＶＲの外縁の下側（ノズル群流量比ＫＭＢが小さい側）に沿って変化する関数である。しかしながら、燃焼器の形態や燃料の種類等によっては、関数Ｆｘ１として、図１３に示すように、燃焼振動領域ＣＶＲを避けるために、燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯの変化に対して、ノズル群流量比ＫＭＢ０１が燃焼振動領域ＣＶＲの外縁の上側（ノズル群流量比ＫＭＢが大きい側）に沿って変化する関数を用いてもよい。
【０１０５】
出力上昇時及び出力下降時の燃焼振動領域ＣＶＲ１，ＣＶＲ２は、図１３に示すように、ガスタービン出力が変化していないときの燃焼振動領域ＣＶＲの外縁の上側（ノズル群流量比ＫＭＢが大きい側）が上側に広がった領域になる場合がある。仮に、関数Ｆｘ１として、図１３に示す関数を用いている場合、ガスタービン出力が変化しているときの燃焼振動領域ＣＶＲを避けるために、出力上昇時用の第一補正値ＫＭＢｃ１及び出力下降時用の第二補正値ＫＭＢｃ２は、いずれも、図１３及び図１４に示すように、ノズル群流量比演算器１６０からのノズル群流量比ＫＭＢ０１を大きくする正の値であることが好ましい。
【０１０６】
よって、ノズル群流量比演算器１６０からのノズル群流量比ＫＭＢ０１を補正する補正値ＫＭＢｃは、ガスタービン出力が変化しているときの燃焼振動領域ＣＶＲの変化に応じて、ノズル群流量比ＫＭＢ０１を大きくするものでも、これを小さくするものでもよい。
【０１０７】
上記実施形態では、８本のメインノズル５４を、３本のメインノズル５４で構成されるメインノズルＡ群５４Ａと、５本のメインノズル５４で構成されるメインノズルＢ群５４Ｂとに分けている。しかしながら、８本のノズルを、１本のメインノズル５４で構成されるメインノズル群と、７本のメインノズルで構成されるメインノズル群とに分けてもよい。さらに、８本のノズルを、２本のメインノズル５４で構成されるメインノズル群と、６本のメインノズルで構成されるメインノズル群とに分けてもよいし、４本のメインノズル５４で構成されるメインノズル群と、４本のメインノズルで構成されるメインノズル群とに分けてもよい。
【０１０８】
また、メインノズル５４の本数は、８本でなくてもよく、８本より少ない本数でも、８本より多い本数でもよい。
【０１０９】
また、上記実施形態では、複数のメインノズル５４を二つのメインノズル群に分けたが、三以上のノズル群に分けてもよい。
【０１１０】
上記実施形態では、関数を用いて、二つのパラメータの関係を定めている。しかしながら、一のパラメータの各種値毎に他のパラメータの値を示すマップを用いて、二つのパラメータの関係を定めてもよい。
【０１１１】
上記実施形態では、ガスタービン出力に相関性を有するパラメータとして、燃焼負荷指令値ＣＬＣＳＯを用いている。しかしながら、ガスタービン出力に相関性を有するパラメータであれば、他のパラメータを用いてもよい。例えば、ガスタービン出力に相関性を有するパラメータとして、例えば、発電機出力や、全燃料流量指令値ＣＳＯを用いてもよい。
【０１１２】
上記実施形態において、トップハットノズル５１も予混合ノズルである。従って、本実施形態における複数のトップハットノズル５１も、上記実施形態と同様、複数のノズル群に分け、ガスタービン出力と相関性を有するパラメータに応じて、ノズル群相互のノズル群流量比を変えてもよい。
【符号の説明】
【０１１３】
１０：ガスタービン、１１：圧縮機、１４：ＩＧＶ、２１：タービン、３１：燃焼器、３３：燃焼筒（又は尾筒）、４３：パイロットバーナ、４４：パイロットノズル、５１：トップハットノズル（予混合ノズル）、５３：メインバーナ、５３Ａ：メインバーナＡ群、５３Ｂ：メインバーナＢ群、５４：メインノズル（予混合ノズル）、５４Ａ：メインノズルＡ群、５４ＢメインノズルＢ群、５８ａ：ガス流路枠、６０：燃料メインライン、６１：パイロット燃料ライン、６２ａ：メインＡ燃料ライン、６２ｂ：メインＢ燃料ライン、６３：トップハット燃料ライン、６５：パイロット燃料弁、６６ａ：メインＡ燃料弁、６６ｂ：メインＢ燃料弁、６７：トップハット燃料弁、７１：回転数計、７２：出力計、７３：吸気温度計、７４：吸気圧計、７５：ブレードパス温度計、７６：排気ガス温度計、１００：制御装置（燃料流量設定装置）、１１０：燃焼負荷指令発生器（パラメータ発生器）、１３０：全燃料流量発生器、１４１：パイロット流量演算器、１４２：トップハット流量演算器、１４３：メイン流量演算器（総予混合燃料演算器）、１６０：ノズル群流量比演算器（流量比演算器）、１６１：ノズル群流量比発生器、１６２：補正値発生器、１６３：補正器、１７０：補正値演算器、１７１：第一補正値発生器、１７２：第二補正値発生器、１７３：出力変化検知器、１７６：変化判断器、１７７：切替器、１７９：補正器、１８０：ノズル群流量演算器（流量演算器）、１８１：メインＡ流量演算器、１８２：メインＢ流量演算器、１９０：弁制御器
【図１】
0006508470.tif 000002
【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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