(57)【要約】【課題】プラントからのカロリー調整ガスのカロリーが急激に大きく変動した場合でも、ガスタービン燃焼器を安定燃焼させる。【解決手段】ガスタービン１０に流入する燃料ガスの単位カロリーが設定カロリーに近づくよう、主燃料ガスライン２０中に送り込むＣＯＧの流量を増熱ガス調節弁３１により調節させる主制御部１１０と、コークス工場６０の運転状況を取得する運転状況取得部１３１と、コークス工場の各種運転状況とＣＯＧの単位カロリー時間特性との関係を示す情報を参照して、運転状況取得部が取得した運転状況に対応したＣＯＧのカロリー時間特性を推定するカロリー時間特性推定部１３２と、カロリー時間特性が示すＣＯＧのカロリー変動に基づいて、燃料ガスの単位カロリーの変動が抑えられるよう、主制御部１１０が求めた増熱ガス調節弁３１の弁開度を補正する補正部１３３と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンと、主燃料ガスを該ガスタービンに送る主燃料ガスラインと、プラントからのカロリー調整用の調整ガスを該主燃料ガスライン中に送り込む調整ガスラインと、該調整ガスの流量を調節する調整ガス調節弁と、を備えているガスタービン設備の燃料ガス制御装置において、
前記主燃料ガスラインから前記ガスタービンに流入する燃料ガスの単位重量あたりのカロリーが所望の設定カロリーに近づくよう、前記調整ガス調節弁の弁開度を求める主制御部と、
前記プラントの各種運転状況と前記調整ガスの単位重量あたりのカロリー時間特性とを対応付けたカロリー時間特性情報が記憶されている記憶部と、
前記プラントの運転状況を取得する運転状況取得部と、
前記調整ガスの前記カロリー時間特性情報を参照して、前記運転状況取得部が取得した前記運転状況に対応した前記調整ガスの単位重量あたりのカロリー時間特性を推定するカロリー時間特性推定部と、
前記カロリー時間特性推定部で推定された前記カロリー時間特性が示す前記調整ガスのカロリー変動に基づいて、該調整ガスのカロリー変動による前記燃料ガスの単位重量あたりのカロリーの変動が抑えられるよう、前記主制御部が求めた前記弁開度を補正し、補正後の弁開度を調整ガス調節弁に指示する補正部と、
を備えていることを特徴とする燃料ガス制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料ガス制御装置において、
前記主制御部は、前記調整ガスの単位重量あたりのカロリーが予め定めた想定カロリーであるとして、前記調整ガス調節弁の前記弁開度を求め、
前記補正部は、前記カロリー時間特性推定部で推定された前記カロリー時間特性が示す前記調整ガスのカロリー変動後の単位重量あたりのカロリーと前記想定カロリーとの偏差に対応させて、前記主制御部が求めた前記弁開度を補正する、
ことを特徴とする燃料ガス制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の燃料ガス制御装置において、
前記補正部は、前記カロリー時間特性推定部で推定された前記カロリー時間特性が示す前記調整ガスの単位時間あたりのカロリーの変動量であるカロリー変化率に対応させて、前記調整ガス調節弁の弁開度の変化率を定める、
ことを特徴とする燃料ガス制御装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の燃料ガス制御装置において、
前記補正部は、前記偏差が予め定められた値以下の場合に、前記主制御部が求めた前記弁開度を補正しない、
ことを特徴とする燃料ガス制御装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の燃料ガス制御装置において、
前記記憶部には、前記プラントンの各種運転状況と、前記運転状況取得部が該プラントから前記運転状況を取得してから、該運転状況に起因して前記燃料ガスのカロリーが変動するまでの遅れ時間とを対応付けた遅れ時間情報が記憶されており、
前記補正部は、前記運転状況取得部が前記運転状況を取得してから、該運転状況に対応する前記遅れ時間情報が示す遅れ時間経過後に前記主制御部が求めた前記弁開度を補正する、
ことを特徴とする燃料ガス制御装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の燃料ガス制御装置において、
前記主燃料ガスラインには、主燃料ガスプラントからの前記主燃料ガスが流れ込み、
前記記憶部には、前記主燃料プラントの各種運転状況と前記主燃料ガスの単位重量あたりのカロリー時間特性とを対応付けたカロリー時間特性情報が記憶されており、
前記主燃料ガスプラントの運転状況を取得する運転状況取得部と、
前記主燃料ガスの前記カロリー時間特性情報を参照して、前記運転状況取得部が取得した前記主燃料ガスプラントの前記運転状況に対応した前記主燃料ガスの単位重量あたりのカロリー時間特性を推定する主燃料カロリー時間特性推定部と、
前記主燃料カロリー時間特性推定部で推定された前記カロリー時間特性が示す前記主燃料ガスのカロリー変動を補える新たな設定カロリーを求め、前記設定カロリーを該新たな設定カロリーに変更する設定カロリー変更部と、
を備えていることを特徴とする燃料ガス制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載の燃料ガス制御装置において、
前記設定カロリー変更部は、前記新たな設定カロリーを求めた際の前記運転状況に起因して、前記ガスタービンに流入する前記燃料ガスの単位重量あたりのカロリーが変動する前に、前記設定カロリーを前記新たな設定カロリーに変更する、
ことを特徴とする燃料ガス制御装置。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の燃料ガス制御装置において、
前記設定カロリー変更部は、前記主燃料カロリー時間特性推定部で推定された前記カロリー時間特性が示す前記主燃料ガスの単位重量あたりのカロリー変動幅に対応させて、前記設定カロリーの変更前後における該設定カロリーの変化幅を定める、
ことを特徴とする燃料ガス制御装置。
【請求項９】
請求項６から８のいずれか一項に記載の燃料ガス制御装置において、
前記設定カロリー変更部は、前記主燃料カロリー時間特性推定部で推定された前記カロリー時間特性が示す前記主燃料ガスの単位重量あたりで且つ単位時間あたりのカロリーの変動量であるカロリー変化率に対応させて、前記設定カロリーの変更前から前記新たな設定カロリーに変更するまでの間における該設定カロリーの単位時間あたりの変動量である変化率を定める、
ことを特徴とする燃料ガス制御装置。
【請求項１０】
請求項６から９のいずれか一項に記載の燃料ガス制御装置において、
前記設定カロリー変更部は、前記設定カロリーを予め定めた基準設定カロリーから前記新たな設定カロリーに変更した後、予め定めた条件を満たすと、該設定カロリーを該新たな設定カロリーから前記基準設定カロリーに戻す、
ことを特徴とする燃料ガス制御装置。
【請求項１１】
請求項６から１０のいずれか一項に記載の燃料ガス制御装置において、
前記ガスタービン設備は、
前記調整ガスラインとして、前記燃料ガスのカロリーを増加させる前記調整ガスの一つである増熱ガスを前記主燃料ガスライン中に送り込む増熱ガスラインと、前記燃料ガスのカロリーを減少させる前記調整ガスの一つである減熱ガスを前記主燃料ガスライン中に送り込む減熱ガスラインとを備えていると共に、
前記調整ガス調節弁として、前記増熱ガスの流量を調節する増熱ガス調節弁と、前記減熱ガスの流量を調節する減熱ガス調節弁とを備えており、
前記設定カロリー変更部が前記設定カロリーの変更前に対して変更後の前記設定カロリーを高める場合には、前記主制御部の指示よりも優先させて、前記減熱ガス調節弁を予め定めた変化率で全閉にし、前記設定カロリー変更部が前記設定カロリーの変更前に対して変更後の前記設定カロリーを下げる場合には、前記主制御部の指示よりも優先させて、前記増熱ガス調節弁を予め定めた変化率で全閉にする弁制限制御部を備えている、
ことを特徴とする燃料ガス制御装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか一項に記載の燃料ガス制御装置と、
前記ガスタービンと、
前記主燃料ガスラインと、
前記調整ガスラインと、
前記調整ガス調節弁と、
を備えているガスタービン設備
【請求項１３】
ガスタービンと、主燃料ガスを前記ガスタービンに送る主燃料ガスラインと、プラントからのカロリー調整用の調整ガスを該主燃料ガスライン中に送り込む調整ガスラインと、該調整ガスの流量を調節する調整ガス調節弁と、を備えているガスタービン設備の燃料ガス制御方法において、
前記主燃料ガスラインから前記ガスタービンに流入する燃料ガスの単位重量あたりのカロリーが所望の設定カロリーに近づくよう、前記調整ガス調節弁の弁開度を求める主制御工程と、
前記プラントの運転状況を取得する運転状況取得工程と、
前記プラントの各種運転状況と前記調整ガスの単位重量あたりのカロリー時間特性とを対応付けたカロリー時間特性情報を参照して、前記運転状況取得工程で取得された前記運転状況に対応した前記調整ガスの単位重量あたりのカロリー時間特性を推定するカロリー時間特性推定工程と、
前記カロリー時間特性推定工程で推定された前記カロリー時間特性が示す前記調整ガスのカロリー変動に基づいて、該調整ガスのカロリー変動による前記燃料ガスの単位重量あたりのカロリーの変動が抑えられるよう、前記主制御部が求めた前記弁開度を補正し、補正後の弁開度を調整ガス調節弁に指示する補正工程と、
を有することを特徴とする燃料ガス制御方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の燃料ガス制御方法において、
前記主燃料ガスラインには、主燃料ガスプラントからの前記主燃料ガスが流れ込み、
前記主燃料ガスプラントの運転状況を取得する運転状況取得工程と、
前記主燃料プラントの各種運転状況と前記主燃料ガスの単位重量あたりのカロリー時間特性とを対応付けたカロリー時間特性情報を参照して、前記主燃料ガスプラントに対する前記運転状況取得工程で取得された前記運転状況に対応した前記主燃料ガスの単位重量あたりのカロリー時間特性を推定する主燃料カロリー時間特性推定工程と、
前記主燃料カロリー時間特性推定工程で推定された前記カロリー時間特性が示す前記主燃料ガスのカロリー変動を補える新たな設定カロリーを求め、前記設定カロリーを該新たな設定カロリーに変更する設定カロリー変更工程と、
を有することを特徴とする燃料ガス制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービンと、プラントからの主燃料ガスをガスタービンに送る主燃料ガスラインと、主燃料ガスライン中にカロリー調整用の調整ガスを送り込む調整ガスラインとを備えているガスタービン設備、その燃料ガス制御装置及びその燃料ガス制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービン設備では、製鉄所の高炉からの高炉ガス（以下、ＢＦＧ（Blast Furnace Gas）とする）を主燃料ガスとする設備がある。ＢＦＧのカロリーは、高炉の操業状態に応じて変動する。このため、ＢＦＧのガスカロリーの変動が大きい場合には、ガスタービン燃焼器の不安定燃焼や失火に至ることがある。
【０００３】
そこで、この種のガスタービン設備では、例えば、燃料ガスカロリーを測定するためのカロリー計を設け、このカロリー計で測定された燃料ガスカロリーが設定カロリーよりも高い場合には、例えば、Ｎ２ガスのような減熱ガスをＢＦＧに混合し、燃料ガスカロリーが設定カロリーよりも低い場合には、例えば、コークス炉ガス（以下、ＣＯＧ（Coke Oven Gas）とする）のような増熱ガスをＢＦＧに混合している。すなわち、この種のガスタービン設備では、フィードバック制御により、燃料ガスカロリーの変動を抑えている。
【０００４】
ところで、このフィードバック制御では、減熱ガスや増熱ガス等の調整ガスの単位重量あたりのカロリーが予め定めた想定カロリーで一定であるとして、調整ガスの流量を定めている。このため、調整ガスの単位重量あたりのカロリーの変動に追従して、燃料ガスカロリーが変動した場合、この燃料ガスカロリーを設定カロリーに戻す時間が長くなってしまい、調整ガスのカロリーが急激に大きく変動した場合には、ガスタービン燃焼器の不安定燃焼や失火に至ることがある。
【０００５】
そこで、以下の特許文献１では、調整ガスが流れるライン中にガスタンクを設けて、調整ガスのカロリー変動を抑える技術を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２３３９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１に記載の技術では、確かに、調整ガスのカロリー変動を抑えることができるものの、ガスタンクを設ける必要があり、設備コストが増加する、という問題点がある。
【０００８】
そこで、本発明は、設備コストを抑えつつ、調整ガスのカロリーが急激に大きく変動した場合でも、ガスタービン燃焼器を安定燃焼させることができるガスタービン設備、及びその燃料ガス制御装置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】
【０００９】
上記問題点を解決するための発明に係る燃料ガス制御装置は、
ガスタービンと、主燃料ガスを該ガスタービンに送る主燃料ガスラインと、プラントからのカロリー調整用の調整ガスを該主燃料ガスライン中に送り込む調整ガスラインと、該調整ガスの流量を調節する調整ガス調節弁と、を備えているガスタービン設備の燃料ガス制御装置において、
前記主燃料ガスラインから前記ガスタービンに流入する燃料ガスの単位重量あたりのカロリーが所望の設定カロリーに近づくよう、前記調整ガス調節弁の弁開度を求める主制御部と、前記プラントの各種運転状況と前記調整ガスの単位重量あたりのカロリー時間特性とを対応付けたカロリー時間特性情報が記憶されている記憶部と、前記プラントの運転状況を取得する運転状況取得部と、前記調整ガスの前記カロリー時間特性情報を参照して、前記運転状況取得部が取得した前記運転状況に対応した前記調整ガスの単位重量あたりのカロリー時間特性を推定するカロリー時間特性推定部と、前記カロリー時間特性推定部で推定された前記カロリー時間特性が示す前記調整ガスのカロリー変動に基づいて、該調整ガスのカロリー変動による前記燃料ガスの単位重量あたりのカロリーの変動が抑えられるよう、前記主制御部が求めた前記弁開度を補正し、補正後の弁開度を調整ガス調節弁に指示する補正部と、を備えていることを特徴とする。
【００１０】
当該燃料ガス制御装置では、調整ガスのカロリー変動に基づいて、調整ガスのカロリー変動による燃料ガスの単位重量あたりのカロリー（以下、単位カロリーとする）の変動が抑えられるよう、主制御部が求めた弁開度が補正される。このため、当該燃料ガス制御装置では、調整ガスの単位カロリーが急激に大きく変動しても、燃料ガスの単位カロリーの変動を抑えることができる。
【００１１】
ここで、前記燃料ガス制御装置において、前記主制御部は、前記調整ガスの単位重量あたりのカロリーが予め定めた想定カロリーであるとして、前記調整ガス調節弁の前記弁開度を求め、前記補正部は、前記カロリー時間特性推定部で推定された前記カロリー時間特性が示す前記調整ガスのカロリー変動後の単位重量あたりのカロリーと前記想定カロリーとの偏差に対応させて、前記主制御部が求めた前記弁開度を補正してもよい。
【００１２】
当該燃料ガス制御装置では、調整ガスのカロリー変動後の単位カロリーと想定カロリーとの偏差に応じて、主制御部が求めた弁開度を補正するので、燃料ガスの変動をより効果的に抑えることができる。
【００１３】
また、前記燃料ガス制御装置において、前記補正部は、前記カロリー時間特性推定部で推定された前記カロリー時間特性が示す前記調整ガスの単位時間あたりのカロリーの変動量であるカロリー変化率に対応させて、前記調整ガス調節弁の弁開度の変化率を定めてもよい。
【００１４】
当該燃料ガス制御装置では、調整ガスのカロリー変化率に応じて、調整ガス調節弁の弁開度の変化率が定められるので、燃料ガスの変動をより効果的に抑えることができる。
【００１５】
また、前記燃料ガス制御装置において、前記補正部は、前記偏差が予め定められた値以下の場合に、前記主制御部が求めた前記弁開度を補正しなくてもよい。
【００１６】
当該燃料ガス制御装置では、主制御部が求めた弁開度の補正頻度を少なくすることができる。このため、補正部の負荷を軽減することができる。
【００１７】
また、前記燃料ガス制御装置において、前記記憶部には、前記プラントンの各種運転状況と、前記運転状況取得部が該プラントから前記運転状況を取得してから、該運転状況に起因して前記燃料ガスのカロリーが変動するまでの遅れ時間とを対応付けた遅れ時間情報が記憶されており、前記補正部は、前記運転状況取得部が前記運転状況を取得してから、該運転状況に対応する前記遅れ時間情報が示す遅れ時間経過後に前記主制御部が求めた前記弁開度を補正してもよい。
【００１８】
当該燃料ガス制御装置では、運転状況取得部が取得した運転状況に起因して燃料ガスの単位カロリーの変動に対して、主制御部が求めた調整ガス調節弁の弁開度を求めたタイミングで、この弁開度を補正することができる。
【００１９】
また、前記燃料ガス制御装置において、前記主燃料ガスラインには、主燃料ガスプラントからの前記主燃料ガスが流れ込み、前記記憶部には、前記主燃料プラントの各種運転状況と前記主燃料ガスの単位重量あたりのカロリー時間特性とを対応付けたカロリー時間特性情報が記憶されており、前記主燃料ガスプラントの運転状況を取得する運転状況取得部と、前記主燃料ガスの前記カロリー時間特性情報を参照して、前記運転状況取得部が取得した前記主燃料ガスプラントの前記運転状況に対応した前記主燃料ガスの単位重量あたりのカロリー時間特性を推定する主燃料カロリー時間特性推定部と、前記主燃料カロリー時間特性推定部で推定された前記カロリー時間特性が示す前記主燃料ガスのカロリー変動を補える新たな設定カロリーを求め、前記設定カロリーを該新たな設定カロリーに変更する設定カロリー変更部と、を備えていてもよい。
【００２０】
当該燃料ガス制御装置では、プラントの運転状況が変化して、プラントから発生する主燃料ガスの単位カロリーが急激に変動しても、この主燃料ガスがタービンに流入する前に、プラントの運転状況から主燃料ガスの単位カロリーの変動を推定し、この変動を補えるよう、設定カロリーを変更しているので、ガスタービンに流入する燃料ガスの単位カロリーの変動を小さくすることができる。
【００２１】
また、前記燃料ガス制御装置において、前記設定カロリー変更部は、前記新たな設定カロリーを求めた際の前記運転状況に起因して、前記ガスタービンに流入する前記燃料ガスの単位重量あたりのカロリーが変動する前に、前記設定カロリーを前記新たな設定カロリーに変更することが好ましい。
【００２２】
当該燃料ガス制御装置では、新たな設定カロリーを求めた際の運転状況に起因して、ガスタービンに流入する燃料ガスの単位カロリーが変動する前に、設定カロリーを新たな設定カロリーに変更するので、燃料ガスの変動を先行的に補え、ガスタービンに流入する燃料ガスの単位カロリーの変動をより小さくすることができる。
【００２３】
また、前記燃料ガス制御装置において、前記設定カロリー変更部は、前記主燃料カロリー時間特性推定部で推定された前記カロリー時間特性が示す前記主燃料ガスの単位重量あたりのカロリー変動幅に対応させて、前記設定カロリーの変更前後における該設定カロリーの変化幅を定めてもよい。
【００２４】
当該燃料ガス制御装置では、主燃料ガスの単位カロリーの変動幅に対応させて、設定カロリーの変更前後における該設定カロリーの変化幅を定めるので、ガスタービンに流入する燃料ガスの単位カロリーの変動をより小さくすることができる。
【００２５】
また、前記燃料ガス制御装置において、前記設定カロリー変更部は、前記主燃料カロリー時間特性推定部で推定された前記カロリー時間特性が示す前記主燃料ガスの単位重量あたりで且つ単位時間あたりのカロリーの変動量であるカロリー変化率に対応させて、前記設定カロリーの変更前から前記新たな設定カロリーに変更するまでの間における該設定カロリーの単位時間あたりの変動量である変化率を定めてもよい。
【００２６】
当該燃料ガス制御装置では、主燃料ガスの単位カロリーのカロリー変化率に対応させて、設定カロリーの変更前後における該設定カロリーの変化率を定めるので、ガスタービンに流入する燃料ガスの単位カロリーの変動をより小さくすることができる。
【００２７】
また、前記燃料ガス制御装置において、前記設定カロリー変更部は、前記設定カロリーを予め定めた基準設定カロリーから前記新たな設定カロリーに変更した後、予め定めた条件を満たすと、該設定カロリーを該新たな設定カロリーから前記基準設定カロリーに戻してもよい。
【００２８】
また、前記燃料ガス制御装置において、前記ガスタービン設備は、前記調整ガスラインとして、前記燃料ガスのカロリーを増加させる前記調整ガスの一つである増熱ガスを前記主燃料ガスライン中に送り込む増熱ガスラインと、前記燃料ガスのカロリーを減少させる前記調整ガスの一つである減熱ガスを前記主燃料ガスライン中に送り込む減熱ガスラインとを備えていると共に、前記調整ガス調節弁として、前記増熱ガスの流量を調節する増熱ガス調節弁と、前記減熱ガスの流量を調節する減熱ガス調節弁とを備えており、
前記設定カロリー変更部が前記設定カロリーの変更前に対して変更後の前記設定カロリーを高める場合には、前記主制御部の指示よりも優先させて、前記減熱ガス調節弁を予め定めた変化率で全閉にし、前記設定カロリー変更部が前記設定カロリーの変更前に対して変更後の前記設定カロリーを下げる場合には、前記主制御部の指示よりも優先させて、前記増熱ガス調節弁を予め定めた変化率で全閉にする弁制限制御部を備えていてもよい。
【００２９】
当該燃料ガス制御装置では、設定カロリーを変更したときには、この変更に対応するために不必要な調整ガスの流量を調節するガス調節弁を全閉にするため、新たな設定カロリーに対する燃料ガスの単位カロリーの追従速度を高めることができる。さらに、不必要な調節ガスの流出を避けることで、ガスタービン設備による発電コスト等を低減することができる。
【００３０】
上記問題点を解決するための発明に係るガスタービン設備は、
前記燃料ガス制御装置と前記ガスタービンと前記主燃料ガスラインと前記調整ガスラインと前記調整ガス調節弁とを備えていることを特徴とする。
【００３１】
当該ガスタービン設備でも、上記燃料ガス制御装置を備えているので、プラントの運転状況が変化して、プラントから発生する調整ガスの単位カロリーが急激な変動しても、ガスタービンに流入する燃料ガスの単位カロリーの変動を小さくすることができる。
【００３２】
上記問題点を解決するための発明に係る燃料ガス制御方法は、
ガスタービンと、主燃料ガスを前記ガスタービンに送る主燃料ガスラインと、プラントからのカロリー調整用の調整ガスを該主燃料ガスライン中に送り込む調整ガスラインと、該調整ガスの流量を調節する調整ガス調節弁と、を備えているガスタービン設備の燃料ガス制御方法において、
前記主燃料ガスラインから前記ガスタービンに流入する燃料ガスの単位重量あたりのカロリーが所望の設定カロリーに近づくよう、前記調整ガス調節弁の弁開度を求める主制御工程と、前記プラントの運転状況を取得する運転状況取得工程と、前記プラントの各種運転状況と前記調整ガスの単位重量あたりのカロリー時間特性とを対応付けたカロリー時間特性情報を参照して、前記運転状況取得工程で取得された前記運転状況に対応した前記調整ガスの単位重量あたりのカロリー時間特性を推定するカロリー時間特性推定工程と、前記カロリー時間特性推定工程で推定された前記カロリー時間特性が示す前記調整ガスのカロリー変動に基づいて、該調整ガスのカロリー変動による前記燃料ガスの単位重量あたりのカロリーの変動が抑えられるよう、前記主制御部が求めた前記弁開度を補正し、補正後の弁開度を調整ガス調節弁に指示する補正工程と、を有することを特徴とする。
【００３３】
当該燃料ガス制御方法では、調整ガスのカロリー変動に基づいて、調整ガスのカロリー変動による燃料ガスの単位カロリーの変動が抑えられるよう、主制御部が求めた弁開度が補正される。このため、当該燃料ガス制御方法では、調整ガスの単位カロリーが急激に大きく変動しても、燃料ガスの単位カロリーの変動を抑えることができる。
【００３４】
ここで、前記燃料ガス制御方法において、前記主燃料ガスラインには、主燃料ガスプラントからの前記主燃料ガスが流れ込み、前記主燃料ガスプラントの運転状況を取得する運転状況取得工程と、前記主燃料プラントの各種運転状況と前記主燃料ガスの単位重量あたりのカロリー時間特性とを対応付けたカロリー時間特性情報を参照して、前記主燃料ガスプラントに対する前記運転状況取得工程で取得された前記運転状況に対応した前記主燃料ガスの単位重量あたりのカロリー時間特性を推定する主燃料カロリー時間特性推定工程と、
前記主燃料カロリー時間特性推定工程で推定された前記カロリー時間特性が示す前記主燃料ガスのカロリー変動を補える新たな設定カロリーを求め、前記設定カロリーを該新たな設定カロリーに変更する設定カロリー変更工程と、を有してもよい。
【００３５】
当該燃料ガス制御方法では、プラントの運転状況が変化して、プラントから発生する主燃料ガスの単位カロリーが急激な変動しても、この単位カロリーが急激に変動した主燃料ガスがタービンに流入する前に、プラントの運転状況から主燃料ガスの単位カロリーの急激な変動を推定し、この変動を補えるよう、設定カロリーを変更しているので、ガスタービンに流入する燃料ガスの単位カロリーの変動を小さくすることができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明では、調整ガスのカロリー変動を推定し、推定した調整ガスのカロリー変動による燃料ガスの単位カロリーの変動が抑えられるよう、主制御部が求めた弁開度が補正される。このため、本発明によれば、調整ガスの単位カロリーが急激に大きく変動しても、燃料ガスの単位カロリーの変動を抑えることができる。
【００３７】
よって、本発明によれば、ガスタンクを設けなくても、燃料ガスの単位カロリーの変動を抑えることができ、設備コストの増加を抑えつつ、ガスタービン燃焼器を安定燃焼させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る一実施形態におけるガスタービン設備の構成を示す説明図である。
【図２】本発明に係る一実施形態におけるＢＦＧのカロリー時間特性情報、この情報を作成するために用いるＢＦＧ高炉情報を示す説明図である。
【図３】本発明に係る一実施形態におけるＣＯＧのカロリー時間特性情報を示す説明図である。
【図４】本発明に係る一実施形態における遅れ時間情報を示す説明図である。
【図５】本発明に係る一実施形態におけるカロリー設定部の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明に係る一実施形態における弁制限制御部の動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明に係る一実施形態における弁開度補正処理部の動作を示すフローチャートである。
【図８】設定カロリーを変更したとき、及び変更しないときにおける燃料ガスの単位カロリーの変動を示すグラフである。
【図９】増熱ガス調節弁の弁開度を補正したとき、及び補正しないときにおける燃料ガスの単位カロリーの変動を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明に係るガスタービン設備の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００４０】
本実施形態のガスタービン設備は、図１に示すように、ガスタービン１０と、ガスタービン１０へ燃焼用空気を送る空気圧縮機１３と、ガスタービン１０の駆動で発電する発電機１４と、製鉄所５０の複数の高炉５１からのＢＦＧ（Blast Furnace Gas）をガスタービン１０に送る主燃料ガスライン２０と、コークス工場６０の複数のコークス炉６１からの増熱ガスとしてのＣＯＧ（Coke Oven Gas（コークス炉ガス））を主燃料ガスライン２０中に送り込む増熱ガスライン３０と、主燃料ガスライン２０中に減熱ガスであるＮ２ガスを送り込む減熱ガスライン４０と、ＣＯＧやＮ２ガスの流量を制御する燃料ガス制御装置１００と、ガスタービン１０の出力を制御するガスタービン出力制御装置１５と、を備えている。なお、増熱ガスであるＣＯＧ及び減熱ガスであるＮ２ガスは、いずれも、主燃料ガスであるＢＦＧのカロリーを調整するためのカロリー調整ガスである。
【００４１】
ガスタービン１０は、タービンを有するタービン本体１１と、このタービン本体１１に燃焼ガスを送り込む燃焼器１２と、を備えている。主燃料ガスライン２０は、このガスタービン１０の燃焼器１２と製鉄所５０との間に敷設されている。
【００４２】
主燃料ガスライン２０には、この主燃料ガスライン２０を通るガス中のダスト等を集塵する電気集塵器２１（ＥＰ（electrostatic Precipitator））と、電気集塵器２１を経たガスを加圧する燃料ガス圧縮機２２と、燃料ガス圧縮機２２で加圧されてガスタービン１０の燃焼器１２に送られるガスの流量を調節する燃料ガス調節弁２３と、が設けられている。ガスタービン出力制御装置１５は、発電機１４の出力計１６で測定された出力等に応じて、燃料ガス調節弁２３の弁開度を調整する。燃料ガス圧縮機２２の入口、言い換えると、電気集塵器２１と燃料ガス圧縮機２２との間の主燃料ガスライン２０には、ここを通るガスの単位重量あたりのカロリーを測定するカロリー計２４が設けられている。なお、以下では、ガスの単位重量あたりのカロリーを、単に単位カロリーとする。
【００４３】
主燃料ガスライン２０には、さらに、燃料ガス圧縮機２２の出口のガスを電気集塵器２１の入口に戻すバイパスライン２５が設けられている。このバイパスライン２５には、燃料ガス圧縮機２２から吐出されたガスのうちで電気集塵器２１の入り口に戻す余剰ガスの流量を調節する余剰ガス調節弁２６と、燃料ガス圧縮機２２から抽気したガスと余剰ガスとの間で熱交換を行う余剰ガス熱交換器２７とが設けられている。
【００４４】
増熱ガスライン３０及び減熱ガスライン４０は、いずれも、主燃料ガスライン２０中の電気集塵器２１よりも上流側の位置に接続されている。増熱ガスライン３０には、この増熱ガスライン３０から主燃料ガスライン２０に流れ込むＣＯＧの流量を調節する増熱ガス調節弁３１が設けられている。また、減熱ガスライン４０には、この減熱ガスライン４０から主燃料ガスライン２０に流れ込むＮ２ガスの流量を調節する減熱ガス調節弁４１が設けられている。これら増熱ガス調節弁３１及び減熱ガス調節弁４１は、調整ガス調節弁を成し、燃料ガス制御装置１００により制御される。
【００４５】
主燃料ガスライン２０に対する増熱ガスライン３０及び減熱ガスライン４０の接続位置よりも下流側の主燃料ガスライン２０には、ＢＦＧのカロリーに応じて、ＢＦＧとＣＯＧとＮ２ガスとの混合ガス、ＢＦＧとＣＯＧとの混合ガス、ＢＦＧとＮ２ガスとの混合ガス、ＢＦＧのみのいずれかが流れる。以下では、増熱ガスライン３０及び減熱ガスライン４０の接続位置よりも下流側の主燃料ガスライン２０に流れるガスを燃料ガスとする。
【００４６】
製鉄所５０には、複数の高炉５１と、各高炉５１の運転状況を把握して各高炉５１を制御する高炉制御装置５２とが設けられている。また、コークス工場６０には、複数の燃焼室を有する複数のコークス炉６１と、各コークス炉６１の各燃焼室等の運転状況を把握して各コークス炉６１の各燃焼室等を制御するコークス炉制御装置６２とが設けられている。
【００４７】
燃料ガス制御装置１００は、燃料ガスの単位カロリーが設定カロリーに近づくよう、増熱ガス調節弁３１及び減熱ガス調節弁４１の弁開度を求める主制御部１１０と、製鉄所５０の運転状況に応じて設定カロリーを定めるカロリー設定部１２０と、コークス工場６０の運転状況に応じて増熱ガス調節弁３１の弁開度等を補正する弁開度補正処理部１３０と、増熱ガス調節弁３１及び減熱ガス調節弁４１に全閉を指示する弁制限制御部１４０と、を有している。
【００４８】
主制御部１１０は、燃料ガスの単位カロリーが設定カロリーになる各調整ガス調節弁３１，４１の弁開度を求めて各調整ガス調節弁３１，４１に弁開度を指示するフィードフォワード制御器１１１と、燃料ガスの単位カロリーと設定カロリーとの偏差を求める減算器１１２と、減算器１１２が求めた偏差が小さくなる各調整ガス調節弁３１，４１の弁開度を求めて各調整ガス調節弁３１，４１に弁開度を指示するフィードバック制御器１１３と、を有している。
【００４９】
カロリー設定部１２０は、製鉄所５０の高炉制御装置５２から製鉄所５０の運転状況の情報を取得する運転状況取得部１２１と、運転状況取得部１２１が取得した運転状況の情報に応じたＢＦＧの単位カロリー時間特性を推定するカロリー時間特性推定部１２２と、カロリー時間特性推定部１２２が推定したＢＦＧの単位カロリー時間特性に応じて設定カロリーを変更する設定カロリー変更部１２３と、各種データが記憶されている記憶部１２５と、を有している。
【００５０】
記憶部１２５には、製鉄所５０の運転状況とＢＦＧの単位カロリー時間特性とを対応付けたカロリー時間特性情報１２６と、設定カロリーの基準値である基準設定カロリー等の基準値情報１２９とが記憶されている。
【００５１】
弁開度補正処理部１３０は、コークス工場６０のコークス炉制御装置６２からコークス工場６０の運転状況の情報を取得する運転状況取得部１３１と、この運転状況取得部１３１が取得した運転状況の情報に応じたＣＯＧの単位カロリー時間特性を推定するカロリー時間特性推定部１３２と、カロリー時間特性推定部１３２が推定したＣＯＧの単位カロリー時間特性に応じて増熱ガス調節弁３１の弁開度を補正する補正部１３３と、各種データが記憶されている記憶部１３５と、を有している。
【００５２】
記憶部１３５には、コークス工場６０の運転状況とＣＯＧの単位カロリー時間特性とを対応付けたカロリー時間特性情報１３６と、コークス工場６０の運転状況と後述する遅れ時間とを対応付けた遅れ時間情報１３７と、ＣＯＧの単位カロリーの想定カロリー等の基準値情報１３９と、が記憶されている。
【００５３】
なお、以上で説明した燃料ガス制御装置１００は、コンピュータで構成されており、主制御部１１０、カロリー設定部１２０、弁開度補正処理部１３０、及び弁制限制御部１４０の各機能部は、いずれも、ハードディスクドライブ装置等の外部記憶装置やメモリ等の記憶装置と、この記憶装置に記憶されているプログラムを実行するＣＰＵとを有して構成されている。また、カロリー設定部１２０及び弁開度補正処理部１３０の各運転状況取得部１２１，１３１は、さらに、コンピュータの通信装置を有して構成されている。カロリー設定部１２０及び弁開度補正処理部１３０の各記憶部１２５，１３５は、ハードディスクドライブ装置等の外部記憶装置やメモリ等の記憶装置で構成されている。各記憶部１２５，１３５に記憶されている情報は、キーボード等の入力装置１０９を操作することで適宜変更することができる。すなわち、カロリー設定部１２０の記憶部１２５に記憶されているカロリー時間特性情報１２６、基準値情報１２９、さらに、弁開度補正処理部１３０の記憶部１３５に記憶されているカロリー時間特性情報１３６、遅れ時間情報１３７、基準値情報１３９は、いずれも、入力装置１０９を操作することで変更することができる。
【００５４】
カロリー設定部１２０の記憶部１２５に記憶されているカロリー時間特性情報１２６は、製鉄所５０に設けられている各高炉５１の各運転状況下でＢＦＧの単位カロリーの時間変化である単位カロリー時間特性の情報である。
【００５５】
ここで、例えば、製鉄所５０には、図２に示すように、高炉Ｎｏ.１〜高炉Ｎｏ.ｎまでのｎ基の高炉５１が設けられており、各高炉５１の運転状況には、定常運転状況の形態である運転状況Ａ、運転状況Ｂ、…の他、吹き抜け、炉停止、炉運転再開等の非定常運転状況の形態である運転状況Ｇ、運転状況Ｈ、…があるものとする。
【００５６】
カロリー時間特性情報１２６は、高炉Ｎｏ.１〜高炉Ｎｏ.ｎの高炉５１が各種運転状況下での主燃料ガスライン２０中のＢＦＧの単位カロリー時間特性の情報である。例えば、カロリー時間特性情報１２６は、高炉Ｎｏ.１の高炉５１が運転状況Ｇ、高炉Ｎｏ.２の高炉５１が運転状況Ａ、高炉Ｎｏ.３の高炉５１が運転状況Ａ、…、高炉Ｎｏ.ｎの高炉５１が運転状況Ａのときの主燃料ガスライン２０中のＢＦＧの単位カロリー時間特性や、高炉Ｎｏ.１の高炉５１が運転状況Ｈ、高炉Ｎｏ.２の高炉５１が運転状況Ａ、高炉Ｎｏ.３の高炉５１が運転状況Ａ、…、高炉Ｎｏ.ｎの高炉５１が運転状況Ａのときの主燃料ガスライン２０中のＢＦＧの単位カロリー時間特性を含んでいる。
【００５７】
なお、カロリー時間特性情報１２６には、高炉Ｎｏ.１〜高炉Ｎｏ.ｎの高炉５１が各種運転状況下での主燃料ガスライン２０中のＢＦＧの単位カロリー時間特性の情報のうちで、主燃料ガスライン２０中のＢＦＧの単位カロリーの変動幅Ａが予め定められた値Ａ０以下の単位カロリー時間特性の情報、さらに、主燃料ガスライン２０中のＢＦＧの単位カロリーの変動幅Ａが予め定められた値Ａ０より大きくても単位時間あたりの変動量である単位カロリーの変化率Ｒｂが予め定められた値Ｒ０以下の単位カロリー時間特性の情報は含まれていない。
【００５８】
このカロリー時間特性情報１２６は、各高炉５１の各運転状況での、当該高炉５１から発生するＢＦＧの単位カロリー時間特性及びＢＦＧ発生量時間特性の情報であるＢＦＧ高炉情報１２７に基づいて作成される。なお、ＢＦＧ発生量時間特性とは、時間経過に伴うＢＦＧ発生量の変化を示すものである。
【００５９】
このＢＦＧ高炉情報１２７では、例えば、図２に示すように、高炉Ｎｏ.１の高炉５１に関して、運転状況Ａ、…、運転状況Ｇ、運転状況Ｈ、…のそれぞれの場合における発生ＢＦＧの単位カロリー時間特性及びＢＦＧ発生量時間特性が対応付けられている。さらに、このＢＦＧ高炉情報１２７では、高炉Ｎｏ.２〜高炉Ｎｏ.ｎの高炉５１に関しても、同様に、運転状況Ａ、…、運転状況Ｇ、運転状況Ｈ、…のそれぞれの場合における発生ＢＦＧの単位カロリー時間特性及びＢＦＧ発生量時間特性が対応付けられている。なお、図２中、図面を簡略化するために、ＢＦＧ高炉情報１２７中のＢＦＧ発生量時間特性を描いていない。
【００６０】
カロリー時間特性情報１２６の作成では、まず、各高炉５１の各運転状況のすべての組み合わせを求める。次に、全ての組み合わせから１つの組み合わせを抽出する。例えば、高炉Ｎｏ.１の高炉５１が運転状況Ｇ、高炉Ｎｏ.２の高炉５１が運転状況Ａ、高炉Ｎｏ.３の高炉５１が運転状況Ａ、…、高炉Ｎｏ.ｎの高炉５１が運転状況Ａの組み合わせを抽出する。次に、ＢＦＧ高炉情報１２７から、抽出した組み合わせでの発生ＢＦＧの単位カロリー時間特性及びＢＦＧ発生量時間特性を抽出する。具体的には、ＢＦＧ高炉情報１２７から、高炉Ｎｏ.１の高炉５１が運転状況Ｇの場合における発生ＢＦＧの単位カロリー時間特性及びＢＦＧ発生量時間特性、高炉Ｎｏ.２の高炉５１が運転状況Ａの場合における発生ＢＦＧの単位カロリー時間特性及びＢＦＧ発生量時間特性、高炉Ｎｏ.３の高炉５１が運転状況Ａ、…、高炉Ｎｏ.ｎの高炉５１が運転状況Ａの場合における発生ＢＦＧの単位カロリー時間特性及びＢＦＧ発生量時間特性を抽出する。抽出した全ての単位カロリー時間特性及びＢＦＧ発生量時間特性を用いて、製鉄所５０全体のカロリー時間特性を求める。次に、抽出した全てのＢＦＧ発生量時間特性を用いて、製鉄所５０全体のＢＦＧ発生量時間特性を求める。次に、製鉄所５０全体のカロリー時間特性が示す各時刻におけるカロリーを当該時刻におけるＢＦＧ発生量で割って、主燃料ガスライン２０中のＢＦＧの単位カロリー時間特性を求める。
【００６１】
そして、以上の処理を全ての組み合わせについて実行し、全ての組み合わせにおける、主燃料ガスライン２０中のＢＦＧの単位カロリー時間特性を求める。次に、全ての組み合わせにおける、主燃料ガスライン２０中のＢＦＧの単位カロリー時間特性の情報から、前述したように、主燃料ガスライン２０中のＢＦＧの単位カロリーの変動幅Ａが予め定められた値Ａ０以下の単位カロリー時間特性の情報、さらに、主燃料ガスライン２０中のＢＦＧの単位カロリーの変動幅Ａが予め定められた値Ａ０より大きくても単位時間あたりの変動量である単位カロリーの変化率Ｒｂが予め定められた値Ｒ０以下の単位カロリー時間特性の情報を削除し、残りのＢＦＧの単位カロリー時間特性の情報の束をカロリー時間特性情報１２６とする。
【００６２】
また、例えば、コークス工場６０には、図３に示すように、コークス炉Ｎｏ.１〜コークス炉Ｎｏ.ｍまでのｍ基のコークス炉６１が設けられており、各コークス炉６１の運転状況には、定常運転状況の形態である運転状況ａ、運転状況ｂ、…の他、コークス炉６１の複数の燃焼室のうちのいずれかの停止、炉停止、燃焼室の運転再開、炉運転再開等の非定常運転状況の形態である運転状況ｇ、運転状況ｈ、…があるものとする。
【００６３】
弁開度補正処理部１３０の記憶部１３５に記憶されているカロリー時間特性情報１３６は、コークス炉Ｎｏ.１〜コークス炉Ｎｏ.ｍのコークス炉６１毎の各種運転状況下での増熱ガスライン３０中のＣＯＧの単位カロリー時間特性の情報である。例えば、カロリー時間特性情報１３６は、コークス炉Ｎｏ.１のコークス炉６１が運転状況ｇ、コークス炉Ｎｏ.２のコークス炉６１が運転状況ａ、コークス炉Ｎｏ.３のコークス炉６１が運転状況ａ、…、コークス炉Ｎｏ.ｍのコークス炉６１が運転状況ａのときの増熱ガスライン３０中のＣＯＧの単位カロリー時間特性や、コークス炉Ｎｏ.１のコークス炉６１が運転状況ｈ、コークス炉Ｎｏ.２のコークス炉６１が運転状況ａ、コークス炉Ｎｏ.３のコークス炉６１が運転状況ａ、…、コークス炉Ｎｏ.ｍのコークス炉６１が運転状況ａときの増熱ガスライン３０中のＣＯＧの単位カロリー時間特性を含んでいる。
【００６４】
このＣＯＧのカロリー時間特性情報１３６は、ＢＦＧのカロリー時間特性情報１２６と同様、各コークス炉６１の各運転状況での、当該コークス炉６１から発生するＣＯＧの単位カロリー時間特性及びＣＯＧ発生量時間特性の情報に基づいて作成される。
【００６５】
弁開度補正処理部１３０の記憶部１３５に記憶されている遅れ時間情報１３７は、図４に示すように、コークス炉Ｎｏ.１〜コークス炉Ｎｏ.ｍのコークス炉６１毎の各運転状況と、運転状況取得部１３１がコークス炉６１毎の運転状況を取得してから、取得した運転状況に起因してカロリー計２４で測定される燃料ガスのカロリーが変動するまでの遅れ時間とを対応付けた情報である。この遅れ時間は、増熱ガスライン３０の長さ、主燃料ガスライン中で増熱ガスライン３０の接続位置からカロリー計２４までの間の長さの他、各コークス炉６１から増熱ガスライン３０までの配管長さの影響も受ける。このため、コークス炉６１が異なれば、互いに運転状況が同様に変化しても、各コークス炉６１に関する遅れ時間も異なる。そこで、本実施形態では、コークス炉Ｎｏ.１〜コークス炉Ｎｏ.ｍのコークス炉６１毎の各運転状況と遅れ時間とを対応付けている。遅れ時間情報１３７は、例えば、コークス炉Ｎｏ.１のコークス炉６１が運転状況ｇ、コークス炉Ｎｏ.２のコークス炉６１が運転状況ａ、コークス炉Ｎｏ.３のコークス炉６１が運転状況ａ、…、コークス炉Ｎｏ.ｍのコークス炉６１が運転状況ａに対応付けられた遅れ時間Ｔｄ１や、コークス炉Ｎｏ.１のコークス炉６１が運転状況ｈ、コークス炉Ｎｏ.２のコークス炉６１が運転状況ａ、コークス炉Ｎｏ.３のコークス炉６１が運転状況ａ、…、コークス炉Ｎｏ.ｍのコークス炉６１が運転状況ａに対応付けられたＴｄｐを含んでいる。
【００６６】
次に、図５に示すフローチャートに従って、燃料ガス制御装置１００のカロリー設定部１２０の動作について説明する。
【００６７】
まず、カロリー設定部１２０の運転状況取得部１２１が製鉄所５０の高炉制御装置５２から送られてきた製鉄所５０の運転状況の情報を取得し、これをカロリー時間特性推定部１２２に渡す（Ｓ１０）。製鉄所５０の高炉制御装置５２から送られてくる運転状況の情報は、図２に示すように、各高炉Ｎｏ.とその高炉Ｎｏ.の高炉５１の運転状況とが対応付けられたもの、つまり、各高炉５１の運転状況を示す情報の束である。製鉄所５０の高炉制御装置５２は、この運転状況の情報を運転状況が変化する毎に、新たな運転状況を燃料ガス制御装置１００へ送信する。ここで、製鉄所５０から送られてきた運転状況の情報が、仮に、高炉Ｎｏ.１の高炉５１が高炉停止を示す運転状況Ｈであり、その他の全ての高炉５１が定常運転状況を示す運転状況Ａであるとする。
【００６８】
カロリー設定部１２０のカロリー時間特性推定部１２２は、記憶部１２５に記憶されているカロリー時間特性情報１２６中に、運転状況取得部１２１から受け取った製鉄所５０の運転状況に対応した単位カロリー時間特性があるか否かを判断する（Ｓ１１）。カロリー時間特性推定部１２２は、製鉄所５０の運転状況に対応した単位カロリー時間特性があると判断すると、設定カロリーを新たな設定カロリーに変更する必要があるとして、ステップ１２に進み、製鉄所５０の運転状況に対応した単位カロリー時間特性がないと判断すると、設定カロリーを新たな設定カロリーに変更する必要がないとして、ステップ２１に進む。
【００６９】
前述したように、カロリー時間特性情報１２６中には、主燃料ガスライン２０中のＢＦＧの単位カロリーの変動幅Ａが予め定められた値Ａ０以下の単位カロリー時間特性の情報、さらに、主燃料ガスライン２０中のＢＦＧの単位カロリーの変動幅Ａが予め定められた値Ａ０より大きくても単位時間あたりの変動量である単位カロリーの変化率Ｒｂが予め定められた値Ｒ０以下の単位カロリー時間特性の情報は含まれていない。このため、製鉄所５０の運転状況に対応した、主燃料ガスライン２０中のＢＦＧの単位カロリーの変動幅Ａが予め定められた値Ａ０より大きく、且つ単位カロリーの変化率Ｒｂが予め定められた値Ｒ０より大きい場合には、設定カロリーを新たな設定カロリーに変更する必要があるとして、ステップ１２に進むことになる。逆に、製鉄所５０の運転状況に対応した、主燃料ガスライン２０中のＢＦＧの単位カロリーの変動幅Ａが予め定められた値Ａ０以下の場合や、さらに、主燃料ガスライン２０中のＢＦＧの単位カロリーの変動幅Ａが予め定められた値Ａ０より大きくても単位カロリーの変化率Ｒｂが予め定められた値Ｒ０以下の場合には、設定カロリーを新たな設定カロリーに変更する必要がないとして、ステップ２１に進むことになる。
【００７０】
この場合、高炉Ｎｏ.１の高炉５１が高炉停止を示す運転状況Ｈであり、その他の全ての高炉５１が定常運転状況を示す運転状況Ａであり、主燃料ガスライン２０中のＢＦＧの単位カロリーの変動幅Ａが予め定められた値Ａ０より大きく、且つ単位カロリーの変化率Ｒｂが予め定められた値Ｒ０より大きく、カロリー時間特性情報１２６中に製鉄所５０のこの運転状況に対応した単位カロリー時間特性があるため、カロリー時間特性推定部１２２は、カロリー時間特性情報１２６中に製鉄所５０の運転状況に対応した単位カロリー時間特性があると判断して、ステップ１２に進む。
【００７１】
カロリー時間特性推定部１２２は、ステップ１２で、カロリー時間特性情報１２６から、製鉄所５０の運転状況に対応したＢＦＧの単位カロリー時間特性を抽出し、このＢＦＧの単位カロリー時間特性を設定カロリー変更部１２３に渡す。このカロリー時間特性推定部１２２による運転状況に対応したＢＦＧの単位カロリー時間特性を抽出する処理が、ＢＦＧの単位カロリー時間特性の推定処理となる。
【００７２】
設定カロリー変更部１２３は、カロリー時間特性推定部１２２からＢＦＧの単位カロリー時間特性を受け取ると、単位カロリー時間特性が示すカロリー変動幅Ａを算出する（Ｓ１３）。続いて、設定カロリー変更部１２３は、予め定められている関数ｆを用いて、このカロリー変動幅Ａに対応した新たな設定カロリーＳＶｎを算出する（Ｓ１４）。この関数ｆは、例えば、ｆ（Ａ）＝ｋ・Ａ、但し、ｋは定数である。なお、ここでは、関数ｆの一例として、カロリー変動幅Ａに比例定数ｋを掛けて、新たな設定カロリーＳＶｎを求める関数を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００７３】
次に、設定カロリー変更部１２３は、カロリー時間特性推定部１２２から受け取ったＢＦＧの単位カロリー時間特性が示す単位時間あたりの単位カロリーの変動量である単位カロリーの変化率Ｒｂを算出する（Ｓ１５）。続いて、設定カロリー変更部１２３は、予め定められている関数ｇを用いて、この変化率Ｒｂに対応した設定カロリー変更過程における単位時間あたりの設定カロリーの変動量である設定カロリーの変化率Ｒｎを算出する（Ｓ１６）。この関数ｇは、例えば、ｇ（Ｒｂ）＝ｓ・Ｒｂ、但し、ｓは定数、また、Ｒmax≧Ｒｎ≧−Ｒmaxである。すなわち、関数ｇ（Ｒｂ）で設定カロリーの変化率Ｒｎを求めた結果、この変化率Ｒｎが予め定めたＲmaxより大きい場合には、設定カロリーの変化率をＲmaxとし、変化率Ｒｎが予め定めた−Ｒmaxより小さい場合には、設定カロリーの変化率を−Ｒmaxとする。なお、ここでも、関数ｇの一例として、単位カロリーの変化率Ｒｂに比例定数ｓを掛けて、新たな設定カロリーの変化率Ｒｎを求める関数を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００７４】
設定カロリー変更部１２３は、新たな設定カロリーＳＶｎ、及び新たな設定カロリーＳＶｎへの変化率Ｒｎを求めると、新たな設定カロリーＳＶｎへの変更を実施する（Ｓ１７）。具体的には、現状の設定カロリーを、新たな設定カロリーＳＶｎになるまで、設定カロリーの変化率Ｒｎで変化させる。この際、設定カロリー変更部１２３は、この新たな設定カロリーＳＶｎへの変更開始時、及び変更終了時にその旨を弁制限制御部１４０に伝える。
【００７５】
設定カロリー変更部１２３は、設定カロリーの変更が終了すると、つまり、設定カロリーを新たな設定カロリーＳＶｎにすると、設定カロリーの変更開始時刻ｔｓ及び変更終了時刻ｔｅを記憶すると共に、設定カロリーの変更実施の旨を記憶して（Ｓ１８）、一連の処理を終了する。
【００７６】
また、カロリー時間特性推定部１２２が、ステップ１１で、記憶部１２５に記憶されているカロリー時間特性情報１２６中に、運転状況取得部１２１が取得した製鉄所５０の運転状況に対応した単位カロリー時間特性がないと判断すると、前述したように、ステップ２１に進む。
【００７７】
設定カロリー変更部１２３は、ステップ２１で、自身が記憶管理している情報を参照して、設定カロリーの変更実施済みか否かを判断する。仮に、ステップ１８で、設定カロリーの変更実施の旨を記憶していないか、設定カロリーの変更実施の旨を記憶したものの、既にその旨を消去している場合には、設定カロリーを変更していないとして、一連の処理を終了する。また、設定カロリー変更部１２３は、設定カロリーの変更実施済みであると判断すると、自身が記憶管理している情報を参照して、設定カロリーの変更終了時刻ｔｅからの時間Ｔｅが予め定めた時間Ｔｅ１より長いか否かを判断する（Ｓ２２）。
【００７８】
設定カロリー変更部１２３は、設定カロリーの変更終了時刻ｔｅからの時間Ｔｅが予め定めた時間Ｔｅ１より長くない、つまり短いと判断すると、一連の処理を終了する。一方、設定カロリー変更部１２３は、設定カロリーの変更終了時刻ｔｅからの時間Ｔｅが予め定めた時間Ｔｅ１より長いと判断すると、設定カロリーを基準設定カロリーＳＶｓに変更する（Ｓ２３）。この際、設定カロリー変更部１２３は、記憶部１２５に基準値として記憶されている基準設定カロリーＳＶｓ、及びこの基準設定カロリーＳＶｓへの設定カロリー変更過程における設定カロリーの変化率Ｒｓを用いて、設定カロリーを基準設定カロリーＳＶｓに変更する。
【００７９】
すなわち、設定カロリー変更部１２３は、ステップ２１〜ステップ２３の処理で、設定カロリーの変更実施済みであると判断した場合に、設定カロリーの変更終了から所定時間Ｔｅ１よりも経過していると、燃料ガスの単位カロリーが安定したと判断して、設定カロリーを基準設定カロリーＳＶｓに戻す。
【００８０】
なお、ここでは、設定カロリーの変更終了時刻ｔｅからの時間Ｔｅが予め定めた時間Ｔｅ１より長いと判断すると、設定カロリーを基準設定カロリーＳＶｓに変更しているが、この時間Ｔｅ１は、一律に固定値である必要性はなく、製鉄所５０の運転状況に対応した単位カロリー時間特性毎に定めた値であってもよい。
【００８１】
設定カロリー変更部１２３は、設定カロリーを基準設定カロリーＳＶｓに変更すると（Ｓ２３）、ステップ１８で記憶した変更実施に関する情報の記憶を消去して（Ｓ２４）、一連の処理を終了する。
【００８２】
次に、以上で説明した燃料ガス制御装置１００のカロリー設定部１２０の処理による効果について、図８を用いて説明する。なお、図８中、横軸は時間を示し、縦軸はカロリーを示している。また、図８中、破線はカロリー計２４の設置位置でのＢＦＧ単味の単位カロリーを示し、一点鎖線は設定カロリーを示し、二点鎖線は基準設定カロリーを示している。また、実線は設定カロリーを変更した場合のカロリー計２４で測定される燃料ガスの単位カロリーを示し、点線は設定カロリーを基準設定カロリーに維持している場合のカロリー計２４で測定される燃料ガスの単位カロリーを示す。
【００８３】
ここでは、仮に、設定カロリーが基準設定カロリーＳＶｓに設定されているときに、高炉Ｎｏ.１の高炉５１が運転状況Ｇになった、つまり高炉停止状況になったとする。また、コークス工場６０では運転状況に変化はなく、ＣＯＧの単位カロリーは予め定めた想定カロリーで一定であるとする。高炉Ｎｏ.１の高炉５１が停止状況になっても（ｔ1）、基準設定カロリーＳＶｓ（二点鎖線）を維持し続けると、この時刻ｔ1から所定時間遅れて、カロリー計設置位置でのＢＦＧ単味の単位カロリー（破線）が急激に低下する（ｔ4）。この結果、ＢＦＧ単味の単位カロリーが急激に低下し始めた時刻（ｔ4）から、さらに所定時間遅れて、カロリー計２４で測定された燃料ガスの単位カロリー（点線）も急激に低下し始める（ｔ5）。
【００８４】
カロリー計２４で測定された燃料ガスの単位カロリーも急激に低下し始めると（ｔ5）、主制御部１１０のフィードバック制御器１１３は、燃料ガスの単位カロリー（点線）と基準設定カロリーＳＶｓ（二点鎖線）との偏差が小さくなる増熱ガス調節弁３１及び減熱ガス調節弁４１の弁開度を求めて、各調整ガス調節弁３１，４１に弁開度を指示する。この場合、増熱ガス調節弁３１の弁開度が大きくなり、減熱ガス調節弁４１の弁開度が小さくなる。なお、ここでは、前述したように、コークス工場６０の運転状況が変化していないため、主制御部からの弁開度は弁開度補正処理部１３０により補正されない。
【００８５】
しかしながら、増熱ガス調節弁３１及び減熱ガス調節弁４１の弁開度を制御しても、燃料ガスの単位カロリーの急激な低下に対応しきれず、燃料ガスの単位カロリーは低下し続け、ＢＦＧ単味の単位カロリー（破線）の低下がおさまってから（ｔ6）、燃料ガスの単位カロリー（点線）が上昇し始める（ｔ7）。その後、カロリー計２４で測定される燃料ガスの単位カロリーが基準設定カロリー（二点鎖線）を超えるまで（ｔ8）、燃料ガスの単位カロリーは、上昇し続け、基準設定カロリーＳＶｓを超えた以降（ｔ8）に、基準設定カロリーを基準にして安定する。
【００８６】
仮に、カロリー計２４で測定される燃料ガスの単位カロリーが低下する過程で、この燃料ガスの単位カロリーがランバック運転へ移行する閾値を下回った場合には、ガスタービン１０をランバック運転に移行しなければならなくなる。
【００８７】
一方、本実施形態では、設定カロリーが基準設定カロリーＳＶｓに設定されているときに、例えば、高炉Ｎｏ.１の高炉５１が運転状況Ｇ（高炉停止状況）になると（ｔ1）、この運転状況が製鉄所５０の高炉制御装置５２から燃料ガス制御装置１００へ送られ、設定カロリーが基準設定カロリーＳＶｓから新たな設定カロリーＳＶｎ（一点鎖線）へ変更される（ｔ2）。ここで、設定カロリーの変更開始時刻（ｔ2）から変更終了時刻（ｔ3）までの間の設定カロリーの傾きが、ステップ１６（図５）で算出した変化率Ｒｎである。
【００８８】
高炉Ｎｏ.１の高炉５１が停止状況になってから（ｔ1）、設定カロリーの変更終了時刻（ｔ3）までの時間は、設定カロリーの変更がコンピュータ処理であるため、高炉Ｎｏ.１の高炉５１が停止状況になってから（ｔ1）、カロリー計設置位置でのＢＦＧ単味の単位カロリー（破線）が急激に低下し始める（ｔ4）までの時間よりも遥かに短い。このため、設定カロリーの変更終了時刻（ｔ3）は、カロリー計設置位置でのＢＦＧ単味の単位カロリー（破線）が急激に低下し始める時刻（ｔ4）よりも先である。すなわち、本実施形態では、カロリー計設置位置でのＢＦＧ単味の単位カロリーの低下に対して、先行的に、設定カロリーを基準設定カロリーＳＶｓから新たな設定カロリーＳＶｎに上げている。
【００８９】
このため、ＢＦＧ単味の単位カロリー（破線）が急激に低下し始める前（ｔ4）から、燃料ガスの単位カロリー（実線）と新たな設定カロリーＳＶｎ（一点鎖線）との偏差が生じる。そこで、主制御部１１０のフィードバック制御器１１３は、この偏差が小さくなる増熱ガス調節弁３１及び減熱ガス調節弁４１の弁開度を求めて、各調節弁に弁開度を指示する。この場合、増熱ガス調節弁３１の弁開度が大きくなり、減熱ガス調節弁４１の弁開度が小さくなる。この結果、ＢＦＧ単味の単位カロリー（破線）が急激に低下し始める前（ｔ4）から、カロリー計２４で測定された燃料ガスの単位カロリー（実線）が上昇し始める。
【００９０】
このように、本実施形態では、ＢＦＧ単味の単位カロリーが急激に低下し始める前（ｔ4）から、燃料ガスの単位カロリーを上昇させているので、カロリー計２４で測定される燃料ガスの単位カロリー（実線）は、ＢＦＧ単味の単位カロリーが急激に低下し始めると（ｔ4）、多少低下するものの、その変動幅は小さく、その後、次第に新たな設定カロリーＳＶｎ（一点鎖線）に近づき、この新たな設定カロリーＳＶｎを基準にして安定する。
【００９１】
本実施形態では、設定カロリーの変更終了から（ｔ3）、カロリー計２４で測定される燃料ガスの単位カロリーが新たな設定カロリーＳＶｎ（一点鎖線）を基準にして安定したと想定される時間Ｔｅ１を経過すると、ステップ２２，２３（図３）の処理で、設定カロリーは元の基準設定カロリーＳＶｓ（二点鎖線）に徐々に戻る（ｔ9）。この結果、カロリー計２４で測定される燃料ガスの単位カロリーも、徐々に基準設定カロリーＳＶｓに近づいてゆく。
【００９２】
以上のように、本実施形態では、ＢＦＧ単味の単位カロリーが急激な変動に対して、設定カロリーを変更して対応しているので、燃料ガスの単位カロリーの変動を小さくすることができる。しかも、本実施形態では、ＢＦＧ単味の単位カロリーが急激な変動に先立って、設定カロリーを変更して対応しているので、燃料ガスの単位カロリーの変動をより小さくすることができる。
【００９３】
次に、図６に示すフローチャートに従って、燃料ガス制御装置１００の弁制限制御部１４０の動作について説明する。
【００９４】
弁制限制御部１４０は、設定カロリー変更部１２３から新たな設定カロリーＳＶｎへの変更開始の旨を受け取ると（Ｓ３０）、新たな設定カロリーＳＶｎが基準設定カロリーＳＶｓより大きいか否かを判断する（Ｓ３１）。
【００９５】
弁制限制御部１４０は、新たな設定カロリーＳＶｎが基準設定カロリーＳＶｓより大きい、つまり、設定カロリーを基準設定カロリーＳＶｓよりも上げたと判断すると、減熱ガス調節弁４１の全閉指令を作成する（Ｓ３２）。この減熱ガス調節弁４１の全閉指令は、通常の全閉指令のときの弁開度の変化率よりも高い変化率である。
【００９６】
弁制限制御部１４０は、減熱ガス調節弁４１の全閉指令を作成すると、設定カロリーの変更開始の旨を受け取ってから所定時間Ｔｓ２経過してから（Ｓ３３）、減熱ガス調節弁４１へ全閉指令を出力する（Ｓ３４）。この全閉指令は、主制御部１１０からの弁開度の指示よりも優先する。このため、減熱ガス調節弁４１は、主制御部１１０からの何らかの弁開度の指示を受け取ったとしても、直ちに、全閉になる。
【００９７】
また、弁制限制御部１４０は、ステップ３１で、新たな設定カロリーＳＶｎが基準設定カロリーＳＶｓより大きくない、つまり、設定カロリーを基準設定カロリーＳＶｓよりも下げたと判断すると、増熱ガス調節弁３１の全閉指令を作成する（Ｓ３５）。この増熱ガス調節弁３１の全閉指令も、通常の全閉指令のときの弁開度の変化率よりも高い変化率である。
【００９８】
弁制限制御部１４０は、増熱ガス調節弁３１の全閉指令を作成すると、設定カロリーの変更開始の旨を受け取ってから所定時間Ｔｓ２経過してから（Ｓ３６）、増熱ガス調節弁３１へ全閉指令を出力する（Ｓ３７）。この全閉指令は、主制御部１１０からの弁開度の指示よりも優先する。このため、増熱ガス調節弁３１は、主制御部１１０からの何らかの弁開度の指示を受け取ったとしても、直ちに、全閉になる。
【００９９】
また、弁制限制御部１４０は、ステップ３０で、設定カロリー変更部１２３から新たな設定カロリーＳＶｎへの変更開始の旨を受け取らなければ、つまり、設定カロリー変更部１２３から何ら受け取らないか、設定カロリー変更部１２３から変更終了の旨を受け付けると、新たな設定カロリーＳＶｎへの変更終了であるか否かを判断する（Ｓ４１）。
【０１００】
弁制限制御部１４０は、新たな設定カロリーＳＶｎへの変更終了でないと判断すると、一連の処理を終了する。また、弁制限制御部１４０は、ステップ３０で、新たな設定カロリーＳＶｎへの変更終了である旨を受け取り、ステップ４１で、新たな設定カロリーＳＶｎへの変更終了であると判断すると、変更終了の旨を受け取ってから所定時間Ｔｅ２経過してから（Ｓ４２）、全閉状態になっていた減熱ガス調節弁４１又は増熱ガス調節弁３１へ全閉解除指令を出力する（Ｓ４３）。
【０１０１】
以上、本実施形態では、設定カロリー変更部１２３が設定カロリーを基準設定カロリーＳＶｓよりも上げたときには、燃料ガスの単位カロリーを上げようとしているときであるため、弁制限制御部１４０は、減熱ガス調節弁４１に対して全閉指令を出力している（Ｓ３４）。また、設定カロリー変更部１２３が設定カロリーを基準設定カロリーＳＶｓよりも下げたときには、燃料ガスの単位カロリーを下げようとしているときであるため、弁制限制御部１４０は、増熱ガス調節弁３１に対して全閉指令を出力している（Ｓ３７）。このため、設定カロリー変更部１２３が設定カロリーを基準設定カロリーＳＶｓから変更したときには、新たな設定カロリーＳＶｎに対する燃料ガスの単位カロリーの追従速度を高めることができる上に、不要な調整ガスの流出を避けることができコスト削減を図ることもできる。
【０１０２】
なお、以上において、全閉指令や全閉解除指令を出力する前に所定時間Ｔｓ２，Ｔｅ２待つのは、制御安定性等を確保するためである。
【０１０３】
次に、図７に示すフローチャートに従って、燃料ガス制御装置１００の弁開度補正処理部１３０の動作について説明する。
【０１０４】
まず、弁開度補正処理部１３０の運転状況取得部１３１がコークス工場６０のコークス炉制御装置６２から送られてきたコークス工場６０の運転状況の情報を取得し、これをカロリー時間特性推定部１３２に渡す（Ｓ５０）。コークス工場６０のコークス炉制御装置６２から送られてくる運転状況の情報は、図３に示すように、各コークス炉Ｎｏ.とそのコークス炉Ｎｏ.のコークス炉６１の運転状況とが対応付けられたもの、つまり、各コークス炉６１の運転状況を示す情報の束である。コークス工場６０のコークス炉制御装置６２は、この運転状況の情報を運転状況が変化する毎に、新たな運転状況を燃料ガス制御装置１００へ送信する。ここで、コークス工場６０から送られてきた運転状況の情報が、仮に、コークス炉Ｎｏ.１のコークス炉６１がコークス炉停止を示す運転状況ｈであり、その他の全てのコークス炉６１が定常運転状況を示す運転状況ａであるとする。
【０１０５】
次に、カロリー時間特性推定部１３２が、記憶部１３５に記憶されているカロリー時間特性情報１３６から、コークス工場６０の運転状況に対応したＣＯＧの単位カロリー時間特性を抽出し、このＣＯＧの単位カロリー時間特性を補正部１３３に渡す（Ｓ５１）。このカロリー時間特性推定部１３２による運転状況に対応したＣＯＧの単位カロリー時間特性を抽出する処理が、ＣＯＧの単位カロリー時間特性の推定処理となる。
【０１０６】
次に、補正部１３３が、記憶部１３５に記憶されている遅れ時間情報１３７から、コークス工場６０の運転状況に対応した遅れ時間Ｔｄを抽出する（Ｓ５２）。
【０１０７】
補正部１３３は、カロリー時間特性推定部１３２からＣＯＧの単位カロリー時間特性を受け取ると、記憶部１３５に記憶されているＣＯＧ単位カロリーの想定カロリーと、ＣＯＧの単位カロリー時間特性が示す変動後のＣＯＧ単位カロリーとの偏差Ｂを算出する（Ｓ５３）。さらに、補正部１３３は、ＣＯＧの単位カロリー時間特性が示す単位時間あたりの単位カロリーの変動量である単位カロリーの変化率Ｒｃを算出する（Ｓ５４）。
【０１０８】
次に、補正部１３３は、ステップ５３で求めた偏差Ｂの絶対値｜Ｂ｜が予め定めた値Ｂ０より大きいか否かを判断する（Ｓ５５）。絶対値｜Ｂ｜が予め定めた値Ｂ０より大きくない、つまり、予め定めた値Ｂ０以下であると判断すると、主制御部１１０が求めた増熱ガス調節弁３１の弁開度等を補正する必要がないとして、一連の処理を終了する。
【０１０９】
また、補正部１３３は、ステップ５５で絶対値｜Ｂ｜が予め定めた値Ｂ０より大きいと判断すると、運転状況取得部１３１がコークス工場６０の運転状況を取得してから遅れ時間Ｔｄ経過するまで待ち（Ｓ５６）、この遅れ時間Ｔｄ経過すると、主制御部１１０が求めた増熱ガス調節弁３１の弁開度を補正する（Ｓ５７）。このように、遅れ時間Ｔｄ待ってから弁開度を補正するのは、運転状況取得部１３１が取得した運転状況に起因してカロリー計２４で測定される燃料ガスの単位カロリーの変動に対して、主制御部１１０が求めた増熱ガス調節弁３１の弁開度を求めたタイミングで、この弁開度を補正するためである。
【０１１０】
補正部１３３は、このステップ５７で、まず、予め定められている関数ｈを用いて、主制御部１１０が求めた増熱ガス調節弁３１の弁開度Ｖ、及びステップ５３で求めたＣＯＧの単位カロリーの想定カロリーと変動後のＣＯＧの単位カロリーとの偏差Ｂに対応した、補正後の弁開度Ｖｃを求める。この関数は、例えば、ｈ（Ｂ，Ｖ）＝ｔ・Ｂ・Ｖ、但し、ｔは定数、また、Ｖmax≧Ｖｃ≧−Ｖmaxである。すなわち、関数ｈ（Ｂ，Ｖ）で補正後の弁開度Ｖｃを求めた結果、この弁開度Ｖｃが予め定めたＶmaxより大きい場合には弁開度をＶmaxとし、弁開度Ｖｃが予め定めた−Ｖmaxより小さい場合には弁開度を−Ｖmaxとする。なお、ここでは、関数ｈの一例として、主制御部１１０が求めた弁開度Ｖに偏差Ｂを掛けて、補正後の弁開度Ｖｃを求める関数を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１１１】
補正部１３３は、さらに、このステップ５７で、予め定められている関数ｉを用いて、びステップ５４で求めたＣＯＧの単位カロリーの変化率Ｒｃ、及び主制御部１１０が求めた増熱ガス調節弁３１の弁開度変化率Ｒｖに対応した、補正後の弁開度変化率Ｒｃｖを求める。この関数は、例えば、ｉ（Ｒｃ，Ｒｖ）＝ｕ・Ｒｃ・Ｒｖ、但し、ｕは定数である。なお、関数ｉの一例として、主制御部１１０が求めた弁開度変化率ＲｖにＣＯＧ単位カロリーの変化率Ｒｃを掛けて、補正後の弁開度変化率Ｒｃｖを求める関数を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１１２】
補正部１３３は、以上のように、増熱ガス調節弁３１の補正後の弁開度Ｖｃ及び補正後の弁開度変化率Ｒｃｖを求めると、このステップ５７で、これらを増熱ガス調節弁３１に指示する。
【０１１３】
次に、補正部１３３は、運転状況取得部１３１により新たな運転状況が取得されたか否かを判断する（Ｓ５８）。新たな運転状況が取得されていなければ、補正部１３３は、ステップ５７に戻って、新たに主制御部１１０が求めた増熱ガス調節弁３１の弁開度Ｖ及び弁開度変化率Ｒｖに対して補正を実行する。すなわち、補正部１３３は、運転状況取得部１３１により新たな運転状況が取得されるまで、新たに主制御部１１０が求めた増熱ガス調節弁３１の弁開度Ｖ及び弁開度変化率Ｒｖに対して補正を実行し続ける。そして、補正部１３３は、運転状況取得部１３１により新たな運転状況が取得されたと判断すると、ステップ５０で取得された運転状況に基づく一連の補正処理を終了する。
【０１１４】
次に、以上で説明した燃料ガス制御装置１００の弁開度補正処理部１３０の処理による効果について、図９を用いて説明する。なお、図９中、横軸は時間を示し、縦軸はカロリーを示している。また、図９中、細い実線はコークス工場６０内でのＣＯＧの単位カロリーを示し、細い一点鎖線はＣＯＧの単位カロリーに関する予め定めた想定カロリーを示し、太い一点鎖線は燃料ガスの基準設定カロリーを示している。また、太い実線は増熱ガス調節弁３１の弁開度補正を実行していない場合のカロリー計２４の測定値を示し、点線は増熱ガス調節弁３１の弁開度補正を実行した場合のカロリー計２４の測定値を示している。
【０１１５】
ここでは、仮に、製鉄所での運転状況に変化はなく、ＢＦＧの単位カロリーは基準設定カロリーで一定であるとする。ＣＯＧ単位カロリー（細い実線）が想定カロリーであるときに、コークス工場６０の運転状況が変化し、コークス工場６０内のＣＯＧ単位カロリーが僅かに上がると（ｔ10）、運転状況の変化から遅れ時間Ｔｄａ後に、カロリー計２４で測定される燃料ガスの単位カロリーも僅かに上がる（ｔ11）。
【０１１６】
このコークス工場６０の運転状況の変化に伴って、カロリー計２４で測定される燃料ガスの単位カロリーが僅かに上がると（ｔ11）、この燃料ガスの単位カロリーと基準設定カロリーとの間に偏差が生まれるため、燃料ガス制御装置の主制御部１１０は、この偏差が小さくなる各調整ガス調節弁３１，４１の弁開度が求める。一方、弁開度補正処理部１３０は、コークス工場６０の運転状況の変化によるＣＯＧ単位カロリーの変動で、この変動後のＣＯＧ単位カロリーと想定カロリーとの偏差Ｂが予め定めた値Ｂ０以下であると判断して（図７中のＳ５５）、主制御部１１０で求められた弁開度の補正を実行しない。よって、主制御部１１０が求めた弁開度は、そのまま各調整ガス調節弁３１，４１へ指示される。
【０１１７】
その後、コークス工場６０のコークス炉Ｎｏ.１のコークス炉６１が例えば運転状況ｈになり、コークス工場６０内のＣＯＧ単位カロリー（細い実線）が急激に下がると（ｔ12）、運転状況の変化から遅れ時間Ｔｄｐ後に、カロリー計２４で測定される燃料ガスの単位カロリーも急激に下がり始める（ｔ13）。
【０１１８】
この場合も、先の場合と同様、燃料ガス制御装置の主制御部１１０は、この偏差が小さくなる各調整ガス調節弁３１，４１の弁開度が求める。また、弁開度補正処理部１３０は、先の場合と異なり、コークス工場６０の運転状況の変化によるＣＯＧ単位カロリーの変動で、この変動後のＣＯＧ単位カロリーと想定カロリーとの偏差Ｂが予め定めた値Ｂ０より大きいと判断して（図７中のＳ５５）、主制御部１１０が求めた増熱ガス調節弁３１の弁開度や弁開度変化率の補正を実施する。この際、弁開度補正処理部１３０の補正部１３３は、運転状況取得部１３１がこの運転状況を取得してから遅れ時間Ｔｄｐ経過した後に、主制御部１１０が求めた増熱ガス調節弁３１の弁開度を補正する。すなわち、弁開度補正処理部１３０は、運転状況取得部１３１が取得した運転状況に起因してカロリー計２４で測定される燃料ガスのカロリーが変動に対して、主制御部１１０が求めた増熱ガス調節弁３１の弁開度を求めたタイミングで、この弁開度を補正する。
【０１１９】
仮に、運転状況がこのように変化したときに、主制御部１１０が求めた増熱ガス調節弁３１の弁開度や弁開度変化率を補正しなければ、増熱ガス調節弁３１の弁開度は、主制御部１１０が求めた弁開度になるまで、この主制御部１１０が求めた弁開度変化率で変化する。主制御部１１０は、ＣＯＧの単位カロリーが想定カロリーであるとして、増熱ガス調節弁３１の弁開度や弁開度変化率を求めている。このため、増熱ガス調節弁３１が主制御部１１０の指示に応じて駆動しても、ＣＯＧ単位カロリーが想定カロリーに対して大きく異なっている状態では、カロリー計２４で測定される燃料ガスの単位カロリー（太い実線）も急激に大きく低下してしまう。
【０１２０】
一方、本実施形態において、主制御部１１０が求めた増熱ガス調節弁３１の弁開度や弁開度変化率は、変動後のＣＯＧ単位カロリーと想定カロリーとの偏差Ｂ等に応じて補正されるので、カロリー計２４で測定される燃料ガスの単位カロリー（点線）は、あまり大きく低下せず、しかも、短い時間で基準設定カロリーに収束する。
【０１２１】
その後、コークス工場６０の運転状況が変化して、コークス工場６０内のＣＯＧ単位カロリー（細い実線）が僅かに下がると（ｔ14）、運転状況の変化から遅れ時間Ｔｄｂ後に、カロリー計２４で測定される燃料ガスの単位カロリーも僅かに下がる（ｔ15）。
【０１２２】
この場合も、燃料ガス制御装置の主制御部１１０は、この偏差が小さくなる各調整ガス調節弁３１，４１の弁開度が求める。また、弁開度補正処理部１３０は、コークス工場６０の運転状況の変化によるＣＯＧ単位カロリーの変動幅が小さいものの、変動後のＣＯＧ単位カロリーと想定カロリーとの偏差Ｂが予め定めた値Ｂ０より大きい状態が続くため、前述の場合と同様、主制御部１１０が求めた増熱ガス調節弁３１の弁開度や弁開度変化率の補正を実施する。
【０１２３】
このため、この場合も、カロリー計２４で測定される燃料ガスの単位カロリー（点線）は、補正を実行しないとき（太い実線）と比べて、変動幅が小さく且つ短い時間で基準設定カロリーに収束する。
【０１２４】
さらに、その後、コークス工場６０の運転状況が変化して、コークス工場６０内のＣＯＧ単位カロリー（細い実線）が急激に大きく上がり（ｔ16）、想定カロリー近くなると、運転状況の変化から遅れ時間Ｔｄｃ後に、カロリー計２４で測定される燃料ガスの単位カロリーも大きく上がる（ｔ17）。
【０１２５】
この場合も、燃料ガス制御装置の主制御部１１０は、この偏差が小さくなる各調整ガス調節弁３１，４１の弁開度が求める。また、弁開度補正処理部１３０は、コークス工場６０の運転状況の変化によるＣＯＧの単位カロリーの変動幅が大きいものの、変動後のＣＯＧ単位カロリーと想定カロリーとの偏差Ｂが予め定めた値Ｂ０より小さいため、主制御部１１０が求めた増熱ガス調節弁３１の弁開度や弁開度変化率は補正されない。主制御部１１０は、前述したように、ＣＯＧ単位カロリーが想定カロリーであるとして、増熱ガス調節弁３１の弁開度や弁開度変化率を求めるため、コークス工場６０の運転状況の変化によるＣＯＧ単位カロリーの変動幅が大きいものの、変動後のＣＯＧ単位カロリーと想定カロリーとの偏差Ｂが予め定めた値Ｂ０より小さい、つまり変動後のＣＯＧ単位カロリーが想定カロリーに近い場合には、主制御部１１０が求めた増熱ガス調節弁３１の弁開度や弁開度変化率を補正する必要がない。
【０１２６】
以上、本実施形態では、ＢＦＧの発生源であり製鉄所５０の運転状況の変化により、ＢＦＧ単味の単位カロリーが急激な変動しても、この変動に先立って、設定カロリーを変更して対応しているので、燃料ガスの単位カロリーの変動を小さくすることができる。しかも、本実施形態では、設定カロリーを基準設定カロリーＳＶｓから変更したときには、この変更に対応するために不必要な調整ガスの流量を調節するガス調節弁を全閉にするため、新たな設定カロリーＳＶｎに対する燃料ガスの単位カロリーの追従速度を高めることができる。よって、本実施形態では、製鉄所５０からのＢＦＧのカロリーが急激に大きく変動した場合でも、ガスタービン燃焼器１２を安定燃焼させることができる。
【０１２７】
また、本実施形態では、ＣＯＧの発生源であるコークス工場６０の運転状況の変化により、ＣＯＧの単位カロリーが急激に変動しても、主制御部１１０によって求められた増熱ガス調節弁３１の弁開度等をＣＯＧ単位カロリーの変動に応じて補正しているので、この変動に伴う燃料ガスの単位カロリーの変動を小さくすることができる。よって、本実施形態では、コークス工場６０からのＣＯＧのカロリーが急激に大きく変動した場合でも、ガスタービン燃焼器１２を安定燃焼させることができる。
【０１２８】
なお、本実施形態では、カロリー計２４で測定された燃料ガスの単位カロリーと設定カロリーとの偏差に基づいてフィードバック制御しているが、燃料ガスの単位カロリーはカロリー計２４で測定されたものでなくてもよい。例えば、主燃料ガスライン２０中の燃料ガスの単位カロリーは、ガスタービン出力と高い相関性があるため、ガスタービン出力から燃料ガスの単位カロリーを求め、この燃料ガスの単位カロリーをフィードバック制御の際に用いてもよい。
【０１２９】
また、本実施形態では、基準設定カロリーＳＶｓに対する新たな設定カロリーＳＶｎの上げ幅又は下げ幅を、ＢＦＧカロリーの変動幅Ａに応じて定めているが、この上げ幅や下げ幅は予め定めた固定値であってもよい。さらに、本実施形態では、基準設定カロリーＳＶｓから新たな設定カロリーＳＶｎへの変更過程における設定カロリーの変化率Ｒｎを、ＢＦＧカロリーの変化率Ｒｂに応じて定めているが、この設定カロリーの変化率Ｒｎは予め定めた固定値であってもよい。
【０１３０】
また、主制御部１１０によって求められた増熱ガス調節弁３１の弁開度を補正する場合、本実施形態では、変動後のＣＯＧ単位カロリーと想定カロリーとの偏差Ｂに応じて弁開度を補正しているが、予め定めた固定値に応じて弁開度を補正してもよい。さらに、増熱ガス調節弁３１の弁開度変化率を補正する場合、本実施形態では、ＣＯＧ単位カロリーの変化率等に応じて弁開度変化率を補正しているが、予め定めた固定値に応じて弁開度変化率を補正してもよい。
【０１３１】
また、本実施形態では、複数の高炉５１を備えている製鉄所５０からのＢＦＧを主燃料ガスとするガスタービン設備を例示しているが、本発明は、これに限定されるものではなく、高炉５１が一つである製鉄所からのＢＦＧを主燃料ガスとするガスタービン設備に本発明を適用してもよいし、例えば、石炭ガス化複合発電（ＩＧＣＣ（Integrated coal Gasification Combined Cycle）設備で石炭ガスを主燃料ガスとするガスタービン設備に本発明を適用してもよいし、メタンガス等を主燃料ガスとするガスタービン設備に本発明を適用してもよい。また、調整ガスに関しても、ＣＯＧやＮ２ガスに限定されるものではなく、その他のガスを用いてもよい。
【０１３２】
また、本実施形態では、調整ガス調節弁３１，４１のうち、増熱ガス調節弁３１の弁開度のみを補正しているが、減熱ガスがカロリー変動するものである場合には、減熱ガス調節弁４１の弁開度を補正してもよい。
【符号の説明】
【０１３３】
１０…ガスタービン、２０…主燃料ガスライン、２４…カロリー計、３０…増熱ガスライン（調整ガスライン）、３１…増熱ガス調節弁（調整ガス調節弁）、４０…減熱ガスライン（調整ガスライン）、４１…減熱ガス調節弁（調整ガス調節弁）、５０…製鉄所、５１…高炉、５２…高炉制御装置、６０…コークス工場、６１…コークス炉、６２…コークス炉制御装置、１００…燃料ガス制御装置、１１０…主制御部、１１３…フィードバック制御器、１２０…カロリー設定部、１２１，１３１…運転状況取得部、１２２，１３２…カロリー時間特性推定部、１２３…設定カロリー変更部、１２５，１３５…記憶部、１２６，１３６…カロリー時間特性情報、１２９，１３９…基準値情報、１３０…弁開度補正処理部、１３３…補正部、１３７…遅れ時間情報、１４０…弁制限制御部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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