(57)【要約】【課題】ガスタービン補機を適切に制御できるタービン補機制御装置、発電設備およびタービン補機制御方法を提供すること。【解決手段】ガスタービンの軸上の第１位置においてガスタービンの回転量を検出する第１検出器と、第１位置から軸方向に離間した第２位置において回転量を検出する第２検出器と、第１検出器の異常が検知されていない場合に、第１検出器で検出された回転量に基づいてガスタービンの補機を制御し、第１検出器の異常が検知された場合に、第２検出器で検出された回転量に基づいて補機を制御する制御器と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンの軸上の第１位置において前記ガスタービンの回転量を検出する第１検出器と、
前記第１位置から軸方向に離間した第２位置において前記回転量を検出する第２検出器と、
前記第１検出器の異常が検知されていない場合に、前記第１検出器で検出された前記回転量に基づいて前記ガスタービンの補機を制御し、前記第１検出器の異常が検知された場合に、前記第２検出器で検出された前記回転量に基づいて前記補機を制御する制御器と、を備えるタービン補機制御装置。
【請求項２】
前記第１検出器および前記第２検出器の双方の異常が検知された場合にカウントを開始するカウンタを備え、
前記制御器は、前記第１検出器および前記第２検出器の双方の異常が検知された場合に、前記カウンタのカウント値に基づいて前記補機を制御する請求項１に記載のタービン補機制御装置。
【請求項３】
前記制御器は、
前記第１検出器の異常が検知されていない場合に、前記第１検出器で検出された回転量が閾値以下である場合に前記補機を第１動作状態に制御し、
前記第１検出器の異常が検知され、かつ、前記第２検出器の異常が検知されていない場合に、前記第２検出器で検出された回転量が前記閾値以下である場合に前記補機を前記第１動作状態に制御し、
前記第１検出器および前記第２検出器の双方の異常が検知された場合に、前記カウンタのカウント値が閾値に達した場合に前記補機を前記第１動作状態に制御する請求項２に記載のタービン補機制御装置。
【請求項４】
前記補機の動作状態に相関するパラメータを検出する第３検出器を備え、
前記制御器は、
前記第１検出器および前記第２検出器の双方の異常が検知された場合に、前記第３検出器で検出された前記パラメータに基づいて前記補機を制御する請求項１に記載のタービン補機制御装置。
【請求項５】
前記第２位置は、前記ガスタービンの同軸上に配置された発電機に対して前記第１位置と反対側の位置である請求項１〜４のいずれか１項に記載のタービン補機制御装置。
【請求項６】
ガスタービンの軸上の第１位置において前記ガスタービンの回転量を検出する第１検出器と、
前記第１位置から軸方向に離間した第２位置において前記回転量を検出する第２検出器と、
前記第１検出器の異常が検知されていない場合に、前記第１検出器で検出された前記回転量に基づいて前記ガスタービンの補機を制御し、前記第１検出器の異常が検知された場合に、前記第２検出器で検出された前記回転量に基づいて前記補機を制御する制御器と、を備えるタービン補機制御装置と、
前記ガスタービンと、
前記補機と、を備える発電設備。
【請求項７】
前記軸方向において前記ガスタービンに連結された蒸気タービンを備え、
前記第１位置は、前記ガスタービンと前記蒸気タービンとを連結するロードカップリングの近傍位置であり、
前記第２位置は、前記蒸気タービンに対して前記ロードカップリングと反対側の位置である請求項６に記載の発電設備。
【請求項８】
ガスタービンの軸上の第１位置において前記ガスタービンの回転量を検出し、
前記第１位置から軸方向に離間した第２位置において前記回転量を検出し、
前記第１位置における検出の異常が検知されていない場合に、前記第１位置において検出された前記回転量に基づいて前記ガスタービンの補機を制御し、
前記第１位置における検出の異常が検知された場合に、前記第２位置において検出された前記回転量に基づいて前記補機を制御する、タービン補機制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明による実施形態は、タービン補機制御装置、発電設備およびタービン補機制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
１軸型のコンバインドサイクル発電設備のパワートレインは、同軸上に配置されたガスタービンと、空気圧縮機と、蒸気タービンロータと、発電機とを備える。また、シンプルサイクル発電設備のパワートレインは、ガスタービンと、空気圧縮機と、発電機とを備える。これらの発電設備では、ガスタービンに対する発電機側の位置に取り付けられた回転数検出器でパワートレインの回転数を検出し、検出された回転数に基づいてガスタービンの補機（以下、ガスタービン補機ともいう）の動作を制御していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２１３１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発電設備においては、回転数検出器の故障を想定してガスタービン補機を適切に制御することが求められる。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、ガスタービン補機を適切に制御できるタービン補機制御装置、発電設備およびタービン補機制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本実施形態によるタービン補機制御装置は、ガスタービンの軸上の第１位置においてガスタービンの回転量を検出する第１検出器と、第１位置から軸方向に離間した第２位置において回転量を検出する第２検出器と、第１検出器の異常が検知されていない場合に、第１検出器で検出された回転量に基づいてガスタービンの補機を制御し、第１検出器の異常が検知された場合に、第２検出器で検出された回転量に基づいて補機を制御する制御器と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態の発電設備を示す模式図である。
【図２】第１の実施形態のタービン補機制御方法を示すフローチャートである。
【図３】第１の実施形態の第１の変形例の発電設備を示す模式図である。
【図４】第２の実施形態の発電設備を示す模式図である。
【図５】第２の実施形態のタービン補機制御方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の発電設備１を示す模式図である。図１の発電設備１は、ガスタービンと蒸気タービンとが軸方向において連結された１軸型のコンバインドサイクル発電設備である。
【００１０】
図１に示すように、発電設備１は、ガスタービン２と、空気圧縮機３と、蒸気タービンの一例である高圧タービン４Ａ、中圧タービン４Ｂおよび低圧タービン４Ｃと、発電機７と、ロードカップリング８とを備える。また、発電設備１は、第１検出器の一例である第１回転数検出器１１と、第２検出器の一例である第２回転数検出器１２とを備える。また、発電設備１は、ガスタービン吸気プレナム１３と、排気フレーム１４と、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）１５と、脱硝装置１６と、煙突１７とを備える。また、発電設備１は、ガスタービン補機の一例として、ガスタービン入口可変案内翼（ＩＧＶ）１８と、排熱回収ボイラ出口ダンパ１９と、排気フレーム冷却ファン２０と、アンモニア希釈空気ファン２１とを備える。また、発電設備１は、制御器２４と、カウンタの一例であるタイマ２５とを備える。第１回転数検出器１１と、第２回転数検出器１２と、制御器２４と、タイマ２５とは、第１の実施形態におけるタービン補機制御装置１００を構成している。
【００１１】
ガスタービン２は、水平方向Ｄ１に延びるガスタービン軸２０１すなわちガスタービンロータを有する。ガスタービン２には、空気圧縮機３から高温高圧のガスが供給される。ガスタービン２は、その不図示の動翼と静翼とでガスの圧力を軸回りの回転力に変換することで軸回りに回転する。
【００１２】
空気圧縮機３は、軸方向Ｄ１においてガスタービン２に隣接するようにガスタービン２の同軸上に配置されている。空気圧縮機３には、ガスタービン吸気プレナム１３を通じて空気が導入される。空気圧縮機３は、導入された空気を圧縮し、圧縮された空気を不図示の燃焼器で燃焼させることで、高温高圧のガスを生成する。この高温高圧のガスが、ガスタービン２に供給される。
【００１３】
高圧タービン４Ａは、軸方向Ｄ１に延びる第１蒸気タービン軸４１すなわち蒸気タービンロータを有する。第１蒸気タービン軸４１は、その軸方向Ｄ１の一端において、ロードカップリング８を介してガスタービン軸２０１と連結されている。すなわち、高圧タービン４Ａは、ガスタービン２の同軸上に配置されている。高圧タービン４Ａには、不図示のボイラから蒸気が供給される。高圧タービン４Ａは、その不図示の動翼と静翼とで蒸気の圧力を軸回りの回転力に変換することで、ガスタービン２とともに軸回りに回転する。
【００１４】
中圧タービン４Ｂは、高圧タービン４Ａと共通の第１蒸気タービン軸４１を有し、軸方向Ｄ１において高圧タービン４Ａに隣接して配置されている。中圧タービン４Ｂには、高圧タービン４Ａを経由した後に不図示の再熱器で再熱された蒸気と、排熱回収ボイラ１５で加熱された蒸気とが供給される。中圧タービン４Ｂは、高圧タービン４Ａと同様に、供給された蒸気の圧力を軸回りの回転力に変換することで、高圧タービン４Ａとともに軸回りに回転する。
【００１５】
低圧タービン４Ｃは、軸方向Ｄ１に延びる第２蒸気タービン軸４２を有する。第２蒸気タービン軸４２は、その軸方向Ｄ１の一端において第１蒸気タービン軸４１と連結されている。すなわち、低圧タービン４Ｃは、高圧タービン４Ａおよび中圧タービン４Ｂの同軸上に配置されている。低圧タービン４Ｃには、中圧タービン４Ｂから蒸気が供給される。低圧タービン４Ｃは、供給された蒸気を軸回りの回転力に変換することで、高圧タービン４Ａおよび中圧タービン４Ｂとともに軸回りに回転する。
【００１６】
発電機７は、軸方向Ｄ１に延びる発電機軸７１を有する。発電機軸７１は、その軸方向Ｄ１の一端において第２蒸気タービン軸４２と連結されている。すなわち、発電機７は、低圧タービン４Ｃの同軸上に配置されている。発電機軸７１には、タービン軸２１、４１、４２を通じてタービン２、４Ａ〜４Ｃの回転力が伝達される。伝達された回転力によって発電機軸７１が回転することで、発電機７は電力を発生させる。
【００１７】
図１に示すように、第１回転数検出器１１は、ガスタービン２の軸上の第１位置の一例であるガスタービン軸２０１上のロードカップリング８の近傍位置に、径方向の外方から面するように配置されている。第１回転数検出器１１は、ガスタービン軸２０１上のロードカップリング８の近傍位置において（すなわち、当該近傍位置を検出位置として）、ガスタービン２の回転量の一例である回転数を検出する。第１回転数検出器１１は、ガスタービン２の回転量を検出できるものであれば具体的な構成は特に限定されない。例えば、第１回転数検出器１１は、ガスタービン軸２０１に設けられた不図示の回転数検出歯車の歯先に近接し、回転数検出歯車の回転数に応じた回転数信号を電磁的にピックアップすることによってガスタービン２の回転数を検出してもよい。また、第１回転数検出器１１の配置数も特に限定されず、１個でも複数個でもよい。第１回転数検出器１１を複数個配置する場合、各第１回転数検出器１１をガスタービン軸２０１の軸回りに間隔を空けて配置してもよい。
【００１８】
第２回転数検出器１２は、第１位置から軸方向Ｄ１に離間した第２位置の一例である発電機軸７１上のロードカップリング８と反対側の位置に、径方向の外方から面するように配置されている。なお、発電機軸７１上のロードカップリング８と反対側の位置（すなわち、第２位置）は、発電機７に対して、ガスタービン軸２０１上のロードカップリング８の近傍位置（すなわち、第１位置）と反対側の位置である。また、発電機軸７１上のロードカップリング８と反対側の位置は、蒸気タービン４Ａ〜４Ｃに対して、ロードカップリング８と反対側の位置でもある。また、発電機軸７１上のロードカップリング８と反対側の位置は、ガスタービン２の回転数を検出可能な位置すなわちガスタービン２の回転が伝達される位置のうち、第１回転数検出器１１からの軸方向Ｄ１への離間距離が最大距離に近い位置ということもできる。
【００１９】
第２回転数検出器１２は、発電機軸７１上のロードカップリング８と反対側の位置において（すなわち、当該発電機軸７１上の位置を検出位置として）、ガスタービン２の回転数を検出する。第２回転数検出器１２は、第１回転数検出器１１と同様に、発電機軸７１に設けられた回転数検出歯車によって回転数を検出する構成であってもよい。また、第２回転数検出器１２の個数は、１個であっても複数個であってもよい。また、複数個の第２回転数検出器１２を設ける場合、各第２回転数検出器１２は、発電機軸７１の周方向に間隔を空けて配置してもよく、または、軸方向Ｄ１に間隔を空けて配置してもよい。複数の第２回転数検出器１２を軸方向Ｄ１に間隔を空けて配置する場合、各第２回転数検出器１２のうちの幾つかを第１蒸気タービン軸４１または第２蒸気タービン軸４２に面する位置に配置してもよい。
【００２０】
第２回転数検出器１２によれば、第１回転数検出器１１が故障した場合でもガスタービン２の回転数を検出できる。また、第２回転数検出器１２は、第１回転数検出器１１から十分に離れた位置で回転数を検出できるので、火災や振動などによって第１回転数検出器１１とともに第２回転数検出器１２が故障する可能性を低減できる。
【００２１】
排気フレーム１４は、ガスタービン２の出口においてガスタービン２に連通している。ガスタービン２から排出されたガスは、排気フレーム１４を通って下流側すなわち排気方向に進行する。
【００２２】
排熱回収ボイラ１５は、ガスの下流において排気フレーム１４に連通している。排熱回収ボイラ１５内には、排気フレーム１４からガスが流入する。排熱回収ボイラ１５は、流入したガスの排熱をボイラ１５内に配置された蒸気の供給管と熱交換することで、蒸気を発生させる。発生した蒸気は、供給管を通じて中圧タービン４Ｂに供給される。熱交換で排熱が回収されたガスは、排熱回収ボイラ１５の下流に進行する。
【００２３】
脱硝装置１６は、排熱回収ボイラ１５内に配置されている。脱硝装置１６は、排熱回収ボイラ１５内を流動するガスに希釈空気で希釈されたアンモニアを噴霧することで、ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）を低減させる。ＮＯｘが低減されたガスは、脱硝装置１６の下流に進行する。
【００２４】
煙突１７は、ガスの下流において排熱回収ボイラ１５に連通している。煙突１７は、排熱回収ボイラ１５から流入したガスを発電設備１の外部に排出する。
【００２５】
ガスタービン入口可変案内翼１８は、空気圧縮機３における空気の入口に配置されている。ガスタービン入口可変案内翼１８は、不図示の駆動装置の動力によって空気の流れに対する角度を変更可能である。角度が変更されることで、ガスタービン入口可変案内翼１８は、空気圧縮機３に導入される空気の流量を調節できる。
【００２６】
排熱回収ボイラ出口ダンパ１９は、排熱回収ボイラ１５の出口に設けられている。排熱回収ボイラ出口ダンパ１９は、排熱回収ボイラ１５の出口を開閉可能である。ガスタービン２および蒸気タービン４Ａ〜４Ｃの停止後に排熱回収ボイラ１５の出口を閉じることで、排熱回収ボイラ出口ダンパ１９は、排熱回収ボイラ１５の熱を保持できる。これにより、次回のタービン起動時に排熱回収ボイラ１５に保持された熱を蒸気の発生に利用できるので、次回のタービン起動を迅速かつ効率的に行うことができる。なお、タービン２、４Ａ〜４Ｃの稼働中は、ガスを排気するために排熱回収ボイラ出口ダンパ１９は開いている。
【００２７】
排気フレーム冷却ファン２０は、排気フレーム１４に連通している。排気フレーム冷却ファン２０は、排気フレーム１４に送風することで排気フレーム１４を冷却する。
【００２８】
アンモニア希釈空気ファン２１は、脱硝装置１６に連通している。アンモニア希釈空気ファン２１は、脱硝装置１６に送風することで脱硝装置１６を冷却する。
【００２９】
制御器２４は、第１回転数検出器１１、第２回転数検出器１２およびガスタービン２の回転数に基づいて制御される各種のタービン補機１８〜２１の駆動装置（図示せず）に接続されている。タービン補機１８〜２１の駆動装置は、例えば、モータなどであってもよい。
【００３０】
制御器２４は、第１回転数検出器１１および第２回転数検出器１２のそれぞれからガスタービン２の回転数を回転数信号として取得する。
【００３１】
第１回転数検出器１１の異常が検知されていない場合、制御器２４は、第１回転数検出器１１で検出された回転数に基づいてタービン補機１８〜２１を制御する。具体的には、制御器２４は、第１回転数検出器１１で検出された回転数が閾値以下である場合に、タービン補機１８〜２１の駆動装置を通じてタービン補機１８〜２１を第１動作状態に制御する。タービン補機１８〜２１を第１動作状態に制御することは、言い換えれば、タービン補機１８〜２１の動作状態を、第１動作状態に維持すること、または、第１動作状態と異なる第２動作状態から第１動作状態へと切り替えることである。
【００３２】
制御器２４は、第１回転数検出器１１の異常を、例えば、第１回転数検出器１１からの回転数信号の喪失として検知してもよい。タービン補機１８〜２１を第１動作状態に制御するための回転数の閾値は、例えば１５０ｒｐｍであってもよい。第１動作状態は、例えば、ガスタービン入口可変案内翼１８が空気圧縮機３への空気の流量を抑制する第１の角度を有した状態、排熱回収ボイラ出口ダンパ１９の閉状態またはファン２０、２１の停止状態であってもよい。また、第１動作状態と異なる第２動作状態は、例えば、ガスタービン入口可変案内翼１８が空気圧縮機３への空気の流量を抑制しない第２の角度を有した状態、排熱回収ボイラ出口ダンパ１９の開状態またはファン２０、２１の稼働状態であってもよい。
【００３３】
第１回転数検出器１１の異常が検知され、かつ、第２回転数検出器１２の異常が検知されていない場合、制御器２４は、第２回転数検出器１２で検出された回転数に基づいてタービン補機１８〜２１を制御する。具体的には、制御器２４は、第２回転数検出器１２で検出された回転数が閾値以下である場合に、タービン補機１８〜２１の駆動装置を通じてタービン補機１８〜２１を第１動作状態に制御する。
【００３４】
第１回転数検出器１１および第２回転数検出器１２の双方の異常が検知された場合、制御器２４は、タービン２、４Ａ〜４Ｃをトリップさせる。すなわち、制御器２４は、空気圧縮機３に設けられた燃焼器への燃料の供給弁を閉じる制御を行うことで、ガスタービン２の回転を緊急停止させる。また、制御器２４は、蒸気タービン４Ａ〜４Ｃへの蒸気の供給管上に配置された蒸気弁を閉じる制御を行うことで、蒸気タービン４Ａ〜４Ｃの回転を緊急停止させる。
【００３５】
第１回転数検出器１１および第２回転数検出器１２の双方の異常が検知されたとき、タイマ２５は、カウントを開始する。制御器２４は、タイマ２５のカウント値が閾値に達した場合に、タービン補機１８〜２１を第１動作状態に制御する。カウント値の閾値は、ガスタービン２がトリップの開始から第１動作状態に適合した十分に少ない回転数（例えば、１５０ｒｐｍ）に減速するまでの所要時間に相当する値である。カウント値の閾値は、例えば、３０分に相当する値であってもよい。カウント値の閾値の設定方法は特に限定されない。例えば、制御器２４は、直前のガスタービン２の通常停止時に、ガスタービン２が定格回転数から休止に至るまでの時間をタイマ２５で計測し、計測した時間に相当するカウント値を閾値として設定してもよい。これにより、最新のガスタービン２の挙動を反映した信憑性が高いカウント値の閾値を簡便に設定できる。
【００３６】
第１の実施形態の発電設備１によれば、第１回転数検出器１１から十分に離れた位置に第２回転数検出器１２を備えることで、第１回転数検出器１１が故障した場合でも、第２回転数検出器１２の検出結果に基づいてタービン補機１８〜２１を適切に制御できる。また、タイマ２５を備えることで、第１回転数検出器１１および第２回転数検出器１２の双方が故障した場合でも、タイマ２５のカウント値に基づいてタービン補機１８〜２１を適切に制御できる。
【００３７】
（タービン補機制御方法）
次に、第１の実施形態のタービン補機制御方法について説明する。図２は、第１の実施形態のタービン補機制御方法を示すフローチャートである。なお、図２の初期状態において、タービン補機１８〜２１は、第１動作状態と異なる第２動作状態にあるものとする。
【００３８】
そして、初期状態から、先ず、第１回転数検出器１１および第２回転数検出器１２は、ガスタービン２の回転数の検出を開始する（ステップＳ１）。回転数の検出を開始した後、制御器２４は、第１回転数検出器１１および第２回転数検出器１２の異常の有無すなわち第１位置および第２位置における回転数の検出の異常の有無を判定する（ステップＳ２）。
【００３９】
第１回転数検出器１１の異常が検知されていない場合（ステップＳ２：Ｎｏ）、制御器２４は、第１回転数検出器１１で検出された回転数に基づいてタービン補機１８〜２１を制御する（ステップＳ３）。具体的には、制御器２４は、第１回転数検出器１１で検出された回転数が閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ３１）。そして、回転数が閾値以下である場合（ステップＳ３１：Ｙｅｓ）、制御器２４は、タービン補機１８〜２１を第１動作状態に切り替える（ステップＳ３２）。一方、回転数が閾値以下でない場合（ステップＳ３１：Ｎｏ）、制御器２４は、判定（ステップＳ３１）を繰り返す。
【００４０】
第１回転数検出器１１の異常が検知され、かつ、第２回転数検出器１２の異常が検知されていない（ステップＳ２：１ｓｔ）、制御器２４は、第２回転数検出器１２で検出された回転数に基づいてタービン補機１８〜２１を制御する（ステップＳ４）。具体的には、制御器２４は、第２回転数検出器１２で検出された回転数が閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ４１）。そして、回転数が閾値以下である場合（ステップＳ４１：Ｙｅｓ）、制御器２４は、タービン補機１８〜２１を第１動作状態に切り替える（ステップＳ４２）。一方、回転数が閾値以下でない場合（ステップＳ４１：Ｎｏ）、制御器２４は、判定（ステップＳ４１）を繰り返す。
【００４１】
第１回転数検出器１１および第２回転数検出器１２の双方の異常が検知された場合（ステップＳ２：１ｓｔ  ａｎｄ  ２ｎｄ）、制御器２４は、タイマ２５のカウント値に基づいてタービン補機１８〜２１を制御する（ステップＳ５）。具体的には、制御器２４は、タイマ２５によるカウントを開始する（ステップＳ５１）。カウントを開始した後、制御器２４は、カウント値が閾値に達したか否かを判定する（ステップＳ５２）。カウント値が閾値に達した場合（ステップＳ５２：Ｙｅｓ）、制御器２４は、タービン補機１８〜２１を第１動作状態に切り替える（ステップＳ５３）。一方、カウント値が閾値に達していない場合（ステップＳ５２：Ｎｏ）、制御器２４は、判定（ステップＳ５２）を繰り返す。
【００４２】
もし、発電設備１が第１回転数検出器１１のみを有する場合、火災や振動によって第１回転数検出器１１が故障した場合、回転数信号が喪失する。この場合、制御器２４は、回転数信号の喪失をタービン２、４Ａ〜４Ｃの停止であると判断し、実際はタービン２、４Ａ〜４Ｃが停止していない状態でタービン補機１８〜２１を第１動作状態に切り替えてしまう虞がある。これにより、例えば、ガスタービン２が回転している状態でガスタービン入口可変案内翼１８が空気の流量を抑制することで、空気圧縮機３に空気の逆流すなわちサージングに因る振動が発生し、この振動によって空気圧縮機３を傷める虞がある。また、例えば、ガスタービン２からガスが排出され続けている状態で排熱回収ボイラ出口ダンパ１９が閉じることで、排熱回収ボイラ１５内の圧力が過大となって排熱回収ボイラ１５を傷める虞がある。また、例えば、ガスタービン２から高温のガスが排出され続けている状態で排気フレーム冷却ファン２０が停止することで、排気フレーム１４の温度が過大となって排気フレーム１４を傷める虞がある。
【００４３】
これに対して、第１の実施形態の発電設備１は、第１回転数検出器１１から十分離れた位置に第２回転数検出器１２を備えることで、第１回転数検出器１１が故障した場合においても、第２回転数検出器１２の回転数信号に基づいてタービン補機１８〜２１を適切に制御できる。
【００４４】
また、第１の実施形態の発電設備１は、タイマ２５を備えることで、第１回転数検出器１１および第２回転数検出器１２の双方が故障した場合においても、タイマ２５のカウント値に基づいてタービン補機１８〜２１を適切に制御できる。
【００４５】
（変形例）
次に、第１の実施形態の変形例として、シンプルサイクルの態様の発電設備について説明する。なお、本変形例において、図１の発電設備１に対応する構成部については同一の符号を用いて重複した説明を省略する。
【００４６】
図４は、第２の実施形態の発電設備１を示す模式図である。図４に示すように、本変形例の発電設備１は、ガスタービン２によるシンプルサイクルの発電設備１である。したがって、本変形では、図１に対して、蒸気タービン４Ａ〜４Ｃ、排熱回収ボイラ１５、脱硝装置１６、排熱回収ボイラ出口ダンパ１９およびアンモニア希釈空気ファン２１といったコンバインドサイクルに関する構成部は削除されている。
【００４７】
また、本変形例の発電設備１のロードカップリング８は、軸方向Ｄ１においてガスタービン軸２１と発電機軸７１とを連結している。
【００４８】
本変形例においても、第１回転数検出器１１から軸方向Ｄ１に離れた位置に第２回転数検出器１２を備えることで、第１回転数検出器１１が故障した場合においても、第２回転数検出器１２の回転数信号に基づいてタービン補機１８、２０、２７を適切に制御できる。例えば、ガスタービン２からガスが排出され続けている状態で煙突ダンパ２７が閉じることを防止できる。
【００４９】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態として、ガスタービン２の回転数以外のパラメータに基づいてタービン補機を制御する実施形態について説明する。なお、第２の実施形態において、第１の実施形態に対応する構成部については、同一の符号を用いて重複した説明を省略する。
【００５０】
図４は、第２の実施形態の発電設備１を示す模式図である。図４に示すように、第２の実施形態の発電設備１は、図１の構成に対して、タイマ２５が削除され、第３検出器の一例である温度計２８と圧力計２９が追加されている。
【００５１】
温度計２８よび圧力計２９は、排気フレーム１４内に配置されている。温度計２８は、排気フレーム冷却ファン２０の動作状態に相関するパラメータとして排気フレーム１４の温度を検出し、検出された温度を制御器２４に出力する。圧力計２９は、排熱回収ボイラ出口ダンパ１９の動作状態に相関するパラメータとして排気フレーム１４の圧力を検出し、検出された圧力を制御器２４に出力する。なお、圧力計２９は、煙突１７内に配置してもよい。
【００５２】
第１回転数検出器１１および第２回転数検出器１２の双方の異常が検知された場合、制御器２４は、温度計２８で検出された温度に基づいて排気フレーム冷却ファン２０を制御し、また、圧力計２９で検出された圧力に基づいて排熱回収ボイラ出口ダンパ１９を制御する。
【００５３】
図５は、第２の実施形態のタービン補機制御方法を示すフローチャートである。なお、図５において、図２と同じ処理については図示を簡略化している。図５に示すように、第２の実施形態では、第１回転数検出器１１および第２回転数検出器１２によるガスタービン２の回転数の検出を開始する際に、温度計２８による温度検出および圧力計２９による圧力検出を開始する（ステップＳ１１）。
【００５４】
また、ステップＳ１１の後の異常判定（ステップＳ２）で双方の回転数検出器１１、１２の異常が検知された場合（ステップＳ２：１ｓｔ  ａｎｄ  ２ｎｄ）、制御器２４は、温度計２８の検出結果に基づく排気フレーム冷却ファン２０の制御（ステップＳ８）と、圧力計２９の検出結果に基づく排熱回収ボイラ出口ダンパ１９の制御（ステップＳ９）とを行う。
【００５５】
具体的には、制御器２４は、温度計２８で検出された温度が閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ８１）。温度の閾値は、例えば１００℃であってもよい。そして、温度が閾値以下である場合（ステップＳ８１：Ｙｅｓ）、制御器２４は、排気フレーム冷却ファン２０を停止させる（ステップＳ８２）。一方、温度が閾値以下でない場合（ステップＳ８１：Ｎｏ）、制御器２４は、判定（ステップＳ８１）を繰り返す。
【００５６】
また、制御器２４は、圧力計２９で検出された圧力が閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ９１）。圧力の閾値は、例えば１０ｈＰａであってもよい。そして、圧力が閾値以下である場合（ステップＳ９１：Ｙｅｓ）、制御器２４は、排熱回収ボイラ出口ダンパ１９を閉鎖させる（ステップＳ９２）。一方、圧力が閾値以下でない場合（ステップＳ９１：Ｎｏ）、制御器２４は、判定（ステップＳ９１）を繰り返す。
【００５７】
第２の実施形態によれば、温度計２８および圧力計２９を備えることで、第１回転数検出器１１および第２回転数検出器１２の双方が故障した場合においても、温度計２８および圧力計２９のそれぞれの検出値に基づいて、排気フレーム冷却ファン２０および排熱回収ボイラ出口ダンパ１９のそれぞれを適切に制御できる。
【００５８】
なお、第２の実施形態の発電設備１は、温度計２８および圧力計２９以外の第３検出器を備え、当該第３検出器の検出結果に基づいて、排気フレーム冷却ファン２０および排熱回収ボイラ出口ダンパ１９以外のタービン補機を制御してもよい。例えば、発電設備１は、脱硝装置１６の温度を検出する温度計を備え、この温度計の検出温度が閾値以下の場合に、アンモニア希釈空気ファン２１を停止させてもよい。
【００５９】
また、第２の実施形態の温度計２８および圧力計２９を、第１の実施形態の変形例で説明したシンプルサイクルの発電設備１に組み合わせてもよい。また、第１の実施形態と第２の実施形態とを組み合わせる場合、第１回転数検出器１１、第２回転数検出器１２および第３検出器２８、２９の全ての異常が検知された場合にタイマ２５のカウントを開始するようにしてもよい。
【００６０】
以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、タービン補機を適切に制御できる。本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６１】
１  発電設備、２  ガスタービン、１１  第１回転数検出器、１２  第２回転数検出器、２４  制御器、１００  タービン補機制御装置
【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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