(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
拡散燃焼と予混合燃焼をさせると共に、蒸気あるいは水の供給によってＮＯｘの減少を図る複数の燃焼器と、前記拡散燃焼と前記予混合燃焼をさせる各バーナへ燃料を配分して供給する拡散燃焼用燃料制御弁と予混合燃焼用燃料制御弁と、前記蒸気あるいは水を供給する蒸気噴射制御弁と、前記拡散燃焼用燃料制御弁を拡散燃焼用燃料制御弁開度指令信号によって制御し、予混合燃焼用燃料制御弁を予混合燃焼用燃料制御弁開度指令信号によって制御する一方、前記蒸気噴射制御弁を蒸気噴射制御弁開度指令信号によって制御する制御手段とを具備するガスタービンの制御装置において、
ＮＯｘの減少と拡散燃焼と予混合燃焼の効率向上を図るために、拡散燃焼用燃料流量と予混合燃焼用燃料流量とのそれぞれに対して蒸気あるいは水の流量が所定比率となるように、前記拡散燃焼用燃料制御弁開度指令信号に基づく信号あるいは相当信号に第１所定の重み付けを加えた信号と、前記予混合燃焼用燃料制御弁開度指令信号に基づく信号あるいは相当信号に第２所定の重み付けを加えた信号とを加算し、得られた加算信号に基づく信号を前記蒸気噴射制御弁開度指令信号とする手段を備えることを特徴とするガスタービンの制御装置。
【請求項２】
拡散燃焼用燃料流量と予混合燃焼用燃料流量とのそれぞれに発電機出力信号あるいは燃焼温度相当信号に応じた蒸気噴射流量補正係数の関数を設け、
発電機出力信号あるいは燃焼温度相当信号に応じてそれぞれ蒸気噴射流量補正係数を求めて前記第１所定の重み付けおよび前記第２所定の重み付けとすることを特徴とする請求項１記載のガスタービンの制御装置。
【請求項３】
実測蒸気噴射流量の異常な増加のとき実測蒸気噴射流量信号に対して所定の関数によって前記実測蒸気噴射流量信号が増加した分だけ拡散燃焼用燃料分配比率を増加する手段を設けることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のいずれかのガスタービンの制御装置。
【請求項４】
拡散燃焼と予混合燃焼をさせると共に、蒸気あるいは水の供給によってＮＯｘの減少を図る複数の燃焼器と、
前記拡散燃焼と予混合燃焼をさせる各バーナへ燃料を配分して供給する拡散燃焼用燃料制御弁と予混合燃焼用燃料制御弁と、
前記燃焼器へ前記蒸気あるいは水を噴射する主蒸気噴射制御弁と前記燃焼器へ前記蒸気あるいは水に圧縮空気を加えて噴射する副蒸気噴射制御弁と、
拡散燃焼用燃料制御弁開度指令信号によって前記拡散燃焼用燃料制御弁を制御し、前記拡散燃焼用燃料制御弁開度指令信号あるいは相当信号と所定の比率となるように生成される予混合燃焼用燃料制御弁開度指令信号によって前記予混合燃焼用燃料制御弁を制御する燃料分配制御手段と、
前記拡散燃焼用燃料制御弁開度指令信号あるいは相当信号に対して所定の比率となるように前記主蒸気噴射制御弁開度指令信号を生成出力する一方、前記主蒸気噴射制御弁開度指令信号あるいは相当信号に対して所定の比率となるように前記副蒸気噴射制御弁開度指令信号を生成出力する蒸気噴射制御手段と、
を備えることを特徴とするガスタービンの制御装置。
【請求項５】
拡散燃焼と予混合燃焼をさせると共に、蒸気あるいは水の供給によってＮｏｘの減少を図る複数の燃焼器と、
前記拡散燃焼と予混合燃焼とをさせる各バーナへの燃料を配分して供給する拡散燃焼用燃料制御弁と予混合燃焼用燃料制御弁と、
前記蒸気あるいは水を前記燃焼器へ供給する主蒸気噴射制御弁と前記蒸気あるいは水に圧縮空気を加えて前記燃焼器へ供給する副蒸気噴射制御弁と、
発電機出力信号に基づく燃料分配率信号によって生成される拡散燃焼用燃料制御弁開度指令信号によって前記拡散燃焼用燃料制御弁を制御し、拡散燃焼用燃料制御弁開度指令信号と所定の比率となるように生成される予混合燃焼用燃料制御弁開度指令信号によって前記予混合燃焼用燃料制御弁を制御する燃料分配制御手段と、
前記燃料分配率信号あるいは相当信号に対して所定の比率となるように前記主蒸気噴射制御弁開度指令信号を生成出力する一方、前記主蒸気噴射制御弁開度指令信号に対して所定の比率となるように前記副蒸気噴射制御弁開度指令信号を生成出力する蒸気噴射制御手段と、
を備えることを特徴とするガスタービンの制御装置。
【請求項６】
拡散燃焼と予混合燃焼をさせると共に、蒸気あるいは水の供給によってＮｏｘの減少を図る複数の燃焼器と、
前記拡散燃焼と予混合燃焼をさせる各バーナへの燃料を配分して供給する拡散燃焼用燃料制御弁と予混合燃焼用燃料制御弁と、
前記蒸気あるいは水を前記燃焼器へ供給する主蒸気噴射制御弁と前記蒸気あるいは水に圧縮空気を加えて前記燃焼器へ供給する副蒸気噴射制御弁と、
前記拡散燃焼用燃料制御弁を拡散燃焼用燃料制御弁開度指令信号によって制御し、前記予混合燃焼用燃料制御弁を予混合燃焼用燃料制御弁開度指令信号によって制御する燃料分配制御手段と、
前記拡散燃焼用燃料制御弁開度指令信号あるいは相当信号に基づく信号に第１所定の重みを加えた信号と前記予混合燃焼用燃料制御弁開度指令信号あるいは相当信号に基づく信号に第２所定の重みを加えた信号とを加算し得られた加算信号を総合蒸気噴射流量設定信号としてこれに蒸気噴射流量分配率信号を乗算して主蒸気噴射流量設定信号として前記主蒸気噴射制御弁を制御する一方、前記総合蒸気噴射流量設定信号から前記主蒸気噴射流量設定信号を減算した副蒸気噴射流量設定信号によって前記副蒸気噴射制御弁を制御する蒸気噴射制御手段と、
を備えることを特徴とするガスタービンの制御装置。
【請求項７】
発電機出力信号あるいは燃焼温度相当信号に応じて前記第１および第２所定の重みをそれぞれ増減させるようにしたことを特徴とする請求項６記載のガスタービンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電プラントにおけるガスタービンの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ガスタービン燃焼時に発生する窒素酸化物（ＮＯｘ）量を低減させるために、ガスタービン燃焼器に蒸気もしくは水を供給していた。この時の燃焼は拡散燃焼だけであった。
【０００３】
現在では、蒸気もしくは水の供給を行わないで、予混合燃焼と拡散燃焼を組み合わせた多段燃焼が一般的に行われており、予混合燃焼の割合を増やしてＮＯｘ量の低減を行っている。
【０００４】
ところが、近年になって、ガスタービン排ガスの環境に対する配慮、すなわち、低ＮＯｘ化の要求が強まっており、近い将来は、前記説明の蒸気供給と多段燃焼を組み合わせて、さらなるＮＯｘ量の低減をさせる設備が計画されている。
【０００５】
かかる計画されているガスタービン及び燃料配管系統と蒸気配管系統とを図１８に示す構成図を参照して説明する。
【０００６】
同図において、外部から取り入れた空気が空気圧縮機１にて高圧空気に圧縮される。この高圧の空気圧縮機吐出空気は図示しない空気流路を通って燃焼器２内に入り燃料の燃焼用として使用される。燃焼器２はガスタービン軸３の周囲に環状に複数配置されているが、便宜上、図では２台設置してある。
【０００７】
ガスタービンの制御装置４の指令によって第１燃料制御弁５ａと第２燃料制御弁５ｂとが制御される。まず、燃料母管から燃料止め弁を経由して第１燃料制御弁５ａを通過した燃料が各燃焼器２の拡散燃焼用燃料バーナ２ａから燃焼器内に送られ燃焼室２ｃで拡散燃焼する。また、燃料母管から燃料止め弁を経由して第２燃料制御弁５ｂを通過した燃料が各燃焼器２の予混合燃焼用燃料バーナ２ｂから燃焼器内に送られ予混合燃焼室２ｄで空気と混合した後に、燃焼室２ｃで予混合燃焼する。
【０００８】
また、ガスタービンの制御装置４からの指令によって蒸気噴射制御弁６が制御され、蒸気噴射制御弁６を通過した蒸気が各燃焼器２の蒸気供給ノズル２ｅから燃焼器２内に送られて拡散燃焼用燃料と混合燃焼する。燃焼器２の高温高圧の燃焼ガスがガスタービン７にてガスタービン軸３を回転させ、同軸上の空気圧縮機１と発電機８とが回転する。ガスタービン７で仕事したガスは大気へ放出される。
【０００９】
図１８は予混合ラインが１系統の場合を示したものであり、予混合ラインが２系統以上ある場合は、燃料制御弁と燃料ラインと燃料バーナーを２個以上設けることになる。なお、図１８の場合、拡散燃焼のみに蒸気噴射供給を行う場合を示したものであり、予混合燃焼にも蒸気噴射供給を行う場合は蒸気供給ノズルを予混合燃焼室２ｄにも設けるようにするか、あるいは、燃焼器の構造の変更で対応する。また、拡散燃焼と予混合燃焼の両方に蒸気供給する場合は、燃焼器２に供給する前の圧縮空気に蒸気を供給する。
【００１０】
次に、ガスタービンの運転について説明する。
【００１１】
ガスタービンの運転は、図示していない起動モータ相当によりガスタービン軸の初期回転を行い、所定軸速度で第１燃料制御弁５ａを開いて燃焼器２に燃料を供給し、燃焼器２の点火を行う。その後、第１燃料制御弁５ａの開度を増加させることにより燃料流量を増加させて軸速度を増加させる。
【００１２】
定格速度に到達すると、電力系統に発電機８を併入させて、発電機８は電力系統に発電機出力を送り始める。その後、燃料量を増加させるに従い、発電機出力が増加する。なお、昇速中もしくは発電機出力増加中の予混合燃焼が可能な状態になった所で第２燃料制御弁２ｂを所定開度まで開いて、同時に第１燃料制御弁５ａが所定開度まで閉める。この場合、第１燃料制御弁５ａの流量と第２燃料制御弁５ｂの流量を加算した値が総合燃料流量となるが、総合燃料流量が変わらないように燃料分配が行われる。
【００１３】
拡散燃焼用燃料流量と予混合燃焼用燃料流量の分配はＮＯｘ量を低減させるために発電機出力の増加に伴って予混合燃料流量の分担が増加するように調整される。また、燃焼器２に蒸気を供給できる状態になった所で、蒸気噴射制御弁６が開かれて、燃焼器２に蒸気を供給し、ＮＯｘ量の減少が図られる。
【００１４】
次に、ガスタービンの制御装置の構成について説明する。図１９は従来から計画されているガスタービンの制御装置４の構成を示す図である。
【００１５】
同図において、起動制御器４ａと速度・負荷制御器４ｂと排ガス温度制御器４ｃの各出力信号を低値選択器４ｄに入力し、総合燃料流量指令を出力する。この総合燃料流量指令を燃料分配制御手段９へ入力し、第１燃料制御弁５ａと第２燃料制御弁５ｂの開度指令を出力するように構成されている。また、蒸気噴射制御手段１０は発電機出力を入力し蒸気噴射制御弁６の開度指令を出力するように構成されている。
【００１６】
燃料分配制御手段９は、総合燃料流量指令を乗算器９ａと減算器９ｂとに入力し、乗算器９ａによって発電機出力を入力とする関数発生器９ｃの出力との乗算を行い、第１燃料制御弁５ａの開度指令を求めている。また、減算器９ｂは第１燃料制御弁５ａの開度指令との減算を行い、第２燃料制御弁５ｂの開度指令を求めるように構成されている。
【００１７】
関数発生器９ｃの関数設定内容の一例を図２０に示す。発電機出力信号の所定範囲で燃料分配比率が低下するように設定されている。
【００１８】
なお、図１９は、燃料分配が２系統の場合を示したものであり、３系統以上ある場合は、関数発生器９ｃと乗算器９ａと同等のものを２個以上設けることになる。
【００１９】
蒸気噴射制御手段１０は、発電機出力を関数発生器１０ａに入力し、蒸気噴射流量目標値を求め、アナログスイッチ１０ｂで０％流量が設定されるている設定器１０ｃとの切り替えを行い、出力される蒸気噴射流量設定と実測蒸気噴射流量との偏差を減算器１０ｄで求めてＰＩＤ演算器１０ｅに入力し、出力される信号を蒸気噴射制御弁６の開度指令を求めるように構成されている。
【００２０】
関数発生器１０ａの関数設定内容の一例を図２１に示す。図１９では、蒸気噴射で説明しているが、水噴射であっても同様の構成である。
【００２１】
次に、図１９に示すガスタービンの制御装置の動作について説明する。
【００２２】
まず、起動制御器４ａによる信号が低値選択器４ｄで選択され、起動後に速度・負荷制御器４ｂに制御が移行する。系統に発電機出力が並列すると、速度・負荷制御器４ｂにより負荷上昇が行われ、排ガス温度制御器４ｃによる制御に移行した所で負荷上昇が完了する。定格速度到達後に蒸気噴射が可能な状態になると、アナログスイッチ１０ｂの出力が設定器１０ｃの値から関数発生器１０ａの出力信号に切り替わる。これにより、蒸気噴射流量が関数発生器１０ａの値に追従するように制御され蒸気噴射を開始する。また、負荷上昇に伴い、関数発生器９ｃの出力値である燃料分配設定が１．０から減少し、第２燃料流量制御弁５ｂにも燃料流量が流れ始める。関数発生器９ｃの出力は燃料分配設定であり１．０から減少すると第１燃料制御弁５ａの燃料分担が減少し、減少した分だけ第２燃料流量制御弁５ｂの分担が増加する。
【００２３】
次に、ガスタービンの排ガスのＮＯｘ量について説明する。
【００２４】
ＮＯｘの低減は、蒸気噴射による燃焼温度を低下させて行っている。燃料流量に対して蒸気流量を増加すればＮＯｘの低減が図れる。蒸気噴射によるＮＯｘ量が増えすぎると燃焼器の火炎が失火する。このため、燃料流量と蒸気流量の比率をＮＯｘ低減と燃焼効率の関係で総合的に優れている値に調整することが必要である。この考えは、拡散燃焼と予混合燃焼の両方に適用できる。しかし、予混合燃焼の場合は、火炎に直接蒸気を噴射すると失火してしまうので、燃料・空気と蒸気流量の比率を最良値に調整することが、ＮＯｘ低減と燃焼効率向上の点で望まれる。
【００２５】
次に、燃焼器が失火した時の運転状況について説明する。
【００２６】
燃焼器が１缶でも失火すると、円周上に配置された燃焼器から出力されるガスタービン入口温度が円周上の一部分で低下し、回転しているガスタービン動翼に熱脈動が発生しストレスがかかる。これは、ガスタービン動翼の寿命低下に影響し、状況によってはクラックの原因にもなる。
【００２７】
このため、図示していない燃焼監視装置によって燃焼器の失火を検出している。監視内容は、ガスタービン出口の排ガス温度を円周上に検出し、一部分の温度が低下したことで燃焼器の失火を検出している。この燃焼器失火を検出した場合は、速やかに燃料を遮断しガスタービンの運転を停止している。
【００２８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、現在計画している低ＮＯｘガスタービンでは、燃料流量制御と蒸気噴射流量制御とが同じ発電機出力に基づき制御することになっており、互いに独立した制御を行っているため、ＮＯｘの低減と燃焼効率の向上について多くを望むことができないという問題がある。
【００２９】
また、現在計画している低ＮＯｘガスタービンでは、燃料流量と蒸気噴射流量との比率を最良値に制御できないため、ガスタービンの排ガスのＮＯｘ低に対して蒸気もしくは水の噴射流量が誤って大きくなることがあり、これによりガスタービン燃焼器が失火し、運転が継続できないという問題がある。
【００３０】
そこで、本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、その目的はガスタービン燃料分配制御と蒸気もしくは水噴射制御とが協調した制御が行われて、各燃焼の燃料流量と蒸気流量との比率を最良値に調整し、ガスタービン排出のＮＯｘ低減と燃焼効率を向上させ、かつ、燃焼器の失火を防止することのできる低ＮＯｘのガスタービンの制御装置を提供することにある。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、拡散燃焼と予混合燃焼をさせると共に、蒸気あるいは水の供給によってＮＯｘの減少を図る複数の燃焼器と、前記拡散燃焼と前記予混合燃焼をさせる各バーナへ燃料を配分して供給する拡散燃焼用燃料制御弁と予混合燃焼用燃料制御弁と、前記蒸気あるいは水を供給する蒸気噴射制御弁と、前記拡散燃焼用燃料制御弁を拡散燃焼用燃料制御弁開度指令信号によって制御し、予混合燃焼用燃料制御弁を予混合燃焼用燃料制御弁開度指令信号によって制御する一方、前記蒸気噴射制御弁を蒸気噴射制御弁開度指令信号によって制御する制御手段とを具備するガスタービンの制御装置において、ＮＯｘの減少と拡散燃焼と予混合燃焼の効率向上を図るために、拡散燃焼用燃料流量と予混合燃焼用燃料流量とのそれぞれに対して蒸気あるいは水の流量が所定比率となるように、前記拡散燃焼用燃料制御弁開度指令信号に基づく信号あるいは相当信号に第１所定の重み付けを加えた信号と、前記予混合燃焼用燃料制御弁開度指令信号に基づく信号あるいは相当信号に第２所定の重み付けを加えた信号とを加算し、得られた加算信号に基づく信号を前記蒸気噴射制御弁開度指令信号とする手段を備えることを特徴とする。この手段によれば、拡散燃焼用燃料流量と予混合燃焼用燃料流量とのそれぞれにつき蒸気噴射流量補正係数による重み付けが行われ、これらの加算した信号に対して蒸気噴射流量が定められる。これによって、拡散燃焼と予混合燃焼の各燃料流量につき蒸気噴射流量が所定の比率とされ、最良な拡散燃焼の燃料流量と蒸気流量とによってＮＯｘを減少させ、かつ、燃焼効率を向上させることができる。
【００３４】
請求項２の発明は、請求項１記載のガスタービンの制御装置において、拡散燃焼用燃料流量と予混合燃焼用燃料流量とのそれぞれに発電機出力信号あるいは燃焼温度相当信号に応じた蒸気噴射流量補正係数の関数を設け、発電機出力信号あるいは燃焼温度相当信号に応じてそれぞれ蒸気噴射流量補正係数を求めて第１所定の重み付けおよび第２所定の重み付けとするようにしたものである。この手段によれば、発電機出力信号あるいは燃焼温度相当信号に応じて拡散燃焼用燃料流量と予混合燃焼用燃料流量とのそれぞれにつき蒸気噴射流量補正係数による重み付けが行われ、これらの加算信号に対して蒸気噴射流量が定められる。これによって、拡散燃焼と予混合燃焼の各燃料流量につき蒸気噴射流量が所定の比率とされ、最良な拡散燃焼の燃料流量と蒸気流量とによってＮＯｘを減少させ、かつ、燃焼効率を向上させることができる。
【００３５】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２記載のいずれかのガスタービンの制御装置において、実測蒸気噴射流量の異常な増加のとき実測蒸気噴射流量信号に対して所定の関数によって実測蒸気噴射流量信号が増加した分だけ拡散燃焼用燃料分配比率を増加する手段を設けるようにしたものである。この手段によれば、実測蒸気噴射流量信号が異常に上昇したとき所定の比率で燃料分配率信号が上昇される。これによって、拡散燃焼用燃料流量と蒸気噴射流量が所定の比率で制限され、最良な拡散燃焼の燃料流量と蒸気流量とによりＮＯｘを減少させ、かつ、燃焼効率を向上させることができる。
【００３７】
請求項４の発明は、拡散燃焼と予混合燃焼をさせると共に、蒸気あるいは水の供給によってＮＯｘの減少を図る複数の燃焼器と、前記拡散燃焼と予混合燃焼をさせる各バーナへ燃料を配分して供給する拡散燃焼用燃料制御弁と予混合燃焼用燃料制御弁と、前記燃焼器へ前記蒸気あるいは水を噴射する主蒸気噴射制御弁と前記燃焼器へ前記蒸気あるいは水に圧縮空気を加えて噴射する副蒸気噴射制御弁と、拡散燃焼用燃料制御弁開度指令信号によって前記拡散燃焼用燃料制御弁を制御し、前記拡散燃焼用燃料制御弁開度指令信号あるいは相当信号と所定の比率となるように生成される予混合燃焼用燃料制御弁開度指令信号によって前記予混合燃焼用燃料制御弁を制御する燃料分配制御手段と、前記拡散燃焼用燃料制御弁開度指令信号あるいは相当信号に対して所定の比率となるように前記主蒸気噴射制御弁開度指令信号を生成出力する一方、前記主蒸気噴射制御弁開度指令信号あるいは相当信号に対して所定の比率となるように前記副蒸気噴射制御弁開度指令信号を生成出力する蒸気噴射制御手段と、を備えることを特徴とする。この手段によれば、拡散燃焼用燃料制御弁開度指令信号に応じて所定の比率で主蒸気噴射制御弁開度指令信号が出力される。さらに、主蒸気噴射制御弁開度指令信号と副蒸気噴射制御弁開度指令信号とが所定の比率として生成出力される。この結果、拡散燃焼用燃料制御弁開度指令信号に基づいて主蒸気噴射制御弁による蒸気の第１供給流量と副蒸気噴射制御弁による第２供給流量の分配流量が調節される。従って、拡散燃焼に最適な蒸気の第１供給流量を得ることができ、かつ、予混合燃焼に最適な蒸気の第２供給流量を得ることができ、ＮＯｘ低減と燃焼効率向上を最良にできる。しかも、水噴射流量が所定以上となることを抑制でき、燃焼器の失火を防止することができる。
【００３８】
請求項５の発明は、拡散燃焼と予混合燃焼をさせると共に、蒸気あるいは水の供給によってＮｏｘの減少を図る複数の燃焼器と、前記拡散燃焼と予混合燃焼とをさせる各バーナへの燃料を配分して供給する拡散燃焼用燃料制御弁と予混合燃焼用燃料制御弁と、前記蒸気あるいは水を前記燃焼器へ供給する主蒸気噴射制御弁と前記蒸気あるいは水に圧縮空気を加えて前記燃焼器へ供給する副蒸気噴射制御弁と、発電機出力信号に基づく燃料分配率信号によって生成される拡散燃焼用燃料制御弁開度指令信号によって前記拡散燃焼用燃料制御弁を制御し、拡散燃焼用燃料制御弁開度指令信号と所定の比率となるように生成される予混合燃焼用燃料制御弁開度指令信号によって前記予混合燃焼用燃料制御弁を制御する燃料分配制御手段と、前記燃料分配率信号あるいは相当信号に対して所定の比率となるように前記主蒸気噴射制御弁開度指令信号を生成出力する一方、前記主蒸気噴射制御弁開度指令信号に対して所定の比率となるように前記副蒸気噴射制御弁開度指令信号を生成出力する蒸気噴射制御手段と、を備えることを特徴とする。この手段によれば、燃料分配率信号に応じて所定の比率で主蒸気噴射制御弁開度指令信号が出力される。さらに、主蒸気噴射制御弁開度指令信号と副蒸気噴射制御弁開度指令信号とが所定の比率として生成出力される。この結果、燃料分配率信号に基づいて主蒸気噴射制御弁による蒸気の第１供給流量と副蒸気噴射制御弁による第２供給流量の分配流量が調節される。従って、拡散燃焼に最適な蒸気の第１供給流量を得ることができ、かつ、予混合燃焼に最適な蒸気の第２供給流量を得ることができ、ＮＯｘ低減と燃焼効率向上を最良にできる。しかも、水噴射流量が所定以上となることを抑制でき、燃焼器の失火を防止することができる。
【００４１】
請求項６の発明は、拡散燃焼と予混合燃焼をさせると共に、蒸気あるいは水の供給によってＮｏｘの減少を図る複数の燃焼器と、前記拡散燃焼と予混合燃焼をさせる各バーナへの燃料を配分して供給する拡散燃焼用燃料制御弁と予混合燃焼用燃料制御弁と、前記蒸気あるいは水を前記燃焼器へ供給する主蒸気噴射制御弁と前記蒸気あるいは水に圧縮空気を加えて前記燃焼器へ供給する副蒸気噴射制御弁と、前記拡散燃焼用燃料制御弁を拡散燃焼用燃料制御弁開度指令信号によって制御し、前記予混合燃焼用燃料制御弁を予混合燃焼用燃料制御弁開度指令信号によって制御する燃料分配制御手段と、前記拡散燃焼用燃料制御弁開度指令信号あるいは相当信号に基づく信号に第１所定の重みを加えた信号と前記予混合燃焼用燃料制御弁開度指令信号あるいは相当信号に基づく信号に第２所定の重みを加えた信号とを加算し得られた加算信号を総合蒸気噴射流量設定信号としてこれに蒸気噴射流量分配率信号を乗算して主蒸気噴射流量設定信号として前記主蒸気噴射制御弁を制御する一方、前記総合蒸気噴射流量設定信号から前記主蒸気噴射流量設定信号を減算した副蒸気噴射流量設定信号によって前記副蒸気噴射制御弁を制御する蒸気噴射制御手段と、を備えることを特徴とする。この手段によれば、拡散燃焼用燃料制御弁開度指令信号に第１所定の重み付けがされた信号と予混合燃焼用燃料制御弁開度指令信号に第２所定の重み付け信号が加算され総合蒸気噴射流量設定信号とされる。そして、この総合蒸気噴射流量設定信号に蒸気噴射流量分配率信号が乗算され主蒸気噴射流量設定信号とされる。また、総合蒸気噴射流量設定信号から主蒸気噴射流量設定信号を減算して副蒸気噴射流量設定信号とされる。従って、拡散燃焼に最適な蒸気の主蒸気噴射制御弁による第１供給流量と予混合燃焼に最適な蒸気の副蒸気噴射制御弁による第２供給流量の全流量を得ることができ、ＮＯｘ低減と燃焼効率向上を図ることができる。しかも、水噴射流量が所定以上に高くなることを抑制でき、燃焼器の失火を防止することができる。
【００４２】
請求項７の発明は、請求項６記載のガスタービンの制御装置において、発電機出力信号あるいは燃焼温度相当信号に応じて第１および第２所定の重みをそれぞれ増減させるようにしたものである。この手段によれば、拡散燃焼用燃料制御弁開度指令信号に対して発電機出力信号あるいは燃焼温度相当信号に基づく第１所定の重み付けがされた信号と予混合燃焼用燃料制御弁開度指令信号に対して発電機出力信号あるいは燃焼温度相当信号に基づく第２所定の重み付け信号が加算され総合蒸気噴射流量設定信号とされる。そして、この総合蒸気噴射流量設定信号に蒸気噴射流量分配率信号が乗算され主蒸気噴射流量設定信号とされる。また、総合蒸気噴射流量設定信号から主蒸気噴射流量設定信号を減算して副蒸気噴射流量設定信号とされる。従って、拡散燃焼に最適な蒸気の主蒸気噴射制御弁による第１供給流量と予混合燃焼に最適な蒸気の副蒸気噴射制御弁による第２供給流量の全流量を得ることができ、ＮＯｘ低減と燃焼効率向上を図ることができる。しかも、水噴射流量が所定以上に大きくなることを抑制でき、燃焼器の失火を防止することができる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００４５】
図１は本発明の第１実施の形態のガスタービン制御装置の構成を示すものである。
【００４６】
図１において、図１９と同一符号は、同一部分または相当部分を示し、図１９の従来計画のものと異なる点は、燃料分配制御手段９の第１燃料流量制御弁５ａの開度指令信号（第１燃料制御弁開度指令信号）を蒸気噴射制御手段１０の関数発生器１０ａに対する入力信号として、拡散燃焼の燃料流量に対して蒸気流量が所定値となるように蒸気噴射制御弁開度指令信号を出力するようにしたことである。
【００４７】
図１において、低値選択器４ｄは、起動制御器４ａと速度・負荷制御器４ｂと排ガス温度制御器４ｃの各出力信号を入力し、総合燃料流量指令を出力する。
【００４８】
燃料分配制御手段９は、総合燃料流量指令を乗算器９ａと減算器９ｂとに入力し、乗算器９ａで発電機出力を入力とする関数発生器９ｃの出力との乗算を行い、第１燃料制御弁５ａの開度指令信号（第１燃料制御弁開度指令信号）を求めている。また、減算器９ｂは第１燃料制御弁５ａの開度指令との減算を行い、第２燃料制御弁５ｂの開度指令信号（第２燃料制御弁開度指令信号）を求める。
【００４９】
蒸気噴射制御手段１０は、燃料分配制御手段９の第１燃料制御弁５ａの開度指令信号を関数発生器１０ａへ入力する。そして、関数発生器１０ａで蒸気噴射流量設定値を求め、この値とアナログスイッチ１０ｂにより０％流量が設定されるている設定器１０ｃとの切り替えを行い、蒸気噴射流量設定と実測蒸気噴射流量との偏差を減算器１０ｄによって求めてＰＩＤ演算器１０ｅに入力し、ＰＩＤ演算器１０ｅから出力される信号が蒸気噴射調節弁６の開度指令（蒸気噴射制御弁開度指令信号）とする。
【００５０】
次に第１実施の形態の作用について説明する。
【００５１】
まず、起動制御器４ａによる信号が低値選択器４ｄで選択され、起動後に速度・負荷制御器４ｂに制御が移行する。系統に発電機出力が並列し、速度・負荷制御器４ｂにより負荷上昇が行われ、排ガス温度制御器４ｃによる制御に移行した所で負荷上昇が完了する。定格速度到達後に蒸気噴射が可能な状態になると、アナログスイッチ１０ｂの出力が設定器１０ｃの値から関数発生器１０ａの出力信号に切り替わる。
【００５２】
ここで、関数発生器１０ａでは、第１燃料制御弁開度指令信号に対して所定の比率となるように出力信号が設定されている。そして、関数発生器１０ａの出力信号がアナログスイッチ１０ｂを介して減算器１０ｄへ入力される。減算器１０ｄでは、関数発生器１０ａの出力信号と実測蒸気噴射流量信号との偏差信号が算出されＰＩＤ演算器１０ｅへ入力され、ＰＩＤ演算器１０ｅから蒸気噴射制御弁開度指令信号が出力される。
【００５３】
このように第１実施の形態では、拡散燃焼用燃料流量指令信号に基づき拡散燃焼の燃料流量と蒸気流量が所定の比率に制御されるため、ＮＯｘ低減と燃焼効率が良好になる。また、燃料流量に対して蒸気流量が過多になり燃焼器が失火することも防ぐことができる。
【００５４】
燃焼蒸気噴射を拡散燃焼のみに行う場合は、本構成で十分である。なお、予混合燃焼用燃料流量指令を使用して、関数発生器１０ａの関数を変えても同様の効果が得られる。さらに、関数発生器１０ａの出力信号を燃料流量指令信号に基づき上限リミットさせる方法でもよい。
【００５５】
図２は本発明の第２実施の形態のガスタービン制御装置の構成を示すものである。
【００５６】
図２において、図１９と同一符号は、同一部分または相当部分を示し、図１９の従来計画のものと異なる点は、関数発生器９ｃの出力信号である燃料分配比率を蒸気噴射制御手段１０の関数発生器１０ｆに入力し、出力される蒸気噴射流量補正係数と関数発生器１０ａの出力信号とを乗算器１０ｇで乗算し、アナログスイッチ１０ｂに入力し、燃料分配比率と蒸気噴射流量補正量との関係を定めるデータに基づき、燃料分配比率に応じて蒸気噴射流量補正量を求めて得られる蒸気噴射流量補正量と発電機出力信号に基づく信号とによって蒸気噴射制御弁開度指令信号を生成出力するようにしたことである。
【００５７】
図２において、起動制御器４ａと速度・負荷制御器４ｂと排ガス温度制御器４ｃの各出力信号を低値選択器４ｄに入力し、総合燃料流量指令を出力する。
【００５８】
燃料分配制御手段９は、総合燃料流量指令を乗算器９ａと減算器９ｂとに入力し、乗算器９ａで発電機出力を入力とする関数発生器９ｃの出力との乗算を行い、第１燃料制御弁５ａの開度指令を求めている。また、減算器９ｂは第１燃料制御弁５ａの開度指令（第１燃料制御弁開度指令信号）との減算を行い、第２燃料制御弁５ｂの開度指令（第２燃料制御弁開度指令信号）を求める。
【００５９】
蒸気噴射制御手段１０は、発電機出力を関数発生器１０ａに入力すると共に、関数発生器９ｃの燃料分配比率を関数発生器１０ｆへ入力する。関数発生器１０ｆと関数発生器１０ａとの出力信号が乗算器１０ｇへ入力し乗算され、蒸気噴射流量目標値を求める。そして、アナログスイッチ１０ｂで０％流量が設定されるている設定器１０ｃとの切り替えを行い、出力される蒸気噴射流量設定と実測蒸気噴射流量との偏差を減算器１０ｄで求めて得られる偏差をＰＩＤ演算器１０ｅへ入力し、ＰＩＤ演算器１０ｅの出力信号を蒸気噴射調節弁６の開度指令信号（蒸気噴射制御弁開度指令信号）とする。
【００６０】
次に、第２実施の形態の作用について説明する。
【００６１】
まず、起動制御器４ａによる信号が低値選択器４ｄで選択され、起動後に速度・負荷制御器４ｂに制御が移行する。系統に発電機出力が並列し、速度・負荷制御器４ｂにより負荷上昇が行われ、排ガス温度制御器４ｃによる制御に移行した所で負荷上昇が完了する。定格速度到達後に蒸気噴射が可能な状態になると、アナログスイッチ１０ｂの出力が設定器１０ｃの値から関数発生器１０ａの出力信号に切り替わる。
【００６２】
次に、関数発生器９ｃの燃料分配比率が関数発生器１０ｆへ入力され図３に示す関数設定によって蒸気噴射流量補正係数が出力される。乗算器１０ｇでは、関数発生器１０ａの出力信号に対して蒸気噴射流量補正係数が乗算され、アナログスイッチ１０ｂへ入力される。そして、減算器１０ｄとＰＩＤ演算器１０ｅを介して蒸気噴射制御弁開度指令信号が出力される。
【００６３】
このように第２実施の形態によれば、燃料分配比率に基づき蒸気噴射流量を調整でき、燃料分配比率は発電機出力相当信号から求められ、発電機出力は燃料流量相当信号で決められるので、燃料分配比率を使用しても燃料流量相当信号を使用する場合と同等の作用と効果を得られる。これにより、拡散燃焼の燃料流量と蒸気流量が所定の比率に制御されることになり、ＮＯｘ低減と燃焼効率が良好になる。また、燃料流量に対して蒸気流量が過多になり、燃焼器が失火することも防ぐことができる。燃焼蒸気噴射を拡散燃焼のみに行う場合は、本構成で十分である。なお、乗算器１０ｇの代わりに信号制限器を設けて、関数発生器１０ａの出力信号を燃料分配指令に基づき上限リミットさせても同等の効果が得られる。また、関数発生器１０ｆに代わるものでもよい。さらに、発電機出力相当信号を関数発生器１０ｆに入力し、関数発生器１０ｆの設定を関数発生器９ｃと同等の設定にしてもよい。
【００６４】
図４は本発明の第３実施の形態のガスタービン制御装置の構成を示すものである。
【００６５】
図４において、図１９と同一符号は、同一部分または相当部分を示し、図１９の従来計画のものと異なる点は、第１燃料流量制御弁５ａの開度指令と第２燃料流量制御弁５ｂの開度指令を蒸気噴射制御手段１０の乗算器１０ｈと乗算器１０ｉに各々入力し、設定器１０ｊと設定器１０ｋの値と乗算を行った後に得られる信号を加算器１０ｌで加算し、加算器１０ｌの出力を関数発生器１０ａに入力するようにし、拡散燃焼用燃料流量と予混合燃焼用燃料流量とのそれぞれに対して蒸気噴射流量補正係数によってそれぞれ重み付けを行い拡散燃焼用燃料流量と予混合燃焼用燃料流量と蒸気噴射流量とをそれぞれ所定比率としたことである。
【００６６】
次に、第３実施の形態の作用を説明する。
【００６７】
まず、蒸気噴射制御手段１０では、第１燃料制御弁開度指令信号が乗算器１０ｈへ入力され、ここで、拡散燃焼用燃料流量に対する蒸気噴射流量をＮＯｘの減少と拡散燃焼効率の向上を図るように重み付けする係数を設定する設定器１０ｊの係数が乗算され加算器１０ｌへ入力される。
【００６８】
一方、第２燃料制御弁開度指令信号が乗算器１０ｉへ入力され、ここで、予混合燃焼用燃料流量に対する蒸気噴射流量とをＮＯｘの減少と拡散燃焼効率の向上を図るように重み付けする係数を設定する設定器１０ｋの係数が乗算され加算器１０ｌへ入力される。
【００６９】
次に、加算器１０ｌでは、加算された信号が関数発生器１０ａへ入力される。関数発生器１０ａは、入力と出力とが比例関係に定められており、この関数発生器１０ａから出力信号がアナログスイッチ１０ｂを介して減算器１０ｄへ入力される。そして、減算器１０ｄによって関数発生器１０ａの出力信号と実測蒸気噴射流量信号とが減算されＰＩＤ演算器１０ｅを介して蒸気噴射制御弁開度指令信号が出力される。
【００７０】
このように第３実施の形態によれば、拡散燃焼用燃料流量と予混合燃焼用燃料流量のそれぞれについて予め設定しておいた蒸気噴射流量係数により補正し、補正した信号の加算値から蒸気噴射流量を調整することができる。蒸気噴射流量係数は、拡散燃焼と予混合燃焼の各々に最良となる蒸気流量を求めるための係数である。また、関数発生器１０ａの設定は従来例の図２１とは異なり、入力／出力が比例関係になるように設定する。これにより、拡散燃焼だけでなく、予混合燃焼のための蒸気流量も所定の値に調整できるので、拡散燃焼と予混合燃焼の両方について、燃料流量と蒸気流量が所定の比率に制御される、ＮＯｘ低減と燃焼効率向上が良好になる。また、燃料流量に対して蒸気流量が過多になり、燃焼器が失火することも防ぐことができる。拡散燃焼と予混合燃焼の両方に蒸気もしくは水噴射する場合に効果が顕著となる。
【００７１】
図５は本発明の第４実施の形態のガスタービン制御装置の構成を示すものである。
【００７２】
図５において、本発明の第４実施の形態の構成を示す図３と同一符号は、同一部分または相当部分を示し、図３と異なる点は、設定器１０ｊと設定器１０ｋの代わりに関数発生器１０ｍと関数発生器１０ｎとを設け、関数発生器１０ｍと関数発生器１０ｎへ発電機出力信号を入力して発電機出力信号に応じて蒸気噴射流量補正係数を求めて、この係数により拡散燃焼用燃料制御弁開度指令信号と予混合燃焼用燃料流量指令信号を補正し、これらの加算信号によって蒸気噴射流量を定めるようにしたことである。
【００７３】
次に、第４実施の形態の作用を説明する。
【００７４】
まず、蒸気噴射制御手段１０では、関数発生器１０ｍへ発電機出力信号が入力して所定の関数によって蒸気噴射流量補正係数が乗算器１０ｈへ出力される。そして、第１燃料制御弁開度指令信号が乗算器１０ｈへ入力され、ここで、拡散燃焼用燃料流量と蒸気噴射流量とをＮＯｘの減少と拡散燃焼効率の向上を図るように蒸気噴射流量補正係数が乗算され加算器１０ｌへ入力される。
【００７５】
また、蒸気噴射制御手段１０では、関数発生器１０ｎへ発電機出力信号が入力して所定の関数によって蒸気噴射流量補正係数が乗算器１０ｉへ出力される。そして、第２燃料制御弁開度指令信号が乗算器１０ｉへ入力され、ここで、予混合燃焼用燃料流量と蒸気噴射流量とをＮＯｘの減少と拡散燃焼効率の向上を図るように蒸気噴射流量補正係数が乗算され加算器１０ｌへ入力される。
【００７６】
次に、加算器１０ｌでは、加算された信号が関数発生器１０ａへ入力される。関数発生器１０ａは、入力と出力とが比例関係に定められており、この関数発生器１０ａから出力信号がアナログスイッチ１０ｂを介して減算器１０ｄへ入力される。そして、減算器１０ｄによって関数発生器１０ａの出力信号と実測蒸気噴射流量信号とが減算されＰＩＤ演算器１０ｅを介して蒸気噴射制御弁開度指令信号が出力される。
【００７７】
このように第４実施の形態では、燃焼温度や発電機出力等の燃焼状態もしくは運転状態等のプラントの運転状況に応じて蒸気噴射流量補正係数を求めて、拡散燃焼用燃料流量指令信号と予混合燃焼用燃料流量指令信号を前記蒸気噴射流量係数で補正し、補正した信号の加算値から蒸気噴射流量を調整することができる。これにより、燃焼状態もしくは運転状態に応じて、拡散燃焼だけでなく予混合燃焼のための蒸気流量も所定の値に調整できるので、拡散燃焼と予混合燃焼の両方についてＮＯｘ低減と燃焼効率向上が良好になる。
【００７８】
図６は本発明の第５実施の形態のガスタービン制御装置の構成を示すものである。
【００７９】
図において、図１９と同一符号は、同一部分または相当部分を示し、図１９の従来計画のものと異なる点は、実測蒸気噴射流量を燃料分配制御手段９の関数発生器９ｄに入力して出力される燃料分配制限信号を高値選択器９ｅに入力し、出力信号を乗算器９ａに入力し、拡散燃焼用燃料流量と蒸気噴射流量との比率を所定値以内に制限したことである。
【００８０】
次に、第５実施の形態の作用を説明する。
【００８１】
まず、燃料分配制御手段９では、実測蒸気噴射流量信号が図７に示す関数発生器９ｄへ入力されている。関数発生器９ｄは、図示するように実測蒸気噴射流量信号が０．０からａの間は燃料分配比率信号が一定のｂを出力する一方、実測蒸気噴射流量がａ以上のとき燃料分配比率信号が比例して増加して出力する。関数発生器９ｄの出力信号である燃料分配制限信号は高値選択器９ｅへ入力される。
【００８２】
一方、発電機出力信号が関数発生器９ｃへ入力され、高値選択器９ｅへ出力されている。ここで、実測蒸気噴射流量信号が低いときは、関数発生器９ｄの燃料分配制限信号の値も低く、高値選択器９ｅから関数発生器９ｃの出力信号が燃料分配比率信号として乗算器９ａへ出力されている。ところが、実測蒸気噴射流量信号が所定以上に増加すると燃料分配制限信号が高値選択器９ｅで選択され燃料分配比率信号として乗算器９ａへ出力される。これによって、実測蒸気噴射流量信号が増加した分に見合って燃料分配比率信号も増加する。従って、拡散燃焼用燃料流量と蒸気噴射流量とが常に所定の比率とされる。
【００８３】
このように第５実施の形態によれば、蒸気噴射流量が異常に増加した場合に、関数発生器９ｄの出力信号である燃料分配制限信号も増加し、高値選択器９ｅで選択されて、燃料分配制限信号により燃料分配比率が増加し、第１燃料制御弁５ａが開き、第２燃料制御弁５ｂが閉まる。これによって、蒸気噴射流量が増加した量だけ拡散燃焼用燃料分配比率を増加させることにより、拡散燃焼用燃料流量と蒸気流量の比率を所定値以内に制限することができる。また、燃焼器の失火も防止することができる。高値選択器９ｅを乗算器９ａの出力側に設けて、燃料流量指令を制限しても同様の効果が得られる。
【００８４】
なお、関数発生器９ｃの代わりに設定器を燃焼モードの数だけ設けて、燃焼モードの切り替えで燃料分配設定を切り替えている場合は、燃料流量と蒸気流量の比率が所定値を越えたことで、燃焼モードを切り替えて燃料分配比率を切り替える方法もある。以上の説明では、蒸気もしくは水噴射を拡散燃焼にのみ行っている場合に効果が顕著となる。しかし、予混合燃焼を２系統以上設けている場合は、予混合の１系統のみ分配比率を低下させる方法もあり、この場合は、予混合燃焼に蒸気もしくは水噴射供給している場合にも適用できる。
【００８５】
図８は本発明の第６実施の形態のガスタービン制御装置の構成を示すものである。
【００８６】
図８において、図１９と同一符号は、同一部分または相当部分を示す。図１９の従来計画のものと異なる点は、第１燃料流量制御弁５ａの開度指令を蒸気噴射制御手段１０の変化率検出器１０ｏに入力するようにした点と、関数発生器１０ａの出力にアナログスイッチ１０ｐを設けて、関数発生器１０ａの出力信号と設定器１０ｑの設定信号を切り替えるようにする一方、変化率検出器１０ｏの出力論理信号でアナログスイッチ１０ｐを切り替えるようにしたことである。
【００８７】
次に、第６実施の形態の作用を説明する。
【００８８】
まず、第１燃料制御弁開度指令信号が蒸気噴射制御手段１０の変化率検出器１０ｏへ入力されて、変化率が検出される。この場合、変化率検出器１０ｏによる下方への変化率が所定値以上のとき、つまり、急激な低下のとき正理論信号がアナログスイッチ１０ｐへ出力される。アナログスイッチ１０ｐでは、関数発生器１０ａからの信号から設定器１０ｑの低値の設定信号へ切替える。この結果、第１燃料制御弁開度指令信号の急低下に見合って設定器１０ｑの低値の設定信号がアナログスイッチ１０ｐへ出力される。アナログスイッチ１０ｐからの設定信号は、アナログスイッチ１０ｂを介して減算器１０ｄへ入力され、ここで、減算器１０ｄによって実測蒸気噴射流量信号が減算され、得られる信号がＰＩＤ演算器１０ｅを介して蒸気噴射制御弁開度指令信号とされる。
【００８９】
このように第６実施の形態によれば、第１燃料流量制御弁の開度信号が急降下した時、すなわち、拡散燃焼用燃料が急減少する時に、設定しておいた変化率を越えるので変化率検出器１０ｏが正論理信号を出力する。変化率検出器１０ｏの正論理信号により、アナログスイッチ１０ｐの出力信号が、関数発生器１０ａから蒸気噴射流量のランバック値を設定している設定器１０ｑの信号に切り替わり、蒸気噴射流量が所定値に減少する。これにより、拡散燃焼用燃料流量が急減少する時に、蒸気噴射流量も減少させることができ、燃料流量と蒸気流量の比率が大幅に変化することを抑制するため、ＮＯｘ低減と燃焼効率向上が良好になる。
【００９０】
また、燃料流量に対して蒸気流量が過多になり、燃焼器が失火することを防ぐことができる。なお、第１燃料流量制御弁５ａの開度指令の代わりに、関数発生器９ｃの出力信号である燃料分配比率設定の変化率を検出しても同様の効果を得ることができる。また、変化率が所定値を越えたことで、蒸気噴射流量を減少させるのでなく、変化率の大小に応じて蒸気噴射流量を補正するようにしてもよい。
【００９１】
図９は本発明の第７実施の形態のガスタービン制御装置の構成を示すものである。
【００９２】
図９において、図１９と同一符号は、同一部分または相当部分を示す。図９が図１９の従来計画のものと異なる点は、蒸気噴射制御手段１０のアナログスイッチ１０ｂと減算器１０ｄの間に乗算器１０ｒを設けて、第１燃料制御弁５ａの開度指令を入力とする関数発生器１０ｓの出力信号とアナログスイッチ１０ｂの出力信号である蒸気噴射総合流量設定信号を乗算した信号を減算器１０ｄに入力するようにした点である。
【００９３】
また、減算器１０ｄへ実測信号として実測第１蒸気噴射流量信号を入力し、ＰＩＤ制御器１０ｅの出力信号を図示していない第１（主）蒸気噴射流量制御弁の開度指令にした点である。さらに、乗算器１０ｒの出力信号とアナログスイッチ１０ｂの出力信号である蒸気噴射総合流量設定信号とを減算器１０ｔへ入力し、減算器１０ｔの出力と実測第２（副）蒸気噴射流量信号とを減算器１０ｕへ入力し、減算器１０ｕによる出力をＰＩＤ制御器１０ｖに入力し、出力信号を図示していない第２（副）蒸気噴射制御調節弁の開度指令にした点である。
【００９４】
次に、本発明の第７実施の形態の作用を説明する。
【００９５】
まず、燃料分配制御手段９の第１燃料制御弁開度指令信号が関数発生器１０ｓへ入力される。関数発生器１０ｓは、図１０に示すように第１燃料制御弁開度指令信号が０．０〜ａまでは、第１蒸気噴射流量分配比率信号が１．０に設定され、第１燃料制御弁開度指令信号がａ〜ｂでは一定の比例関係で第１蒸気噴射流量分配比率信号が低下するように設定されている。
【００９６】
関数発生器１０ｓからの第１蒸気噴射流量分配比率信号が乗算器１０ｒへ入力されアナログスイッチ１０ｂからの総合蒸気噴射流量設定信号に乗算され、得られる第１蒸気噴射流量設定信号が減算器１０ｄへ入力され、ＰＩＤ演算器１０ｅを介して第１（主）蒸気噴射制御弁開度指令信号として出力される。これにより、第１燃料制御弁開度指令信号に応じて所定の比率で第１（主）蒸気噴射制御弁開度指令信号が出力される。
【００９７】
一方、減算器１０ｔにより総合蒸気噴射流量設定信号から第１（主）蒸気噴射流量設定信号が減算され得られる第２蒸気噴射流量設定信号が減算器１０ｕへ入力されＰＩＤ演算器１０ｖを介して第２（副）蒸気噴射制御弁開度指令信号とされる。これにより、第１（主）蒸気噴射制御弁開度指令信号と第２（副）蒸気噴射制御弁開度指令信号とが所定の分配比率とされる。
【００９８】
このように第７実施の形態によれば、関数発生器１０ｓで拡散燃焼用燃料流量指令から直接燃焼器に供給する第１蒸気噴射流量の分配比率を求め、乗算器１０ｒで総合蒸気噴射流量設定から第１蒸気噴射流量設定を求めて、第１蒸気噴射流量を制御する。また、減算器１０ｔで総合蒸気噴射流量設定から第１蒸気噴射流量設定を減算した信号を燃焼器に供給される手前の圧縮空気に蒸気を供給する第２蒸気噴射流量の設定とし、第２蒸気噴射流量を制御する。
【００９９】
以上の作用によって、上記蒸気分配比率設定と蒸気噴射総合流量目標値を求め、関数発生器１０ａとの協認設定により、拡散燃焼用燃料流量と拡散燃焼用蒸気噴射流量が所定の比率に調整でき、かつ、予混合燃焼用燃料流量と予混合用蒸気噴射流量の比率も所定の値に調整できるので、ＮＯｘ低減と燃焼効率向上が良好になる。また、燃料流量に対して蒸気流量が過多になり、燃焼器が失火することも防ぐことができる。
【０１００】
なお、関数発生器１０ｓの入力信号を第１燃料制御弁５ａの開度指令の代わりに、第２燃料制御弁５ｂの開度指令を使用して、第２蒸気噴射流量の分配比率を求めて、第１蒸気噴射制御と第２蒸気噴射制御を入れ替えても同等の効果が得られる。
【０１０１】
図１１は本発明の第８実施の形態のガスタービン制御装置の構成を示すものである。
【０１０２】
図１１において、本発明の第７実施の形態の構成を示す図９と同一符号は、同一部分または相当部分を示す。図９と異なる点は、関数発生器１０ｓの入力信号を関数発生器９ｃの出力信号である燃料分配比率指令信号にした点である。
【０１０３】
次に、本発明の第８実施の形態の作用を説明する。
【０１０４】
まず、燃料分配制御手段９の燃料分配比率信号が関数発生器１０ｓへ入力される。関数発生器１０ｓは、図１２に示すように燃焼用燃料分配比率信号に対して、第１蒸気噴射流量分配比率信号が比例関係となるように設定されている。
【０１０５】
次に、関数発生器１０ｓからの第１蒸気噴射流量分配比率信号が乗算器１０ｒへ入力されアナログスイッチ１０ｂからの総合蒸気噴射流量設定信号に乗算され、得られる第１蒸気噴射流量設定信号が減算器１０ｄへ入力されＰＩＤ演算器１０ｅを介して第１（主）蒸気噴射制御弁開度指令信号として出力される。これにより、燃料分配比率信号に応じて所定の比例関係で第１（主）蒸気噴射制御弁開度指令信号が増減して出力される。
【０１０６】
一方、減算器１０ｔにより総合蒸気噴射流量設定信号から第１蒸気噴射流量設定信号が減算され得られる第２蒸気噴射流量設定信号が減算器１０ｕへ入力されＰＩＤ演算器１０ｖを介して第２（副）蒸気噴射制御弁開度指令信号とされる。これにより、第１（主）蒸気噴射制御弁開度指令信号と第２（副）蒸気噴射制御弁開度指令信号とが所定の分配比率とされる。
【０１０７】
このように第８実施の形態によれば、関数発生器１０ｓで拡散燃焼用燃料分配比率から直接燃焼器に供給する第１蒸気噴射流量の分配比率を求め、乗算器１０ｒで総合蒸気噴射流量設定から第１蒸気噴射流量設定を求めて、第１蒸気噴射流量を制御する。また、減算器１０ｔで総合蒸気噴射流量設定から第１蒸気噴射流量設定を減算した信号を燃焼器に供給される手前の圧縮空気に蒸気を供給する第２蒸気噴射流量の設定とし、第２蒸気噴射流量を制御する。
【０１０８】
このように上記蒸気分配比率設定と蒸気噴射総合流量目標値を求め、関数発生器１０ａとの協調設定により、拡散燃焼用燃料流量と拡散燃焼用蒸気噴射流量が所定の比率に調整でき、かつ、予混合燃焼用燃料流量と予混合用蒸気噴射流量の比率も所定の値の調整できるので、ＮＯｘ低減と燃焼効率の向上が良好になる。また、燃料流量に対して蒸気流量が過多になり、燃焼器が失火することも防ぐことができる。
【０１０９】
なお、関数発生器１０ｓを比例定数器に変えてもよく、状況によっては必ずしも必要なものでない。また、関数発生器１０ｓの入力信号を燃料分配指令の代わりに発電機出力信号もしくは相当信号を使用して、関数発生器９ｃと同様の設定を行っても同等の効果が得られる。
【０１１０】
図１３は本発明の第９実施の形態のガスタービン制御装置の構成を示すものである。
【０１１１】
図１３において、図１９と同一符号は、同一部分または相当部分を示す。図１９の従来計画のものと異なる点は、蒸気噴射制御手段１０を２回路設けて、第１蒸気噴射制御手段１０ａａと第２蒸気噴射制御手段１０ｂｂとした点と、第１蒸気噴射制御手段１０ａａは第１燃料流量制御弁５ａの開度指令信号を入力信号とする一方、第２蒸気噴射制御手段１０ｂｂは第２燃料流量制御弁５ｂの開度指令信号を入力信号とした点である。
【０１１２】
次に、第９実施の形態の作用を説明する。
【０１１３】
まず、第１蒸気噴射制御手段１０ａａでは、第１燃料制御弁開度指令信号が関数発生器１０ａへ入力され、関数発生器１０ａにより第１蒸気噴射流量設定信号が生成出力され、アナログスイッチ１０ｂを介して減算器１０ｄへ入力される。減算器１０ｄでは、第１（主）蒸気噴射流量設定信号から実測蒸気噴射流量信号が減算されＰＩＤ演算器１０ｅを経て第１（主）蒸気噴射制御弁開度指令信号とされる。これによって、第１燃料制御弁開度指令信号と第１蒸気噴射制御弁開度指令信号とが所定の比率とされる。
【０１１４】
一方、第２蒸気噴射制御手段１０ｂｂでは、第２燃料制御弁開度指令信号が関数発生器１０ａへ入力され、関数発生器１０ａにより第２蒸気噴射流量設定信号が生成出力され、アナログスイッチ１０ｂを介して減算器１０ｄへ入力される。減算器１０ｄでは、第２蒸気噴射流量設定信号から実測蒸気噴射流量信号が減算されＰＩＤ演算器１０ｅを経て第２（副）蒸気噴射制御弁開度指令信号とされる。これによって、第２燃料制御弁開度指令信号と第２（副）蒸気噴射制御弁開度指令信号とが所定の比率とされる。
【０１１５】
このように第９実施の形態によれば、第１蒸気噴射制御手段１０ａａは関数発生器１０ａで拡散燃焼用燃料流量指令から直接燃焼器に供給する第１蒸気噴射流量の設定を求めて、第１蒸気噴射流量を制御する。また、第２蒸気噴射制御手段１０ｂｂでは関数発生器１０ａで燃焼器に供給される手前の圧縮空気に蒸気を供給する第２蒸気噴射流量の設定を求めて、第２蒸気噴射流量を制御する。これにより、拡散燃焼用燃料流量と拡散燃焼用蒸気噴射流量が所定の比率に調整でき、かつ、予混合燃焼用燃料流量と予混合用蒸気噴射流量の比率も所定の値の調整できるので、ＮＯｘ低減と燃焼効率向上が良好になる。また、燃料流量に対して蒸気流量が過多になり、燃焼器が失火することも防ぐことができる。
【０１１６】
なお、第１蒸気噴射制御手段１０ａａと第２蒸気噴射制御手段１０ｂｂの関数発生器１０ａの入力信号を第１燃料流量制御弁５ａの開度指令と第２燃料流量制御弁５ｂの開度指令のどちらか一方にして、第１蒸気噴射制御手段１０ａａと第２蒸気噴射制御手段１０ｂｂで関数発生器１０ａの設定を別々に設定しても同等の効果が得られる。また、燃焼器によっては、第１蒸気噴射制御手段１０ａａと第２蒸気噴射制御手段１０ｂｂの関数発生器１０ａの入力信号をどちらか一方のみ第１燃料流量制御弁５ａの開度指令もしくは第２燃料流量制御弁５ｂの開度指令として、他方の関数発生器１０ａの入力信号を別の運転状態信号にしても、同等の効果が得られる。
【０１１７】
図１４は本発明の第１０実施の形態のガスタービン制御装置の構成を示すものである。
【０１１８】
図１４において、第９実施の形態を示す図１３と同一符号は、同一部分または相当部分を示す。図１３と異なる点は、関数発生器１０ａの入力信号を第１蒸気噴射制御手段１０ａａと第２蒸気噴射制御手段１０ｂｂで同一の関数発生器９ｃの出力信号である燃料分配比率信号にした点である。
【０１１９】
次に、第１０実施の形態の作用を説明する。
【０１２０】
まず、第１蒸気噴射制御手段１０ａａでは、関数発生器９ｃからの燃料分配比率信号が関数発生器１０ａへ入力され、関数発生器１０ａにより第１蒸気噴射流量設定信号が生成出力され、アナログスイッチ１０ｂを介して減算器１０ｄへ入力される。減算器１０ｄでは、第１蒸気噴射流量設定信号から実測蒸気噴射流量信号が減算されＰＩＤ演算器１０ｅを経て第１（主）蒸気噴射制御弁開度指令信号とされる。これによって、第１燃料制御弁開度指令信号と第１（主）蒸気噴射制御弁開度指令信号とが所定の比率とされる。
【０１２１】
一方、第２蒸気噴射制御手段１０ｂｂでは、燃料分配比率信号が関数発生器１０ａへ入力され、関数発生器１０ａにより第２蒸気噴射流量設定信号が生成出力され、アナログスイッチ１０ｂを介して減算器１０ｄへ入力される。減算器１０ｄでは、第２蒸気噴射流量設定信号から実測蒸気噴射流量信号が減算されＰＩＤ演算器１０ｅを経て第２（副）蒸気噴射制御弁開度指令信号とされる。これによって、第２燃料制御弁開度指令信号と第２（副）蒸気噴射制御弁開度指令信号とが所定の比率とされる。
【０１２２】
このように第１０実施の形態によれば、第１蒸気噴射制御手段１０ａａは関数発生器１０ａで拡散燃焼用燃料流量分配比率から直接燃焼器に供給する第１蒸気噴射流量の設定を求めて、第１蒸気噴射流量を制御する。また、第２蒸気噴射制御手段１０ｂｂでは関数発生器１０ａで燃焼器に供給される手前の圧縮空気に蒸気を供給する第２蒸気噴射流量の設定を求めて、第２蒸気噴射流量を制御する。
【０１２３】
燃料分配比率は発電機出力相当信号から求められ、発電機出力は燃料流量相当信号で決められるので、燃料分配比率を使用しても燃料流量相当信号を使用する場合と同等の作用と効果を得られる。これにより、拡散燃焼用燃料流量と拡散燃焼用蒸気噴射流量が所定の比率に調整でき、かつ、予混合燃焼用燃料流量と予混合用蒸気噴射流量の比率も所定の値に調整できるので、ＮＯｘ低減と燃焼効率向上が良好になる。また、燃料流量に対して蒸気流量が過多になり、燃焼器が失火することも防ぐことができる。
【０１２４】
なお、燃焼器によっては、第１蒸気噴射制御手段１０ａａと第２蒸気噴射制御手段１０ｂｂの関数発生器１０ａの入力信号をどちらか一方のみ燃料分配指令信号にして、他方の関数発生器１０ａの入力信号を別の運転状態信号にしてもよい。
【０１２５】
図１５は本発明の第１１実施の形態のガスタービン制御装置の構成を示すものである。
【０１２６】
図１５において、図１９と同一符号は、同一部分または相当部分を示し、図１９の従来計画のものと異なる点は、第１燃料流量制御弁５ａの開度指令信号と第２燃料流量制御弁５ｂの開度指令信号を蒸気噴射制御手段１０の乗算器１０ｈと乗算器１０ｉに各々入力し、設定器１０ｉと設定器１０ｋの値と乗算を行った後に出力される信号を加算器１０１で加算し、加算された出力を関数発生器１０ａに入力するようにした点である。
【０１２７】
また、蒸気噴射制御手段１０のアナログスイッチ１０ｂと減算器１０ｄの間に乗算器１０ｒを設けて、設定器１０ｗに設定している蒸気噴射流量分配比率とアナログスイッチ１０ｂの出力信号である蒸気噴射総合流量設定信号とを乗算した信号を減算器１０ｄに入力するようにすると共に、減算器１０ｄの実測第１蒸気噴射流量信号を入力して、ＰＩＤ制御器１０ｅの出力信号を第１（主）蒸気噴射流量制御弁の開度指令信号にした点である。
【０１２８】
さらに、乗算器１０ｒの出力信号とアナログスイッチ１０ｂの出力信号である総合蒸気噴射流量設定信号とを減算器１０ｔへ入力し、得られる出力を実測第２蒸気噴射流量信号と共に減算器１０ｕへ入力し、減算器１０ｕの出力をＰＩＤ制御器１０ｖに入力し、出力信号を第２（副）蒸気噴射流量制御弁の開度指令にした点である。
【０１２９】
次に、第１１実施の形態の作用を説明する。
【０１３０】
まず、蒸気噴射制御手段１０では、燃料分配制御手段９の第１燃料制御弁開度指令信号が乗算器１０ｈへ入力され、設定器１０ｊの設定信号と乗算され所定の重み付けがされた信号が加算器１０ｌへ入力される。一方、燃料分配制御手段９の第２燃料制御弁開度指令信号が乗算器１０ｉへ入力され所定の重み付けがされた信号が乗算器１０ｌへ入力される。
【０１３１】
加算器１０ｌで加算された信号は、関数発生器１０ａへ入力し、総合蒸気噴射流量設定信号がアナログスイッチ１０ｂを介して乗算器１０ｒへ入力される。設定器１０ｗは、蒸気噴射流量分配比率信号を出力し、乗算器１０ｒによって総合蒸気噴射流量設定信号に蒸気噴射流量分配比率信号が乗算され、得られる信号が第１蒸気噴射流量設定信号とされる。また、総合蒸気噴射流量設定信号と第１蒸気噴射流量設定信号とが減算器１０ｔで減算されて第２蒸気噴射流量設定信号とされる。
【０１３２】
このように第１１実施の形態によれば、拡散燃焼用燃料流量と予混合燃焼用燃料流量を予め設定された蒸気噴射流量係数により補正し、補正した信号の加算値から全蒸気噴射流量を調整することができる。また、この全蒸気噴射流量を燃焼器に直接供給する第１蒸気噴射流量と燃焼器に供給される手前の圧縮空気に蒸気を供給する第２蒸気噴射流量に所定値に分配する。これにより、拡散燃焼および予混合燃焼の総合燃焼に必要な総合蒸気流量を所定の値に調整でき、総合蒸気流量と蒸気分配比率を設定している設定器１０ｗの設定との協調により、拡散燃焼と予混合燃焼の両方について、燃料流量と蒸気流量が所定の比率に制御されるため、ＮＯｘ低減と燃焼効率向上が良好になる。また、燃料流量に対して蒸気流量が過多になり、燃焼器が失火することも防ぐことができる。拡散燃焼と予混合燃焼の両方に蒸気噴射する場合に顕著が得られる。
【０１３３】
なお、設定器１０ｗの代わりに、燃焼状態もしくは運転状態を表す燃焼温度相当信号もしくは発電機出力相当信号を入力とする関数発生器を設けて、蒸気分配比率を調整してもよい。
【０１３４】
図１６は本発明の第１２実施の形態のガスタービン制御装置の構成を示すものである。
【０１３５】
図１６において、第１１実施の形態を示す図１５と同一符号は、同一部分または相当部分を示す。図１５と異なる点は、設定器１０ｉと設定器１０ｋの代わりに関数発生器１０ｍと関数発生器１０ｎを設けた点である。関数発生器１０ｍ、関数発生器１０ｎの入力信号には燃焼温度相当信号や発電機出力信号を用いる。
【０１３６】
次に、第１２実施の形態の作用を説明する。
【０１３７】
まず、蒸気噴射制御手段１０では、燃料分配制御手段９の第１燃料制御弁開度指令信号が乗算器１０ｈへ入力され、発電機出力信号を入力する関数発生器１０ｍの設定信号と乗算され加算器１０ｌへ入力される。一方、燃料分配制御手段９の第２燃料制御弁開度指令信号が乗算器１０ｉへ入力され、発電機出力信号を入力する関数発生器１０ｎの設定信号と乗算され乗算器１０ｌへ入力される。
【０１３８】
加算器１０ｌで加算された信号は、関数発生器１０ａへ入力し、総合蒸気噴射流量設定信号がアナログスイッチ１０ｂを介して乗算器１０ｒへ入力される。設定器１０ｗは、蒸気噴射流量分配比率信号を出力し、乗算器１０ｒによって総合蒸気噴射流量設定信号に蒸気噴射流量分配比率信号が乗算され、得られる信号が第１蒸気噴射流量設定信号とされる。また、総合蒸気噴射流量設定信号と第１蒸気噴射流量設定信号とが減算器１０ｔで減算されて第２蒸気噴射流量設定信号とされる。
【０１３９】
このように第１２実施の形態によれば、燃焼温度や発電機出力等の燃焼状態もしくは運転状態で蒸気噴射流量係数を求めて、拡散燃焼用燃料流量指令と予混合燃焼用燃料流量指令を蒸気噴射流量係数で補正し、補正した信号の加算値から全蒸気噴射流量を調整することができる。これにより、運転状態に応じた最良の総合蒸気流量に調整できるので、拡散燃焼と予混合燃焼の両方についてＮＯｘ低減と燃焼効率の向上が良好になる。燃焼器の特性上、運転状態に応じて燃料流量と蒸気噴射流量の比率調整を補正することにより、ＮＯｘ低減と燃焼効率の向上が行える。
【０１４０】
図１７は本発明の第１３実施の形態のガスタービン制御装置の構成を示すものである。
【０１４１】
図１７において、図１９と同一符号は、同一部分または相当部分を示し、図１９の従来計画のものと異なる点は、蒸気噴射制御弁を燃焼器の個数だけ設けて各燃焼器に供給される蒸気を各々調節できるようにする一方、蒸気噴射制御手段１０も燃焼器の個数と同じ数量設けて、蒸気噴射制御手段１０と燃焼器を１対１に対応させた点である。また、関数発生器１０ａの入力信号を対応する燃焼器の燃焼温度とし、ＰＩＤ演算器１０ｅの出力信号を対応する燃焼器専用の蒸気噴射制御弁の開度指令とし、対応する燃焼器に供給される実測蒸気噴射流量を減算器１０ｄに入力するようにした点である。
【０１４２】
次に、本発明の第１３実施の形態の作用を説明する。
【０１４３】
まず、燃焼器毎にそれぞれ配設される各蒸気噴射制御手段１０では、対応する燃焼器の燃焼温度信号が関数発生器１０ａへ入力されると、関数発生器１０ａでは、所定関数によって設定信号をアナログスイッチ１０ｂを介して燃焼器Ｎｏ．ｎの蒸気噴射流量設定信号として減算器１０ｄへ出力する。減算器１０ｄでは、燃焼器Ｎｏ．ｎの実測蒸気噴射流量信号と減算され、ＰＩＤ演算器１０ｅを経て燃焼器Ｎｏ．ｎの蒸気噴射制御弁開度指令信号とされる。
【０１４４】
このように第１３実施の形態によれば、各燃焼器の燃焼状態を表す燃焼温度もしくは相当信号に応じて燃焼器１缶毎の蒸気噴射流量を調整できる。従って、各燃焼器に最適な蒸気噴射流量を得ることができ、各燃焼器のＮＯｘ低減と燃焼効率向上を最良にできる。しかも、水噴射流量が所定以上に高くなることを抑制でき、各燃焼器の失火を防止することかできる。また、低ＮＯｘ化のために今後さらに拡散燃焼と予混合燃焼の組み合わせ燃焼が複雑化することが予想できるが、燃焼が複雑になっても各燃焼器の状況に応じて蒸気噴射流量を調節すれば、ＮＯｘ低減と燃焼効率の向上を最良にすることができる。なお、拡散燃焼用蒸気供給と予混合燃焼用蒸気供給のどちらか一方を上記のように各燃焼器毎に調整し、他方を燃焼器全数すなわち一括で調整してもよい。また、拡散燃焼用蒸気供給と予混合燃焼用蒸気供給とを各々燃焼器毎に調整してもよい。
【０１４７】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、拡散燃焼用燃料流量と予混合燃焼用燃料流量とのそれぞれにつき蒸気噴射流量補正係数による重み付けをして、これらの加算した信号に対して蒸気噴射流量を定めるので、拡散燃焼と予混合燃焼の各燃料流量につき蒸気噴射流量が所定の比率とされ、最良な拡散燃焼の燃料流量と蒸気流量とによってＮＯｘを減少させ、かつ、燃焼効率を向上させることができる。
【０１４８】
請求項２の発明によれば、発電機出力信号あるいは燃焼温度相当信号に応じて拡散燃焼用燃料流量と予混合燃焼用燃料流量とのそれぞれにつき蒸気噴射流量補正係数による重み付けをして、これらの加算信号に対して蒸気噴射流量を定めるので、拡散燃焼と予混合燃焼の各燃料流量につき蒸気噴射流量が所定の比率とされ、最良な拡散燃焼の燃料流量と蒸気流量とによってＮＯｘを減少させ、かつ、燃焼効率を向上させることができる。
【０１４９】
請求項３の発明によれば、実測蒸気噴射流量信号が異常に上昇したとき所定の比率で燃料分配率信号を上昇させるので、拡散燃焼用燃料流量と蒸気噴射流量が所定の比率で制限され、最良な拡散燃焼の燃料流量と蒸気流量とによりＮＯｘを減少させ、かつ、燃焼効率を向上させることができる。
【０１５１】
請求項４の発明によれば、拡散燃焼用燃料制御弁開度指令信号に応じて所定の比率で主蒸気噴射制御弁開度指令信号を出力すると共に、主蒸気噴射制御弁開度指令信号と副蒸気噴射制御弁開度指令信号とを所定の比率として生成出力するので、拡散燃焼に最適な蒸気の第１供給流量を得ることができ、かつ、予混合燃焼に最適な蒸気の第２供給流量を得ることができ、ＮＯｘ低減と燃焼効率向上を最良にでき、蒸気噴射流量が所定以上となることを抑制でき、燃焼器の失火を防止することができる。
【０１５２】
請求項５の発明によれば、燃料分配率信号に応じて所定の比率で主蒸気噴射制御弁開度指令信号を出力すると共に、主蒸気噴射制御弁開度指令信号と副蒸気噴射制御弁開度指令信号とを所定の比率として生成出力するので、拡散燃焼に最適な蒸気の第１供給流量を得ることができ、かつ、予混合燃焼に最適な蒸気の第２供給流量を得ることができ、ＮＯｘ低減と燃焼効率向上を最良にでき、蒸気噴射流量が所定以上となることを抑制でき、燃焼器の失火を防止することができる。
【０１５５】
請求項６の発明によれば、拡散燃焼用燃料制御弁開度指令信号に第１所定の重み付けがされた信号と予混合燃焼用燃料制御弁開度指令信号に第２所定の重み付け信号を加算した総合蒸気噴射流量設定信号に蒸気噴射流量分配率信号を乗算して主蒸気噴射流量設定信号とし、総合蒸気噴射流量設定信号から主蒸気噴射流量設定信号を減算して副蒸気噴射流量設定信号とするので、拡散燃焼に最適な蒸気の主蒸気噴射制御弁による第１供給流量と予混合燃焼に最適な蒸気の副蒸気噴射制御弁による第２供給流量の全流量を得ることができ、ＮＯｘ低減と燃焼効率向上を図ることができ、蒸気噴射流量が所定以上に高くなることを抑制でき、燃焼器の失火を防止することができる。
【０１５６】
請求項７の発明によれば、拡散燃焼用燃料制御弁開度指令信号に対して発電機出力信号あるいは燃焼温度相当信号に基づく第１所定の重み付けがされた信号と予混合燃焼用燃料制御弁開度指令信号に対して発電機出力信号あるいは燃焼温度相当信号に基づく第２所定の重み付け信号が加算され総合蒸気噴射流量設定信号とし、総合蒸気噴射流量設定信号に蒸気噴射流量分配率信号が乗算され主蒸気噴射流量設定信号とし、また、総合蒸気噴射流量設定信号から主蒸気噴射流量設定信号を減算して副蒸気噴射流量設定信号とするので、拡散燃焼に最適な蒸気の主蒸気噴射制御弁による第１供給流量と予混合燃焼に最適な蒸気の副蒸気噴射制御弁による第２供給流量の全流量を得ることができ、ＮＯｘ低減と燃焼効率向上を図ることができ、蒸気噴射流量が所定以上に大きくなることを抑制でき、燃焼器の失火を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態を示すガスタービンの制御装置の構成図である。
【図２】本発明の第２実施の形態を示すガスタービンの制御装置の構成図である。
【図３】本発明の第２実施の形態を示す関数発生器の設定を示す図である。
【図４】本発明の第３実施の形態を示すガスタービンの制御装置の構成図である。
【図５】本発明の第４実施の形態を示すガスタービンの制御装置の構成図である。
【図６】本発明の第５実施の形態を示すガスタービンの制御装置の構成図である。
【図７】本発明の第５実施の形態の関数発生器の設定を示す図である。
【図８】本発明の第６実施の形態を示すガスタービンの制御装置の構成図である。
【図９】本発明の第７実施の形態を示すガスタービンの制御装置の構成図である。
【図１０】本発明の第７実施の形態の関数発生器の設定を示す図である。
【図１１】本発明の第８実施の形態を示すガスタービンの制御装置の構成図である。
【図１２】本発明の第８実施の形態の関数発生器の設定を示す図である。
【図１３】本発明の第９実施の形態を示すガスタービンの制御装置の構成図である。
【図１４】本発明の第１０実施の形態を示すガスタービンの制御装置の構成図である。
【図１５】本発明の第１１実施の形態を示すガスタービンの制御装置の構成図である。
【図１６】本発明の第１２実施の形態を示すガスタービンの制御装置の構成図である。
【図１７】本発明の第１３実施の形態を示すガスタービンの制御装置の構成図である。
【図１８】従来の計画例を示すガスタービンの系統図である。
【図１９】従来の計画例のガスタービンの制御装置の構成図である。
【図２０】従来の計画例の燃料分配比率を求める関数発生器の設定を示す図である。
【図２１】従来の計画例の蒸気噴射流量設定を求める関数発生器の設定を示す図である。
【符号の説明】
２    燃焼器
２ａ    拡散燃焼用燃料バーナ
２ｂ    予混合燃焼用燃料バーナ
２ｃ    燃焼室
２ｄ    予混合燃焼室
２ｅ    蒸気供給ノズル
４    ガスタービン制御装置
４ａ    起動制御器
４ｂ    速度・負荷制御器
４ｃ    排ガス温度制御器
４ｄ    低値選択器
５ａ    第１燃料制御弁
５ｂ    第２燃料制御弁
９    燃料分配制御手段
９ａ，１０ｇ，１０ｈ，１０ｉ，１０ｒ    乗算器
９ｂ，１０ｄ，１０ｔ，１０ｕ    減算器
９ｃ，９ｄ，１０，１０ｆ，１０ｍ，１０ｎ，１０ｓ    関数発生器
９ｅ    高値選択器
１０    蒸気噴射制御手段
１０ａａ    第１蒸気噴射制御手段
１０ｂｂ    第２蒸気噴射制御手段
１０ｂ，１０ｐ    アナログスイッチ
１０ｃ，１０ｊ，１０ｋ，１０ｑ，１０ｗ    設定器
１０ｅ，１０ｖ    ＰＩＤ演算器
１０ｌ    加算器
１０ｏ    変化率検出器
【図１】
0003827783.tif 000002
【図２】
0003827783.tif 000003
【図３】
0003827783.tif 000004
【図４】
0003827783.tif 000005
【図５】
0003827783.tif 000006
【図６】
0003827783.tif 000007
【図７】
0003827783.tif 000008
【図８】
0003827783.tif 000009
【図９】
0003827783.tif 000010
【図１０】
0003827783.tif 000011
【図１１】
0003827783.tif 000012
【図１２】
0003827783.tif 000013
【図１３】
0003827783.tif 000014
【図１４】
0003827783.tif 000015
【図１５】
0003827783.tif 000016
【図１６】
0003827783.tif 000017
【図１７】
0003827783.tif 000018
【図１８】
0003827783.tif 000019
【図１９】
0003827783.tif 000020
【図２０】
0003827783.tif 000021
【図２１】
0003827783.tif 000022