压缩机的控制装置及具有该装置的燃气轮机发电设备的制作方法

文档序号:5243109阅读:103来源:国知局
专利名称:压缩机的控制装置及具有该装置的燃气轮机发电设备的制作方法
技术领域
本发明涉及对气体燃料等进行压缩的压缩机的控制装置及具有该装置的燃气轮机发电设备。
背景技术
以往,提出了一种燃气轮机用气体燃料供给装置,其是为使气体燃料用压缩机的排出压力保持在设定范围内而具备用于调节向燃气轮机的气体燃料供给量的控制机构的燃气轮机用气体燃料供给装置,其特征在于,上述控制机构由以下机构形成PI运算部,其对来自用于检测上述排出压力的压力检测器的信号进行比例、积分运算,并输出旁通阀操作信号,该旁通阀操作信号在该信号比设定值低时,减小旁通阀的开度,另一方面,在该信号比上述设定值高时,增大上述开度;第1运算电路,其检测上述燃气轮机的旋转速度,并基于该检测速度,将来自燃气轮机调速器的调速阀操作信号设为输入信号,并输出该阀开度越大、越将气体燃料消耗量设为大的燃料信号,上述燃气轮机调速器用于调节设置在向燃气轮机的燃料供给流路上的燃气轮机调速阀的开度;第2运算电路,其将该燃料信号设为输入信号,将相加在上述阀操作信号上的输出信号设为上述气体燃料消耗量越大、使上述旁通阀的开度越小的阀操作信号。(例如,专利文献1)专利文献1特许第3137498号公报但是,不管向压缩机供给的气体燃料的压缩状态(压缩机吸入侧温度、压力、气体比重或吸入侧压力和排出侧压力的压力差),由于气体燃料的供给源的种类(天然气井或天然气罐)以及与气体燃料供给源并列连接的其他的天然气需求地的使用状况、季节、昼夜的气温变化而进行各种变化,都不能与该变化对应,作为气体燃料供给装置,响应性差。

发明内容
本发明是用于解决这种现有的构成所具有的问题的发明,其目的在于提供一种相对于气体的压缩状态(压缩机吸入侧温度、压力、气体比重或吸入侧压力和排出侧压力的压力差)的变动,响应性好的压缩机的控制装置。
针对上述问题点,本发明通过以下各方法来解决问题。
(1)第1种方法的压缩机的控制装置,其控制向散热器上下贮水箱供给气体的压缩机,其特征在于,具备压力设定器,其用于设定所述散热器上下贮水箱的压力;压力调节器,其对由所述压力设定器设定的供给压力设定值、和由检测所述散热器上下贮水箱的压力的散热器上下贮水箱压力计测量出的供给压力测量值进行比较,以运算与压力差对应的压力操作值;压缩状态修正器,其针对从外部输入的负载指令值,进行测量气体的压缩状态并根据测量值来增减所述负载指令值的修正,以计算修正后的负载指令值;指令值函数发生器,其输入由所述压缩状态修正器运算出的修正后的负载指令值并对阀操作值进行运算;开度指令加法器,其将所述压力操作值作为修正操作值并与由所述指令值函数发生器运算出的阀操作值进行加法运算,以计算阀操作修正值;流量调整机构用函数发生器,其在输入由所述开度指令加法器运算出的阀操作修正值的同时,当所述阀操作修正值为规定值以上时,对随着所述阀操作修正值的增大而增加的流量调整开度指令值进行运算,并将此作为操作信号向所述压缩机的流入量调整机构输出;再循环阀用函数发生器,其在接收由所述开度指令加法器运算出的所述阀操作修正值的同时,当所述阀操作修正值小于所述规定值时,对随着所述阀操作修正值的增大而减小的再循环阀开度指令值进行运算,并作为安装于连接所述压缩机的排出侧和吸入侧的再循环线之间的再循环阀的控制信号而产生。
(2)第2种方法的压缩机的控制装置是所述第1种方法所述的控制装置,其特征在于,由设置在所述压缩机入口侧的入口气体温度计测量所述气体的压缩状态,所述压缩状态修正器基于由所述入口气体温度计测量的入口温度测量值增减所述负载指令值,并算出所述修正后的负载指令值。
(3)第3种方法的压缩机的控制装置是所述第1种方法所述的控制装置,其特征在于,由设置在所述压缩机入口侧的气体比重计测量所述气体的压缩状态,所述压缩状态修正器基于由所述气体比重计测量的气体的比重测量值来增减所述负载指令值,并算出所述修正后的负载指令值。
(4)第4种方法的压缩机的控制装置是所述第1种方法所述的控制装置,其特征在于,由设置在所述压缩机入口侧的入口气体压力计以及设置在出口侧的出口气体压力计测量所述气体的压缩状态,所述压缩状态修正器基于由所述入口气体压力计测量的入口压力测量值来增减所述负载指令值的同时,并基于由所述入口气体压力计测量的入口压力测量值和由出口气体压力计测量的出口压力测量值的压力比来增减所述负载指令值,以算出所述修正后的负载指令值。
(5)第5种方法的压缩机的控制装置是所述第1种方法所述的控制装置,其特征在于,由设置在所述压缩机入口侧的入口气体温度计以及气体比重计测量所述气体的压缩状态,所述压缩状态修正器基于由所述入口气体温度计测量的入口温度测量值来增减所述负载指令值的同时,并基于由所述气体比重计测量的气体的比重测量值来增减所述负载指令值,以算出所述修正后的负载指令值。
(6)第6种方法的压缩机的控制装置是所述第1种方法所述的控制装置,其特征在于,由设置在所述压缩机的入口侧的入口气体温度计以及入口气体压力计测量所述气体的压缩状态的同时,并由设置在出口侧的出口气体压力计测量所述气体的压缩状态,所述压缩状态修正器基于由所述入口气体温度计测量的入口温度测量值来增减所述负载指令值,并基于所述入口气体压力计测量的入口压力测量值增减所述负载指令值的同时,基于由所述入口气体压力计测量的入口压力测量值和由出口气体压力计测量的气体的出口压力测量值的压力比来增减所述负载指令值,以算出所述修正后的负载指令值。
(7)第7种方法的压缩机的控制装置是所述第1种方法所述的控制装置,其特征在于,由设置在所述压缩机的入口侧的气体比重计以及入口气体压力计测量所述气体的压缩状态的同时,并由设置在出口侧的出口气体压力计测量所述气体的压缩状态,所述压缩状态修正器基于由所述气体比重计测量的气体的比重测量值来增减所述负载指令值,并基于所述入口气体压力计测量的气体压力测量值来增减所述负载指令值的同时,基于由所述入口气体压力计测量的入口压力测量值和由出口气体压力计测量的气体的出口压力测量值的压力比来增减所述负载指令值,以算出所述修正后的负载指令值。
(8)第8种方法的压缩机的控制装置是所述第1种方法所述的控制装置,其特征在于,由设置在所述压缩机的入口侧的入口气体温度计、入口气体压力计以及气体比重计测量所述气体的压缩状态的同时,并由设置在出口侧的出口气体压力计测量所述气体的压缩状态,所述压缩状态修正器基于由入口气体温度计测量的入口温度测量值来增减所述负载指令值、基于由所述气体比重计测量的气体的比重测量值来增减所述负载指令值、基于由所述入口气体压力计测量的入口压力测量值来增减所述负载指令值的同时,基于由所述入口气体压力计测量的入口压力测量值和由出口气体压力计测量的气体的出口压力测量值的压力比来增减所述负载指令值,以算出所述修正后的负载指令值。
(9)第9种方法的压缩机的控制装置是所述第1至第8种的任一方法中所述的控制装置,其特征在于,具备加法器,其对从所述压力调节器输入的所述压力操作值和由供给线路流量计测量的供给流量测量值进行加法运算,并输出压力操作修正值;流量调节器,其根据所述压力操作修正值和由散热器上下贮水箱供给线路流量计测量的水箱供给流量测量值之差来运算所述修正操作值;所述开度指令加法器对由所述指令值函数发生器运算的所述阀操作值和从所述流量调节器输入的所述修正操作值进行加法运算,以算出所述阀操作修正值。
(10)第10种方法的压缩机的控制装置是所述第1至第9种的任一方法中所述的控制装置,其特征在于,所述流入量调整机构是被设置在所述压缩机的入口处的入口导流叶片。
(11)第11种方法的压缩机的控制装置是所述第1至第9种的任一方法中所述的控制装置,其特征在于,所述流入量调整机构是使所述压缩机旋转的原动机的转速控制器。
(12)第12种方法的燃气轮机发电成套设备,其特征在于,具备连接在气体供给源的气体供给线路;连接在所述气体供给线路上的压缩机吸入线路;安装于所述压缩机吸入线路之间的入口导流叶片;在所述压缩机吸入线路上连接入口侧的压缩机;驱动所述压缩机的原动机;连接在所述压缩机的出口侧的压缩机排出线路;连接所述压缩机排出线路和所述气体供给线路的再循环线路;安装于所述再循环线路之间的再循环阀;连接在所述压缩机排出线路上的散热器上下贮水箱供给线路;在所述散热器上下贮水箱供给线路上连接入口侧的散热器上下贮水箱;连接在所述散热器上下贮水箱的出口侧的燃气轮机供给线路;连接在所述燃气轮机供给线路上并用于驱动发动机的燃气轮机;和所述第1至第11种的任一方法中所记载的压缩机的控制装置。
技术方案范围所记载的各技术方案的发明采用了上述(1)~(12)所记载的各方法,由于由从外部输入的负载指令值来测量气体的压缩状态(压缩机吸入侧温度、压力、气体比重或吸入侧压力和排出侧压力的压力差的至少某一项),并根据测量值进行增减上述负载指令值的补正,所以可以改善针对气体的压缩状态的变动的控制性。


图1是本发明的第1实施方式的气体燃料压缩供给线路以及压缩机的控制装置的框图。
图2是图1的压缩状态修正器的详细框图,(A)是表示压缩状态修正器的第一例的控制框图,(B)是表示第二例的控制框图。
图3是以图2的温度函数发生器的入口温度测量值和入口温度修正系数之间的关系为示例的曲线图。
图4是以图2的压力函数发生器的入口压力测量值和入口压力修正系数之间的关系为示例的曲线图。
图5是以图2的压力比函数发生器的压力比率和压力比修正系数之间的关系为示例的曲线图。
图6是以图2的气体比重函数发生器的比重测量值和比重修正系数之间的关系为示例的曲线图。
图7是以通过图2的流量调整机构用函数发生器的入口压力测量值而使流量调整开度指令发生变化时的阀操作修正值和流量调整开度指令值之间的关系为示例的曲线图。
图8是将阀操作值作为参数而例示图1的指令值函数发生器的修正后的负载指令值和供给压力设定值之间的关系的特性图。
图9是以图1的指令值函数发生器修正后的负载指令值和阀操作值之间的关系为示例的曲线图。
图10是以图1的流量调整机构用函数发生器的阀操作修正值和流量调整开度指令值的函数为示例的曲线图。
图11是图1的再循环阀用函数发生器的阀操作修正值和再循环阀开度指令值的函数为示例的曲线图。
图12是以图1的排出流量控制设定值函数发生器的流量调整开度指令值和排出流量设定值的函数为示例的曲线图。
图13是表示图1的排出流量控制设定值函数发生器的抗浪涌控制线的IGV开度和流量设定值的关系的图。
图14是以压缩机的转速作为参数而例示本发明的第2实施方式的排出流量和排出压力之间的关系的特性图。
图15是本发明的第2实施方式的气体燃料压缩供给线路以及压缩机的控制装置的框图。
图16是本发明的第3实施方式的气体燃料压缩供给线路以及压缩机的控制装置的框图。
图中1-压缩机,2-原动机,3-燃气轮机,4-发电机,5-气体燃料供给源,6-气体燃料供给线路,7-压缩机吸入线路,8-压缩机排除线路,9-再循环线路,10-散热器上下贮水箱供给线路,11-燃气轮机供给线路,12-散热器上下贮水箱,13-IGV(入口导流叶片),14-再循环阀,15-止回阀,16-断流阀,20-入口气体温度计,21-入口气体压力计,22-气体比重计,23-出口气体压力计,24-出口气体流量计,25-散热器上下贮水箱供给线路流量计,26-散热器上下贮水箱压力计,27-燃气轮机供给线路流量计,28-转速表,30-压缩机的控制装置,31-压缩状态修正器,32-指令值函数发生器,33-开度指令加法器,34-流量调整机构用函数发生器,35-再循环阀用函数发生器,36-高位选择器,37-排出流量控制设定值函数发生器,38-流量调节器,40-压力设定器,41-压力调节器,42-加法器,43-流量调节器,50-燃气轮机控制监视装置,51-温度函数发生器,52-压力函数发生器,53-除法器,54-压力比函数发生器,55-气体比重函数发生器,56a、56b、56c、56d-乘法器,56e、56f、56g、56h-加法器,60-转速控制器,PV1-涡轮机供给压力测量值,PV2-排出流量测量值,PV3-燃气轮机供给流量测量值,PV4-水箱供给流量测量值,PV5-入口温度测量值,PV6-入口压力测量值,PV7-比重测量值,PV8-出口压力测量值,R1-入口温度修正系数,R1a-入口温度修正负载率,R2-入口压力修正系数,R2a-入口压力修正负载率,R3-压力比修正系数,R3a-压力比修正负载率,R4-比重修正系数,R4a-比重修正负载率,SV0-负载指令值,SV1-修正后的负载指令值,SV2-供给压力设定值,MV2-阀操作值,MV3-修正操作值,MV4-阀操作修正值,MV5-流量调整开度指令值,MV6-排出流量设定值,MV7-排出流量操作值,MV8-再循环阀开度指令值,MV9-压力操作值,MV10-压力操作修正值。
具体实施例方式
下面,根据图1~图16对本发明的各实施方式进行说明。
图1~图13是表示本发明的第1实施方式的图,图1是本发明的第1实施方式的气体燃料压缩供给线路以及压缩机的控制装置的框图。图2是图1的压缩状态修正器的详细框图,(A)是表示压缩状态修正器的第一例的控制框图,(B)表示第二例的控制框图。图3是以图2的温度函数发生器的入口温度测量值和入口温度修正系数之间的关系为示例的曲线图。图4是以图2的压力函数发生器的入口压力测量值和入口压力修正系数之间的关系为示例的曲线图。图5是以图2的压力比函数发生器的压力比率和压力比修正系数之间的关系为示例的曲线图。图6是以图2的气体比重函数发生器的比重测量值和比重修正系数之间的关系为示例的曲线图。
图7是以通过图1的流量调整机构用函数发生器的入口压力测量值而使流量调整开度指令发生变化时的阀操作修正值和流量调整开度指令值之间的关系为示例的曲线图。
图8是将阀操作值作为参数而例示了图1的指令值函数发生器的修正后的负载指令值和供给压力设定值之间的关系的特性图。图9是以图1的指令值函数发生器修正后的负载指令值和阀操作值之间的关系为示例的曲线图。
图10是以图1的流量调整机构用函数发生器的阀操作修正值和流量调整开度指令值的函数为示例的曲线图。图11是图1的再循环阀用函数发生器的阀操作修正值和再循环阀开度指令值的函数为示例的曲线图。图12是以图1的排出流量控制设定值函数发生器的流量调整开度指令值和排出流量设定值的函数为示例的曲线图。图13是表示图1的排出流量控制设定值函数发生器的抗浪涌控制线路(anti-surge control line)的IGV开度和流量设定值的关系的图。
如图1所示,在气体燃料供给源5上,经由气体燃料供给线路(管道)6、作为调整气体燃料的流入的流入量调整机构的入口导流叶片(inlet guidevane或入口导向叶片。以下称作“IGV”)13以及压缩机吸入线路(管道)7,连接有压缩机1的吸入口。
另外,由气体燃料供给源5供给的气体燃料的各条件(流体温度、入口流体压力、流体比重等)根据气体燃料供给源5的种类(天然气井或天然气罐)、与气体燃料供给源5并列连接的其他天然气需求地的使用情况、季节、昼夜的气温变化而发生各种各样的变化。
此外,压缩机1的旋转轴经由省略图示的离合器(clutch)而连接在蒸汽轮机、电动马达等原动机(motor)2上。
压缩机1的排出口经由压缩机排出线路(管道)8、止回阀15、断流阀16、散热器上下贮水箱供给线路(管道)10,连接在散热器上下贮水箱12的入口上。
散热器上下贮水箱12的出口经由燃气轮机供给线路(管道)11连接在燃气轮机3上。
燃气轮机3的旋转轴经由省略图示的离合器等连接在发电机4上。
另外,在燃气轮机3的气体入口上配置有省略图示的调节器(流量调节阀),该调节器根据被要求的负载而对气体燃料的导入量进行调节。
而且,压缩机排出线路8和气体燃料供给线路6通过介有再循环阀(被称为回流阀或RCV(Recycle Valve))14的再循环线路(被称作回流管道或旁通管道)9而连接。
另外,在再循环线路9内流动的气体燃料由压缩机1压缩而变成高温。
而且,虽然在再循环线路9内安装有省略图示的冷却器,但在气体燃料的流量急剧变化时,不能充分地进行冷却,这也成为在压缩机吸入线路7内流动的气体燃料的温度上升的一个原因。
进而,再循环阀14也具有抗浪涌控制功能,并具有在压缩机1进入浪涌状态时为了迅速地脱离该状态而打开、以降低排出压力的功能。
为此,再循环阀14使用与IGV13相比,响应性、控制精度优良的装置。
在上述构成中,由气体燃料供给源5供给的气体燃料经由气体燃料供给线路6、IGV13以及压缩机吸入线路7,由压缩机1吸引并压缩。
由压缩机1压缩过的气体燃料经由压缩机排出线路8、止回阀15、断流阀16以及散热器上下贮水箱供给线路10,而被贮存在散热器上下贮水箱12内。
该散热器上下贮水箱12具有缓和气体燃料的急剧的压力、流量等的变动的功能。
而且,散热器上下贮水箱12内的气体燃料经由燃气轮机供给线路11向驱动发电机4的燃气轮机3供给,并在此燃烧。
另外,在压缩机吸入线路7上安装有测量向压缩机1供给气体燃料的温度并输出入口温度测量值PV5的输入气体温度计20、测量压力并输出入口压力测量值PV6的入口气体压力计21、以及测量比重并输出比重测量值PV7的气体比重计22。
在压缩机排出线路8上安装有测量从压缩机1排出的气体燃料的压力并输出出口压力测量值PV8的出口气体压力计23、以及测量流量并输出排出流量测量值PV2的出口气体流量计24。
另外,在散热器上下贮水箱供给线路10上安装有测量向散热器上下贮水箱12供给气体燃料的供给量并输出水箱供给流量测量值PV4的散热器上下贮水箱供给线路流量计25。
在散热器上下贮水箱12或散热器上下贮水箱供给线路10的散热器上下贮水箱12附近,安装有检测散热器上下贮水箱12内的气体燃料的压力并输出涡轮机供给压力测量值PV1的散热器上下贮水箱压力计26。
在燃气轮机供给线路11上安装有测量向燃气轮机3供给的气体燃料的流量并输出燃气轮机供给流量测量值PV3的燃气轮机供给线路流量计27。
在燃气轮机3的运行时,上述入口气体温度计20、入口气体压力计21、气体比重计22、出口气体压力计23、出口气体流量计24、散热器上下贮水箱供给线路流量计25、散热器上下贮水箱压力计26、燃气轮机供给线路流量计27中的测量值经由信号电线向压缩机的控制装置30输出。
另一方面,从燃气轮机控制监视装置50向压缩机的控制装置30的压缩状态修正器31输入燃气轮机3所需的气体燃料的排出流量的负载指令值SV0。
而且,由上述各测量机器或各操作盘输出的各测量值、或输出信号不言而喻被变换为一般使用的规定电信号。
另外,虽然压缩机的控制装置30被设置成和燃气轮机控制监视装置50一体或单独设置的计算机的方式,压缩机的控制装置30内的各函数发生器、运算器等被设置成实行该等的程序、序列块(sequence block)或存储器的方式,但并未限于此,也可以通过每个电路而构成。
首先,基于图2,对压缩机的控制装置30的压缩状态修正器31中的运算内容进行说明。
在运行时,即使负载指令值SV0相同,由于气体燃料的压缩状态(流体温度、入口流体压力、流体比重、出口流体压力等),向燃气轮机3的气体燃料供给量也会发生较大变动。
因此,该被输入的负载指令值SV0在压缩机的控制装置30内的压缩状态修正器31中进行下面的修正,以便即使压缩状态变化,燃气轮机3的燃烧也不发生变动。
即,压缩状态修正器31根据气体燃料的压缩状态(流体温度、入口流体压力、流体比重、出口流体压力等)来进行增减负载指令值SV0的修正。
如图2A所示,在压缩状态修正器31中,从设置在压缩机吸入线路7的入口气体温度计20向温度函数发生器51输入气体燃料的入口温度测量值PV5。
然后,在温度函数发生器51通过图3所示的函数,对随着入口温度测量值PV5变高而变高的入口温度修正系数R1进行运算,并向乘法器56a输出。
另外,如图3所示,温度函数发生器51中的变换函数是如下的变换函数,即入口温度测量值PV5是预先设定了的规定(基准)温度(例如摄氏15℃,即绝对温度288°)时,入口温度修正系数以1.0的点为基准,入口温度修正系数R1与绝对温度大致成比例地增加。
从配置在压缩机吸入线路7的入口气体压力计21向压力函数发生器52输入气体燃料的入口压力测量值PV6。
然后,压力函数发生器52比较预先设定了的规定(基准)压力(例如22BarG)和入口压力测量值PV6,对与图4所示的入口压力测量值PV6成比例地变低的入口压力修正系数R2进行运算,并向乘法器56a输出。
上述入口压力测量值PV6也被输入到除法器53。
另外,从设置在压缩机排出线路8上的出口气体压力计23向乘法器53也输入气体燃料的出口压力测量值PV8。
除法器53对入口压力测量值PV6和出口压力测量值PV8的压力比率进行运算,并向压力比函数发生器54输出。
然后,压力比函数发生器54通过图5所示的函数,比较上述的压力比率和预先设定了的规定(基准)压力比率(例如,压力比=1.85),如图5所示,对随着运算的压力比率变低而变低的压力比修正系数R3进行运算,并向乘法器56b输出。
从配置在压缩机吸入线路7的气体比重计22向气体比重函数发生器55输入气体燃料的比重测量值PV7。
然后,气体比重函数发生器55通过图6所示的函数,比较预先设定了的规定(基准)比重(例如,比重=0.95)和比重测量值PV7,对与比重测量值PV7成比例地变低的比重修正系数R4进行运算,并向乘法器56c输出。
在乘法器56a中,对从上述温度函数发生器51输入的入口温度修正系数R1和从压力函数发生器52输入的入口压力修正系数R2进行乘法运算,并将乘法运算结果向乘法器56b输出。
在乘法器56b中,对从乘法器56a输入乘法运算结果和从压力比函数发生器54输入的压力比修正系数R3进行乘法运算,并将乘法运算结果向乘法器56c输出。
在乘法器56c中,对由乘法器56b输入的乘法运算结果和由气体比重函数发生器55输入的比重修正系数R4进行乘法运算,并将乘法运算结果向乘法器56d输出。
然后,在乘法器56d中,对由燃气轮机控制监视装置50输入的负载指令值SV0和由乘法器56c输入的乘法运算结果进行乘法运算。
即,在压缩状态修正器31中,将入口温度修正系数R1、入口压力修正系数R2、压力比修正系数R3、比重修正系数R4与由燃气轮机控制监视装置50输入的负载指令值SV0进行乘法运算、即进行修正,以算出修正后的负载指令值SV1。
向指令值函数发生器32输出该修正后的负载指令值SV1。
另外,从该负载指令值SV0向修正后的负载指令值SV1的修正运算方式并未限定于上述方式,运算顺序也并未特别限定。
此外,也可以是例如图2(b)所示的运算方式。
即,在各函数发生器51、52、54、55中,从进行了上述各运算的各系数中减去1,以对入口温度修正负载率R1a、入口压力修正负载率R2a、压力比修正负载率R3a、比重修正负载率R4a进行运算。
然后,将该等各修正负载率分别通过加法器56e、56f、56g、56h与负载指令值SV0进行加法运算,最终对与图2(a)所示的内容相同的进行了修正的修正后的负载指令值SV1进行运算,并向指令值函数发生器32输出。
另外,优选从负载指令值SV0到修正后的负载指令值SV1的修正,如上所述,基于上述各入口温度测量值PV5、入口压力测量值PV6、比重测量值PV7、入口压力测量值PV6和出口压力测量值PV8的压力比率、出口压力测量值PV8的所有来进行。
但是,不需要基于全部来进行修正,考虑到各压缩状态对燃气轮机3的燃烧的变动的影响度,也可以按照下面的组合来进行负载指令值SV0的修正。
a)仅基于入口温度测量值PV5,由温度函数发生器51对入口温度修正系数R1或入口温度修正负载率R1a进行运算,来算出修正后的负载指令值SV1。
b)仅基于比重测量值PV8,由气体比重函数发生器55对比重修正系数R4或比重修正负载率R4a进行运算,来算出修正后的负载指令值SV1。
c)基于入口压力测量值PV6和出口压力测量值PV8的压力比率,由压力比函数发生器54对压力比修正系数R3或压力比修正负载率R3a进行运算,且基于入口压力测量值PV6,由压力函数发生器52对入口压力修正系数R2或入口压力修正负载率R2a进行运算,来算出修正后的负载指令值SV1。
d)基于入口温度测量值PV5,由温度函数发生器51对入口温度修正系数R1或入口温度修正负载率R1a进行运算,且基于比重测量值PV7,由气体比重函数发生器55对比重修正系数R4或比重修正负载率R4a进行运算,来算出修正后的负载指令值SV1。
e)基于入口温度测量值PV5,由温度函数发生器51对入口温度修正系数R1或入口温度修正负载率R1a进行运算,基于入口压力测量值PV6和出口压力测量值PV8的压力比率,由压力比函数发生器54对压力比修正系数R3或压力比修正负载率R3a进行运算,且基于入口压力测量值PV6,由压力函数发生器52对入口压力修正系数R2或入口压力修正负载率R2a进行运算,来算出修正后的负载指令值SV1。
f)基于比重测量值PV8,由气体比重函数发生器55对比重修正系数R4或比重修正负载率R4a进行运算,基于入口压力测量值PV6和出口压力测量值PV8的压力比率,由压力比函数发生器54对压力比修正系数R3或压力比修正负载率R3a进行运算,且基于入口压力测量值PV6,由压力函数发生器52对入口压力修正系数R2或入口压力修正负载率R2a进行运算,来算出修正后的负载指令值SV1。
这样一来,通过选择气体燃料的压缩状态(流体温度、入口流体压力、流体比重、出口流体压力等)中、对燃气轮机3的燃烧的变动影响度大的状态,进行修正,从而可以有效地减小燃烧的变动。
接着,基于图8、图9,对压缩机的控制装置30的指令值函数发生器32的运算内容进行说明。
在指令值函数发生器32中,基于由压缩状态修正器31输入的修正后的负载指令值SV1、和从压缩机的控制装置30内的压力设定器40输入的供给压力设定值SV2,根据图8所示的函数对阀操作值MV2进行运算。
即,在图8中,压力流量特性曲线a、b以及c是分别以IGV13的开度为20%、50%、100%时的压缩机1的排出流量和排出压力的关系为示例的曲线。
根据该关系,气体燃料的温度、压力、比重等在规定的条件下,例如,在如图1所示的由压力设定器40设定的供给压力设定值SV2为P1、从压缩状态修正器31输入的修正后的负载指令值SV1为F1时,通过将IGV13的阀操作值MV2设定成50%,从而压缩机1在运行点A1运行。
而且,在从压缩状态修正器31输入的补正后的负载指令值SV1降低的情况下,使IGV13的开度减小,并使气体燃料的排出流量降低至与上述修正后的负载指令值SV1一致的量。
但是,IGV13由于其结构的原因,在某开度以下的控制精度变低。
因此,在该第1实施方式中,如后面所述,设定能够进行由IGV13实施的高精度流量控制的IGV13的最小开度(在该例中,开度为20%),IGV13的开度不能低于该最小开度。
若设定上述最小开度,则IGV13到达至该最小开度后,才可以使排出流量减小。
因此,如后面所述,在IGV13到达最小开度时,在保持该开度的同时,将从压缩机1排出的气体燃料的一部分经由再循环阀14返回到气体燃料供给线路6一侧。
即,若将所要求的气体燃料的排出流量例如设为图8所示的F2,则由于通过IGV13只能使排出流量减少至基于开度20%的排出流量F3(>F3),所以打开再循环阀14,以使与F3-F2对应的量的气体燃料回到气体燃料供给线路6一侧,即进行再循环。
由此,可向燃气轮机3一侧供给上述要求流量F2的气体燃料。
此时,压缩机1的运行点不是A2而是A3。
基于上述图8的、修正后的负载指令值SV1和阀操作值MV2的关系变成图9所示的函数。
这样一来,由指令值函数发生器32运算过的阀操作值MV2向开度指令加法器33输出。
在开度指令加法器33中,对由指令值函数发生器32输入的阀操作值MV2和由后述的流量调节器43输出的修正操作值MV3进行加法运算而求得阀操作修正值MV4,并向流量调整机构用函数发生器34以及再循环阀用函数发生器35输出阀操作修正值MV4。
另外,由开度指令加法器33而得到的阀操作修正值MV4在压缩机1的稳定运行中,变成与前馈控制用的阀操作值MV2大致相同。
即,这是由于在稳定运行中,作为散热器上下贮水箱12内的压力的涡轮机供给压力测量值PV1被保持在由压力设定器40设定的供给压力设定值SV2,且向散热器上下贮水箱12流入的气体燃料的量和流出的气体燃料的量是恒定(燃气轮机供给流量测量值PV3=水箱供给流量测量值PV4)的,所以修正操作值MV3大致变为零的缘故。
接着,对由开度指令加法器33输入的前馈控制用的修正操作值MV3进行说明。
在压缩机1的控制装置30上配置有压力设定器40,该压力设定器40用于设定向燃气轮机3供给的气体燃料的供给压力设定值SV2。
向压力调节器41输入该供给压力设定值SV2。
另一方面,也向压力调节器41输入由散热器上下贮水箱压力计26检测出的涡轮机供给压力测量值PV1。
在压力调节器41中,基于供给压力设定值SV2和涡轮机供给压力测量值PV1之间的偏差,进行PI(比例、积分)运算处理并通过下述式子运算压力操作值MV9,该压力操作值MV9作为反馈控制用的操作信号向加法器42输出。
压力操作值MV9=K1·(SV2-PV1)+K2·∫(SV2-PV1)dt
在加法器42中,对该压力操作值MV9和由燃气轮机供给线路流量计27输入的燃气轮机供给流量测量值PV3(前馈控制用)如下式那样进行加法运算,并作为压力操作修正值MV10向流量调节器43输出。
压力操作修正值MV10=MV9+K3·PV3也从散热器上下贮水箱供给线路流量计25向流量调节器43输入水箱供给流量测量值PV4(前馈控制用)。
在流量调节器43中,基于压力操作修正值MV10和水箱供给流量测量值PV4之间的偏差,进行PI(比例、积分)运算处理,运算操作增减值(前馈信号用)。
即,最终在压力调节器41、加法器42以及流量调节器43中,通过下面的式子运算修正操作值MV3。
修正操作值MV3=K4·(MV10-PV4)+K5·∫(MV10-PV4)dt其中,K1~K5为常数。
这样一来,通过前馈控制和反馈控制的组合,适应性高的压力控制成为可能。
如上所述,在从开度指令加法器33输入了阀操作修正值MV4的流量调整机构用函数发生器34中,基于图10所例示的函数,可以算出例如阀操作修正值MV4从0%至50%为止保持上述最小开度(例如20%),随着阀操作修正值MV4从50%开始增加而从20%至100%直线增加的流量调整开度指令值MV5。
另外,也可以按照下述方式进行,即替换由图2所示的压力函数发生器52而进行的运算,如图1的虚线所示,从入口气体压力计21输入气体燃料的入口压力测量值PV6,并根据该入口压力测量值PV6,使上述IGV13的最小开度发生变化。
即,如图7所示,若入口压力测量值PV6比预先设定了的规定(基准)压力降低,则使上述最小开度增加(例如30%),若上升,则使上述最小开度减少(例如10%),随着阀操作修正值MV4从50%开始增加,从该增加了的最小开度至100%,流量调整开度指令值MV5直线增加。
另外,如图10所示,虽然将IGV13和再循环阀14的分离点设定为50%,但该分离点并未限于50%。
即,图10所示的函数的斜率分别规定了IGV13的控制增益,为了改变该增益,根据入口压力测量值PV6改变上述分离点。
例如,若根据入口压力测量值PV6将分离点设置成比50%还大,则可缩短响应性差的IGV13的动作时间,另外,可以提高响应性良好的再循环阀14的动作稳定性。
这样一来,可以考虑IGV13的动作特性等来适当地设定上述转分离点,以便提高该等的控制性。
另一方面,IGV13具有操作叶片的省略图示的气动驱动器等驱动机构、叶片开度发送器以及IGV操作器。
而且,通过省略图示的IGV操作器,基于来自外部的开度指令,以使开度指令值与来自阀开度发送器的开度测量值一致的方式进行位置反馈控制。
并且,来自流量调整机构用函数发生器34的流量调整开度指令值MV5被输入到上述IGV操作器,并通过IGV操作器来控制IGV13的开度。
同样,在从开度指令加法器33输入了阀操作修正值MV4的再循环阀用函数发生器35中,基于图11所示例的函数,算出例如阀操作修正值MV4从0%至50%,将再循环阀14的开度从100%直线减少至0%;在阀操作修正值MV4在50%以上时,将再循环阀14的开度保持在0%的再循环阀开度指令值MV8。
算出的再循环阀开度指令值MV8被输入到高位选择器36。
另外,在上述第1实施方式中,如图11所示,虽然将再循环阀14的分离点设定为50%,但该分离点并未限于50%。
即,也可以从入口气体压力计21输入气体燃料的入口压力测量值PV6,并根据该入口压力测量值PV6而使再循环阀14的分离点变化。
即,图11所示的函数的斜率由于分别规定再循环阀14的控制增益,故为了改变该等增益,代替由图2所示的压力函数发生器52进行的运算,如图1的虚线所示,根据入口压力测量值PV6来改变上述分离点也可以。
例如,若将分离点设定成比50%还大,则可以提高响应性良好的再循环阀14的动作稳定性。
这样一来,可以考虑再循环阀14的动作特性等来适当地设定上述分离点,以便提高该等的控制性。
接着,对排出流量控制设定值函数发生器37进行说明。
在图8中,表示了关于压缩机1的浪涌线d、和确保用于抗浪涌的余量(margin)而设定的浪涌控制线(surging control line)e。
该浪涌线d、以及浪涌控制线e均是IGV13的开度的函数。
在排出流量控制设定值函数发生器37中,基于图12所例示的、表示图8所图示的浪涌控制线e的函数,基于由上述流量调整机构用函数发生器34提供的IGV13的流量调整开度指令值MV5,对用于抗浪涌的排出流量设定值MV6进行运算,并向流量调节器38输出。
另外,如图12所示,排出流量控制设定值函数发生器37中的变换函数是以下函数,即,基于在流量调整开度指令值MV5、或来自上述省略图示的阀开度发送器的开度信号从20%至100%间,排出流量设定值MV6从每IGV开度的压缩机1的性能曲线的浪涌线具有10%左右余量的抗浪涌控制线的如图13所示的函数。
在流量调节器38中,对排出流量操作值MV7进行运算,并向上述高位选择器36输出,上述排出流量操作值MV7对应于排出流量设定值MV6和由出口气体流量计24检测出来的排出流量测量值PV2的偏差。
在高位调节器36中,对从再循环阀用函数发生器35输入的再循环阀开度指令值MV8、和从流量调节器38输入的排出流量操作值MV7进行比较,并将比较结果中大的信号作为阀控制信号向再循环阀14输出。
另外,再循环阀14也和IGV13一样,具有对阀进行操作的省略图示的液压驱动器等驱动机构、阀开度发送器以及再循环阀操作器。
而且,基于从高位选择器36输入的信号,通过省略图示的再循环阀操作器,按照和来自阀开度发送器的开度一致的方式进行位置反馈控制。
通过上述构成,由于将由再循环阀开度指令值MV8进行的压力控制和由排出流量操作值MV7进行的前馈控制中的高位的控制有选择地适用于再循环阀14,所以可以回避在该等控制之间产生的干涉。
另外,由于不只是入口导流叶片13,再循环阀14也被活用于压缩机1的排出压力控制,所以在整个运行状态(负载切断时、稳定运行时等)中都可以得到良好的控制结果。
而且,由于入口导流叶片13和再循环阀14在分离区域(split range)进行工作,所以回避由于这些阀而产生的控制干涉。
下面,对本发明的第1实施方式的气体燃料的压缩机的控制装置30的动作进行说明。
首先,在压缩状态修正器31中,根据气体燃料的压缩状态(流体温度、入口流体压力、流体比重、出口流体压力等),进行负载指令值SV0的修正。
如果检测出的流体温度、入口流体压力、流体比重、出口流体压力等全部与预先设定了的规定(基准)的值相同,则修正后的负载指令值SV1=负载指令值SV0。
另外,在入口温度测量值PV5=20度/基准温度=15度、入口压力测量值PV6=28BarG/基准压力=22BarG、比重测量值PV7=1.09/基准比重=0.95、出口压力测量值PV8和入口压力测量值PV6的压力比=1.61/基准压力比=1.85的情况下,则入口温度修正系数R1=1.02、入口压力修正系数R2=0.83、压力比修正系数R3=0.85、比重修正系数R4=0.9。
因此,修正后的负载指令值SV1=0.647×负载指令值SV0(50%)=32.38%。
该算出的修正后的负载指令值SV1被输入到指令值函数发生器32。在指令值函数发生器32中,在修正后的负载指令值SV1为F1、供给压力设定值SV2为P1时,如图8所示,算出阀操作值MV2=50%。
而且,在修正操作值MV3=0%时,阀操作修正值MV4变为50%。
基于该阀操作修正值MV4,通过从流量调整机构用函数发生器34输出的流量调整开度指令值MV5,而将IGV13的开度设定在20%。
而且,基于阀操作修正值MV4,通过从再循环阀用函数发生器35输出的再循环阀开度指令值MV8,而将再循环阀14的开度设定成0%。
由于上述IGV13以及再循环阀14的开度设定通过前馈来实行,所以压缩机1的排出压力迅速地接近设定值P1。
而且,最终通过基于阀操作修正值MV4的反馈控制,而将上述排出压力精度优良地制定为设定值P1,其结果是,压缩机1的运行点变成图8所示的A1点。
接着,例如要求图8所示的排出流量F1的输出指令从燃气轮机控制监视装置50被输入到压缩机的控制装置30时,IGV13的开度被设定在作为上述最小开度的20%。
所以,压缩机1的流量变成F3。
另一方面,按照排出流量F3-F2的气体燃料在气体燃料供给线路6一侧进行再循环的方式来设定再循环阀14的开度。
即,打开再循环阀14,通过IGV13的过剩的燃料量经由上述再循环阀14而回到气体燃料供给线路6一侧。
其结果是,在散热器上下贮水箱供给线路10内流动的气体燃料的流量变成所要求的排出流量F2。
此时,通过由前馈控制进行的IGV13以及再循环阀14的开度设定,压缩机1的排出压力迅速地接近目标值P1,另外,通过反馈控制,将上述排出压力以良好的精度设定为目标值P1。
其结果是,压缩机的运行点变成A3点。
接着,针对发电机4的电力供给线路的断路器打开(trip)、并从燃气轮机控制监视装置50输入负载切断信号的情况进行说明。
此时,在压力设定器40中,供给压力设定值SV2如图8所示被设定为P2。
在负载切断时,例如要求图8所示的排出流量F4(燃气轮机3的燃料的燃烧可以维持的最小流量)的输出指令从燃气轮机控制监视装置50被输入到压缩机的控制装置30。
此时,若将IGV13的开度设定为作为上述最小开度的20%,则压缩机1在超过上述浪涌线d的浪涌区域运行。
但是,在该第1实施方式中,如上所述,由于从流量调节器38向高位选择器36输出表示抗浪涌控制用的排出流量操作值MV7的信号,所以可以回避压缩机1的浪涌运行。
即,若排出流量减少至进入浪涌区域,则排出流量操作值MV7变得比从再循环阀用函数发生器35所输出的再循环阀开度指令值MV8还大。
因此,在高位选择器36中,排出流量操作值MV7作为针对再循环阀14的阀控制信号而被选择,其结果,实行在浪涌控制线e中的运行。
此时,由于排出压力以使供给压力设定值SV2=P2的方式由IGV13进行控制,所以压缩机1的最终的运行点变为A5。
通过该运行点的设定,压缩机1在回避了浪涌的状态下运行。
另外,在上述运行点A5上,IGV13的开度变得比上述最小开度(20%)还大,另外,流量F5-F4的气体燃料经由再循环阀14而被再循环。
如上所述,根据上述本发明的实施方式的压缩机的控制装置,由于在压缩状态修正器31中,根据气体燃料的压缩状态(流体温度、入口流体压力、流体比重、出口流体压力等)来进行增减负载指令值SV0的修正,故可以进行对应于以下变化的迅速且精度优良的压缩机的控制,即气体燃料供给源5的种类(天然气井或天然气罐)、与气体燃料供给源5并列连接的其他天然气需求地的使用情况、季节、昼夜的气温变化;由发生各种变化的气体燃料供给源5供给的气体燃料的各条件(流体温度、入口流体压力、流体比重等)、或由进行再循环的气体燃料而产生变化的气体燃烧的温度的变化。
另外,由于不只是入口导流叶片13,再循环阀14也被活用于排出压力的控制,所以在整个运行状态(负载切断时、打开压缩机1以及燃气轮机3时、稳定运行时等)中可以抑制压缩机1的排出压力的变动,即可以提高排出压力的控制性。
而且,由于阀操作修正值MV4在50%以上时,使相对于再循环阀14的排出压力的指令信号为零并仅通过IGV13来控制排出压力,在阀操作修正值MV4小于50%时,使IGV13维持在最小开度(20%),并仅通过再循环阀14来控制排出压力,即由于IGV13和再循环阀14在分离区域进行工作,所以回避了由于该IGV13和再循环阀14而产生的排出压力控制的干涉。
另外,除了使排出压力的偏差消失的反馈控制,由于实行了使相对于散热器上下贮水箱12的气体燃料的入口流量的偏差消失的控制、并通过前馈控制和反馈控制的组合来控制排出压力,所以可以得到适应性高的压力控制,因此,即使在燃气轮机3有急剧变化的负载的要求时,也可以控制排出压力的变动。
而且,由于将排出压力控制和抗浪涌控制中的高位的控制适用于再循环阀14,所以也回避了在该等控制之间产生的干涉。
另外,在压缩机1的入口压力发生变化时,通过对应该入口压力而使上述IGV13的最小开度变化,从而可以进行更高精度的压力控制。
此外,在上述第1实施方式中,如图10以及图11所示,虽然将IGV13和再循环阀14的分离点设定在50%,但该分离点并未限定于50%。
即,由于图10以及图11所示的函数的斜率分别规定了各自的IGV13和再循环阀14的控制增益,为了改变该等的增益也可以变更上述分离点。
例如,若将分离点设定成比50%还大,则可以缩短响应性差的IGV13的动作时间,另外,可以提高响应性良好的再循环阀14的动作稳定性。
总而言之,考虑IGV13和再循环阀14的动作特性,可以适宜地设定上述分离点,以使这些控制性能得到提高。
接着,基于图14、图15,对本发明的第2实施方式进行说明。
图14是将压缩机的转速作为参数而例示本发明的第2实施方式的排出流量和排出压力之间的关系为示例的特性图,图15是本发明的第2实施方式的气体燃料压缩供给线路以及压缩机的控制装置的框图。
图14所示的曲线a1、b2、以及c3是以分别将压缩机1的转速设定成60%、80%以及100%时的压缩机1的排出流量和排出压力的关系为示例的曲线。
由该图14和图8的对比可知,即使代替IGV13的开度操作而对压缩机1的转速进行操作,也可以进行排出压力的控制。
图15表示了按照通过压缩机1的转速操作来控制排出压力的方式而构成的本发明的第2实施方式。
图15所表示的内容为去除本发明的第1实施方式的IGV13、并代替省略图示的IGV操作器,作为流入量调整机构而设置汽轮机等原动机2的转速控制器60,而且,代替省略图示的IGV13的阀开度发送器,而设置用于检测汽轮机等原动机2的转速的转速表28,上述汽轮机用于对压缩机1进行旋转驱动。
即使在本发明的第2实施方式中,也能得到与本发明的第1实施方式相同的效果。
另外,在本发明的第2实施方式中,虽然将由转速表28检测出来的压缩机1的实际转速输入到排出流量控制设定值函数发生器37,但也可以替代该方式,与本发明的第1实施方式同样,将由流量调整机构用函数发生器34输出的流量调整开度指令值MV5输入到排出流量控制设定值函数发生器37。
接着,基于图16对本发明的第3实施方式进行说明。
图16是本发明的第3实施方式的气体燃料压缩供给线路以及压缩机的控制装置的框图。
在本发明的第3实施方式中,相对本发明的第1实施方式,省略散热器上下贮水箱供给线路流量计25、燃气轮机供给线路流量计27、以及压缩机的控制装置30内的加法器42、流量调节器43,将来自压力调节器41的压力操作值MV9按其原样作为修正操作值MV3输入到开度指令加法器33。
根据该第3实施方式,由于省略了消除相对于散热器上下贮水箱12的气体燃料的进出流量的偏差,所以与本发明的第3实施方式相比,虽然控制精度降低若干,但可以进行和本发明的第1实施方式同样(降低若干)的控制。
另外,即使是本发明的第3实施方式的控制装置,也可以适用对压缩机1的转速进行操作来控制排出压力的图15所示的构成。
以上,针对本发明的第1、2、3实施方式进行了说明,但本发明并未限于上述各实施方式,当然也可以在本发明的范围内对其具体的结构进行各种变更。
例如,即使在按照下述方式而构成的设备中,也可以采用与本发明的第1、2、3实施方式同样的压缩机的控制装置30,即该成套设备的构成如下1个散热器上下贮水箱12;由多组燃气轮机供给线路11以及驱动发电机4的燃气轮机3等构成的需求地;由多组压缩机1、压缩机吸入线路7、压缩机排出线路8、介有再循环阀14的再循环线路9、散热器上下贮水箱供给线路10、各种测量仪器以及压缩机的控制装置30等构成的压缩供给源。
权利要求
1.一种压缩机的控制装置,其控制向散热器上下贮水箱供给气体的压缩机,其特征在于,具备压力设定器,其用于设定所述散热器上下贮水箱的压力;压力调节器,其对由所述压力设定器设定的供给压力设定值、和由检测所述散热器上下贮水箱的压力的散热器上下贮水箱压力计测量出来的供给压力测量值进行比较,以计算与压力差对应的压力操作值;压缩状态修正器,其针对从外部输入的负载指令值,进行测量气体的压缩状态并根据测量值来增减所述负载指令值的修正,以计算修正后的负载指令值;指令值函数发生器,其输入由所述压缩状态修正器运算出的修正后的负载指令值,并对阀操作值进行运算;开度指令加法器,其将所述压力操作值作为修正操作值并与由所述指令值函数发生器运算出的阀操作值进行加法运算,计算阀操作修正值;流量调整机构用函数发生器,其输入由所述开度指令加法器运算出的阀操作修正值的同时,当所述阀操作修正值在规定值以上时,对随着所述阀操作修正值的增大而增加的流量调整开度指令值进行运算,并将此作为操作信号向所述压缩机的流入量调整机构输出;再循环阀用函数发生器,其接收由所述开度指令加法器运算出的所述阀操作修正值的同时,当所述阀操作修正值小于所述规定值时,对随着所述阀操作修正值的增大而减小的再循环阀开度指令值进行运算,并作为安装于连接所述压缩机的排出侧和吸入侧的再循环线路之间的再循环阀的控制信号而产生。
2.根据权利要求1所述的压缩机的控制装置,其特征在于,由设置在所述压缩机的入口侧的入口气体温度计测量所述气体的压缩状态,所述压缩状态修正器基于由所述入口气体温度计测量的入口温度测量值增减所述负载指令值,以算出所述修正后的负载指令值。
3.根据权利要求1所述的压缩机的控制装置,其特征在于,由设置在所述压缩机的入口侧的气体比重计测量所述气体的压缩状态,所述压缩状态修正器基于由所述气体比重计测量的气体的比重测量值来增减所述负载指令值,以算出所述修正后的负载指令值。
4.根据权利要求1所述的压缩机的控制装置,其特征在于,由设置在所述压缩机的入口侧的入口气体压力计以及设置在出口侧的出口气体压力计测量所述气体的压缩状态,所述压缩状态修正器基于由所述入口气体压力计测量的入口压力测量值来增减所述负载指令值的同时,基于由所述入口气体压力计测量的入口压力测量值和由出口气体压力计测量的出口压力测量值的压力比来增减所述负载指令值,以算出所述修正后的负载指令值。
5.根据权利要求1所述的压缩机的控制装置,其特征在于,由设置在所述压缩机的入口侧的入口气体温度计以及气体比重计测量所述气体的压缩状态,所述压缩状态修正器基于由所述入口气体温度计测量的入口温度测量值来增减所述负载指令值的同时,基于由所述气体比重计测量的气体的比重测量值来增减所述负载指令值,以算出所述修正后的负载指令值。
6.根据权利要求1所述的压缩机的控制装置,其特征在于,由设置在所述压缩机的入口侧的入口气体温度计以及入口气体压力计测量所述气体的压缩状态的同时,由设置在出口侧的出口气体压力计测量所述气体的压缩状态,所述压缩状态修正器基于由所述入口气体温度计测量的入口温度测量值来增减所述负载指令值,并基于所述入口气体压力计测量的入口压力测量值来增减所述负载指令值的同时,基于由所述入口气体压力计测量的入口压力测量值和由出口气体压力计测量的气体的出口压力测量值的压力比来增减所述负载指令值,以算出所述修正后的负载指令值。
7.根据权利要求1所述的压缩机的控制装置,其特征在于,由设置在所述压缩机的入口侧的气体比重计以及入口气体压力计测量所述气体的压缩状态的同时,由设置在出口侧的出口气体压力计测量所述气体的压缩状态,所述压缩状态修正器基于由所述气体比重计测量的气体的比重测量值来增减所述负载指令值,并基于所述入口气体压力计测量的入口压力测量值来增减所述负载指令值的同时,基于由所述入口气体压力计测量的入口压力测量值和由出口气体压力计测量的气体的出口压力测量值的压力比来增减所述负载指令值,以算出所述修正后的负载指令值。
8.根据权利要求1所述的压缩机的控制装置,其特征在于,由设置在所述压缩机的入口侧的入口气体温度计、入口气体压力计以及气体比重计测量所述气体的压缩状态的同时,由设置在出口侧的出口气体压力计测量所述气体的压缩状态,所述压缩状态修正器基于由入口气体温度计测量的入口温度测量值来增减所述负载指令值、基于由所述气体比重计测量的气体的比重测量值来增减所述负载指令值、基于由所述入口气体压力计测量的入口压力测量值来增减所述负载指令值的同时,基于由所述入口气体压力计测量的入口压力测量值和由出口气体压力计测量的气体的出口压力测量值的压力比来增减所述负载指令值,以算出所述修正后的负载指令值。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的压缩机的控制装置,其特征在于,具备加法器,其对从所述压力调节器输入的所述压力操作值和由供给线路流量计测量的供给流量测量值进行加法运算,以输出压力操作修正值;流量调节器,其根据所述压力操作修正值和由散热器上下贮水箱供给线路流量计测量的水箱供给流量测量值之差来运算所述修正操作值,所述开度指令加法器对由所述指令值函数发生器运算出的所述阀操作值和从所述流量调节器输入的所述修正操作值进行加法运算,以算出所述阀操作修正值。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的压缩机的控制装置,其特征在于,所述流入量调整机构是被设置在所述压缩机的入口处的入口导流叶片。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的压缩机的控制装置,其特征在于,所述流入量调整机构是使所述压缩机旋转的原动机的转速控制器。
12.一种燃气轮机发电设备,其特征在于,具备连接在气体供给源的气体供给线路;连接在所述气体供给线路上的压缩机吸入线路;安装于所述压缩机吸入线路之间的入口导流叶片;在所述压缩机吸入线路上连接入口侧的压缩机;驱动所述压缩机的原动机;连接在所述压缩机的出口侧的压缩机排出线路;连接所述压缩机排出线路和所述气体供给线路的再循环线路;安装于所述再循环线路之间的再循环阀;连接在所述压缩机排出线路上的散热器上下贮水箱供给线路;在所述散热器上下贮水箱供给线路上连接入口侧的散热器上下贮水箱;连接在所述散热器上下贮水箱的出口侧的燃气轮机供给线路;连接在所述燃气轮机供给线路上并用于驱动发电机的燃气轮机;和权利要求1至11中任一项所记载的压缩机的控制装置。
全文摘要
本发明提供一种对于由压缩机供给的气体的压缩状态(压缩机吸入侧温度、压力、气体比重或吸入侧压力和排出侧压力的压力差)的变化,响应性良好的压缩机的控制装置。为此,本发明的压缩机的控制装置,其控制向连接在燃气轮机上的散热器上下贮水箱供给气体的压缩机,其特征在于,针对从外部输入的负载指令值,测量气体的压缩状态,并根据测量值进行增减负载指令值的修正,并向压缩机(1)的流入量调整机构输出。
文档编号F02C6/06GK1796746SQ20051012670
公开日2006年7月5日 申请日期2005年11月17日 优先权日2004年11月17日
发明者武多一浩, 竹下和子, 筒井诚, 吉田裕明, 平野谦吾 申请人:三菱重工业株式会社
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