专利名称：燃气轮机的控制装置及燃气轮机的起动方法
技术领域：
本发明涉及燃烧器上设有多个燃料喷射阀的燃气轮机的控制装置及起动方法。
背景技术：
已知有一种燃烧器上沿周向排列设置多个燃料喷射阀的燃气轮机(参照专利文献1)。此外，作为与本发明有关的在先技术文献还存在专利文献2。专利文献1 日本实开平3-64354号公报专利文献2 日本专利3131805号公报在如专利文献1所示的具备多个燃料喷射阀的燃气轮机中，将从各燃料喷射阀喷射的燃料在燃烧器内进行燃烧，并利用其燃烧气体来对涡轮进行旋转驱动。作为这种燃气轮机的起动方法，已知有一种首先从所有的燃料喷射阀分别喷射燃料，之后用火花塞等点火装置点燃这些燃料，从而开始对燃料进行燃烧的方法。一般的燃烧器只设有一个左右的点火装置。如众所周知，因点火产生的火焰是以从点火装置的周围向其外侧扩散的方式传播。而且，从各燃料喷射阀喷射的燃料是从该火焰到达的时刻起开始燃烧。因此，从处于距点火装置远的位置的燃料喷射阀喷射的燃料，在火焰到达之前以未燃烧的状态从燃烧器排出。因而，存在起动时从燃气轮机排出大量未燃烃的可能性。此外，这种起动方法，由于燃料以未燃的状态排出，所以会无端浪费燃料。因此，燃料经济性较差。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种燃气轮机的控制装置及起动方法，其能够充分抑制起动时从燃气轮机排出未燃烃，并且能够改善燃料经济性。本发明的燃气轮机的控制装置应用在燃气轮机上，该燃气轮机具备圆筒状的燃烧器，其被供给由压缩机压缩后的空气；多个燃料喷射阀，其以能够向上述燃烧器内喷射燃料的方式沿周向排列地设置于上述燃烧器；以及点火单元，其以能够对上述燃烧器内的燃料混合气点火的方式设置于上述燃烧器，该燃气轮机的控制装置具有控制单元，该控制单元在起动上述燃气轮机时，以位于远离上述点火单元的位置的燃料喷射阀的燃料喷射开始正时比位于靠近上述点火单元的位置的燃料喷射阀的燃料喷射开始正时延迟的方式控制上述多个燃料喷射阀的动作。根据本发明的控制装置，由于位于远离点火单元的位置的燃料喷射阀的燃料喷射开始正时延迟，因此能够抑制点火单元的周围产生的火焰到达之前的期间从该燃料喷射阀无端地喷射燃料的情况。由此，由于能够抑制未燃燃料的产生，因此能够充分抑制起动时从燃气轮机排出未燃烃的情况。此外，通过如此抑制无助于燃烧的燃料的无端喷射，能够改善燃气轮机的燃料经济性。在本发明的控制装置的一方式中，上述控制单元可以以从距上述点火单元最近的燃料喷射阀起向距上述点火单元最远的燃料喷射阀按规定的间隔依次打开处于它们之间的燃料喷射阀的方式控制上述多个燃料喷射阀的动作。如众所周知，在点火单元的周围产生的火焰以从其周围向外侧扩散的方式传播。在该方式中，由于从距点火单元最近的燃料喷射阀起向最远的燃料喷射阀依次打开它们之间的燃料喷射阀，因此按照火焰到达的顺序分别打开各燃料喷射阀。因此，能够使从各燃料喷射阀喷射的燃料迅速燃烧。从而，能够抑制从各燃料喷射阀无端地喷射燃料并迅速起动燃气轮机。在本发明的控制装置的一方式中，还可以具备温度检测单元，该温度检测单元配置在上述多个燃料喷射阀中距上述点火单元最近的燃料喷射阀的周围，并用于检测上述燃烧器内的温度，上述控制单元使距上述点火单元最近的燃料喷射阀喷射燃料，之后在由上述温度检测单元检测出的温度为规定判定温度以上的情况下，使距上述点火单元最近的燃料喷射阀之外的燃料喷射阀喷射燃料。在燃料开始燃烧时，因该燃烧产生的热而燃烧器内的温度上升。因此，对于燃烧器内燃料是否在燃烧，能够根据燃烧器内的温度来判断。本方式中，在由温度检测单元检测出的温度达到规定的判定温度的情况下，从距点火单元最近的燃料喷射阀之外的燃料喷射阀喷射燃料。此时，通过适当设定判定温度，能够使从这些燃料喷射阀喷射的燃料可靠地燃料。从而，能够进一步抑制起动时从燃气轮机排出未燃烃的情况。在本发明的控制装置的一方式中，对各燃料喷射阀可以根据距上述点火单元的距离来分别设定滞后时间，上述控制单元在从使距上述点火单元最近的燃料喷射阀喷射燃料的时刻开始经过的时间为任一燃料喷射阀的滞后时间以上的情况下，使被设定了该滞后时间的燃料喷射阀喷射燃料。在点火单元周围产生的火焰到达各燃料喷射阀所需的时间是根据距点火单元的距离来决定的。因此，本方式中，通过适当地设定滞后时间，能够在火焰到达燃料喷射阀时从该燃料喷射阀喷射燃料。因此，能够抑制从各燃料喷射阀无端地喷射燃料且迅速起动燃气轮机。本方式中，上述滞后时间可以为由距上述点火单元最近的燃料喷射阀喷射的燃料而产生的火焰预计到达各燃料喷射阀的时间。通过如此设定各燃料喷射阀的滞后时间，能够在火焰到达燃料喷射阀时从该燃料喷射阀喷射燃料。本发明的燃气轮机的起动方法应用在燃气轮机上，该燃气轮机具备圆筒状的燃烧器，其被供给由压缩机压缩后的空气；多个燃料喷射阀，其以能够向上述燃烧器内喷射燃料的方式沿周向排列地设置于上述燃烧器；以及点火单元，其以能够对上述燃烧器内的燃料混合气点火的方式设置于上述燃烧器，该燃气轮机的控制方法中，在起动上述燃气轮机时，以使位于远离上述点火单元的位置的燃料喷射阀的燃料喷射开始正时比位于靠近上述点火单元的位置的燃料喷射阀的燃料喷射开始正时延迟的方式分别控制上述多个燃料喷射阀的动作。根据本发明的起动方法，与上述的控制装置一样，由于使位于远离点火单元的位置的燃料喷射阀的燃料喷射开始正时延迟，因此能够抑制点火单元周围产生的火焰到达之前的期间从该燃料喷射阀无端地喷射燃料的情况。因此，能够充分抑制起动时从燃气轮机排出未燃烃的情况。此外，能够改善燃气轮机的燃料经济性。在本发明的起动方法的一方式中，可以在起动上述燃气轮机时，从距上述点火单元最近的燃料喷射阀起向距上述点火单元最远的燃料喷射阀按规定的间隔依次打开处于它们之间的燃料喷射阀。此时，由于按照火焰到达的顺序依次分别打开各燃料喷射阀，因此能够使从各燃料喷射阀喷射的燃料迅速燃烧。从而，能够抑制从各燃料喷射阀无端地喷射燃料的情况且迅速起动燃气轮机。在本发明的起动方法的一方式中，可以在距上述点火单元最近的燃料喷射阀正喷射燃料的状态下，上述燃烧器内的温度成为规定的判定温度以上时，使距上述点火单元最近的燃料喷射阀之外的燃料喷射阀喷射燃料。此时，通过适当地设定判定温度，能够使距点火单元最近的燃料喷射阀之外的燃料喷射阀喷射的燃料可靠地燃烧。从而，能够进一步抑制起动时从燃气轮机排出未燃烃的情况。在本发明的起动方法的一方式中，各燃料喷射阀可以根据距上述点火单元的距离来分别设定滞后时间，在从使距上述点火单元最近的燃料喷射阀喷射燃料的时刻经过的时间成为任一燃料喷射阀的滞后时间以上的情况下，使被设定了该滞后时间的燃料喷射阀喷射燃料。此时，通过适当地设定滞后时间，能够使火焰到达燃料喷射阀时从该燃料喷射阀喷射燃料。因此，能够抑制从各燃料喷射阀无端地喷射燃料的情况且迅速起动燃气轮机。本方式中，上述滞后时间可以为由距上述点火单元最近的燃料喷射阀喷射的燃料而产生的火焰预计到达各燃料喷射阀的时间。此时，能够使火焰到达燃料喷射阀时从该燃料喷射阀喷射燃料。
图1为表示装配了本发明第一方式涉及的控制装置的燃气轮机的简要图。图2为表示图1的II-II线的燃烧器的剖视图。图3为图1的电子控制装置所执行的起动控制程序的流程图。图4为表示第一方式的各燃料喷射阀的气门开启时间的一例的图。图5为表示装配了本发明第二方式涉及的控制装置的燃气轮机的燃烧器的剖视图。图6为表示图5的电子控制装置所执行的起动控制程序的流程图。图7为表示第二方式的各燃料喷射阀的气门开启时间的一例的图。
具体实施例方式(第一方式)图1为表示装配了本发明第一方式涉及的控制装置的燃气轮机的简要图。燃气轮机1具备筒状的外侧壳体2和直径小于外壳壳体2的筒状的内侧壳体3。如该图所示，内侧壳体3以同轴设在外壳壳体2的内侧，并在外侧壳体2和内侧壳体3之间形成有旁通流路 4。此外，燃气轮机1具备风扇10、低压压缩机20、高压压缩机30、燃烧器40、高压涡轮50a 及低压涡轮50b。在它们的中心部分，贯通有能够绕轴线Ax旋转地被设置的低速轴fe及高速轴恥。风扇10配置在内侧壳体3的外侧，除风扇10之外都配置在内侧壳体3内。如该图所示，在燃气轮机1上设有作为起动单元的起动机6。起动机6为公知的电动机。起动机6和高速轴恥通过动力传递机构7连接，以能够相互传递旋转。另外，起动机6在燃气轮机1的运转中被高速轴恥旋转驱动，作为发电机发挥作用。风扇10具备多个风扇叶片11。这些多个风扇叶片11以与低速轴fe —体地旋转的方式设在低速轴fe的一端。低压压缩机20由具备多个动翼(未图示)和多个静翼(未图示)轴流式压缩机构成，其中，多个动翼与高速轴恥一体地旋转，多个静翼不能旋转地固
6定在内侧壳体3上。低压压缩机20的导入口设在风扇10的下方，排出口与高压压缩机30 的导入口连接。高压压缩机30由具备与高速轴恥一体地旋转的叶轮(未图示)的离心式压缩机构成。高压压缩机30的排出口与燃烧器40的导入口连接。燃烧器40形成为以轴线Ax为中心的环状。图2表示图1的II-II线的燃烧器40 的截面。如该图所示，在燃烧器40上设有能够向其内部40a喷射燃料的多个(在图2中为 12个)燃料喷射阀41。这些燃料喷射阀41沿周向等间隔配置。另外，在各燃料喷射阀41 上标记#1 #12的编号以相互区分。燃料喷射阀41构成为，能够在向燃烧器41内喷射燃料的开阀状态和停止喷射的闭阀状态之间进行切换。这些多个燃料喷射阀41与共通的燃料供给管42连接。在燃料供给管42上设有输出与内部的压力对应的信号的燃料压力传感器43。燃料供给管42经由燃料通道44与未图示的燃料罐连接。在燃料通道44上设有燃料泵45和流量控制装置46，其中，该燃料泵45用于从燃料罐向燃料供给管42运送燃料，该流量控制装置46用于控制被运送到燃料供给管42的燃料的流量。流量控制装置46具备返回通道46a，该返回通道46a用于使不需要的燃料返回到燃料罐。此外，在燃烧器40上设有火花塞47，该火花塞47作为点火机构能够点燃燃烧器 40内的燃料混合气。火花塞47距#1燃料喷射阀41的距离和距#7燃料喷射阀41的距离大致相同地设在这些#1和#7燃料喷射阀41之间。在燃烧器40上设有输出与燃烧器40 内的温度对应的信号的第一温度传感器48和第二温度传感器49。如该图所示，第一温度传感器48设在#1燃料喷射阀41和#2燃料喷射阀41之间。第二温度传感器49设在#7燃料喷射阀41和#8燃料喷射阀41之间。返回到图1继续说明燃气轮机1。燃烧器40的排出口与高压涡轮50a的导入口连接。高压涡轮50a由具备多个动翼(未图示)和多个静翼(未图示)的轴流式涡轮构成， 其中，多个动翼与高速轴恥一体地旋转，多个静翼不能旋转地固定在内侧壳体3上。高压涡轮50a的排出口与低压涡轮50b的导入口连接，从高压涡轮50a排出的气体被运送到低压涡轮50b。低压涡轮50b具备与低速轴fe —体地旋转的多个动翼(未图示)和不能旋转地被固定的多个静翼(未图示)。低压涡轮50b的排出口向大气中开放。另外，这些部分与公知的燃气轮机相同，故省略详细说明。在该燃气轮机1中，利用风扇10将空气导入到外侧壳体2内。被导入的空气，其一部分被送往低压压缩机20，其余的被送往旁通流路4。被送往低压压缩机20的空气在低压压缩机20及高压压缩机30中分别被压缩，之后被送往燃烧器40。在燃烧器40中，向该压缩空气内喷射燃料而使燃料燃烧。燃烧气体被送往高压涡轮50a而驱动高压涡轮50a。 而且，由此高速轴恥被旋转驱动而产生动力。从高压涡轮50a排出的气体还驱动低速涡轮 50b。由此低速轴fe被旋转驱动，从而风扇10被驱动。各燃料喷射阀41、燃料泵45、火花塞47及起动机6的动作分别被作为控制单元的电子控制装置60控制。电子控制装置60由包含微处理器及其动作所需的RAM、ROM等周边设备的计算机构成。电子控制装置60基于来自各种传感器的输出信号来控制燃气轮机 1的运转状态。电子控制装置60例如基于燃料压力传感器43的输出信号来控制流量控制装置60的动作，以使燃料供给管42内的燃料的压力维持规定的压力。此外，电子控制装置 60经由点火器47a来控制火花塞47的动作。在电子控制装置60上连接有例如输出与高速轴恥的转速对应的信号的转速传感器61 (参照图1)等。此外，在电子控制装置60上还
7连接有燃料压力传感器43、第一温度传感器48及第二温度传感器49。另外，在电子控制装置60上，除此之外还连接有输出与燃气轮机1的温度对应的信号的内燃机温度传感器、输出与大气温度对应的信号的大气温度传感器及输出与大气压力对应的信号的大气压力传感器等各种传感器，但省略了对它们的图示。图3表示电子控制装置60为了起动燃气轮机1而执行的起动控制程序。该控制程序在燃气轮机1停止时，例如起动开关被按压等规定的起动条件成立的情况下才被执行。 该控制程序与电子控制装置60所执行的其他程序并行执行。在该控制程序中，电子控制装置60首先在步骤Sll取得初始数据。作为初始数据， 例如取得燃气轮机1的温度、大气的温度及大气压力等。在下一步骤S12中，电子控制装置 60设定起动时的燃气轮机1的运转条件。作为该运转条件，例如设定各燃料喷射阀41的气门开启时间及燃料供给管42内的燃料的压力的目标值等。电子控制装置60参照图4所示的映射图来设定各燃料喷射阀41的气门开启时间。图4表示以从#1、#7燃料喷射阀41 喷射的燃料在燃烧器40内开始燃烧的时间(以下，称为燃烧开始时间)为基准时的#2 #6及#8 #12的燃料喷射阀41的气门开启时间。如该图所示，#2、#8的燃料喷射阀41的气门开启时间被设定为，从燃烧开始时间滞后了滞后时间Tl的时间。#3、#9燃料喷射阀41 的气门开启时间被设定为，从燃烧开始时间滞后了滞后时间T2的时间，#4、#10燃料喷射阀 41的气门开启时间被设定为，从燃料开始时间滞后了滞后时间T3的时间。#5、#11燃料喷射阀41的气门开启时间被设定为，从燃料开始时间滞后了滞后时间T4的时间，#6、#12燃料喷射阀41的气门开启时间被设定为，从燃料开始时间滞后了滞后时间T5的时间。如该图所示，各滞后时间Tl T5被设定成Tl < T2 < T3 < T4 < T5。这样，各燃料喷射阀41 的气门开启时间被设定成，越远离火花塞47越延迟。这些滞后时间Tl T5是根据火花塞 47周围产生的火焰假设到达各燃料喷射阀41时的时间来适当设定的。该图所示的关系只要通过例如预先实验、数值计算等来求得后存储到电子控制装置60的ROM中即可。另外， 这些气门开启时间只要根据起动时的燃气轮机1的温度、大气的温度及大气压等来修正即可。燃料的压力的目标值只要根据所得到的初始数据等并利用公知的方法来设定即可。在下一步骤S13中，电子控制装置60起动起动机6使高速轴恥旋转。接着，在步骤S14中，电子控制装置60判断高速轴恥的转速N是否高于预先设定的规定的第一转速 m。作为第一转速m，例如设定能够使向燃烧器40内喷射的燃料着火及燃烧的转速。电子控制装置60反复执行该处理，直至高速轴恥的转速N高于第一转速m。在判断为高速轴恥的转速N高于第一转速m的情况下，进入步骤S15，电子控制装置60以从火花塞47连续产生火花的方式控制点火器47a。接着，在步骤S16中，电子控制装置60分别打开#1、#7燃料喷射阀41。由此，从这些#1、#7燃料喷射阀41开始向燃烧器40内喷射燃料。在下一步骤S17中，电子控制装置60判断从#1、#7燃料喷射阀41喷射到燃烧器40内的燃料是否开始燃烧。在该处理中，电子控制装置60在利用第一温度传感器48及第二温度传感器49中的至少一个检测出的温度是预先设定的判定温度以上时判断为燃料正在燃烧。另外，至于判定温度，则例如适当地设定为800°C等温度，只要在该温度以上就能够判断为燃料正在燃烧。电子控制装置60反复执行该处理，直至判断为燃烧已开始燃烧。在判断为燃料已开始燃烧的情况下，进入步骤S18，电子控制装置60将用于测定在燃烧器40内燃料开始燃烧之后的经过时间的计时器T复位，之后利用计时器T开始计时。在下一步骤S19中，电子控制装置60判断计时器T的值是否在滞后时间Tl以上。电子控制装置60反复执行该处理，直至计时器T的值在滞后时间Tl以上。在判断为计时器 T的值在滞后时间Tl以上的情况下，进入步骤S20，电子控制装置60分别打开#2、#8燃料喷射阀41。在下一步骤S21中，电子控制装置60判断计时器T的值是否为滞后时间T2以上。 电子控制装置60反复执行该处理，直至计时器T的值成为滞后时间T2以上。另一方面，在判断为计时器T的值在滞后时间T2以上的情况下，进入步骤S22，电子控制装置60分别打开#3、#9燃料喷射阀41。接着，在步骤S23中，电子控制装置60判断计时器T的值是否为滞后时间T3以上。电子控制装置60反复执行该处理，直至计时器T的值成为滞后时间T3 以上。另一方面，在判断为计时器T的值为滞后时间T3以上的情况下，进入步骤S24，电子控制装置60分别打开#4、#10燃料喷射阀41。在下一步骤S25中，电子控制装置60判断计时器T的值是否为滞后时间T4以上。 电子控制装置60反复执行该处理，直至计时器T的值成为滞后时间T4以上。另一方面，在判断为计时器T的值为滞后时间T4以上的情况下，进入步骤S26，电子控制装置60分别打开#5、#11燃料喷射阀41。接着，在步骤S27中，电子控制装置60判断计时器T的值是否为滞后时间T5以上。电子控制装置60反复执行该处理，直至计时器T的值成为滞后时间 T5以上。另一方面，在判断为计时器T的值为滞后时间T5以上的情况下，进入步骤S28，电子控制装置60分别打开#6、#12燃料喷射阀41。在下一步骤S29中，电子控制装置60判断高速轴恥的转速N是否大于预先设定的规定的第二转速N2。该第二转速N2被设定为即使起动机6停止燃气轮机1也不停止的转速即燃气轮机1自行运转的转速。电子控制装置60反复执行该处理，直至高速轴恥的转速N大于第二转速N2。另一方面，在判断为高速轴恥的转速N大于第二转速N2的情况下，进入步骤S30，电子控制装置60使起动机6停止。之后，结束本次的控制程序。在该第一方式中，使远离火花塞47的#6、#12燃料喷射阀41的气门开启时间比靠近火花塞47的#1、#7燃料喷射阀41的气门开启时间延迟。此外，如图4所示，各燃料喷射阀41的气门开启时间被设定为越远离火花塞47越延迟。众所周知，燃烧火焰是在火花塞 47周围产生，之后向外侧传播的。因此，通过这样越是远离火花塞47的燃料喷射阀，气门开启时间越延迟，从而能够抑制火焰到达之前从这些燃料喷射阀41无端地喷射出燃料。此外，#2 #6及#8 #12各燃料喷射阀41由于在推测火焰到达的时刻气门开启，因此能够使从这些燃料喷射阀41喷射的燃料迅速地燃烧。由此，能够抑制未燃燃料的产生，因此能够充分抑制起动时从燃气轮机1排出未燃烃。此外，由于能够抑制起动时从各燃料喷射阀 41无端地喷射燃料，因此能够改善燃气轮机1的燃料经济性。在该方式中，在由第一温度传感器48及第二温度传感器49中的至少一个检测出的温度成为判定温度以上之后，即确认从#1、#7燃料喷射阀41喷射的燃料着火之后，打开 #2 #6及#8 #12各燃料喷射阀41。因此，能够更可靠地防止从这些#2 #6及#8 #12各燃料喷射阀41喷射的燃料以未燃的状态被排出。(第二方式)参照图5 图7，对本发明的第二方式涉及的控制装置进行说明。图5为表示该方式的燃烧器40的截面的图。另外，在该方式中，对于燃气轮机1的其他部分可参照图1。 如该图5所示，在本方式中，省略了第一温度传感器48及第二温度传感器49。除此之外，与第一方式相同。因此，对于与第一方式共通的部分标记相同的附图标记，并省略说明。图6 表示该方式中的电子控制装置60所执行的起动控制程序。与第一方式相同，该起动控制程序也在满足规定的起动条件的情况下才被执行。此外，该起动控制程序与电子控制装置60 所执行的其他程序并行执行。在图6的控制程序中，电子控制装置60首先在步骤Sll中取得初始数据。在下一步骤S12中，电子控制装置60设定起动时的燃气轮机1的运转条件。在该处理中，电子控制装置60根据图7所示的映射图设定各燃料喷射阀41的气门开启时间。该图7表示以 #1、#7燃料喷射阀41的气门开启时间为基准时的各燃料喷射阀41的气门开启时间。关于 #2 #6及#8 #12各燃料喷射阀41的气门开启时间，设定为由从#1、#7燃料喷射阀41 喷射的燃料产生的火焰预计到达这些各燃料喷射阀41的时间。因此，#2、#8燃料喷射阀41 的滞后时间T11被设定为，从#1、#7燃料喷射阀41的气门开启时间到由从这些燃料喷射阀 41喷射的燃料产生的火焰预计到达#2、#8燃料喷射阀41的时刻为止的预计时间。关于其他滞后时间T12 T15也一样，分别设定为从#1、#7燃料喷射阀41的气门开启时间到由火焰预计到达#3 #6、#9 #12的各个燃料喷射阀41的时刻为止的预计时间。如该图所示，滞后时间Tll T14被设定成Tll < T12 < T13 < T14 < T15的关系。这些滞后时间 Tll T15只要通过预先实验、数值计算等进行求得后存储到电子控制装置60的ROM中即可。此外，在该方式中，与第一方式一样，对于气门开启时间只要根据起动时的燃气轮机1 的温度、大气的温度及大气压等修正即可。之后，电子控制装置60与图3的控制程序一样地进行从步骤S13 S16的处理。 接着，在步骤S18中，电子控制装置60将用于测定从打开#1、#7燃料喷射阀41之后所经过的时间的计时器T复位，之后利用计时器T开始计时。在下一步骤S41中，电子控制装置60判断计时器T的值是否为滞后时间Tl 1以上。 电子控制装置60反复执行该处理，直至计时器T的值成为滞后时间Tll以上。在判断为计时器T的值为滞后时间Tll以上的情况下，进入步骤S20，电子控制装置60分别打开#2、#8 燃料喷射阀41。在下一步骤S42中，电子控制装置60判断计时器T的值是否为滞后时间T12以上。 电子控制装置60反复执行该处理，直至计时器T的值成为滞后时间T12以上。另一方面， 在判断为计时器T的值为滞后时间T12以上的情况下，进入步骤S22，电子控制装置60分别打开#3、#9燃料喷射阀41。接着，在步骤S43中，电子控制装置60判断计时器T的值是否为T13以上。电子控制装置60反复执行该处理，直至计时器T的值成为T13以上。另一方面，在判断为计时器T的值为滞后时间T13以上的情况下，进入步骤S24，电子控制装置60 分别打开#4、#10燃料喷射阀41。在下一步骤S44中，电子控制装置60判断计时器T的值是否为滞后时间T14以上。电子控制装置60反复执行该处理，直至计时器T的值成为滞后时间T14以上。另一方面，在判断为计时器T的值为滞后时间T14以上的情况下，进入步骤S26，电子控制装置60 分别打开#5、#11燃料喷射阀41。接着，在步骤S45中，电子控制装置60判断计时器T的值是否为滞后时间T15以上。电子控制装置60反复执行该处理，直至计时器T的值成为滞后时间T15以上。另一方面，在判断为计时器T的值为滞后时间T15以上的情况下，进入步骤S28，电子控制装置60分别打开#6、#12燃料喷射阀41。之后，电子控制装置60执行步骤S29、S30的处理，从而结束本次的控制流程。在该第二方式中，各燃料喷射阀41的气门开启时间也以越远离火花塞47越延迟的方式被设定。因此，能够抑制火焰到达之前从#2 #6及#8 #12各燃料喷射阀41无端地喷射燃料。因此，能够充分抑制起动时从燃气轮机1无端地排出未燃烃。此外，由于能够抑制燃料的无端喷射，因此能够改善燃气轮机1的燃料经济性。并且，在该方式中，由于无需在燃烧器40上设置温度传感器，因此能够降低成本。本发明不限于上述的各方式，可以用各种方式实施。例如，适用本发明的控制装置的燃气轮机的燃料喷射阀的个数不限于12个。本发明还可以适用于在燃烧器的外周设有多个燃料喷射阀的燃气轮机。此外，本发明还可以适用于在燃烧器上设有两个以上的火花塞的燃气轮机。此时， 各燃料喷射阀的气门开启顺序不限于此上述方式的顺序。例如，在图2的燃烧器中，除#1 和#7燃料喷射阀之间之外，还在#1和#2燃料喷射阀之间设有火花塞时，还可以首先打开 # 、#2、#7各燃烧喷射阀，之后按照#3及#8燃料喷射阀、#4及#9燃料喷射阀、#5及#10燃料喷射阀的顺序打开各燃料喷射阀。此外，在图2的燃烧器中，除#1、#7燃料喷射阀之间之外，还在#6、#12燃料喷射阀之间设有火花塞时，还可以首先打开#1、#6、#7、#12各燃料喷射阀，之后按照#2、#5、#8、#11燃料喷射阀、#3、#4、#9、#10燃料喷射阀的顺序打开各燃料喷射阀。即，在本发明中，只要以使设在远离火花塞的位置的燃料喷射阀的气门开启时间比设在靠近火花塞的位置的燃料喷射阀的气门开启时间延迟的方式控制各燃料喷射阀的动作即可。在这种情况下也能够抑制未燃燃料的产生，因此能够充分抑制起动时从燃气轮机排出未燃烃。此外，由于能够抑制起动时无端地喷射燃料，因此能够改善燃气轮机的燃料经济性。
权利要求
1.一种燃气轮机的控制装置，该控制装置应用在燃气轮机上，该燃气轮机具备圆筒状的燃烧器，其被供给由压缩机压缩后的空气；多个燃料喷射阀，其以能够向上述燃烧器内喷射燃料的方式沿周向排列地设置于上述燃烧器；以及点火单元，其以能够对上述燃烧器内的燃料混合气点火的方式设置于上述燃烧器，其中，该燃气轮机的控制装置具备控制单元，该控制单元在起动上述燃气轮机时，以位于远离上述点火单元的位置的燃料喷射阀的燃料喷射开始正时比位于靠近上述点火单元的位置的燃料喷射阀的燃料喷射开始正时延迟的方式控制上述多个燃料喷射阀的动作。
2.根据权利要求1所述的燃气轮机的控制装置，其特征在于，上述控制单元以从距上述点火单元最近的燃料喷射阀起向距上述点火单元最远的燃料喷射阀按规定的间隔依次打开位于它们之间的燃料喷射阀的方式控制上述多个燃料喷射阀的动作。
3.根据权利要求1或2所述的燃气轮机的控制装置，其特征在于，还具备温度检测单元，该温度检测单元配置在上述多个燃料喷射阀中距上述点火单元最近的燃料喷射阀的周围，并用于检测上述燃烧器内的温度，上述控制单元使距上述点火单元最近的燃料喷射阀喷射燃料，之后在由上述温度检测单元检测出的温度为规定的判定温度以上的情况下，使距上述点火单元最近的燃料喷射阀之外的燃料喷射阀喷射燃料。
4.根据权利要求1或2所述的燃气轮机的控制装置，其特征在于，根据距上述点火单元的距离来对各燃料喷射阀分别设定滞后时间，上述控制单元在从使距上述点火单元最近的燃料喷射阀喷射燃料的时刻开始经过的时间为任一个燃料喷射阀的滞后时间以上的情况下，使被设定了该滞后时间的燃料喷射阀喷射燃料。
5.根据权利要求4所述的燃气轮机的控制装置，其特征在于，上述滞后时间为由距上述点火单元最近的燃料喷射阀喷射的燃料而产生的火焰预计到达各燃料喷射阀的时间。
6.一种燃气轮机的起动方法，该方法应用在燃气轮机上，该燃气轮机具备圆筒状的燃烧器，其被供给由压缩机压缩后的空气；多个燃料喷射阀，其以能够向上述燃烧器内喷射燃料的方式沿周向排列地设置于上述燃烧器；以及点火单元，其以能够对上述燃烧器内的燃料混合气点火的方式设置于上述燃烧器，其中，在起动上述燃气轮机时，以使位于远离上述点火单元的位置的燃料喷射阀的燃料喷射开始正时比位于靠近上述点火单元的位置的燃料喷射阀的燃料喷射开始正时延迟的方式分别控制上述多个燃料喷射阀的动作。
7.根据权利要求6所述的燃气轮机的起动方法，其特征在于，在起动上述燃气轮机时， 从距上述点火单元最近的燃料喷射阀起向距上述点火单元最远的燃料喷射阀按规定的间隔依次打开处于它们之间的燃料喷射阀。
8.根据权利要求6或7所述的燃气轮机的起动方法，其特征在于，在距上述点火单元最近的燃料喷射阀喷射燃料的状态下，上述燃烧器内的温度成为规定的判定温度以上时，使距上述点火单元最近的燃料喷射阀之外的燃料喷射阀喷射燃料。
9.根据权利要求6或7所述的燃气轮机的起动方法，其特征在于，根据距上述点火单元的距离来对各燃料喷射阀分别设定滞后时间，在从使距上述点火单元最近的燃料喷射阀喷射燃料的时刻开始经过的时间成为任一个燃料喷射阀的滞后时间以上的情况下，使被设定了该滞后时间的燃料喷射阀喷射燃料。
10.根据权利要求9所述的燃气轮机的起动方法，其特征在于，上述滞后时间为由距上述点火单元最近的燃料喷射阀喷射的燃料而产生的火焰预计到达各燃料喷射阀的时间。
全文摘要
本发明提供一种燃气轮机的控制装置及燃气轮机的起动方法。控制装置应用在燃气轮机(1)上，该燃气轮机(1)具备圆筒状的燃烧器(40)，其被供给由压缩机(20、30)压缩后的空气；多个燃烧喷射阀(41)，其以能够向燃烧器(40)内喷射燃料的方式沿周向排列地设置于燃烧器(40)；以及火花塞(47)，其以能够对燃烧器(40)内的燃烧混合气点火的方式被设置，电子控制装置(60)在起动燃气轮机(1)时，以位于远离火花塞(47)的位置的#6、#12燃料喷射阀(47)的燃料喷射开始正时比位于靠近火花塞(47)的位置的#1、#7燃料喷射阀(47)的燃料喷射开始正时延迟的方式控制各燃料喷射阀(47)的动作。
文档编号F02C7/26GK102203397SQ201080002148
公开日2011年9月28日 申请日期2010年1月25日 优先权日2010年1月25日
发明者馆隆雄 申请人:丰田自动车株式会社