燃料供给装置、燃料流量控制装置及燃气轮机发电机组的制作方法
【专利摘要】一种燃料供给装置及燃气轮机发电机组，其能够实现对燃气轮机的负荷变动的响应性提高，并且使制造变得容易进行，能够实现制造成本的降低。所述燃料供给装置设有：多个流量调节阀(13P、13M、13T)，对在燃料供给系统内流动的燃料的流量进行调节；计算部(21)，至少基于预定的压力及供给到不同种类的燃料喷嘴中的一个燃料喷嘴的燃料流量，计算出与一个燃料喷嘴相对应的流量调节阀(13P、13M、13T)的必要流量系数，所述预定的压力是作为相对于燃料的流动而处于流量调节阀(13P、13M、13T)上游侧的燃料压力、处于流量调节阀(13P、13M、13T)下游侧的燃料压力而预定的压力；阀控制部(23)，基于必要流量系数，控制与一个燃料喷嘴相对应的流量调节阀(13P、13M、13T)的阀开度。
【专利说明】燃料供给装置、燃料流量控制装置及燃气轮机发电机组
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及燃料供给装置、燃料流量控制装置及燃气轮机发电机组。
【背景技术】
[0002]通常，在燃气轮机上主要设有压缩机、燃烧器、涡轮部等。
[0003]作为其中的燃烧器，为实现高负荷时的NOx排放量的降低和低负荷时的燃烧稳定性，已知有具备多种燃料喷嘴的燃烧器，例如DLN(Dry Low NOx)燃烧器等(例如，参照专利文献I)。
[0004]作为上述的燃烧器，已知有具备预混合燃烧用主喷嘴和扩散燃烧用先导喷嘴的燃烧器及此外还具备以NOx排放量的降低为目的的预混合燃烧用顶帽喷嘴的燃烧器。
[0005]在燃气轮机上还设有向燃烧器供给燃料的燃料系统，该燃料系统以对上述的主喷嘴、先导喷嘴等各种燃料喷嘴独立地供给燃料的方式构成。另一方面，在上述的燃料系统配置有调节对主喷嘴等供给的燃料的压力、流量的各种调节阀。
[0006]对于向各种燃料喷嘴供给燃料的各燃料系统，上述的专利文献I记载有从燃料流动的上游侧起依次排列地配置有压力调节阀、流量调节阀及主喷嘴等的实施例。
[0007]在此，压力调节阀发挥将流量调节阀压差，S卩，流量调节阀的上游侧的燃料的压力和下游侧之间的燃料的压力之差保持为恒定的作用，流量调节阀对供给到配置于下游侧的主喷嘴等的燃料的流量进行调节。
[0008]流量调节阀在压差恒定的条件下被控制，燃料的流量通过基于流量调节阀的流量系数(Cv值)的运算来确定。在专利文献I记载的发明的情况下，流量调节阀的燃料的流动常常成为非节流流动区。因此，Cv值的运算所使用的压力项被表示为流量调节阀的下游侧压力的函数。
[0009]在此，非节流流动区是流量调节阀的出口(下游侧)的燃料压力Pout和入口(上游侧)的燃料压力Pin满足下面的关系的区域。
[0010]Pout > Pin/2
[0011]具体而言，各压力调节阀进行控制，将设置于各自的燃料系统的流量调节阀的压差保持为恒定。另一方面，流量调节阀在压差恒定的条件下，基于计算出的阀开度进行控制，所述阀开度从实测出的流量调节阀下游侧的燃料压力和温度、及从外部输入的应向主喷嘴等供给的燃料流量计算。
[0012]现有技术文献
[0013]专利文献
[0014]专利文献1:日本特开2007 - 77867号公报
【发明内容】
[0015]发明所要解决的课题
[0016]在上述的专利文献I记载的发明中，压力控制阀压差(B卩，压力调节阀的上游侧的燃料压力和下游侧之间的燃料压力之差)变得比流量控制阀压差大。因此，燃料系统整体的响应性依赖于压力控制阀的响应性。
[0017]压力控制阀因为有可能发生波动等问题，所以在加快响应性上也有极限。因此，存在燃料系统整体的响应性的提高受制于压力控制阀的响应性的问题。
[0018]另一方面，因为设有多个燃料系统，且由于在各燃料系统设有压力调整阀及流量调节阀，所以需要的阀数增多，存在耗去制造成本之类的问题。进而，因为需要配置许多阀，所以存在难以确保燃料系统的配置空间，且难以实现小型化的问题。
[0019]此外，因为通过压力控制阀将流量调节阀压差控制在恒定，所以需要将压力控制阀上游侧的燃料压力保持为规定的较高压力。在专利文献I的发明中，为了实现它，需要将升压设备设置于燃气轮机发电机组，存在制造成本升高的问题。
[0020]本发明是为解决上述课题而做出的，其目的在于，提供一种燃料供给装置、燃料流量控制装置及燃气轮机发电机组，其能够实现燃气轮机对负荷变动的响应性的提高，并且使制造变得容易进行，能够实现制造成本的降低。
[0021 ] 用于解决课题的技术方案
[0022]为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案。
[0023]本发明第一方式涉及的燃料供给装置，是控制对设置在燃气轮机的燃烧器上的燃料喷嘴供给的燃料流量的燃料供给装置，其特征在于，设有:流量调节阀，设置于向所述燃料喷嘴供给燃料的燃料供给系统，对在该燃料供给系统内流动的燃料的流量进行调节；计算部，至少基于预定的压力及供给到所述燃料喷嘴的燃料流量，计算出与所述燃料喷嘴相对应的流量调节阀的必要流量系数，所述预定的压力是作为相对于所述燃料的流动而处于所述流量调节阀上游侧的燃料压力、处于所述流量调节阀下游侧的燃料压力而预定的压力；阀控制部，基于所述必要流量系数，控制与所述燃料喷嘴相对应的流量调节阀的阀开度。
[0024]本发明第二方式涉及的燃料流量控制装置，是控制对设置在燃气轮机的燃烧器上的燃料喷嘴供给的燃料流量的燃料流量控制装置，其特征在于，设有:计算部，至少基于预定的压力及供给到所述燃料喷嘴的燃料流量，计算出与所述燃料喷嘴相对应的流量调节阀的必要流量系数，所述预定的压力是作为相对于所述燃料的流动而处于调节对所述燃料喷嘴供给的燃料流量的流量调节阀上游侧的燃料压力、处于所述流量调节阀下游侧的燃料压力而预定的压力；
[0025]阀控制部，基于所述必要流量系数，控制所述流量调节阀的阀开度。
[0026]根据上述第一方式及第二方式，供给到燃料喷嘴的燃料的流量通过控制流量调节阀的阀开度来进行调节。因此，与专利文献I记载的发明相比，上述第一方式的燃料供给装置及第二方式的燃料流量控制装置对变更供给到燃料喷嘴的燃料流量的输入的响应性变快。
[0027]具体而言，相对于变更上述的燃料流量的输入而言，上述第一方式的燃料供给装置及第二方式的燃料流量控制装置主要通过控制流量调整阀的阀开度来进行应对。即，不使用响应性比流量调整阀慢的压力调节阀等就能够应对。
[0028]因此，相对于变更上述的燃料流量的输入而言，与利用压力调节阀及流量调节阀进行应对的专利文献I的发明相比，上述第一方式的燃料供给装置及第二方式的燃料流量控制装置能够进行快速响应。
[0029]另一方面，因为未设置压力调节阀，所以与在燃料供给系统的各处设有压力调节阀的专利文献I的发明相比，能够减少压力调节阀的数目。因此，上述第一方式的燃料供给装置的配置所需要的空间变小，向燃气轮机发电机组的配置变得容易。
[0030]进而，因为不需要考虑压力调节阀的压力损失，所以能够将供给到燃烧器的燃料的压力抑制得比专利文献I的发明的情况低。
[0031]进而，在流量调节阀的阀开度的控制上，使用上述的上游侧的燃料压力、下游侧的压力等，能够利用节流区域及非节流区域这两个区域进行控制。
[0032]也可以在上述第一方式的燃料供给装置上设有测定处于所述流量调节阀上游侧的燃料压力的压力测定部。另外，在上述第一方式及第二方式中，作为用于计算所述必要流量系数的所述上游侧的燃料压力，优选使用测定出的压力。
[0033]根据上述第一方式及第二方式，基于测定出的上游侧的燃料压力，计算出必要流量系数。因此，即使被供给的燃料的压力具有变动，也基于变动后的燃料的压力计算出必要流量系数，然后基于该必要流量系数，控制流量调节阀的阀开度。
[0034]在上述第一方式中，所述燃料喷嘴是不同种类的燃料喷嘴，设有多个流量调节阀，所述多个流量调节阀设置于对所述不同种类的喷嘴分别独立地供给燃料的多个燃料供给系统，对在该燃料供给系统流动的燃料的流量进行调节。另外，在上述第一方式及第二方式中，也可以设有计算部，所述计算部至少基于预定的压力及供给到所述不同种类的燃料喷嘴中的一个燃料喷嘴的燃料流量，计算出与所述一个燃料喷嘴相对应的流量调节阀的必要流量系数，所述预定的压力是作为相对于所述燃料的流动而处于调节对所述不同种类的燃料喷嘴供给的燃料流量的流量调节阀上游侧的燃料压力、处于所述流量调节阀下游侧的燃料压力而预定的压力；阀控制部，所述阀控制部基于所述必要流量系数，控制与所述一个燃料喷嘴相对应的流量调节阀的阀开度。
[0035]在此，燃料喷嘴的种类不同是指，像主喷嘴、先导喷嘴及顶帽喷嘴等那样，接受燃料供给的燃料供给系统不同。
[0036]在上述第一方式中，也可以设有压力调节部，所述压力调节部设置于向所有的所述燃料供给系统供给燃料的公共系统，将处于所述流量调节阀上游侧的燃料压力调节到规定的值。另外，在上述第一方式及第二方式中，作为用于计算所述必要流量系数的所述上游侧的燃料压力，优选使用预定的压力。
[0037]根据上述第一方式，压力调节部因为配置于向所有的燃料供给系统供给燃料的公共系统，所以不会受对各自的燃料供给系统的燃料分配比率的变化影响。因此，对压力调节部要求的规格的多样性得到抑制，容易实现压力调节部的规格的公共化。
[0038]另一方面，压力调节部因为将对于流量调节阀而言上游侧的燃料压力控制到规定的值，例如，恒定的值，所以与将流量调节阀的压差保持为恒定的专利文献I的发明的压力调节阀相比，响应性的要求慢，能够抑制压力调节部的压力损失。因此，能够将供给到公共系统及压力调节部的燃料的压力抑制得比专利文献I的发明的情况低。
[0039]进而，即使供给到公共系统的燃料的压力具有变动，通过压力调节部，也被调节到规定的值。这样，因为流入到流量调节阀的燃料的压力的变动得到抑制，所以实际的上游侧的燃料压力和用于计算必要流量系数的预定的压力之间的压力差变小。[0040]在上述第一方式及第二方式中，因为在必要流量系数的计算上，使用的是预定的上游侧的燃料压力，所以与使用实际测定出的上游侧的燃料压力的方法相比，能够不会受测定出的燃料压力的变动影响地计算出必要流量系数。
[0041]在上述第一方式及第二方式中，优先地，供给到所述一个燃料喷嘴的燃料流量，从基于所述燃气轮机的负荷而确定的应该对所述燃烧器供给的总燃料流量、及所述不同种类燃料喷嘴之间的燃料分配比进行计算，所述上游侧的燃料压力是基于所述总燃料流量而确定的压力。
[0042]根据上述第一方式及第二方式，能够确保应该供给到一个燃料喷嘴的燃料流量和实际供给到一个燃料喷嘴的燃料流量的一致性。
[0043]例如，如果利用在流量调节阀的上游侧实际测定出的燃料压力来计算必要流量系数，在过渡状态下，就不保证应该供给到一个燃料喷嘴的燃料流量和实际供给到一个燃料喷嘴的燃料流量之间的一致性，燃气轮机的控制性有可能变差。
[0044]换言之，因为在必要流量系数的计算上，使用的是预定的上游侧的燃料压力，所以与使用实际测定出的上游侧的燃料压力的方法相比，能够不会受测定出的燃料压力的变动影响地计算出必要流量系数。
[0045]在上述第一方式及第二方式中，优选地，供给到所述一个燃料喷嘴的燃料流量从基于所述燃气轮机的负荷而确定的应该对所述燃烧器供给的总燃料流量、及所述不同种类燃料喷嘴之间的燃料分配比进行计算，所述下游侧的燃料压力是基于所述总燃料流量而确定的压力。
[0046]根据上述第一方式及第二方式，因为在必要流量系数的计算上，使用的是预定的下游侧的燃料压力，所以与使用实际测定出的下游侧的燃料压力的方法相比，能够抑制测定出的燃气压力的变动对计算出的必要流量系数的影响。
[0047]进而，与仅使用实际测定出的下游侧的燃料压力的方法相比，能够抑制测定出的燃气压力对不同种类的燃料喷嘴之间的燃料的分配比的影响。
[0048]例如，因测定装置的异常等，在与不同种类的燃料喷嘴相对应的多个实际测定出的下游侧的燃料压力中的至少一个是不正确的燃料压力的情况下，就会基于该不正确的燃料压力计算出必要流量系数，影响到不同种类的燃料喷嘴之间的燃料的分配比。
[0049]但是，通过使用预定的下游侧的燃料压力计算必要流量系数，能够排除测定装置的异常等造成的影响，能够抑制对不同种类的燃料喷嘴之间的燃料的分配比的影响。
[0050]在上述第一方式及第二方式中，优选地，所述下游侧的燃料压力是基于配置有燃料喷嘴的机壳内的压力而计算出的压力，配置有燃料喷嘴的机壳内的压力是基于所述总燃料流量而预定的压力。
[0051]根据上述第一方式及第二方式，因为在必要流量系数的计算上，使用的是基于预定的机壳内的压力而计算出的下游侧的燃料压力，所以与使用实际测定出的下游侧的燃料压力的方法相比，能够不会受测定出的燃料压力的变动影响地能够计算必要流量系数。
[0052]进而，能够以预定的机壳内的压力作为公共参数，计算出与各燃料喷嘴相对应的下游侧的燃料压力，计算出必要流量系数。因此，与不使用机壳内的压力的方法相比，能够恰当地进行燃料喷嘴之间的燃料的分配。
[0053]另一方面，在使用预定的下游侧的燃料压力的情况下，如果预定的下游侧的燃料压力和实际的下游侧的燃料压力之间的压差变大，各燃料喷嘴需要进行预定的下游侧的燃料压力的变更，且其变更困难。特别是，在设有燃气轮机发电机组的现场的变更很困难。
[0054]对此，在基于预定的机壳内的压力计算下游侧的燃料压力的方法中，只要仅变更一个预定的机壳内的压力即可，其对应变得容易。
[0055]进而，优选地，作为下游侧的燃料压力的计算方法还可以是，除了上述的预定的机壳内的压力以外，还基于一个燃料喷嘴的压力损失进行计算的方法。进而，更优选地，是基于燃料供给系统的从流量调节阀到一个燃料喷嘴的压力损失计算下游侧的燃料压力的方法。
[0056]S卩，在计算处于分别与不同种类的燃料喷嘴相对应的各流量调节阀下游侧的燃料压力的情况下，能够基于公共的预定的机壳内的压力、和分别与不同种类的燃料喷嘴相对应的压力损失，计算出分别与上述的不同种类的燃料喷嘴相对应的下游侧的燃料压力。
[0057]进而，通过基于燃料供给系统的从流量调节阀到一个燃料喷嘴的压力损失，能够更正确地计算出分别与上述的不同种类的燃料喷嘴相对应的下游侧的燃料压力。
[0058]在上述第一方式及第二方式中，优选地，还设有修正部，至少基于所述机壳内的压力的实测值，对所述计算部计算出的所述必要流量系数进行修正。
[0059]根据上述第一方式及第二方式，能够通过机壳内的压力的实测值，修正由计算部计算出的必要流量系数所含的偏差。
[0060]具体而言，用于计算必要流量系数的机壳内的压力含有误差或偏差等，由此，能够对计算出的必要流量系数所含的偏差进行修正。
[0061]本发明的第三方式的燃气轮机发电机组设有:压缩空气的压缩机、使所述压缩的空气及燃料的混合气燃烧而生成高温的燃烧气体的燃烧器、从所述燃烧气体抽取旋转驱动力的涡轮部、向所述燃烧器供给所述燃料的上述第一方式中的任一种燃料供给装置。
[0062]根据上述第三方式，因为设有上述第一方式的燃料供给装置，所以对变更供给到各燃料喷嘴的燃料流量的输入的响应性加快。
[0063]进而，容易将上述第一方式的燃料供给装置配置于燃气轮机发电机组。
[0064]发明效果
[0065]根据本发明的燃料供给装置、燃料流量控制装置及燃气轮机发电机组，因为通过控制流量调节阀的阀开度，调节供给到燃料喷嘴的燃料的流量，所以起到能够实现响应性的提高这种效果。
[0066]另一方面，因为没有设置压力调节阀，所以能够使燃料供给装置小型化，燃料供给装置的向燃气轮机发电机组的配置变得容易，燃气轮机发电机组的制造变得容易，起到能够实现制造成本的降低这种效果。
[0067]进而，因为不需要考虑压力调节阀的压力损失，或者压力损失小，所以能够将供给到燃烧器的燃料的压力抑制到较低的程度。因此，能够抑制对供给燃料的设备要求的性能，所以起到能够实现燃气轮机发电机组的制造成本的降低这种效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0068]图1是对本发明第一实施方式的燃气轮机发电机组的结构的概要进行说明的示意图；[0069]图2是对图1的燃料供给部及燃烧器的燃气的流动进行说明的示意图；
[0070]图3是对图2的控制部的结构进行说明的方框图；
[0071]图4是对图3的控制装置的燃气的供给控制方法进行说明的流程图；
[0072]图5是对图3的控制装置的燃气的供给控制逻辑进行说明的图；
[0073]图6是对图3的控制装置的燃气的供给控制逻辑进行说明的图；
[0074]图7是对图3的控制装置的燃气的供给控制逻辑进行说明的图；
[0075]图8是对图3的控制装置的燃气的供给控制逻辑进行说明的图；
[0076]图9是对CSO和燃料流量指令值Gf之间的关系进行说明的曲线图；
[0077]图10是对CSO和机壳内压力的设定之间的关系进行说明的曲线图；
[0078]图11是对IGV的角度α和第一修正值之间的关系进行说明的曲线图；
[0079]图12是对大气的温度Ta和第二修正值之间的关系进行说明的曲线图；
[0080]图13是对本发明第二实施方式的燃气轮机发电机组的燃料供给部及燃烧器的燃气的流动进行说明的示意图；
[0081]图14是对图13的控制部的结构进行说明的方框图；
[0082]图15是对图13的控制装置的燃气的供给控制方法进行说明的流程图；
[0083]图16是对于燃气轮机负荷的各部的燃气压力变化进行说明的曲线图；
[0084]图17是在本发明第二实施方式的变形例中，对燃气轮机发电机组的燃料供给部及燃烧器的燃气的流动进行说明的示意图；
[0085]图18是对图17的燃料供给部的结构进行说明的方框图；
[0086]图19是对图17的燃料供给部的控制进行说明的流程图；
[0087]图20是对图17的燃料供给部的控制逻辑的一部分进行说明的图；
[0088]图21是对图17的燃料供给部的控制逻辑的一部分进行说明的图；
[0089]图22是对图17的燃料供给部的控制逻辑的一部分进行说明的图。
【具体实施方式】
[0090]〔第一实施方式〕
[0091]下面，参照图1?图12对本发明的第一实施方式进行说明。
[0092]图1是对本实施方式的燃气轮机发电机组的结构概要进行说明的示意图。
[0093]在此，将本实施方式的燃气轮机发电机组I应用于使用气体的燃气作为燃料，且例如在发电设备等中旋转驱动发电机来进行发电的燃气轮机发电机组，从而进行说明。
[0094]如图1所示，在燃气轮机发电机组I内主要设有压缩机2、燃烧器3、涡轮部4、燃料供给部(燃料供给装置)5、发电机6。
[0095]如图1所示，压缩机2吸入外部的空气，即，吸入大气进行压缩，然后将压缩后的空气供给到燃烧器3。
[0096]此外，作为压缩机2，可使用公知的结构，没有特别限定其结构。
[0097]如图1所示，燃烧器3混合由压缩机2进行了压缩的空气及从外部供给的燃气，然后通过使混合后的混合气燃烧,生成高温的燃烧气体。
[0098]如图1所示，涡轮部4接受由燃烧器3生成的高温气体的供给，产生旋转驱动力，将产生的旋转驱动力传递到旋转轴7。[0099]此外，作为涡轮部4，可使用公知的结构，没有特别限定其结构。
[0100]发电机6利用从涡轮部4传递的旋转驱动力，进行发电。
[0101]此外，作为发电机6，可使用公知的结构，没有特别限定其结构。
[0102]图2是对图1的燃料供给部及燃烧器的燃气的流动进行说明的示意图。
[0103]如图1所示，燃料供给部5向燃烧器3供给燃气。具体而言，如图2所示，向设置于燃烧器3的先导喷嘴(燃料喷嘴)IIP、主喷嘴(燃料喷嘴)11M及顶帽喷嘴(燃料喷嘴)IlT供给燃气。
[0104]在此，先导喷嘴IlP是以实现燃烧的稳定化等为目的的扩散燃烧用喷嘴。主喷嘴IlM是以实现NOx降低为目的的预混合燃烧用喷嘴。
[0105]顶帽喷嘴IlT是以进一步实现NOx降低为目的的预混合燃烧用喷嘴。
[0106]此外，作为具备先导喷嘴IIP、主喷嘴IlM及顶帽喷嘴IlT的燃烧器3的结构，例如，可使用上述的专利文献I所示的结构等公知的结构，没有特别限定。
[0107]在燃料供给部5主要设有公共系统10C、主燃料供给系统(燃料供给系统)10M、先导燃料供给系统(燃料供给系统)10P、顶帽燃料供给系统(燃料供给系统)10T、控制装置(燃料流量控制装置)20。
[0108]如图2所示，公共系统1C是向先导燃料供给系统10Ρ、主燃料供给系统1M及顶帽燃料供给系统1T供给燃气的系统。
[0109]公共系统1C的一端部与供给燃气的供给部IlC连接，另一端部与先导燃料供给系统10Ρ、主燃料供给系统1M及顶帽燃料供给系统1T连接。
[0110]进而，在公共系统1C设有测定燃气压力的公共压力传感器(压力测定部)12C和测定燃气温度的公共温度传感器13C。
[0111]相对于燃气的流动而言，公共压力传感器12C测定处于后述的先导流量调节阀13Ρ、主流量调节阀13Μ及顶帽流量调节阀13Τ上游侧的燃气压力Plm。
[0112]如图2所示，先导燃料供给系统1P是向先导喷嘴IlP供给燃气的系统。
[0113]先导燃料供给系统1P的一端部与公共系统1C连接，另一端部与向先导喷嘴IlP供给燃料的先导分流器12P连接。
[0114]进而，在先导燃料供给系统1P设有控制燃气的流量的先导流量调节阀(流量调节阀)13P。
[0115]先导流量调节阀13P是对供给到先导喷嘴IlP的燃气的流量进行调节的阀。
[0116]此外，作为先导流量调节阀13P，可使用公知的阀，没有特别限定。
[0117]如图2所示，先导分流器12P是将从先导燃料供给系统1P供给的燃气分配到多个先导喷嘴IIP的分流器。
[0118]在先导分流器12P上以燃气可流通的方式连接有先导燃料供给系统1P及多个先导喷嘴IIP。
[0119]此外，作为先导分流器12P的形状，可使用公知的形状，没有特别限定。
[0120]如图2所示，主燃料供给系统1M是向主喷嘴IlM供给燃气的系统。
[0121]主燃料供给系统1M的一端部与公共系统1C连接，另一端部与向主喷嘴IIM供给燃料的主分流器12M连接。
[0122]进而，在主燃料供给系统1M设有控制燃气的流动量的主流量调节阀(流量调节阀)13M。
[0123]主流量调节阀13M是对供给到主喷嘴IlM的燃气的流量进行调节的阀。
[0124]此外，作为主流量调节阀13M，可使用公知的阀，没有特别限定。
[0125]如图2所示，主分流器12M是将从主燃料供给系统1M供给的燃气分配到多个主喷嘴IlM的分流器。
[0126]在主分流器12M上以燃气可流通的方式连接有主燃料供给系统1M及多个主喷嘴11M。
[0127]此外，作为主分流器12M的形状，可使用公知的形状，没有特别限定。
[0128]如图2所示，顶帽燃料供给系统1T是向顶帽喷嘴IlT供给燃气的系统。
[0129]顶帽燃料供给系统1T的一端部与公共系统1C连接，另一端部与向顶帽喷嘴IlT供给燃料的顶帽分流器12T连接。
[0130]进而，在顶帽燃料供给系统1T设有控制燃气的流动量的顶帽流量调节阀(流量调节阀)13T。
[0131]顶帽流量调节阀13Τ是对供给到顶帽喷嘴IlT的燃气的流量进行调节的阀。
[0132]此外，作为顶帽流量调节阀13Τ，可使用公知的阀，没有特别限定。
[0133]如图2所示，顶帽分流器12Τ是将从顶帽燃料供给系统1T供给的燃气分配到多个顶帽喷嘴IlT的分流器。
[0134]在顶帽分流器12Τ上以燃气可流通的方式连接有顶帽燃料供给系统1T及多个顶帽喷嘴11Τ。
[0135]此外，作为顶帽分流器12Τ的形状，可使用公知的形状，没有特别限定。
[0136]图3是对图2的控制部的结构的进行说明的方框图。
[0137]如图2及图3所示，控制装置20是控制先导流量调节阀13Ρ、主流量调节阀13Μ及顶帽流量调节阀13Τ的阀开度的装置。
[0138]如图3所示，在控制装置20上设有计算部21、修正部22和阀控制部23。
[0139]此外，下面对控制装置20的控制的详细情况进行说明。
[0140]计算部21基于负荷指令，计算出燃料流量指令值(以下，表述为“CS0”)，并且计算出先导燃料流量指令(以下，表述为“PL_CS0”)、主燃料流量指令(以下，表述为“M_CS0”)、顶帽燃料流量指令(以下，表述为“TH_CS0”)。
[0141]进而，计算部21计算与先导流量调节阀13P相关的必要流量系数(以下，表述为“PL_Cv”)、与主流量调节阀13M相关的必要流量系数(以下，表述为“M_Cv”)及与顶帽流量调节阀13T相关的必要流量系数(以下，表述为“TH_Cv”)。
[0142]修正部22对由计算部计算出的PL_Cv、M_Cv、TH_Cv的值进行修正。
[0143]阀控制部23基于由修正部22修正的PL_CV、M_Cv、TH_Cv的值，分别计算出先导流量调节阀13P的阀开度(以下，表述为“PL_Lift”)、主流量调节阀13M的阀开度(以下，表述为“M_Lift”)、顶帽流量调节阀13T的阀开度(以下，表述为“TH_Lift”)。
[0144]接着，对由上述的结构构成的燃气轮机发电机组I的通常的运转进行说明，其后，对控制装置20的燃气的供给控制进行说明。
[0145]如图1所示，燃气轮机发电机组I通过旋转驱动压缩机2，吸入大气(空气)。被吸入的大气通过压缩机2被压缩，并且向燃烧器3送出。[0146]流入到燃烧器3的压缩了的空气在燃烧器3中与从外部供给的燃气混合。空气及燃气的混合气在燃烧器3中进行燃烧，通过燃烧热生成高温的燃烧气体。
[0147]在燃烧器3中生成的燃烧气体从燃烧器3供给到下游的涡轮部4。涡轮部4被燃烧气体旋转驱动，其旋转驱动力传递到旋转轴7。旋转轴7将在涡轮部4抽取的旋转驱动力传递到压缩机2及发电机6。
[0148]接着，参照图3?图6等对作为本实施方式的特征的控制装置20的燃气供给控制进行说明。
[0149]图4是对图3的控制装置的燃气的供给控制方法进行说明的流程图。图5?图8是对图3的控制装置的燃气的供给控制逻辑进行说明的图。
[0150]在本实施方式的燃气轮机发电机组I的控制装置20中，基于从对发电设备的发电机输出进行管理的中央供电中心送来的发电机输出指令值，计算部21计算出燃气轮机发电机组I的负荷指令值(步骤SI)。然后，计算部21基于负荷指令值，设定CS0。
[0151]其后，计算部21计算出燃料分配指令值。具体而言，基于将CSO及燃气轮机入口燃烧气体温度无量纲化的CLCSO，计算出PL_CS0、M_CS0、TH_CS0 (步骤S2)。
[0152]具体而言，如图5所示，利用以能够得到规定的先导比的方式设定的CS0、CLCS0及PL_CS0的函数FxI，计算出PL_CS0。
[0153]另外，利用以能够得到规定的顶帽比的方式设定的CSO、CLCSO及TH_CS0的函数Fx2，计算出 TH_CS0。
[0154]进而，基于下面的计算式，计算mM_CS0。
[0155]M_CS0 = CSO - PL_CS0 - TH_CS0
[0156]然后，计算部21从计算出的PL_CS0、M_CS0、TH_CS0,计算出相对于各自的燃料供给系统10M、1P, 1T的燃料流量指令值PL_Gf、M_Gf、TH_Gf (步骤S3)。
[0157]S卩，从由相对于CSO的比例)表示的PL_CS0、M_CS0、TH_CS0，计算出由实际的燃料流量(kg/s)表示的燃料流量指令值。
[0158]图9是对CSO和燃料流量指令值Gf之间的关系进行说明的曲线图。
[0159]此外，在图9中，为了便于说明，仅表示CSO和Gf之间的关系。
[0160]具体而言，计算部21基于图9所示的关系，从PL_CS0、M_CS0、TH_CS0，计算出各自的燃料供给系统要求的燃料流量的指令值PL_Gf、M_Gf、TH_Gf。
[0161]在本实施方式中，作为燃料流量指令值的计算方法，以通过预先存储在计算部21的函数Fx3计算出PL_Gf、M_Gf、TH_Gf的例子进行说明。
[0162]接着，计算部21基于PL_Gf、M_Gf、TH_Gf，计算出对应的流量调节阀13P、13M、13T的必要流量系数，即，PL_Cv、M_Cv、TH_Cv的值(步骤S4)。
[0163]在此，对先导流量调节阀13P、主流量调节阀13M及顶帽流量调节阀13T的燃气的流动为非节流流动的情况进行说明。
[0164]例如，当对先导燃料供给系统1P进行说明时，如图6所示，计算部21基于PL_Gf、压力项及温度项，计算出PL_Cv的值。
[0165]在此，压力项是基于由公共压力传感器12C测定出的先导流量调节阀13P的上游侧的燃气压力的实测值Plm、及机壳内压力的设定值(预定的压力)P3的函数，所述机壳内压力是将燃烧器3配置于内部的机壳的内部压力。[0166]温度项是基于燃气温度的设定值(预定的温度)T的函数。
[0167]机壳内压力的设定值P3是基于根据燃气轮机发电机组I的负荷指令值计算出的CS0、设置于压缩机2的入口导叶(IGV)的角度α、及压缩机2吸入的大气的温度Ta，利用预定的关系式求出的设定值。
[0168]图10是对CSO和机壳内压力的设定之间的关系进行说明的曲线图。
[0169]具体而言，首先，基于图10的曲线图所示的CSO和机壳内压力的设定之间的关系式，计算出相对于计算出的CSO的机壳内压力的设定值Ρ3。
[0170]图11是对IGV的角度α和第一修正值之间的关系进行说明的曲线图。
[0171]接着，基于图11的曲线图所示的IGV的角度α和第一修正值之间的关系式，计算出对燃气轮机发电机组I的运转时的角度α的第一修正值，基于计算出的第一修正值，修正机壳内压力的设定值Ρ3。
[0172]图12是对大气的温度Ta和第二修正值之间的关系进行说明的曲线图。
[0173]进而，基于图12的曲线图所示的大气的温度Ta和第二修正值之间的关系式，计算出对被压缩机2吸入的大气的温度Ta的第二修正值，基于计算出的第二修正值，进一步修正机壳内压力的设定值Ρ3。
[0174]这样，修正了的机壳内压力的设定值Ρ3被用于上述的压力项的计算。
[0175]关于主燃料供给系统1M及顶帽燃料供给系统10Τ，也同样地，如图7及图8所示，在计算部21计算出M_Cv、TH_Cv的值。
[0176]计算出的PL_Cv、M_Cv、TH_Cv的值被输入到修正部22，在修正部22进行PL_Cv、M_Cv、TH_Cv的值的修正(步骤S5)。
[0177]例如，当对先导燃料供给系统1P进行说明时，如图6所示，修正部22基于实际压力修正及实际温度修正，修正PL_Cv的值。
[0178]在此，实际压力修正是基于由公共压力传感器12C测定出的先导流量调节阀13P的上游侧的燃气压力的实测值Plm、其设定值(预定的压力)P1、机壳内压力的实测值P3m、其设定值P3的函数。
[0179]温度项是基于由公共温度传感器13C测定出的燃气温度的测定值tl和其设定值T的函数。
[0180]进而，实际压力修正及实际温度修正在用于PL_Cv的值的修正时，也可对过滤器加以考虑。
[0181]通过对过滤器加以考虑，实际压力修正或实际温度修正的值相对于燃气压力或温度的变化，成为一阶滞后。因此，修正后的PL_Cv的值对燃气压力或温度的变化的追随性下降，成为稳定的值。
[0182]关于主燃料供给系统1M及顶帽燃料供给系统10T，也同样地，如图7及图8所示，在修正部22修正M_Cv、TH_Cv的值。
[0183]修正后的PL_CV、M_Cv、TH_Cv被输入到阀控制部23，在阀控制部23，基于预先存储的函数Fx4，计算出对应的流量调节阀的阀开度，即，PL_Lift、M_Lift、TH_Lift (步骤S6)。
[0184]例如，当对先导燃料供给系统1P进行说明时，如图6所示，阀控制部23基于PL_Cv的值及先导流量调节阀13P的特性，计算出PL_Lift。
[0185]计算出的PL_Lift从阀控制部23输出到先导流量调节阀13P，控制先导流量调节阀13P的阀开度。
[0186]关于主燃料供给系统1M及顶帽燃料供给系统10T，也同样地，如图7及图8所示，在阀控制部23计算出M_Lift及TH_Lift的值，控制主流量调节阀13M及顶帽流量调节阀13T的阀开度。
[0187]根据上述的结构，供给到先导喷嘴IIP、主喷嘴IlM及顶帽喷嘴IlT中的一个喷嘴，例如，供给到先导喷嘴IlP的燃料的流量，通过控制与先导喷嘴IIP相对应的先导流量调节阀13P的阀开度(PL_Lift)来调节。因此，本实施方式的燃料供给部5与专利文献I记载的发明相比，对于对供给到先导喷嘴IlP的燃料的流量进行变更的输入的响应性变快。
[0188]具体地，对于上述的变更燃料流量的输入而言，本实施方式的燃料供给部5不使用响应性比流量调整阀慢的压力调节阀等就能够进行应对。
[0189]因此，对于上述的变更燃料流量的输入而言，与利用压力调节阀及流量调节阀进行应对的专利文献I的发明相比，本实施方式的燃料供给部5能够进行快速响应。
[0190]另一方面，在本实施方式的燃料供给部5，因为没有设置压力调节阀，所以与在主燃料供给系统10M、先导燃料供给系统1P及顶帽燃料供给系统1T分别设有压力调节阀的专利文献I的发明相比，能够减少压力调节阀的数量。
[0191]因此，能够将本实施方式的燃料供给部5小型化，能够减小配置时所需要的空间。由此，容易进行向燃气轮机发电机组I的燃料供给部5的配置，制造变得容易，能够实现制造成本的降低。
[0192]进而，因为不需要考虑压力调节阀的燃气的压力损失，所以能够将供给到燃烧器3的燃气的压力抑制得比专利文献I的发明低。
[0193]因此，能够将对供给燃气的供给部IlC要求的升压能力抑制到较低的程度，能够实现燃料供给部5及燃气轮机发电机组I的制造成本的降低。
[0194]例如，因为在与先导喷嘴IlP相对应的先导流量调节阀13P的阀开度(PL_Lift)的控制上，使用的是下游侧的燃气压力，该下游侧的燃气压力是在上游侧测定出的燃气压力Plm、设定值P3等的函数，所以能够在节流区域及非节流区域这两个区域进行控制。
[0195]另一方面，因为基于由公共压力传感器12C测定出的上游侧的燃气压力Plm来计算必要流量系数(PL_CV、M_Cv、TH_Cv)的值，所以即使供给到公共系统1C的燃气的压力，换句话说，流量调节阀13P、13M、13T的上游侧的燃气的压力具有变动，也可基于变动后的燃气的压力来计算出必要流量系数(PL_CV、M_Cv、TH_Cv)的值。基于该必要流量系数，能够控制流量调节阀的阀开度(PL_Lift、M_Lift、TH_Lift)。
[0196]进而，因为在必要流量系数(PL_Cv、M_Cv、TH_Cv)的值的计算上，使用的是作为机壳内压力的设定值P3的函数的压力项、及作为燃气温度的设定值T的函数的温度项，所以与使用作为仅是实际测定出的下游侧的燃气压力的函数的压力项、及作为仅是实际测定出的燃气温度的函数的温度项的方法相比，能够抑制测定出的燃气压力的变动对于计算出的必要流量系数的影响。
[0197]与仅使用实际测定出的下游侧的燃气压力的方法相比，能够抑制测定出的燃气压力对于先导喷嘴IIP、主喷嘴IlM及顶帽喷嘴IlT之间的燃料的分配比，S卩，先导燃料供给系统10P、主燃料供给系统1M及顶帽流量调节阀13T之间的燃料分配比的影响。
[0198]例如，因测定装置的异常等，在与先导燃料供给系统10P、主燃料供给系统1M及顶帽流量调节阀13T对应的多个实际测定出的下游侧的燃气压力中的至少一个成为了不正确的燃气压力的情况下，就会基于该不正确的燃气压力，计算出必要流量系数(PL_Cv、M_Cv、TH_Cv)的值，会影响到先导燃料供给系统10P、主燃料供给系统IOM及顶帽流量调节阀13T之间的燃料的分配比。
[0199]但是，通过利用作为机壳内压力的设定值P3的函数的下游侧的燃气压力来计算出必要流量系数(PL_CV、M_Cv、TH_Cv)的值，能够排除测定装置的异常等造成的影响，能够抑制对先导燃料供给系统10P、主燃料供给系统IOM及顶帽流量调节阀13T之间的燃料分配比的影响。
[0200]进而，能够以机壳内压力的设定值P3作为公共参数，计算出分别与先导喷嘴IIP、主喷嘴IlM及顶帽喷嘴IlT对应的下游侧的燃气压力，计算出必要流量系数(PL_Cv、M_Cv、TH_Cv)的值。因此，与不使用机壳内压力的设定值P3的方法相比，能够适当地进行先导喷嘴IIP、主喷嘴IlM及顶帽喷嘴IlT之间的燃料的分配，即，能够适当地进行先导燃料供给系统10P、主燃料供给系统IOM及顶帽流量调节阀13T之间的燃料分配。
[0201]进而，在对先导喷嘴IIP、主喷嘴IlM及顶帽喷嘴IlT的每一个使用下游侧的燃气压力的设定值(不同的设定值)的情况下，且在上述的下游侧的燃料压力和实际的下游侧的燃料压力之间的压差变大的情况下，需要变更各自的下游侧的燃气压力的设定值，而其变更是很困难的。特别是，在设有燃气轮机发电机组I的现场的变更变得困难。
[0202]对此，在本实施方式的燃料供给部5种，只要仅变更一个机壳内压力的设定值P3即可，其应对变得容易。
[0203]通过设置修正部22，能够利用机壳内压力的实测值P3m及燃气温度的实测值t来修正在计算部21计算出的必要流量系数(PL_CV、M_Cv、TH_Cv)的值所含的偏差。
[0204]此外，如上述的实施方式所述，既可以在修正部22对在计算部21计算出的必要流量系数(PL_CV、M_Cv、TH_Cv)的值进行修正，也可以不进行修正，而将在计算部21计算出的必要流量系数(PL_CV、M_Cv、TH_Cv)的值直接输出到阀控制部23，没有特别限定。
[0205]〔第二实施方式〕
[0206]接着，参照图13?图16对本发明的第二实施方式进行说明。
[0207]本实施方式的燃气轮机发电机组的基本结构与第一实施方式相同，与第一实施方式不同的是在公共系统设有公共压力调节阀。因而，在本实施方式中，利用图13?图16仅对公共系统的周边进行说明，省略其他构成元件等的说明。
[0208]图13是对本实施方式的燃气轮机发电机组的燃料供给部及燃烧器的燃气的流动进行说明的示意图。
[0209]此外，在与第一实施方式相同的构成兀件上附带相同符号，省略其说明。
[0210]如图13所示，本实施方式的燃气轮机发电机组101的燃料供给部105向燃烧器3供给燃气。具体而言，向设置于燃烧器3的先导喷嘴IIP、主喷嘴IlM及顶帽喷嘴IlT供给燃气。
[0211]在燃料供给部105主要设有公共系统110C、主燃料供给系统10M、先导燃料供给系统10P、顶帽燃料供给系统10T、控制装置120。
[0212]如图13所示，公共系统IlOC是向先导燃料供给系统10P、主燃料供给系统IOM及顶帽燃料供给系统IOT供给燃气的系统。[0213]公共系统IlOC的一端部与供给燃气的供给部IlC连接，另一端部与先导燃料供给系统10P、主燃料供给系统IOM及顶帽燃料供给系统IOT连接。
[0214]进而，在公共系统IlOC设有测定燃气压力的公共压力传感器12C、测定燃气温度的公共温度传感器13C、调节燃气压力的公共压力调节阀(压力调节部)114C。
[0215]针对燃气的流动，公共压力调节阀114C将处于先导流量调节阀13P、主流量调节阀13M及顶帽流量调节阀13T上游侧的燃气压力调节成规定的设定值P1。
[0216]例如，公共压力调节阀114C基于由公共压力传感器12C测定出的燃气压力的值，通过控制装置120进行控制，使上述的上游侧的燃气压力成为设定值Pl。
[0217]图14是对图13的控制部的结构进行说明的方框图。
[0218]如图13及图14所示，控制装置120对先导流量调节阀13P、主流量调节阀13M及顶帽流量调节阀13T的阀开度进行控制。
[0219]如图14所示，在控制装置120设有计算部121、修正部22、阀控制部23。
[0220]此外，下面对控制装置120的控制的详细情况进行说明。
[0221]计算部121基于负荷指令计算出CS0，并且，计算出PL_CS0、M_CS0、TH_CS0。
[0222]进而,计算部121计算出PL_Cv、M_Cv及TH_Cv。
[0223]接着，参照图15等对作为本实施方式的特征的控制装置120的燃气的供给控制进行说明。此外，关于本实施方式的燃气轮机发电机组101的通常的运转，因为与第一实施方式相同，所以省略其说明。
[0224]图15是对图13的控制装置的燃气的供给控制方法进行说明的流程图。
[0225]在此，作为控制装置120进行的燃气的供给控制的特征，对必要流量系数，即，PL_CV、M_Cv、TH_Cv的值的计算(步骤S14)进行说明。即，从负荷指令值的计算(步骤SI)至Ij燃料流量指令值的计算(步骤S3)为止、必要流量系数的修正(步骤S5)、及阀开度的计算(步骤S6)，都与第一实施方式相同，因此省略其说明。
[0226]例如，对先导燃料供给系统IOP进行说明，计算部121基于PL_Gf、压力项及温度项，计算出PL_Cv的值。
[0227]与第一实施方式相同地，温度项是基于燃气温度的设定值T的函数。
[0228]压力项是基于先导流量调节阀13P的上游侧的燃气压力的设定值(预赋予的压力)P1、及机壳内压力的设定值P3的函数。
[0229]燃气压力的设定值Pl是由公共压力调节阀114C调节的燃气压力的设定值。
[0230]对于主燃料供给系统IOM及顶帽燃料供给系统10T，也同样地，在计算部121计算出 M_Cv、TH_Cv 的值。
[0231]图16是对相对于燃气轮机负荷的、各部的燃气压力的变化进行说明的曲线图。
[0232]若从燃气的流动的上游侧进行说明，如图16所示，随着燃气轮机负荷增大，燃料供给系统的压力损失增大，因此从供给部Iic供给的燃气压力PO逐渐下降。从供给部IlC供给的燃气的压力通过公共压力调节阀114C被调节为大致恒定的设定值P1。换句话说，压力PO和Pl的压差成为公共压力调节阀114C的压差。
[0233]另一方面，如图16所示，配置有燃烧器3的机壳内压力的设定值P3随着燃气轮机负荷增大而逐渐增大。进而，主喷嘴IlM及顶帽喷嘴IlT的压力损失P2 - P3也随着燃气轮机负荷增大而逐渐增大。[0234]因此，从机壳内压力的设定值P3及压力损失P2 — P3等计算出的主分流器12M及顶帽分流器12T的燃气压力的设定值P2也同样地,随着燃气轮机负荷增大而逐渐增大。
[0235]在此，因为在各分流器12P、12M、12T的设定值P2和实际测定出的压力的值P2m之间有时也具有差(P2m - P2)，所以通过上述的修正部22进行修正。
[0236]另外，压力Pl和P2m的压差成为各流量调节阀13P、13M、13T的压差。
[0237]根据上述的结构，因为公共压力调节阀114C配置于向主燃料供给系统10M、先导燃料供给系统IOP及顶帽燃料供给系统IOT供给燃料的公共系统110C，所以不会受到对主燃料供给系统10M、先导燃料供给系统IOP及顶帽燃料供给系统IOT的燃料分配比率的变化的影响。因此，容易抑制对公共压力调节阀114C要求的规格的多样性，容易实现公共压力调节阀114C的规格的公共化。
[0238]另一方面，公共压力调节阀114C因为将相对于先导流量调节阀13P、主流量调节阀13M及顶帽流量调节阀13T而言上游侧的燃气压力控制成规定的值，例如，控制成恒定的设定值P1，所以与将先导流量调节阀13P、主流量调节阀13M及顶帽流量调节阀13T的压差保持为恒定的专利文献I的发明的压力调节阀相比，能够抑制公共压力调节阀114C的压力损失。因此，能够将供给到公共系统IlOC及公共压力调节阀114C的燃气的压力抑制得比专利文献I的发明的情况还低。
[0239]进而，即使供给到公共系统IlOC的燃气的压力具有变动，通过公共压力调节阀114C，也可调节到规定的设定值P1。这样，因为流入到先导流量调节阀13P、主流量调节阀13M及顶帽流量调节阀13T的燃气的压力变动得到抑制，所以能够减小实际的上游侧的燃气压力的值Plm和用于计算必要流量系数的燃气压力的设定值Pl之间的压力差。
[0240]因为在必要流量系数PL_Cv、M_Cv、TH_Cv的值的计算上使用燃气压力的设定值P1，所以与使用实际测定出的上游侧的燃气压力的值Plrn的方法相比，不受测定出的燃气压力的值Plm的变动的影响，就能够计算出必要流量系数PL_CV、M_Cv、TH_Cv的值。
[0241]〔第二实施方式的变形例〕
[0242]接着，参照图17?图22对本发明的第二实施方式的变形例进行说明。
[0243]变形例的燃气轮机发电机组的基本结构与第二实施方式相同，与第二实施方式不同的是追加有节流时的流量调节阀的控制方法。因而，在变形例中，利用图17?图22仅对流量调节阀的控制周边进行说明，省略其他构成元件等的说明。
[0244]图17是对本变形例的燃气轮机发电机组的燃料供给部及燃烧器的燃气的流动进行说明的示意图。
[0245]此外，在与第二实施方式相同的构成元件上附带相同符号，省略其说明。
[0246]如图17所示，本实施方式的燃气轮机发电机组201的燃料供给部205向燃烧器3供给燃气。具体而言，向设置于燃烧器3的先导喷嘴IIP、主喷嘴IlM及顶帽喷嘴IlT供给燃气。
[0247]在燃料供给部205主要设有公共系统110C、主燃料供给系统10M、先导燃料供给系统10P、顶帽燃料供给系统10T、控制装置(燃料流量控制装置)220。
[0248]图18是对图17的燃料供给部的结构进行说明的方框图。
[0249]如图17及图18所示，控制装置220对先导流量调节阀13P、主流量调节阀13M及顶帽流量调节阀13T的阀开度进行控制。[0250]如图18所示，在控制装置220设有计算部221、修正部222、阀控制部23。
[0251]此外，下面对控制装置220的控制的详细情况进行说明。
[0252]计算部221区分各流量调节阀13P、13M、13T的燃气的流动为非节流时的情况和节流时的情况，计算出PL_Cv、M_Cv、TH_Cvo
[0253]修正部222基于实际压力修正及实际温度修正，对非节流时及节流时的PL_Cv等进行修正，并且，通过对非节流时的PL_Cv等的值、节流时的PL_Cv等的值进行压力运算,判定节流或非节流，进行切换。
[0254]接着，参照图19等对作为本实施方式的特征的控制装置220的燃气的供给控制进行说明。此外，关于本实施方式的燃气轮机发电机组201的通常的运转，因为与第一实施方式相同，所以省略其说明。
[0255]图19是对图17的燃料供给部的控制进行说明的流程图。图20?图22是对图17的燃料供给部的控制逻辑的一部分进行说明的图。
[0256]在此，作为控制装置220的燃气的供给控制的特征，对必要流量系数，即，PL_Cv、M_Cv、TH_Cv的值的计算(步骤SM、步骤S24)及必要流量系数的修正及选择(步骤S25)进行说明。
[0257]S卩，从负荷指令值的计算(步骤SI)到燃料流量指令值的计算(步骤S3)、及阀开度的计算(步骤S6)都与第一实施方式相同，因此省略其说明。
[0258]如图19所示，由步骤S3计算出的燃料流量的指令值PL_Gf、M_Gf、TH_Gf被输入到计算部221，计算出流量调节阀的燃气的流动为非节流流动时的必要流量系数PL_Cv、M_Cv、TH_Cv的值(步骤S14)，并且，计算出节流流动时的必要流量系数PL_CV、M_Cv、TH_Cv的值(步骤S24)。
[0259]此外，非节流流动时的必要流量系数PL_Cv、M_Cv、TH_Cv的值的计算方法与第二实施方式相同，因此省略其说明，仅对节流流动时的必要流量系数PL_Cv、M_Cv、TH_Cv的值的计算方法进行说明。
[0260]例如，对先导燃料供给系统1P进行说明，计算部221基于PL_Gf、节流时的压力项、及温度项，计算出PL_Cv的值。
[0261]在此，节流时的压力项是基于由公共压力传感器12C测定出的先导流量调节阀13P的上游侧的燃气压力的实测值Plm的函数。
[0262]即使在节流时，温度项也使用与非节流时相同的函数。
[0263]对于主燃料供给系统1M及顶帽燃料供给系统10T，也同样地，如图21及图22所示，在计算部221计算出M_Cv、TH_Cv的值。
[0264]计算出的PL_Cv、M_Cv、TH_Cv的值被输入到修正部222，在修正部222，进行PL_Cv等的值的修正，并且，通过对非节流时的PL_Cv等的值及节流时的PL_Cv等的值进行压力运算，判定节流或非节流，切换PL_Cv等(步骤S25)。
[0265]例如，对先导燃料供给系统1P进行说明，如图20所示，首先，非节流时的PL_Cv基于非节流时的实际压力修正进行修正，并且，节流时的PL_Cv基于节流时的实际压力修正进行修正。
[0266]在此，节流时的实际压力修正是基于由公共压力传感器12C测定出的先导流量调节阀13P的上游侧的燃气压力的实测值Plm、其设定值(预定的压力)P1的函数。[0267]此外，非节流时的实际压力修正与第一实施方式相同，因此省略其说明。
[0268]基于各实际压力修正而修正的PL_Cv被输入到切换部222S，在节流的情况下切换到节流时的PL_Cv,在非节流的情况下切换到非节流时的PL_Cv。选择的PL_Cv基于实际温度修正进行修正。
[0269]此外，关于实际温度修正，因为与第二实施方式相同，所以省略其说明。
[0270]对于主燃料供给系统IOM及顶帽燃料供给系统10T，也同样地，如图21及图22所示，在修正部222，修正M_Cv、TH_Cv的值，并且进行切换。
[0271]根据上述的结构，不管各流量调节阀13P、13M、13T的燃气的流动是非节流流动还是节流流动，都能够适当地调节燃气的流量。
[0272]此外，在上述的第一实施方式、第二实施方式及第二实施方式的变形例中，对预混合燃烧方式的燃气轮机发电机组进行了说明，但也可对扩散燃烧方式的燃气轮机发电机组应用本发明。作为扩散燃烧方式的燃气轮机发电机组的例子，可举出具备一种扩散燃烧用燃料喷嘴的例子及具备不同的多个扩散燃烧用燃料喷嘴的例子。
[0273]附图标记说明
[0274]1、101、201燃气轮机发电机组
[0275]2 压缩机
[0276]3燃烧器
[0277]4涡轮部
[0278]5燃料供给部(燃料供给装置)
[0279]10C、1 IOC 公共系统
[0280]IOM主燃料供给系统(燃料供给系统)
[0281]IOP先导燃料供给系统(燃料供给系统)
[0282]IOT顶帽燃料供给系统(燃料供给系统)
[0283]IlP先导喷嘴(燃料喷嘴)
[0284]IlM主喷嘴(燃料喷嘴)
[0285]IlT顶帽喷嘴(燃料喷嘴)
[0286]12C公共压力传感器(压力测定部)
[0287]13P先导流量调节阀(流量调节阀)
[0288]13M主流量调节阀(流量调节阀)
[0289]13T顶帽流量调节阀(流量调节阀)
[0290]20、220控制装置(燃料流量控制装置)
[0291]21、121、221 计算部
[0292]22,222 修正部
[0293]23阀控制部
[0294]114C公共压力调节阀(压力调节部)
【权利要求】
1.一种燃料供给装置，其特征在于，控制对设置在燃气轮机的燃烧器上的燃料喷嘴供给的燃料流量，该燃料供给装置设有: 多个流量调节阀，设置于向所述燃料喷嘴供给燃料的燃料供给系统，对在该燃料供给系统内流动的燃料的流量进行调节； 计算部，至少基于预定的压力及供给到所述燃料喷嘴的燃料流量，计算出与所述燃料喷嘴相对应的流量调节阀的必要流量系数，所述预定的压力是作为相对于所述燃料的流动而处于所述流量调节阀上游侧的燃料压力、处于所述流量调节阀下游侧的燃料压力而预定的压力； 阀控制部，基于所述必要流量系数，控制所述流量调节阀的阀开度。
2.如权利要求1所述的燃料供给装置，其特征在于， 设有测定处于所述流量调节阀上游侧的燃料压力的压力测定部， 作为用于计算所述必要流量系数的所述上游侧的燃料压力，使用由所述压力测定部测定出的压力。
3.如权利要求1或2所述的燃料供给装置，其特征在于， 所述燃料喷嘴是不同 种类的燃料喷嘴， 所述燃料供给装置设有: 多个流量调节阀，所述多个流量调节阀设置于对所述不同种类的燃料喷嘴分别独立地供给燃料的多个燃料供给系统，对在该燃料供给系统内流动的燃料的流量进行调节； 计算部，所述计算部至少基于预定的压力及供给到所述不同种类的燃料喷嘴中的一个燃料喷嘴的燃料流量，计算出与所述一个燃料喷嘴相对应的流量调节阀的必要流量系数，所述预定的压力是作为相对于所述燃料的流动而处于所述流量调节阀上游侧的燃料压力、处于所述流量调节阀下游侧的燃料压力而预定的压力； 阀控制部，所述阀控制部基于所述必要流量系数，控制与所述一个燃料喷嘴相对应的流量调节阀的阀开度。
4.如权利要求3所述的燃料供给装置，其特征在于， 设有压力调节部，所述压力调节部设置于向所有的所述燃料供给系统供给燃料的公共系统，将处于所述流量调节阀上游侧的燃料压力调节成规定的值， 作为用于计算所述必要流量系数的所述上游侧的燃料压力，使用预定的压力。
5.如权利要求4所述的燃料供给装置，其特征在于， 供给到所述一个燃料喷嘴的燃料流量，从基于所述燃气轮机的负荷而确定的应该对所述燃烧器供给的总燃料流量、及所述不同种类的燃料喷嘴之间的燃料分配比进行计算，所述上游侧的燃料压力是基于所述总燃料流量而确定的压力。
6.如权利要求3~5中任一项所述的燃料供给装置，其特征在于， 供给到所述一个燃料喷嘴的燃料流量，从基于所述燃气轮机的负荷而确定的应该对所述燃烧器供给的总燃料流量、及所述不同种类的燃料喷嘴之间的燃料分配比进行计算，所述下游侧的燃料压力是基于所述总燃料流量而确定的压力。
7.如权利要求6所述的燃料供给装置，其特征在于， 所述下游侧的燃料压力是基于配置有所述燃料喷嘴的机壳内的压力而计算出的压力， 配置有所述燃料喷嘴的机壳内的压力是基于所述总燃料流量而预定的压力。
8.如权利要求7所述的燃料供给装置，其特征在于， 还设有修正部，所述修正部至少基于所述机壳内的压力的实测值，对在所述计算部计算出的所述必要流量系数进行修正。
9.一种燃气轮机发电机组，其特征在于，设有: 压缩空气的压缩机； 燃烧器，使被压缩了的所述空气及燃料的混合气燃烧，生成高温的燃烧气体； 从所述燃烧气体获取旋转驱动力的涡轮部； 向所述燃烧器供给所述燃料的权利要求1~8中的任一项所述的燃料供给装置。
10.一种燃料流量控制装置，其特征在于，控制对设置在燃气轮机的燃烧器上的燃料喷嘴供给的燃料流量，该燃料流量控制装置设有: 计算部，至少基于预定的压力及供给到所述燃料喷嘴的燃料流量，计算出与所述燃料喷嘴相对应的流量调节阀的必要流量系数，所述预定的压力是作为相对于所述燃料的流动而处于调节对所述燃料喷嘴供给的燃料流量的流量调节阀上游侧的燃料压力、处于所述流量调节阀下游侧的燃料压力而预定的压力； 阀控制部，基于所述必要流量系数，控制所述流量调节阀的阀开度。
11.如权利要求10所述的燃料流量控制装置，其特征在于， 作为用于计算所述 必要流量系数的所述上游侧的燃料压力，使用测定出的压力。
12.如权利要求10或11所述的燃料流量控制装置，其特征在于， 所述燃料喷嘴是不同种类的燃料喷嘴， 所述燃料流量控制装置设有: 计算部，所述计算部至少基于预定的压力及供给到所述不同种类的燃料喷嘴中的一个燃料喷嘴的燃料流量，计算出与所述一个燃料喷嘴相对应的流量调节阀的必要流量系数，所述预定的压力是作为相对于所述燃料的流动而处于调节对所述不同种类的燃料喷嘴供给的燃料流量的流量调节阀上游侧的燃料压力、处于所述流量调节阀下游侧的燃料压力而预定的压力； 阀控制部，所述阀控制部基于所述必要流量系数，控制与所述一个燃料喷嘴相对应的流量调节阀的阀开度。
13.如权利要求12所述的燃料流量控制装置，其特征在于， 作为用于计算所述必要流量系数的所述上游侧的燃料压力，使用预定的压力。
14.如权利要求13所述的燃料流量控制装置，其特征在于， 供给到所述一个燃料喷嘴的燃料流量，从基于所述燃气轮机的负荷而确定的应该对所述燃烧器供给的总燃料流量、及所述不同种类的燃料喷嘴之间的燃料分配比进行计算， 所述上游侧的燃料压力是基于所述总燃料流量而确定的压力。
15.如权利要求12~14中任一项所述的燃料流量控制装置，其特征在于， 供给到所述一个燃料喷嘴的燃料流量，从基于所述燃气轮机的负荷而确定的应该对所述燃烧器供给的总燃料流量、及所述不同种类的燃料喷嘴之间的燃料分配比进行计算， 所述下游侧的燃料压力是基于所述总燃料流量而确定的压力。
16.如权利要求15所述的燃料流量控制装置，其特征在于， 所述下游侧的燃料压力基于配置有所述燃料喷嘴的机壳内的压力进行计算，配置有所述燃料喷嘴的机壳内的压力是基于所述总燃料流量而预定的压力。
17.如权利要求16所述的燃料流量控制装置，其特征在于， 还设有修正部，所述修正部至少基于所述机壳内的压力的实测值，对在所述计算部计算出的所述必要流量系数进行修正。
【文档编号】F02C9/40GK104040149SQ201280066603
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2012年12月19日 优先权日:2012年1月13日
【发明者】原田升一 申请人:三菱日立电力系统株式会社