燃气轮机系统、燃气轮机的燃烧器控制装置以及燃气轮机的燃烧器控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及燃气轮机系统、燃气轮机的燃烧器控制装置以及燃气轮机的燃烧器控制方法。
[0002]本申请根据2013年2月20日在日本申请的特愿2013-031186号要求优先权，并将其内容援引于本发明中。
【背景技术】
[0003]在燃气轮机设备、复合循环发电设备中组装有燃气轮机燃烧器，通过向燃气轮机导入来自该燃气轮机燃烧器的燃烧气体而驱动燃气轮机。
[0004]作为与这样的背景相关的技术，已知多种技术(例如，参照专利文献I)。
[0005]对专利文献I中记载的燃气轮机系统进行具体说明，第一主喷嘴函数器根据负载而输出基于规定的函数值的第一主喷嘴控制信号。第二主喷嘴函数器根据燃气轮机的运转状态而输出基于规定的函数值的第二主喷嘴控制信号。跟踪电路使第二主喷嘴控制信号跟踪第一主喷嘴控制信号而输出第三主喷嘴控制信号。
[0006]先导喷嘴函数器根据第三主喷嘴控制信号为了使先导喷嘴分配阀进行开闭动作而输出基于规定的函数值的控制信号并将该信号作为先导喷嘴控制信号。控制机构将第三主喷嘴控制信号作为主喷嘴控制信号。这样，通过该燃气轮机系统能够进行稳定的两级燃烧，在负载切断时能够通过将先导喷嘴分配阀设为规定开度而防止先导喷嘴的失火。
[0007]另外，以往，在发电站等使用的燃气轮机中，向燃烧器供给压缩空气与燃料并利用伴随于燃烧器的燃烧而产生的高温的燃烧气体使涡轮旋转从而进行发电。
[0008]作为与这样的背景相关的技术，已知多种技术(例如，参照专利文献2)。
[0009]对专利文献2中记载的燃气轮机系统进行具体说明，第一信息取得部取得向燃烧器供给的燃料的先导比。第二信息取得部取得向燃烧器供给的空气流量。目标空燃比取得部具有由燃烧器的燃烧状态的稳定性确定的示出先导比与空燃比的关系的燃烧维持极限信息。并且，目标空燃比取得部根据燃烧维持极限信息取得与通过第一信息取得部取得的先导比对应的空燃比，并将空燃比作为目标空燃比而输出。指令生成部利用目标空燃比与通过第二信息取得部取得的空气流量来确定最低燃料指令。这样，通过该燃气轮机系统，即使在发生负载切断、甩负荷设置等那样负载急剧减少的现象的情况下，也能够可靠地维持燃烧器中的燃烧。
[0010]在先技术文献
[0011]专利文献
[0012]专利文献1:日本特开平05-149544号公报
[0013]专利文献2:日本特开2011-085105号公报
【发明内容】
[0014]发明要解决的课题
[0015]然而，在专利文献I所记载的技术中，使主燃料跟踪设定值，无法控制分级时的切断时机，因此无法可靠地防止燃烧器的失火。
[0016]在专利文献2所记载的技术中，在负载切断时能够进行稳定的燃烧，但是不仅没有将预混合先导设为对象，而且没有考虑主喷嘴的分级，因此无法可靠地防止燃烧器的失火。
[0017]用于解决课题的方案
[0018]根据本发明的第一方式，燃气轮机系统包括燃气轮机和燃烧器控制装置。所述燃气轮机具备燃烧器，所述燃烧器具有:先导喷嘴，其喷射预混合燃料；以及第一主喷嘴以及第二主喷嘴，其设置在先导喷嘴的周围，且喷射预混合燃料。所述燃烧器控制装置具有:负载切断检测部，其对燃气轮机的负载切断进行检测；先导喷嘴流量控制部，其根据负载切断的检测，而增加先导喷嘴的预混合燃料的供给量；第一主喷嘴流量控制部，其根据负载切断的检测，而减少向第一主喷嘴供给的预混合燃料的供给量；以及第二主喷嘴流量控制部，其根据负载切断的检测，在使向第二主喷嘴供给的预混合燃料的供给量减少至规定量后，在经过预先确定的时间后进一步减少供给量。
[0019]可以采取如下的方式，S卩，所述燃烧器控制装置根据负载切断的检测，暂时减少第一主喷嘴的流量。
[0020]可以采取如下的方式，S卩，所述燃烧器控制装置将火焰所需的参数设为指标而减少向第二主喷嘴供给的预混合燃料的供给量。
[0021]可以采取如下的方式，S卩，所述燃烧器控制装置根据负载切断的检测，在使向第二主喷嘴供给的预混合燃料的供给量减少至规定量后，在经过预先确定的时间后进一步减少该供给量时，设定延迟时间。
[0022]可以采取如下的方式，S卩，所述燃烧器控制装置包括燃气轮机中所具有的入口引导叶片的开度调节。
[0023]根据本发明的第二方式，燃气轮机的燃烧器控制装置包括:负载切断检测部，其对燃气轮机的负载切断进行检测；先导喷嘴流量控制部，其根据负载切断的检测，而增加先导喷嘴的预混合燃料的供给量；第一主喷嘴流量控制部，其根据负载切断的检测，而减少向第一主喷嘴供给的预混合燃料的供给量；以及第二主喷嘴流量控制部，其根据负载切断的检测，在使向第二主喷嘴供给的预混合燃料的供给量减少至规定量后，在经过预先确定的时间后进一步减少该供给量。
[0024]根据本发明的第三方式，燃气轮机的燃烧器控制方法包括:负载切断检测步骤，对燃气轮机的负载切断进行检测；先导喷嘴流量控制步骤，根据负载切断的检测，而增加先导喷嘴的预混合燃料的供给量；第一主喷嘴流量控制步骤，根据负载切断的检测，而减少向第一主喷嘴供给的预混合燃料的供给量；以及第二主喷嘴流量控制步骤，根据负载切断的检测，在使向第二主喷嘴供给的预混合燃料的供给量减少至规定量后，在经过预先确定的时间后一步减少该供给量进。
[0025]另外，上述的发明的方式并没有列举本发明的全部必要特征。
[0026]发明效果
[0027]根据上述的燃气轮机系统、燃气轮机的燃烧器控制装置以及燃气轮机的燃烧器控制方法，能够可靠地防止燃烧器的失火。
【附图说明】
[0028]图1为第一实施方式的燃气轮机系统的概念框架结构图。
[0029]图2为第一实施方式的燃气轮机系统的示意图。
[0030]图3为第一实施方式的燃气轮机的燃烧器的示意剖视图。
[0031]图4为第一实施方式的燃气轮机的燃烧器控制装置的示意电路图。
[0032]图5为说明第一实施方式的燃气轮机的燃烧器控制方法的时序图。
[0033]图6为说明第二实施方式的燃气轮机的燃烧器控制方法的时序图。
[0034]图7为第三实施方式的燃气轮机的燃烧器控制装置的示意电路图。
[0035]图8为第四实施方式的燃气轮机的燃烧器控制装置的示意电路图。
[0036]图9为说明第四实施方式的燃气轮机的燃烧器控制方法的时序图。
[0037]图10为说明第五实施方式的燃气轮机的燃烧器控制方法的时序图。
【具体实施方式】
[0038]以下，通过发明的实施方式对本发明进行说明，然而以下的实施方式并不对本发明进行限定。另外，实施方式中说明的全部的特征的组合未必是发明的解决方案所必需的。
[0039][第一实施方式]
[0040]图1为第一实施方式的燃气轮机系统的概念框架结构图。如图1所示，燃气轮机系统I具备燃气轮机10、燃烧器控制装置11。燃气轮机10具备燃烧器12。燃烧器12具备先导喷嘴13、第一主喷嘴14、第二主喷嘴15。燃烧器控制装置11具备负载切断检测部16、先导喷嘴流量控制部17、第一主喷嘴流量控制部18、第二主喷嘴流量控制部19。
[0041]先导喷嘴13喷射预混合燃料气体。第一主喷嘴14在先导喷嘴13的周围喷射预混合燃料气体。第二主喷嘴15与第一主喷嘴14相同，在先导喷嘴13的周围喷射预混合燃料气体。负载切断检测部16对燃气轮机10的负载切断进行检测。先导喷嘴流量控制部17根据