燃?xì)鉁u輪的控制裝置、燃?xì)鉁u輪、以及燃?xì)鉁u輪的控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供燃?xì)鉁u輪的控制裝置、燃?xì)鉁u輪以及燃?xì)鉁u輪的控制方法。燃?xì)鉁u輪(100)將來自在前級具備入口引導(dǎo)葉片(104)的壓縮機(jī)(102)的壓縮空氣和燃料向燃燒器(103)供給，并利用由燃燒器(103)產(chǎn)生的燃燒氣體使渦輪(101)旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動發(fā)電機(jī)(150)。而且，燃?xì)鉁u輪(100)的運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置(110)在入口引導(dǎo)葉片(104)沒有全開的情況下且系統(tǒng)頻率為規(guī)定閾值α以下或者請求燃?xì)鉁u輪(100)的輸出增加的情況下，將IGV優(yōu)先打開標(biāo)識設(shè)為有效，在IGV優(yōu)先打開標(biāo)識有效的情況下，將入口引導(dǎo)葉片(104)的開度設(shè)定為比之前的狀態(tài)進(jìn)一步打開。由此，無論燃?xì)鉁u輪(100)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)如何，都能夠不提高渦輪入口溫度而實(shí)現(xiàn)輸出的上升。
【專利說明】
燃?xì)鉁u輪的控制裝置、燃?xì)鉁u輪、以及燃?xì)鉁u輪的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及燃?xì)鉁u輪的控制裝置、燃?xì)鉁u輪、以及燃?xì)鉁u輪的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，在發(fā)電廠等中使用的燃?xì)鉁u輪對在壓縮機(jī)中壓縮后的空氣噴射燃料并使該燃料燃燒，其結(jié)果是，將所得到的高溫高壓的燃燒氣體導(dǎo)向渦輪而取出輸出。圖11示出該燃?xì)鉁u輪的基本結(jié)構(gòu)。燃?xì)鉁u輪100具備壓縮機(jī)102、燃燒器103以及渦輪101。向燃燒器103供給由壓縮機(jī)102壓縮后的空氣、以及利用根據(jù)負(fù)荷進(jìn)行了開度調(diào)整的燃料流量調(diào)整閥105而調(diào)整了流量的可燃?xì)怏w。在燃燒器103中，燃燒后的高溫的燃燒氣體被向渦輪101供給且發(fā)生膨脹，從而驅(qū)動渦輪101。該驅(qū)動力被傳遞至發(fā)電機(jī)150而進(jìn)行發(fā)電，并且通過傳遞至壓縮機(jī)102來驅(qū)動壓縮機(jī)。
[0003]需要說明的是，在單軸型復(fù)合循環(huán)發(fā)電設(shè)備的情況下，燃?xì)鉁u輪100、發(fā)電機(jī)150以及蒸汽渦輪160各自的旋轉(zhuǎn)軸一體地結(jié)合。
[0004]另外，在壓縮機(jī)102的第一級的葉片的前側(cè)設(shè)有入口引導(dǎo)葉片(InletGuideVane: IGV) 104。該入口引導(dǎo)葉片104通過對壓縮機(jī)入口的引導(dǎo)葉片的開度進(jìn)行操作，使在與壓縮機(jī)102的動葉之間流動且向燃燒器103流入的空氣量發(fā)生變化，從而將燃?xì)鉁u輪100的廢氣溫度控制為目標(biāo)值。吸氣通過入口引導(dǎo)葉片104給予周向的速度而導(dǎo)入壓縮機(jī)102。在壓縮機(jī)102中，所導(dǎo)入的空氣穿過多級動葉和靜葉而被給予能量，壓力上升。
[0005]需要說明的是，入口引導(dǎo)葉片104構(gòu)成為沿周向設(shè)有多片的可動葉片被分別可動地支承，利用來自運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置110的驅(qū)動信號使致動器工作、進(jìn)而使這些可動葉片可動，從而調(diào)整吸氣流量、燃燒溫度。
[0006]更具體地說，運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置110為了生成向入口引導(dǎo)葉片104的致動器發(fā)送的IGV開度指令而具備圖12所示那樣的結(jié)構(gòu)。即，是具備乘法器11、表函數(shù)器(FX1)12、限制器13、修正函數(shù)器(FX2)14以及限制函數(shù)器(FX3)15的結(jié)構(gòu)?；旧希鶕?jù)發(fā)電機(jī)輸出(GT輸出)，并且按照圖13(a)所示那樣的函數(shù)來設(shè)定IGV開度。而且，利用修正函數(shù)器(FX2)14并基于圖13(b)所示那樣的與壓縮機(jī)入口溫度對應(yīng)的關(guān)系來生成GT輸出修正系數(shù)K2，利用乘法器11對GT輸出乘以該修正系數(shù)K2，由此對參照表函數(shù)的GT輸出值進(jìn)行修正。另外，利用限制函數(shù)器(FX3)15并基于圖13(c)所示那樣的與壓縮機(jī)入口溫度對應(yīng)的關(guān)系來生成IGV最大開度Ml，利用限制器13來限制由表函數(shù)器(FX1)12生成的IGV開度，以避免該IGV開度超過IGV最大開度Ml。
[0007]另外，在圖11所示那樣的結(jié)構(gòu)中，渦輪101的旋轉(zhuǎn)軸與發(fā)電機(jī)150連結(jié)，因此根據(jù)系統(tǒng)頻率的變動，發(fā)電設(shè)備的負(fù)荷也發(fā)生變動。例如，在系統(tǒng)頻率降低的情況下，轉(zhuǎn)速也下降，為了維持規(guī)定的轉(zhuǎn)速，在燃?xì)鉁u輪發(fā)電設(shè)備中，需要增加供給燃料量。作為以上述方式進(jìn)行與頻率變動對應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)控制的在先技術(shù)，例如公開有專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2。專利文獻(xiàn)I示出如下技術(shù):當(dāng)檢測到系統(tǒng)頻率的異常時，切換至將與普通控制不同的系統(tǒng)頻率的恢復(fù)作為主體的控制。另外，專利文獻(xiàn)2示出將系統(tǒng)頻率的變化率調(diào)整在限制內(nèi)的自由調(diào)節(jié)(governor free)控制的方法。
[0008]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)1:日本特開2004-27848號公報[0011 ] 專利文獻(xiàn)2:日本特開2003-239763號公報
【發(fā)明內(nèi)容】
[0012]發(fā)明要解決的課題
[0013]近年來，海外、國內(nèi)的對與提尚局部負(fù)荷的性能相關(guān)的要求都逐步提尚。
[0014]相對于因局部負(fù)荷導(dǎo)致頻率降低的情況下的伴隨著下降率的負(fù)荷上升，或者相對于負(fù)荷增加指令，在現(xiàn)有技術(shù)中，燃?xì)鉁u輪100使燃料增加，另一方面，從因燃燒溫度(渦輪入口溫度)的上升導(dǎo)致機(jī)器損傷這樣的機(jī)器保護(hù)的觀點(diǎn)出發(fā)進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)動作，因此擔(dān)心無法獲得所希望的負(fù)荷。
[0015]換句話說，相對于圖14(a)所示那樣的系統(tǒng)頻率的降低，不使燃?xì)鉁u輪100的入口引導(dǎo)葉片104的開度發(fā)生變化(參照圖14(b))而僅通過燃料控制進(jìn)行對應(yīng)的話，為了滿足圖14(c)所示那樣的關(guān)于軸輸出的Grid Code請求響應(yīng)，如圖14(e)所示，可能超過渦輪入口溫度的過沖限制值而也超出機(jī)器保護(hù)的制約。
[0016]另一方面，在從機(jī)器保護(hù)的觀點(diǎn)出發(fā)不允許渦輪入口溫度的過沖的情況下，可能無法滿足圖14(c)所示的關(guān)于軸輸出的Grid Code請求響應(yīng)。尤其是在燃?xì)鉁u輪100和蒸汽渦輪160為同軸的單軸型復(fù)合循環(huán)發(fā)電設(shè)備的情況下，如圖14(d)所示，由于蒸汽渦輪160的輸出(ST輸出)的增加延遲，為了滿足由Grid Code規(guī)定的軸輸出，需要通過燃?xì)鉁u輪100的過負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)來彌補(bǔ)蒸汽渦輪160的輸出不足。
[0017]本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種燃?xì)鉁u輪的控制裝置、燃?xì)鉁u輪以及燃?xì)鉁u輪的控制方法，無論燃?xì)鉁u輪的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)如何，都能夠不提高渦輪入口溫度而實(shí)現(xiàn)輸出的上升。
[0018]解決方案
[0019]為了解決上述課題，本發(fā)明的燃?xì)鉁u輪的控制裝置、燃?xì)鉁u輪以及燃?xì)鉁u輪的控制方法采用以下的方案。
[0020]本發(fā)明的第一方式涉及一種燃?xì)鉁u輪的控制裝置，該燃?xì)鉁u輪將來自在前級具備入口引導(dǎo)葉片的壓縮機(jī)的壓縮空氣和燃料向燃燒器供給，利用由該燃燒器產(chǎn)生的燃燒氣體使渦輪旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動發(fā)電機(jī)，其中，所述燃?xì)鉁u輪的控制裝置具備:IGV控制標(biāo)識生成機(jī)構(gòu)，在使所述燃?xì)鉁u輪的輸出增加的情況下、在系統(tǒng)頻率為規(guī)定閾值以下或請求所述燃?xì)鉁u輪的輸出的情況下，該IGV控制標(biāo)識生成機(jī)構(gòu)將IGV優(yōu)先打開標(biāo)識設(shè)為有效；以及入口引導(dǎo)葉片開度設(shè)定機(jī)構(gòu)，其在所述IGV優(yōu)先打開標(biāo)識有效的情況下，將所述入口引導(dǎo)葉片的開度設(shè)定為比之前的狀態(tài)進(jìn)一步打開。
[0021]根據(jù)本結(jié)構(gòu)，在使燃?xì)鉁u輪的輸出增加的情況下，利用IGV控制標(biāo)識生成機(jī)構(gòu)使IGV優(yōu)先打開標(biāo)識有效。
[0022]當(dāng)IGV優(yōu)先打開標(biāo)識有效時，利用入口引導(dǎo)葉片開度設(shè)定機(jī)構(gòu)將入口引導(dǎo)葉片的開度設(shè)定為比之前的狀態(tài)進(jìn)一步打開。
[0023]由于渦輪入口溫度與燃空比(燃料量/燃燒空氣量之比)成比例，因此若使開度在入口引導(dǎo)葉片打開的方向上發(fā)生變化，則壓縮機(jī)的吸氣流量增加而燃燒空氣量增加，因此燃空比即渦輪入口溫度降低。
[0024]另外，存在“渦輪輸出=渦輪通過流量X渦輪熱降X效率”的關(guān)系，若使開度在入口引導(dǎo)葉片打開的方向上發(fā)生變化，則壓縮機(jī)的吸氣流量增加而渦輪通過流量也增加，因此，若渦輪通過流量的增大以超出因渦輪入口溫度降低導(dǎo)致的熱降的方式作出貢獻(xiàn)，則發(fā)電機(jī)的輸出增加。
[0025]因此，無論燃?xì)鉁u輪的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)如何，都能夠不提高渦輪入口溫度而實(shí)現(xiàn)輸出的上升。
[0026]在上述第一方式的基礎(chǔ)上，也可以是，IGV控制標(biāo)識生成機(jī)構(gòu)在系統(tǒng)頻率為規(guī)定閾值以下或者請求所述燃?xì)鉁u輪的輸出增加的情況下，將IGV優(yōu)先打開標(biāo)識設(shè)為有效。
[0027]根據(jù)本結(jié)構(gòu)，無論燃?xì)鉁u輪的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)如何，都能夠不提高渦輪入口溫度而實(shí)現(xiàn)輸出的上升。
[0028]在上述第一方式的基礎(chǔ)上，也可以是，所述入口引導(dǎo)葉片開度設(shè)定機(jī)構(gòu)設(shè)定入口引導(dǎo)葉片的開度的變化率，以使得渦輪輸出的增加比壓縮機(jī)的動力的增加快。
[0029]根據(jù)本結(jié)構(gòu)，能夠抑制與因打開入口引導(dǎo)葉片而引起的壓縮機(jī)動力的增加相伴的燃?xì)獾溳嗇敵?發(fā)電輸出)的暫時減少。
[0030]在上述第一方式的基礎(chǔ)上，也可以是，所述燃?xì)鉁u輪的控制裝置具備根據(jù)車室壓力來進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)設(shè)定的溫度控制機(jī)構(gòu)，所述溫度控制機(jī)構(gòu)具有第一修正機(jī)構(gòu)，該第一修正機(jī)構(gòu)在所述IGV優(yōu)先打開標(biāo)識有效的情況下，計算所述入口引導(dǎo)葉片的開度的變化率并計算與該變化率對應(yīng)的修正量，從而對所述溫度調(diào)節(jié)設(shè)定進(jìn)行修正。
[0031]根據(jù)本結(jié)構(gòu)，能夠加快廢氣溫度設(shè)定值或者槳葉通道溫度設(shè)定值的追隨性、過渡性地加快溫度設(shè)定的延緩，因此能夠提高相對于系統(tǒng)頻率的變動的負(fù)荷即時響應(yīng)性。
[0032]在上述第一方式的基礎(chǔ)上，也可以是，所述燃?xì)鉁u輪的控制裝置具備根據(jù)車室壓力來進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)設(shè)定的溫度控制機(jī)構(gòu)，所述溫度控制機(jī)構(gòu)具有PI控制機(jī)構(gòu)，該P(yáng)I控制機(jī)構(gòu)根據(jù)基于所述溫度調(diào)節(jié)設(shè)定的目標(biāo)值與測量出的槳葉通道溫度或者廢氣溫度之間的偏差來進(jìn)行比例積分控制，生成所述渦輪的槳葉通道溫度設(shè)定值或者廢氣溫度設(shè)定值，在所述IGV優(yōu)先打開標(biāo)識有效的情況下，將該P(yáng)I控制機(jī)構(gòu)中的控制參數(shù)設(shè)定為預(yù)先設(shè)定的值。
[0033]根據(jù)本結(jié)構(gòu)，能夠加快槳葉通道溫度設(shè)定值或者廢氣溫度設(shè)定值的動作，能夠提高相對于系統(tǒng)頻率的變動的負(fù)荷即時響應(yīng)性。
[0034]在上述第一方式的基礎(chǔ)上，也可以是，所述燃?xì)鉁u輪的控制裝置具備根據(jù)車室壓力來進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)設(shè)定的溫度控制機(jī)構(gòu)，所述溫度控制機(jī)構(gòu)具有第二修正機(jī)構(gòu)，該第二修正機(jī)構(gòu)在所述IGV優(yōu)先打開標(biāo)識有效的情況下，計算所述入口引導(dǎo)葉片的開度的變化率并計算與該變化率對應(yīng)的修正量，對基于所述溫度調(diào)節(jié)設(shè)定而生成的所述渦輪的槳葉通道溫度設(shè)定值或者廢氣溫度設(shè)定值進(jìn)行修正。
[0035]根據(jù)本結(jié)構(gòu)，直接使槳葉通道溫度設(shè)定值或者廢氣溫度設(shè)定值的動作優(yōu)先進(jìn)行，進(jìn)一步加快追隨性，從而能夠過渡性地加快溫度設(shè)定的延緩，能夠提高相對于系統(tǒng)頻率的變動的負(fù)荷即時響應(yīng)性。
[0036]在上述第一方式的基礎(chǔ)上，也可以是，所述IGV控制標(biāo)識生成機(jī)構(gòu)在將所述IGV優(yōu)先打開標(biāo)識從有效切換至無效時，以帶有一定的延遲的方式將該IGV優(yōu)先打開標(biāo)識設(shè)為無效。
[0037]根據(jù)本結(jié)構(gòu)，能夠防止入口引導(dǎo)葉片的開閉動作頻繁地產(chǎn)生。
[0038]在上述第一方式的基礎(chǔ)上，也可以是，在所述IGV優(yōu)先打開標(biāo)識有效的情況下，與所述入口引導(dǎo)葉片的開度對應(yīng)地使燃料流量增加。
[0039]根據(jù)本結(jié)構(gòu)，能夠與因入口引導(dǎo)葉片的開度稍微打開而引起的空氣流量的增加對應(yīng)地使燃料流量增加，因此能夠防止渦輪入口溫度的過度降低。
[0040]本發(fā)明的第二方式涉及一種燃?xì)鉁u輪，其具備:壓縮機(jī)，其在前級具備入口引導(dǎo)葉片;燃燒器，其被供給來自所述壓縮機(jī)的壓縮空氣和燃料而產(chǎn)生燃燒氣體;渦輪，其利用由所述燃燒器產(chǎn)生的燃燒氣體進(jìn)行旋轉(zhuǎn);發(fā)電機(jī)，其通過所述渦輪的旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行驅(qū)動；以及上述記載的控制裝置。
[0041 ]本發(fā)明的第三方式涉及一種燃?xì)鉁u輪的控制方法，該燃?xì)鉁u輪將來自在前級具備入口引導(dǎo)葉片的壓縮機(jī)的壓縮空氣和燃料向燃燒器供給，利用由該燃燒器產(chǎn)生的燃燒氣體使渦輪旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動發(fā)電機(jī)，其中，所述燃?xì)鉁u輪的控制方法包括:IGV控制標(biāo)識有效步驟，在使所述燃?xì)鉁u輪的輸出增加的情況下，將IGV優(yōu)先打開標(biāo)識設(shè)為有效；以及入口引導(dǎo)葉片開度設(shè)定步驟，在所述IGV優(yōu)先打開標(biāo)識有效的情況下，將所述入口引導(dǎo)葉片的開度設(shè)定為比之前的狀態(tài)進(jìn)一步打開。
[0042]發(fā)明效果
[0043]根據(jù)本發(fā)明，具有如下的優(yōu)異效果:無論燃?xì)鉁u輪的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)如何，都能夠不提高渦輪入口溫度而實(shí)現(xiàn)輸出的上升。
【附圖說明】
[0044]圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的燃?xì)鉁u輪的結(jié)構(gòu)圖。
[0045]圖2是本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的IGV控制標(biāo)識生成部的結(jié)構(gòu)圖。
[0046]圖3是本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的IGV控制部的結(jié)構(gòu)圖。
[0047]圖4是示出急劇地打開入口引導(dǎo)葉片的情況下的、壓縮機(jī)動力、渦輪輸出、GT輸出的時間變化的例子的圖。
[0048]圖5是本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的溫度控制部的生成溫度調(diào)節(jié)設(shè)定的部分的結(jié)構(gòu)圖。
[0049]圖6是對本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的溫度調(diào)節(jié)設(shè)定的切換進(jìn)行說明的說明圖。
[0050]圖7是本發(fā)明的第三實(shí)施方式所涉及的溫度控制部中的槳葉通道溫度控制部的結(jié)構(gòu)圖。
[0051]圖8是本發(fā)明的第四實(shí)施方式所涉及的溫度控制部中的槳葉通道溫度控制部的結(jié)構(gòu)圖。
[0052]圖9是本發(fā)明的第五實(shí)施方式所涉及的IGV控制標(biāo)識生成部的結(jié)構(gòu)圖。
[0053]圖10是本發(fā)明的第六實(shí)施方式所涉及的燃料控制部的結(jié)構(gòu)圖。
[0054]圖11是現(xiàn)有例中的燃?xì)鉁u輪的結(jié)構(gòu)圖。
[0055]圖12是現(xiàn)有例中的IGV控制部的結(jié)構(gòu)圖。
[0056]圖13是對現(xiàn)有例中的IGV控制部的各種函數(shù)器所具有的函數(shù)進(jìn)行說明的說明圖。
[0057]圖14是在現(xiàn)有例中的系統(tǒng)頻率降低時的各種規(guī)格量的時序圖。
【具體實(shí)施方式】
[0058]以下，參照附圖對本發(fā)明的燃?xì)鉁u輪的控制裝置以及控制方法的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0059]〔第一實(shí)施方式〕
[0060]對本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的燃?xì)鉁u輪的控制裝置以及控制方法進(jìn)行說明。[0061 ]圖1是本第一實(shí)施方式所涉及的燃?xì)鉁u輪100的結(jié)構(gòu)圖。
[0062]在圖1中，燃?xì)鉁u輪100具備壓縮機(jī)102、燃燒器103以及渦輪101。由壓縮機(jī)102壓縮后的空氣、以及由燃料流量調(diào)整閥105調(diào)節(jié)流量后的燃料被供給至燃燒器103，在此通過混合、燃燒而生成高壓的燃燒氣體。高溫的燃燒氣體被供給至渦輪101，通過膨脹來驅(qū)動渦輪
101。該驅(qū)動力被傳遞至發(fā)電機(jī)150而進(jìn)行發(fā)電，并且通過傳遞至壓縮機(jī)102來驅(qū)動壓縮機(jī)
102。
[0063]燃料流量調(diào)整閥105根據(jù)來自運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置110的燃料控制部112的控制信號118而工作。該燃料流量調(diào)整閥105如上述那樣通過控制可燃?xì)怏w的燃料流量來調(diào)整負(fù)荷，進(jìn)一步調(diào)整廢氣溫度。需要說明的是，在單軸型復(fù)合循環(huán)發(fā)電設(shè)備的情況下，燃?xì)鉁u輪100、發(fā)電機(jī)150以及蒸汽渦輪160各自的旋轉(zhuǎn)軸被一體地結(jié)合。
[0064]在壓縮機(jī)102的第一級的葉片的前側(cè)設(shè)有入口引導(dǎo)葉片(Inlet Guide Vane: IGV)104。吸氣被入口引導(dǎo)葉片104給予周向的速度后被導(dǎo)入壓縮機(jī)102。在壓縮機(jī)102中，所導(dǎo)入的空氣穿過多級動葉和靜葉而被給予能量，壓力上升。另外，入口引導(dǎo)葉片104構(gòu)成為沿周向設(shè)有多片的可動葉分別被可轉(zhuǎn)動地支承，根據(jù)來自運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置110的IGV控制部113的IGV開度指令使入口引導(dǎo)葉片104的致動器工作而使這些可動葉可動，從而調(diào)整吸氣流量、燃燒溫度。
[0065]在渦輪101的最終級部設(shè)有對通過最終級的槳葉后的氣體的溫度進(jìn)行檢測的槳葉通道溫度檢測器123。另外，在比該槳葉通道溫度檢測器123的配置位置靠下游側(cè)的排氣通路上設(shè)有對廢氣的溫度進(jìn)行檢測的廢氣溫度檢測器124。另外，設(shè)有對吸氣狀態(tài)進(jìn)行檢測的吸氣狀態(tài)檢測器121，從而檢測吸氣溫度和吸氣壓力。燃燒器103的車室內(nèi)的壓力由車室內(nèi)壓力傳感器122檢測。此外，為了檢測渦輪101的負(fù)荷狀態(tài)而設(shè)有發(fā)電機(jī)輸出傳感器(未圖示)。
[0066]而且，由這些槳葉通道溫度檢測器123、廢氣溫度檢測器124、吸氣狀態(tài)檢測器121、車室內(nèi)壓力傳感器122以及發(fā)電機(jī)輸出傳感器檢測出的檢測信號被輸入至運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置110。該運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置110具備:進(jìn)行燃料的供給控制的燃料控制部112;進(jìn)行槳葉通道溫度控制以及廢氣溫度控制的溫度控制部114;進(jìn)行入口引導(dǎo)葉片104的開度控制的IGV控制部113;以及生成IGV優(yōu)先打開標(biāo)識(IGV優(yōu)先打開信號)的IGV控制標(biāo)識生成部115。
[0067]圖2是IGV控制標(biāo)識生成部115的結(jié)構(gòu)圖。
[0068]IGV控制標(biāo)識生成部115在使燃?xì)鉁u輪100的輸出增加的情況下將IGV優(yōu)先打開標(biāo)識設(shè)為有效。
[0069]例如，IGV控制標(biāo)識生成部115在系統(tǒng)頻率成為規(guī)定閾值α以下而輸入有低頻信號的情況下，或者在輸入有請求燃?xì)鉁u輪100的輸出增加的輸出增加請求信號的情況下，利用OR門3將IGV優(yōu)先打開標(biāo)識生成為有效。需要說明的是，在系統(tǒng)頻率為規(guī)定閾值α以下的情況下，為了使系統(tǒng)頻率上升，燃?xì)鉁u輪100進(jìn)行輸出增加。
[0070]接下來，IGV控制部113如圖3所示那樣構(gòu)成。
[0071]在圖3中，乘法器11、表函數(shù)器(FX1)12、限制器13、修正函數(shù)器(FX2)14以及限制函數(shù)器(FX3)15是與以往(參照圖12)相同的結(jié)構(gòu)。在本第一實(shí)施方式所涉及的IGV控制部113中，相對于該現(xiàn)有的IGV開度指令，附加有加上了基于IGV優(yōu)先打開標(biāo)識的相加量的結(jié)構(gòu)和限制IGV開度的變化率的結(jié)構(gòu)。需要說明的是，在本第一實(shí)施方式所涉及的IGV控制部113中，GT輸出的值經(jīng)由濾波器10而輸入至乘法器11。
[0072]在加上了相加量的結(jié)構(gòu)中，由信號切換器19根據(jù)IGV優(yōu)先打開標(biāo)識來切換信號產(chǎn)生器(SGl) 17以及(SG2)18，經(jīng)由比率限制器(Rate limiter)20，在加法器16中與通常運(yùn)轉(zhuǎn)時的IGV開度指令相加。
[0073]由此，在IGV優(yōu)先打開標(biāo)識有效的情況下，將入口引導(dǎo)葉片104的開度設(shè)定為比之前的狀態(tài)進(jìn)一步打開。
[0074]例如，在信號產(chǎn)生器(SG1)17預(yù)先設(shè)定“0”，在信號產(chǎn)生器(SG2)18預(yù)先設(shè)定規(guī)定值，當(dāng)IGV優(yōu)先打開標(biāo)識變?yōu)橛行r，對通常運(yùn)轉(zhuǎn)時的IGV開度指令加上信號產(chǎn)生器(SG2)18的規(guī)定值，使入口引導(dǎo)葉片104的開度比通常打開。
[0075]另外，限制IGV開度的變化率的結(jié)構(gòu)是如下結(jié)構(gòu):由信號切換器25根據(jù)負(fù)荷切斷標(biāo)識來切換信號產(chǎn)生器(SG3)23以及(SG4)24，并將信號向變化率限制器21供給而改變IGV開度的變化率限制值。在此，在信號產(chǎn)生器(SG3)23設(shè)定有通常時的變化率限制值(例如，400[%/分])，并且在信號產(chǎn)生器(SG4)24設(shè)定有負(fù)荷切斷時的變化率限制值(例如，3000[%/分])。
[0076]接下來，對本第一實(shí)施方式所涉及的燃?xì)鉁u輪100的運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置110的運(yùn)轉(zhuǎn)控制進(jìn)行說明。
[0077]在因局部負(fù)荷使燃?xì)鉁u輪100運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)下系統(tǒng)頻率成為規(guī)定閾值α以下時，或者在因局部負(fù)荷使燃?xì)鉁u輪100運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)下請求燃?xì)鉁u輪100的輸出增加時，通過IGV控制標(biāo)識生成部115使IGV優(yōu)先打開標(biāo)識有效。
[0078]由此在IGV控制部113中，將入口引導(dǎo)葉片104的開度設(shè)定為比之前的狀態(tài)進(jìn)一步打開，從而入口引導(dǎo)葉片104的開度比通常稍微打開。
[0079]通常，渦輪入口溫度與燃空比(燃料量/燃燒空氣量之比)成比例，因此若使IGV開度在入口引導(dǎo)葉片104打開的方向上發(fā)生變化，則壓縮機(jī)102的吸氣流量增加，燃燒空氣量增加，因此燃空比即渦輪入口溫度降低。
[0080]S卩，當(dāng)IGV優(yōu)先打開標(biāo)識有效時，入口引導(dǎo)葉片104比通常設(shè)定稍微打開，由此壓縮機(jī)102的吸氣流量比通常的設(shè)定增加。由此，燃?xì)鉁u輪100能夠以比通常稍微低的渦輪入口溫度進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，因此能夠通過風(fēng)量的增加來增加渦輪輸出。例如，使入口引導(dǎo)葉片104的開度增加10?20%，使風(fēng)量比額定流量增加5%?10%。
[0081 ]具體地說，存在“渦輪輸出=渦輪通過流量X渦輪熱降X效率”的關(guān)系，若使IGV開度在入口引導(dǎo)葉片104打開的方向上發(fā)生變化，則壓縮機(jī)102的吸氣流量增加而渦輪通過流量也增加。因此，若渦輪通過流量的增大以超出因渦輪入口溫度降低導(dǎo)致的熱降的方式作出貢獻(xiàn)，則發(fā)電機(jī)15 O的輸出增加。
[0082]另外，由于壓縮機(jī)102的吸氣流量增加而降低渦輪入口溫度，因此能夠向燃燒器103投入更多的燃料，通過投入燃料也能夠增加渦輪輸出。
[0083]需要說明的是，當(dāng)打開入口引導(dǎo)葉片104時，壓縮機(jī)102的吸氣流量增加，因此壓縮機(jī)102的動力增加。因此，如圖4的例子所示那樣，當(dāng)急劇地打開入口引導(dǎo)葉片104時，壓縮機(jī)1 2的動力比渦輪輸出的增加更快速地增加，其結(jié)果是，GT輸出(發(fā)電機(jī)輸出)可能暫時減少。
[0084]因此，在比率限制器20中設(shè)定變化率，以使得渦輪輸出的增加比壓縮機(jī)12的動力的增加更快。由此，能夠抑制與因打開入口引導(dǎo)葉片104引起的壓縮機(jī)102的動力增加相伴的GT輸出的暫時減少。
[0085]如以上說明的那樣，本第一實(shí)施方式所涉及的燃?xì)鉁u輪100的運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置110在系統(tǒng)頻率為規(guī)定閾值α以下或者請求燃?xì)鉁u輪100的輸出增加的情況下，將IGV優(yōu)先打開標(biāo)識設(shè)為有效，在IGV優(yōu)先打開標(biāo)識有效的情況下，將入口引導(dǎo)葉片104的開度設(shè)定為比之前的狀態(tài)進(jìn)一步打開。
[0086]因此，無論燃?xì)鉁u輪100的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)如何，都能夠不提高渦輪入口溫度而實(shí)現(xiàn)輸出的上升。
[0087]〔第二實(shí)施方式〕
[0088]以下，對本發(fā)明的第二實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0089]需要說明的是，本第二實(shí)施方式所涉及的燃?xì)鉁u輪100以及IGV控制部113的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式相同，省略各構(gòu)成要素的說明。
[0090]燃?xì)鉁u輪100根據(jù)來自運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置110具備的燃料控制部112的控制信號118來進(jìn)行燃料流量調(diào)整閥105的開度控制，通過燃料流量控制來進(jìn)行負(fù)荷調(diào)整。在該燃料控制部112中，基于槳葉通道溫度控制中的槳葉通道溫度設(shè)定值BPCS0、廢氣溫度控制中的廢氣溫度設(shè)定值EXCS0、調(diào)節(jié)控制中的調(diào)節(jié)設(shè)定值GVCS0、或者負(fù)荷限制控制中的負(fù)荷限制設(shè)定值LDCS0，將這些之中的最低值用作針對燃料流量調(diào)整閥105的最終的控制信號118。
[0091]在溫度控制部114的槳葉通道溫度控制中，測量槳葉通道溫度(剛通過渦輪101最終級之后的廢氣溫度)，對該槳葉通道溫度與基于溫度調(diào)節(jié)設(shè)定的目標(biāo)值進(jìn)行比較，通過比例積分(PI)控制來生成槳葉通道溫度設(shè)定值BPCS0。另外，在廢氣溫度控制中，測量廢氣溫度(比渦輪101最終級靠后游的排氣管路中的廢氣溫度)，對該廢氣溫度與基于溫度調(diào)節(jié)設(shè)定的目標(biāo)值進(jìn)行比較，通過比例積分(PI)控制來生成廢氣溫度設(shè)定值EXCS0。
[0092]圖5是第二實(shí)施方式的溫度控制部114中的生成溫度調(diào)節(jié)設(shè)定(廢氣溫度調(diào)節(jié)設(shè)定)EXREF的部分的結(jié)構(gòu)圖。
[0093]在圖5中，溫度控制部114的生成溫度調(diào)節(jié)設(shè)定EXREF的部分具備函數(shù)器(FX11) 31、加法器210以及優(yōu)先信號生成部200。
[0094]函數(shù)器(FX11)31設(shè)定有表示通常運(yùn)轉(zhuǎn)時的車室壓力與溫度調(diào)節(jié)設(shè)定之間的關(guān)系的函數(shù)。換句話說，在入口引導(dǎo)葉片104的開度指令值IGV為例如O[度]以上的通常運(yùn)轉(zhuǎn)時，生成基于函數(shù)器(FXl I) 31的溫度調(diào)節(jié)設(shè)定EXREF。
[0095]另外，優(yōu)先信號生成部200構(gòu)成為具備I次延遲濾波器202和203、減法器204、函數(shù)器(FX16)205、函數(shù)器(FX15)201、乘法器206以及比率限制器207。1次延遲濾波器202、203可以設(shè)置為一個(例如僅202)，也可以設(shè)置為三個。減法器204、1次延遲濾波器202和203用于計算變化率，只要是檢測變化率的結(jié)構(gòu)，則并不局限于該結(jié)構(gòu)。
[0096]在優(yōu)先信號生成部200中，首先，利用減法器204來求出由I次延遲濾波器202、203將IGV開度指令值延遲后的信號與未延遲的信號之間的偏差，并將該偏差作為IGV開度指令值的變化率(偽微分值)而得出。然后，在函數(shù)器(FX16)205中，根據(jù)該IGV開度指令值的變化率的大小(偽微分值)來設(shè)定對溫度調(diào)節(jié)設(shè)定EXREF的修正量(優(yōu)先信號)。
[0097]另外，函數(shù)器(FX15)201僅在入口引導(dǎo)葉片104的開度處于規(guī)定范圍的情況下設(shè)定優(yōu)先信號生成部200的工作范圍，例如，作為函數(shù)FX15，IGV開度使用將局部負(fù)荷時的開度范圍設(shè)為“I”、將全開時設(shè)為“O”那樣的函數(shù)，通過利用乘法器206對該IGV開度進(jìn)行乘法運(yùn)算，能夠僅在燃?xì)鉁u輪100因局部負(fù)荷進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)下使優(yōu)先信號生成部200的修正(優(yōu)先信號)有效。
[0098]另外，比率限制器207限制所獲得的對溫度調(diào)節(jié)設(shè)定EXREF的修正量、即優(yōu)先信號的時間變化率，經(jīng)由該比率限制器207后的修正量由加法器210進(jìn)行加法運(yùn)算，從而生成為溫度調(diào)節(jié)設(shè)定EXREF。
[0099]此時的溫度調(diào)節(jié)設(shè)定EXREF的時間的推移如圖6(a)的Tl所示那樣，但實(shí)際的槳葉通道溫度或者廢氣溫度存在溫度的測量延遲，因此如圖6(a)的TO所示那樣緩慢地變化。對此，在本第二實(shí)施方式中，通過對圖6(b)所示那樣的優(yōu)先信號生成部200的修正量(優(yōu)先信號)進(jìn)行加法運(yùn)算，使溫度調(diào)節(jié)設(shè)定EXREF的時間的推移成為圖6(a)的T2所示那樣，從而進(jìn)一步加快實(shí)際的槳葉通道溫度或者廢氣溫度的追隨性。
[0100]如此，在本第二實(shí)施方式中，利用優(yōu)先信號生成部200(第一修正機(jī)構(gòu))，計算入口引導(dǎo)葉片104的開度的變化率并計算與該變化率相應(yīng)的修正量，來對溫度調(diào)節(jié)設(shè)定EXREF進(jìn)行修正，因此能夠加快槳葉通道溫度設(shè)定值、廢氣溫度設(shè)定值的追隨性，能夠過渡性地加快溫度設(shè)定的延緩，從而能夠提高相對于系統(tǒng)頻率的變動的負(fù)荷即時響應(yīng)性。
[0101]〔第三實(shí)施方式〕
[0102]以下，對本發(fā)明的第三實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0103]圖7是第三實(shí)施方式所涉及的溫度控制部114中的槳葉通道溫度控制部的結(jié)構(gòu)圖，關(guān)于生成溫度調(diào)節(jié)設(shè)定EXREF的部分，使用第二實(shí)施方式所涉及的結(jié)構(gòu)而省略說明。需要說明的是，本第三實(shí)施方式所涉及的燃?xì)鉁u輪100以及IGV控制部113的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式相同，省略各構(gòu)成要素的說明。
[0104]在圖7中，本第三實(shí)施方式所涉及的溫度控制部114具備的槳葉通道溫度控制部構(gòu)成為具備信號產(chǎn)生器(5615)301、(5616)303、(5617)308、(5618)309、(5619)311和(5620)312、信號切換器310和313、加法器302、減法器305和306、低值選擇器304、以及PI控制器307。
[0105]利用低值選擇器304在由加法器302對溫度調(diào)節(jié)設(shè)定EXREF加上規(guī)定值SG15后的值與規(guī)定值SG16之間選擇成為更低值的值，并將該值設(shè)為目標(biāo)值BPREF，利用減法器305求出該目標(biāo)值BPREF與來自槳葉通道溫度檢測器123的槳葉通道溫度測量值BPT之間的偏差，并利用PI控制器307來進(jìn)行基于該偏差的比例積分控制，從而生成槳葉通道溫度設(shè)定值BPCSOo
[0106]PI控制器307中的上限值為基于減法器305的偏差與等待值RCSO之間的偏差。另夕卜，本第三實(shí)施方式所涉及的槳葉通道溫度控制部的特征點(diǎn)在于，在IGV優(yōu)先打開標(biāo)識有效的情況下，將PI控制307中的控制參數(shù)設(shè)定為預(yù)先設(shè)定的值，但在此，根據(jù)IGV優(yōu)先打開標(biāo)識來切換設(shè)定比例增益以及時間常量。
[0107]S卩，由信號切換器310根據(jù)IGV優(yōu)先打開標(biāo)識來切換信號產(chǎn)生器(SG17)308以及(SG18)309，從而生成比例增益。在此，在信號產(chǎn)生器(SG17)308設(shè)定有通常時的比例增益，在信號產(chǎn)生器(SG18)309設(shè)定有IGV優(yōu)先打開時的比例增益。另外，由信號切換器313根據(jù)IGV優(yōu)先打開標(biāo)識來切換信號產(chǎn)生器(SG19)311以及(SG20)312，從而生成時間常量。在此，在信號產(chǎn)生器(SG19)311設(shè)定有通常時的時間常量，并且在信號產(chǎn)生器(SG20)312設(shè)定有IGV優(yōu)先打開時的時間常量。需要說明的是，從穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選將比例增益以及時間常量設(shè)為更小的值，但在系統(tǒng)頻率為規(guī)定閾值α以下或者請求燃?xì)鉁u輪100的輸出增加的情況下，具有緊急性且使追隨性優(yōu)先，優(yōu)選將比例增益以及時間常量設(shè)為比通常時大的值。
[0108]如此，在本第三實(shí)施方式所涉及的溫度控制部114中的槳葉通道溫度控制部(廢氣控制部也相同)中，根據(jù)基于溫度調(diào)節(jié)設(shè)定EXREF的目標(biāo)值BPREF與所測量出的槳葉通道溫度BPT之間的偏差，由PI控制器307進(jìn)行比例積分控制，從而生成渦輪101的槳葉通道溫度設(shè)定值BPCS0。而且，在IGV優(yōu)先打開標(biāo)識有效的情況下，由于將PI控制器307中的控制參數(shù)(比例增益以及時間常量)設(shè)定為預(yù)先設(shè)定的值，因此能夠優(yōu)先加快槳葉通道溫度設(shè)定值BPCSO的動作，從而能夠提高相對于系統(tǒng)頻率的變動、負(fù)荷增加時的負(fù)荷即時響應(yīng)性。
[0109]〔第四實(shí)施方式〕
[0110]以下，對本發(fā)明的第四實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0111]接下來，對本發(fā)明的第四實(shí)施方式所涉及的燃?xì)鉁u輪100的運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置110進(jìn)行說明。
[0112]圖8是本第四實(shí)施方式的溫度控制部114所涉及的槳葉通道溫度控制部的結(jié)構(gòu)圖，關(guān)于生成溫度調(diào)節(jié)設(shè)定EXREF的部分，使用第二實(shí)施方式所涉及的結(jié)構(gòu)并省略說明。需要說明的是，本第四實(shí)施方式所涉及的燃?xì)鉁u輪100以及IGV控制部113的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式相同，省略各構(gòu)成要素的說明。
[0113]在圖8中，本第四實(shí)施方式所涉及的溫度控制部114具備的槳葉通道溫度控制部構(gòu)成為具備信號產(chǎn)生器(SG15)301和(SG16)303、加法器302和410、減法器305和306、低值選擇器304、PI控制器307、以及優(yōu)先信號生成部400。
[0114]利用低值選擇器304在由加法器302對溫度調(diào)節(jié)設(shè)定EXREF加上規(guī)定值SG15后的值與規(guī)定值SG16之間選擇成為更低值的值，并將該值設(shè)為目標(biāo)值BPREF，利用減法器305求出該目標(biāo)值BPREF與來自槳葉通道溫度檢測器123的槳葉通道溫度測量值BPT之間的偏差，并利用PI控制器307來進(jìn)行基于該偏差的比例積分控制，從而生成槳葉通道溫度設(shè)定值BPCS0。需要說明的是，PI控制器307中的上限值為基于減法器305的偏差與等待值RCSO之間的偏差。
[0115]本第四實(shí)施方式的溫度控制部114中的槳葉通道溫度控制部的特征點(diǎn)在于，附加有優(yōu)先信號生成部400(第二修正機(jī)構(gòu))，該優(yōu)先信號生成部400計算入口引導(dǎo)葉片104的開度的變化率并計算與該變化率相應(yīng)的修正量，對基于溫度調(diào)節(jié)設(shè)定EXREF而生成的槳葉通道溫度設(shè)定值BPCSO進(jìn)行修正。優(yōu)先信號生成部400構(gòu)成為具備I次延遲濾波器402和403、減法器404、函數(shù)器$乂18)405、函數(shù)器$乂17)401、乘法器406以及比率限制器407。1次延遲濾波器也可以是一個、也可以是三個。減法器204、1次延遲濾波器202和203用于計算變化率，只要是檢測變化率的結(jié)構(gòu)，并不局限于該結(jié)構(gòu)。
[0116]在優(yōu)先信號生成部400中，首先，利用減法器404來求出由I次延遲濾波器402、403將IGV開度指令值延遲后的信號與未延遲的信號之間的偏差，并將該偏差作為IGV開度指令值的變化率(偽微分值)而得出。然后，在函數(shù)器(FX18)405中，根據(jù)該IGV開度指令值的變化率的大小(偽微分值)來設(shè)定對槳葉通道溫度設(shè)定值BPCSO的修正量(優(yōu)先信號)。
[0117]另外，函數(shù)器(FX17)401僅在入口引導(dǎo)葉片104的開度處于規(guī)定范圍的情況下設(shè)定優(yōu)先信號生成部400的工作范圍，例如，作為函數(shù)FX17，IGV開度使用將局部負(fù)荷時的開度范圍設(shè)為“I”、將全開時設(shè)為“O”那樣的函數(shù)，通過利用乘法器306對該IGV開度進(jìn)行乘法運(yùn)算，能夠僅在燃?xì)鉁u輪100因局部負(fù)荷進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)下使優(yōu)先信號生成部400的修正(優(yōu)先信號)有效。
[0118]另外，比率限制器407限制對槳葉通道溫度設(shè)定值BPCSO的修正量、即優(yōu)先信號的時間變化率，經(jīng)由該比率限制器407后的修正量由加法器410進(jìn)行加法運(yùn)算，從而生成為槳葉通道溫度設(shè)定值BPCSO。
[0119]如此，在本實(shí)施方式中，利用優(yōu)先信號生成部400(第二修正機(jī)構(gòu))，計算入口引導(dǎo)葉片104的開度的變化率并計算與該變化率相應(yīng)的修正量，對槳葉通道溫度設(shè)定值BPCSO直接加上修正量(優(yōu)先信號)而進(jìn)行修正，因此直接使槳葉通道溫度設(shè)定值BPCSO的動作優(yōu)先，能夠進(jìn)一步加快追隨性，過渡性地加快溫度設(shè)定的延緩，從而能夠提高相對于系統(tǒng)頻率的變動、負(fù)荷增加時的負(fù)荷即時響應(yīng)性。
[0120]〔第五實(shí)施方式〕
[0121]接下來，對第五實(shí)施方式所涉及的燃?xì)鉁u輪100的運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置110進(jìn)行說明。
[0122]在此，圖9是本第五實(shí)施方式所涉及的IGV控制標(biāo)識生成部115的結(jié)構(gòu)圖。另外，燃?xì)鉁u輪100的運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置110的整體結(jié)構(gòu)與上述的第一實(shí)施方式?第四實(shí)施方式相同，省略各構(gòu)成要素的說明。
[0123]本第五實(shí)施方式所涉及的IGV控制標(biāo)識生成部115與第一實(shí)施方式相同地，在系統(tǒng)頻率為規(guī)定閾值α以下或者請求燃?xì)鉁u輪100的輸出增加的情況下，將IGV優(yōu)先打開標(biāo)識設(shè)為有效，但如圖9所示，成為對OR門3的輸出附加有斷開延遲器5的結(jié)構(gòu)。
[0124]利用該斷開延遲器5，當(dāng)IGV優(yōu)先打開標(biāo)識從有效切換至無效時，能夠以帶有一定的延遲的方式將IGV優(yōu)先打開標(biāo)識設(shè)為無效。需要說明的是，斷開延遲器5的延遲時間例如為鍋爐時間常量左右，例如5分鐘?10分鐘。
[0125]在此，即便在系統(tǒng)頻率沒有發(fā)生變動的情況下，由于在負(fù)荷上升時蒸汽渦輪160的輸出(ST輸出)的延遲、和發(fā)電機(jī)150輸出的基于溫度調(diào)節(jié)運(yùn)轉(zhuǎn)的上限，因此在GTCC中，在負(fù)荷上升時的高負(fù)荷處成為負(fù)荷即時響應(yīng)性(追隨性)惡化的狀況。因此，雖然通過以IGV優(yōu)先打開標(biāo)識使入口引導(dǎo)葉片104進(jìn)行一定量打開動作而提高負(fù)荷追隨性，但若條件(達(dá)到所希望負(fù)荷)成立，則立即進(jìn)行關(guān)閉動作，入口引導(dǎo)葉片104的開閉動作頻繁地產(chǎn)生，由此從性能以及部件壽命的觀點(diǎn)出發(fā)，需要防止頻繁產(chǎn)生的情況。
[0126]對此，在本第五實(shí)施方式中，通過在IGV控制標(biāo)識生成部115上附加斷開延遲器5，在負(fù)荷上升過程中，在低頻信號或者輸出增加請求信號斷開后一定期間，IGV優(yōu)先打開標(biāo)識也保持為有效。
[0127]由此，從性能以及部件壽命的觀點(diǎn)出發(fā)，能夠防止入口引導(dǎo)葉片104的開閉動作頻繁產(chǎn)生。
[0128]〔第六實(shí)施方式〕
[0129]接下來，對第六實(shí)施方式所涉及的燃?xì)鉁u輪100的運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置110進(jìn)行說明。
[0130]在此，圖10是本第六實(shí)施方式所涉及的燃料控制部112的結(jié)構(gòu)圖。另外，燃?xì)鉁u輪100的運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置110的整體結(jié)構(gòu)與上述的第一實(shí)施方式?第五實(shí)施方式相同，省略各構(gòu)成要素的說明。
[0131]本第六實(shí)施方式所涉及的燃料控制部112在IGV優(yōu)先打開標(biāo)識有效的情況下，根據(jù)入口引導(dǎo)葉片104的開度而使燃料流量增加。
[0132]燃料控制部112具備對從低值選擇部130輸出的CSO進(jìn)行修正的CSO修正部131。
[0133]作為一例，低值選擇部130輸入有調(diào)節(jié)設(shè)定值GVCS0、負(fù)荷限制設(shè)定值LDCS0、槳葉通道溫度設(shè)定值BPCSO、廢氣溫度設(shè)定值EXCSO，并從其中輸出最小的CSO。
[0134]CSO修正部131具備信號產(chǎn)生器(SGl )17、信號產(chǎn)生器(SG2)18、信號切換器19、比率限制器20、修正函數(shù)器(FX20) 136、以及加法器137。
[0135]信號產(chǎn)生器(SGl) 17產(chǎn)生例如為O的第一信號，信號產(chǎn)生器(SG2) 18產(chǎn)生表示規(guī)定值的第二信號，信號切換器19根據(jù)IGV優(yōu)先打開標(biāo)識是有效還是無效而切換信號產(chǎn)生器(SGl) 17和信號產(chǎn)生器(SG2) 18。比率限制器20限制來自信號切換器19的信號的時間變化率，修正函數(shù)器(FX20H36計算與根據(jù)IGV優(yōu)先打開標(biāo)識設(shè)定的空氣流量的增加相應(yīng)的燃料流量(CSO)的修正值。加法器137對從低值選擇部130輸出的CSO加上從修正函數(shù)器(FX20)136輸出的修正值，并作為修正后的CSO而輸出。
[0136]根據(jù)上述那樣的結(jié)構(gòu)，在IGV優(yōu)先打開標(biāo)識無效的情況下，利用信號切換器19來選擇信號產(chǎn)生器(SG1)17的第一信號，與第一信號相應(yīng)的修正值和從低值選擇部130輸出的CSO相加。此時，由于第一信號被設(shè)定為“O”，因此在IGV優(yōu)先打開標(biāo)識無效的情況下，由低值選擇部130選擇出的CSO作為修正后的CSO而直接輸出。
[0137]另一方面，在IGV優(yōu)先打開標(biāo)識有效的情況下，利用信號切換器19來選擇信號產(chǎn)生器(SG2) 18的第二信號，與第二信號相應(yīng)的修正值和從低值選擇部130輸出的CSO相加。由此，在IGV優(yōu)先打開標(biāo)識有效的情況下，由低值選擇部130選擇出的CSO被加上修正值，并作為修正后的CSO輸出。由此，在IGV優(yōu)先打開標(biāo)識有效的情況下，向燃燒器103供給的燃料流量增加。
[0138]需要說明的是，利用加法器139將從信號產(chǎn)生器(SG32)138輸出的值與從加法器137輸出的CSO相加，并經(jīng)由基于從信號產(chǎn)生器(SG33) 140輸出的變化率(下降比率)的比率限制器141而計算等待值RCS0。
[0139]在入口引導(dǎo)葉片104沒有全開時使負(fù)荷增加的情況下，為了提高負(fù)荷追隨性而將入口引導(dǎo)葉片104的開度比通常稍微打開，由此擔(dān)心渦輪入口溫度過度降低。在本第六實(shí)施方式所涉及的燃?xì)鉁u輪100的運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置110中，根據(jù)因入口引導(dǎo)葉片104的開度稍微打開而引起的空氣流量的增加，能夠使燃料流量增加，因此能夠防止渦輪入口溫度的過度降低。
[0140]以上，使用上述各實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但本發(fā)明的技術(shù)范圍并不局限于上述實(shí)施方式所記載的范圍。能夠在不脫離發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)對上述各實(shí)施方式施加各種變更或者改進(jìn)，施加了該變更或者改進(jìn)的方式也包含于本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。另外，也可以適當(dāng)?shù)亟M合上述各實(shí)施方式。
[0141]附圖標(biāo)記說明
[0142]100燃?xì)鉁u輪
[0143]101 渦輪
[0144]102壓縮機(jī)
[0145]103燃燒器
[0146]104入口引導(dǎo)葉片
[0147]105燃料流量調(diào)整閥
[0148]HO運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置
[0149]112燃料控制部
[0150]113 IGV控制部
[0151]114溫度控制部
[0152]115 IGV控制標(biāo)識生成部
[0153]150發(fā)電機(jī)
【主權(quán)項】
1.一種燃?xì)鉁u輪的控制裝置，該燃?xì)鉁u輪將來自在前級具備入口引導(dǎo)葉片的壓縮機(jī)的壓縮空氣和燃料向燃燒器供給，利用由該燃燒器產(chǎn)生的燃燒氣體使渦輪旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動發(fā)電機(jī)，其中， 所述燃?xì)鉁u輪的控制裝置具備: IGV控制標(biāo)識生成機(jī)構(gòu)，在使所述燃?xì)鉁u輪的輸出增加的情況下，該IGV控制標(biāo)識生成機(jī)構(gòu)將IGV優(yōu)先打開標(biāo)識設(shè)為有效；以及 入口引導(dǎo)葉片開度設(shè)定機(jī)構(gòu)，其在所述IGV優(yōu)先打開標(biāo)識有效的情況下，將所述入口引導(dǎo)葉片的開度設(shè)定為比之前的狀態(tài)進(jìn)一步打開。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)鉁u輪的控制裝置，其中， IGV控制標(biāo)識生成機(jī)構(gòu)在系統(tǒng)頻率為規(guī)定閾值以下或者請求所述燃?xì)鉁u輪的輸出增加的情況下，將IGV優(yōu)先打開標(biāo)識設(shè)為有效。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燃?xì)鉁u輪的控制裝置，其中， 所述入口引導(dǎo)葉片開度設(shè)定機(jī)構(gòu)設(shè)定入口引導(dǎo)葉片的開度的變化率，以使得渦輪輸出的增加比壓縮機(jī)的動力的增加快。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的燃?xì)鉁u輪的控制裝置，其中， 所述燃?xì)鉁u輪的控制裝置具備根據(jù)車室壓力來進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)設(shè)定的溫度控制機(jī)構(gòu)， 所述溫度控制機(jī)構(gòu)具有第一修正機(jī)構(gòu)，該第一修正機(jī)構(gòu)在所述IGV優(yōu)先打開標(biāo)識有效的情況下，計算所述入口引導(dǎo)葉片的開度的變化率并計算與該變化率對應(yīng)的修正量，從而對所述溫度調(diào)節(jié)設(shè)定進(jìn)行修正。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的燃?xì)鉁u輪的控制裝置，其中， 所述燃?xì)鉁u輪的控制裝置具備根據(jù)車室壓力來進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)設(shè)定的溫度控制機(jī)構(gòu)， 所述溫度控制機(jī)構(gòu)具有PI控制機(jī)構(gòu)，該P(yáng)I控制機(jī)構(gòu)根據(jù)基于所述溫度調(diào)節(jié)設(shè)定的目標(biāo)值與測量出的槳葉通道溫度或者廢氣溫度之間的偏差來進(jìn)行比例積分控制，生成所述渦輪的槳葉通道溫度設(shè)定值或者廢氣溫度設(shè)定值，在所述IGV優(yōu)先打開標(biāo)識有效的情況下，將該P(yáng)I控制機(jī)構(gòu)中的控制參數(shù)設(shè)定為預(yù)先設(shè)定的值。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的燃?xì)鉁u輪的控制裝置，其中， 所述燃?xì)鉁u輪的控制裝置具備根據(jù)車室壓力來進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)設(shè)定的溫度控制機(jī)構(gòu)， 所述溫度控制機(jī)構(gòu)具有第二修正機(jī)構(gòu)，該第二修正機(jī)構(gòu)在所述IGV優(yōu)先打開標(biāo)識有效的情況下，計算所述入口引導(dǎo)葉片的開度的變化率并計算與該變化率對應(yīng)的修正量，對基于所述溫度調(diào)節(jié)設(shè)定而生成的所述渦輪的槳葉通道溫度設(shè)定值或者廢氣溫度設(shè)定值進(jìn)行修正。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的燃?xì)鉁u輪的控制裝置，其中， 所述IGV控制標(biāo)識生成機(jī)構(gòu)在將所述IGV優(yōu)先打開標(biāo)識從有效切換至無效時，以帶有一定的延遲的方式將該IGV優(yōu)先打開標(biāo)識設(shè)為無效。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的燃?xì)鉁u輪的控制裝置，其中， 在所述IGV優(yōu)先打開標(biāo)識有效的情況下，與所述入口引導(dǎo)葉片的開度對應(yīng)地使燃料流量增加。9.一種燃?xì)鉁u輪，其中， 所述燃?xì)鉁u輪具備: 壓縮機(jī)，其在前級具備入口引導(dǎo)葉片； 燃燒器，其被供給來自所述壓縮機(jī)的壓縮空氣和燃料而產(chǎn)生燃燒氣體； 渦輪，其利用由所述燃燒器產(chǎn)生的燃燒氣體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)； 發(fā)電機(jī)，其通過所述渦輪的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行驅(qū)動；以及 權(quán)利要求1至8中任一項所述的控制裝置。10.—種燃?xì)鉁u輪的控制方法，該燃?xì)鉁u輪將來自在前級具備入口引導(dǎo)葉片的壓縮機(jī)的壓縮空氣和燃料向燃燒器供給，利用由該燃燒器產(chǎn)生的燃燒氣體使渦輪旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動發(fā)電機(jī)，其中， 所述燃?xì)鉁u輪的控制方法包括: IGV控制標(biāo)識有效步驟，在使所述燃?xì)鉁u輪的輸出增加的情況下，將IGV優(yōu)先打開標(biāo)識設(shè)為有效；以及 入口引導(dǎo)葉片開度設(shè)定步驟，在所述IGV優(yōu)先打開標(biāo)識有效的情況下，將所述入口引導(dǎo)葉片的開度設(shè)定為比之前的狀態(tài)進(jìn)一步打開。
【文檔編號】F02C9/54GK105849392SQ201580003346
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年2月4日
【發(fā)明人】園田隆, 東也, 東一也, 齋藤昭彥
【申請人】三菱日立電力系統(tǒng)株式會社