[发明专利]阀控制装置、燃气涡轮机以及阀控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及阀控制装置、燃气涡轮机、以及阀控制方法。

背景技术

若在执行燃气涡轮机的运行的期间，燃气涡轮机的负载降低，则有时燃气涡轮机的转速会急剧地上升。

例如，在包含通过燃气涡轮机来驱动发电机且与商用电力系统系统互连的发电设备以及对电力进行消耗的负载设备在内的工厂设备中，在发电设备从商用电力系统切断、且转移至发电设备仅对工厂设备内的负载设备送电的单独运行等情况下，燃气涡轮机的转速会上升。在此情况下，燃气涡轮机的输出请求急剧地降低(负载降低)相当于由发电设备向商用电力系统送电了的量的丧失量。故而，向燃气涡轮机所具有的燃烧器进行供应的燃料必须不被急剧地缩减。

但是，由于负载降低的探测延迟、燃料流路上残余的燃料向燃烧器的供应、对燃料流量进行调整的流量调整阀或对燃料压力进行调整的压力调整阀的动作延迟等，实际上存在燃气涡轮机的机械输出的下降会延迟、工厂设备内的电力系统的频率的上升会发生的情况。

故而，在转移至单独运行的情况下，需要在抑制频率的上升的同时确保燃烧稳定性。

为此，在专利文献1中记载了一种燃气涡轮机燃料控制装置，在负载切断或者来自送电系统的切断发生时，以第1有效时间将多个预混合燃烧用燃料系统当中预定的预混合燃烧用燃料系统的燃料流量设定为预定的可保持火焰的第1最小燃料流量，以第2有效时间将扩散燃烧用燃料系统的燃料流量设定为预定的可保持火焰的第2最小燃料流量。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3828738号公报

如专利文献1所记载，若单独运行后的燃气涡轮机的请求输出始终是确定的值，则在负载切断或者来自送电系统的切断发生时，将燃料流量设定为预定的值是有效的。

然而，在单独运行前后的燃气涡轮机的请求输出不变为确定的值的情况下，每次所需的燃料量也不同，因此若不根据单独运行后的请求输出来设定适当的燃料控制阀的开度，则有可能导致频率的变动或燃烧不稳定。

发明内容

本发明鉴于这样的事实而提出，其目的在于，提供即使负载急剧地下降也能抑制燃气涡轮机的输出变得不稳定的阀控制装置、燃气涡轮机、以及阀控制方法。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明的阀控制装置、燃气涡轮机、以及阀控制方法采用以下的手段。

本发明的第一形态所涉及的阀控制装置设置于燃气涡轮机，至少对压力调整阀的开度进行控制，所述燃气涡轮机具备：燃烧器，其使燃料燃烧来生成燃烧气体；涡轮机，其通过由所述燃烧器生成的燃烧气体进行驱动；流量调整阀，其对向所述燃烧器供应的燃料流量进行调整；以及所述压力调整阀，其在向所述燃烧器供应燃料的燃料流路上配置于所述流量调整阀的上游侧，对燃料压力进行调整，所述阀控制装置具备：探测单元，其探测所述燃气涡轮机的负载的降低；以及压力控制单元，其在由所述探测单元探测到所述负载的降低的情况下，根据所述负载的降低后的所述燃气涡轮机的输出，来控制所述压力调整阀的开度。

根据本构成，阀控制装置设置于燃气涡轮机，至少对压力调整阀的开度进行控制。该燃气涡轮机具备：使燃料燃烧来生成燃烧气体的燃烧器，通过由燃烧器生成的燃烧气体来进行驱动的涡轮机、对向燃烧器供应的燃料流量进行调整的流量调整阀、以及在向燃烧器供应燃料的燃料流路上配置于流量调整阀的上游侧来对燃料压力进行调整的压力调整阀。

而且，由探测单元来探测燃气涡轮机的负载的降低。若燃气涡轮机的负载降低，则存在赶不上与负载相应的燃料量的降低从而燃气涡轮机的输出变得不稳定的可能性。

在此，例如基于燃气涡轮机的输出来反馈控制流量调整阀的开度，从而进行燃料流量的调整。但是，即使基于负载降低后的气体来对流量调整阀进行了反馈控制，若配置于比流量调整阀更上游侧的压力调整阀不成为适当的开度，则也不能抑制频率的上升或燃烧不稳定。

为此，在探测单元探测出负载的降低的情况下，由压力控制单元根据负载的降低后的燃气涡轮机的输出，来控制压力调整阀的开度。与负载的降低后的燃气涡轮机的输出相应的控制，亦即前馈控制。由此，若燃气涡轮机的负载降低，则由压力调整阀进行控制使得燃料压力成为与负载相应的适当值。故而，配置于比压力调整阀更下游侧的流量调整阀所执行的燃料流量的控制能被控制为成为与负载相应的适当值。

因此，基于本构成，即使负载急剧地下降，也能抑制燃气涡轮机的输出变得不稳定。