[发明专利]燃料供给装置、燃料流量控制装置及燃气轮机发电机组

说明书

技术领域

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

通常，在燃气轮机上主要设有压缩机、燃烧器、涡轮部等。

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1)。

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。

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。

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1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。

在此，压力调节阀发挥将流量调节阀压差，即，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。

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1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。

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。

Pout＞Pin/2

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。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007－77867号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在上述的专利文献1记载的发明中，压力控制阀压差(即，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。

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。

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。

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1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。

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。

用于解决课题的技术方案

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案。

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。