[发明专利]气体燃料热量估计装置及气体燃料热量估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体燃料热量估计装置、气体燃料热量估计方法及程序。

本申请基于2013年2月15日在日本申请的日本专利申请2013-028356号主张优先权，并将该申请的内容援用于此。

背景技术

燃烧高炉煤气(Blast Furnace Gas；BFG)的燃气轮机中，使用BFG作为投入到燃气轮机的燃料。该BFG是在炼铁过程中在高炉中产生的副产气体。因此，BFG的气体热量根据位于炼铁厂内的高炉等的运行状况大幅发生变化，有时还影响到燃气轮机主体的动作。

例如，若BFG的热量剧增，则燃气轮机成为过负荷(超负荷)，相反，热量骤减时有可能失火。过负荷和失火是可能会引起燃气轮机主体的紧急停止的严重现象，因此必须尽量防患于未然。这是在诸如燃烧BFG的燃气轮机等使用气体热量急剧变动的气体的装置中共同的课题。另外，在燃烧BFG的燃气轮机设备以外的煤气化复合发电(Integrated coal Gasification Combined Cycle；IGCC)等中可能会发生气体热量的变动。

即使气体热量发生变动，也为了使燃气轮机主体持续运行，通常使用将增热气体或减热气体混合于BFG等原气体中来减少热量变动的方法。具体而言，通常使用如下方法：使用热量计测定混合气体或原气体的热量，并控制增热气体或减热气体的混合量以消除热量的变动量的方法。

但是，热量计一般具有60秒左右等分钟量级的极大的测量延迟。因此，气体热量的骤变的检测有时被延迟。若热量的骤变的控制被延迟，则增热气体和减热气体的混合量的控制无法有效地发挥作用，可能无法防止过负荷和失火。

针对此，提出了用于检测气体热量的骤变来防止过负荷和失火的几种方法。

例如，专利文献1所记载的高炉煤气专用(専燃)式燃气轮机的控制方法中，每当运行燃烧高炉煤气的燃气轮机时，根据发电机的输出，在燃烧器的燃料用高炉煤气中添加N₂等减热用稀释气体或LPG等增热用富化气体中的任意一种而进行控制，以使燃气轮机的输出变得恒定。

由此，专利文献1所记载的高炉煤气专用式燃气轮机的控制方法中设为，能够克服由于是专用式而不可避免地产生的高炉煤气热量变动所引起的燃气轮机的输出变动来使发电输出变得恒定。

但是，专利文献1所记载的高炉煤气专用式燃气轮机的控制方法中，根据发电机的输出控制气体热量，因此基于发电输出的轮机主体的控制和基于发电输出的气体热量的控制有可能发生干扰。并且，专利文献1所记载的高炉煤气专用式燃气轮机的控制方法中，关于气体热量的控制，忽视了气体热量本身的值。在这一点上，未成为针对由气体热量的骤变引起的过负荷和失火的根本性对策。

针对此，专利文献2中提出了由发电输出P和气体流量Q根据P＝ηHQ所示的关系估计气体热量H的方法。其中，η表示效率(发电效率)。

该方法中，根据发电输出和气体燃料流量及发电效率来估计气体热量。由此，专利文献2所记载的方法中，与使用热量计的现有的方法相比，能够大大缩短气体传递系统及气体清洗系统中的时间浪费和时间常数，能够实现迅速控制。

并且，若利用专利文献2所记载的方法，则能够根据气体热量进行气体热量的控制，且能够避免轮机主体的控制和气体热量的控制的干扰。另外，若利用专利文献2所记载的方法，则能够根据气体热量进行气体热量的控制，在这一点上，可以说是针对由气体热量的骤变引起的过负荷和失火的根本性对策。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开平9-317499号公报

专利文献2：日本专利第3905829号公报

发明的概要

发明要解决的技术课题

专利文献2所记载的方法中，气体热量的估计精确度依赖于发电效率的精确度。期望能够通过提高发电效率的精确度(即，减小所得到的发电效率的值与实际值之差)来以更高的精确度估计气体热量。

发明内容

本发明提供一种能够通过提高发电效率的精确度来以更高的精确度估计气体热量的气体燃料热量估计装置、气体燃料热量估计方法及程序。

用于解决技术课题的手段

根据本发明的第1方式，气体燃料热量估计装置具备：气体燃料流量获取部，获取流入到燃气轮机的燃烧器的气体燃料流量；状态量获取部，获取所述燃气轮机的状态量；存储部，存储包含与所述状态量建立对应关系的效率校正系数的发电效率；及气体燃料热量运算部，根据所述气体燃料流量、所述状态量及由与所述状态量相对应的效率校正系数得到的发电效率进行气体燃料热量运算。