燃气轮机设备的运行方法、用于执行该运行方法的控制装置及控制程序与流程

本发明涉及一种燃气轮机设备的运行方法、用于执行该运行方法的控制装置及控制程序。本技术主张基于2022年3月25日于日本技术的日本特愿2022-050338号的优先权，并将其内容援用于此。

背景技术：

1、燃气轮机具备：压缩机，具有能够压缩空气而生成压缩空气的压缩机、能够在压缩空气中燃烧燃料而生成燃烧气体的燃烧器及能够通过燃烧气体来驱动的涡轮；及燃料阀，调节向所述燃烧器供给的燃料的流量。燃烧器具有喷射燃料的喷嘴。

2、在以下的专利文献1中公开有燃气轮机及其控制方法。该燃气轮机的燃烧器具有喷射天然气等燃料的多种类型的喷嘴。针对这些多种类型的每一个喷嘴，设置有调节流经各喷嘴的燃料的流量的燃料阀。

3、在该专利文献1中所记载的控制方法中，从燃气轮机的保护及燃气轮机输出的稳定性的观点出发，求出与涡轮入口温度具有正相关性的参数即燃烧负载指令值(clcso)，并根据该燃烧负载指令值，确定针对多种类型的每一个喷嘴供给的燃料的流量比。

4、并且，在以下的专利文献2中公开有能够喷出天然气及油的燃烧器的喷嘴。

5、以往技术文献

6、专利文献

7、专利文献1：日本特开2007-077867号公报

8、专利文献2：日本特开2008-190402号公报

技术实现思路

1、发明要解决的技术课题

2、近年，从稳定供给电力的观点出发，要求能够将多种类型的燃料供给到燃气轮机。

3、因此，本发明的目的在于提供一种在使用多种类型的燃料的情况下，即使燃气轮机的性能劣化，也能够使燃料稳定地燃烧的技术。

4、用于解决技术课题的手段

5、作为用于实现所述目的的一方式的燃气轮机设备的控制装置可以应用于以下的燃气轮机设备。

6、该燃气轮机设备具备：燃气轮机，具有能够压缩空气而生成压缩空气的压缩机、能够在所述压缩空气中燃烧燃料而生成燃烧气体的燃烧器及能够通过所述燃烧气体来驱动的涡轮；及多种类型的燃料阀，调节向所述燃烧器供给的燃料的流量。所述燃烧器具有喷射燃料的多种类型的喷嘴。所述多种类型的燃料阀分别设置在所述多种类型的每一个喷嘴上。

7、该控制装置具备：燃烧负载指令生成器，求出与所述涡轮的入口处的所述燃烧气体的温度即入口温度具有正相关性的参数即燃烧负载指令值；流量比计算器，根据所述燃烧负载指令值，求出针对所述多种类型的每一个喷嘴供给的燃料的流量比；阀开度计算器，根据针对所述多种类型的每一个喷嘴供给的燃料的流量比，求出针对多种类型的每一个喷嘴的所述燃料阀的阀开度；及控制信号输出器，针对多种类型的每一个喷嘴的所述燃料阀，输出表示所述阀开度的控制信号。

8、所述燃烧负载指令生成器具有：第一负载指令计算部，求出与来自外部的燃料种类指令所示的燃料种类即第一燃料相关的所述燃烧负载指令值；及第二负载指令计算部，求出与来自外部的燃料种类指令所示的燃料种类即第二燃料相关的所述燃烧负载指令值。所述第一负载指令计算部及所述第二负载指令计算部均具有：最高温度输出计算部，针对所述入口温度为预先设定的最高的温度即入口最高温度，求出与燃料种类相对应的预定的输出即最高温度输出；最低温度输出计算部，针对所述入口温度为预先设定的最低的温度即入口最低温度，求出与燃料种类相对应的预定的输出即最低温度输出；劣化系数计算部，求出用于校正所述最高温度输出的劣化系数；劣化校正部，使用所述劣化系数来校正所述最高温度输出；及燃烧负载指令值计算部，使用所述最低温度输出、由所述劣化校正部校正的所述最高温度输出即校正最高温度输出及所述燃气轮机的实际的输出即实际输出，求出所述燃烧负载指令值。所述劣化系数计算部具有：差分器，求出所述校正最高温度输出与所述实际输出之间的偏差；及系数运算器，在进行将所述入口温度控制成所述入口最高温度的温度调节时，根据所述偏差求出所述劣化系数。所述系数运算器具有劣化参数存储部，所述劣化参数存储部存储在进行所述温度调节时针对所述偏差为规定阈值以上的情况下的偏差的比例进行比例积分处理而得到的值即劣化参数。所述系数运算器输出基于存储于所述劣化参数存储部的所述劣化参数的所述劣化系数。

9、在本方式中，在使用第一燃料的情况及使用第二燃料的情况的两种情况下，能够求出考虑到燃气轮机的性能劣化的燃烧负载指令值。因此，在本方式中，在使用第一燃料的情况及使用第二燃料的情况的两种情况下，能够求出考虑到燃气轮机的性能劣化的多个燃料阀的每一个的流量比。因此，在本方式中，在使用第一燃料的情况及使用第二燃料的情况的两种情况下，即使燃气轮机的性能化劣化，也能够使燃料稳定地燃烧。

10、并且，在本方式中，即使在控制装置接收到表示与当前的燃料种类不同的燃烧种类的燃料种类指令之后，也能够立即使用存储于劣化参数存储部中的劣化参数而求出劣化系数。因此，在本方式中，即使在控制装置接收到新的燃料种类指令之后，也能够立即在劣化系数中反映燃气轮机的性能劣化程度，从而能够使燃料稳定地燃烧。

11、作为用于实现所述目的的一方式的燃气轮机设备的控制程序可以应用于以下的燃气轮机设备。

12、该燃气轮机设备具备：燃气轮机，具有能够压缩空气而生成压缩空气的压缩机、能够在所述压缩空气中燃烧燃料而生成燃烧气体的燃烧器及能够通过所述燃烧气体来驱动的涡轮；及多种类型的燃料阀，调节向所述燃烧器供给的燃料的流量。所述燃烧器具有喷射燃料的多种类型的喷嘴。所述多种类型的燃料阀分别设置在所述多种类型的每一个喷嘴上。

13、该控制程序使计算机执行如下工序：燃烧负载指令生成工序，求出与所述涡轮的入口处的所述燃烧气体的温度即入口温度具有正相关性的参数即燃烧负载指令值；流量比计算工序，根据所述燃烧负载指令值，求出针对所述多种类型的每一个喷嘴供给的燃料的流量比；阀开度计算工序，根据针对所述多种类型的每一个喷嘴供给的燃料的流量比，求出针对多种类型的每一个喷嘴的所述燃料阀的阀开度；及控制信号输出工序，针对多种类型的每一个喷嘴的所述燃料阀，输出表示所述阀开度的控制信号。

14、所述燃烧负载指令生成工序包括：第一负载指令计算工序，求出与来自外部的燃料种类指令所示的燃料种类即第一燃料相关的所述燃烧负载指令值；及第二负载指令计算工序，求出与来自外部的燃料种类指令所示的燃料种类即第二燃料相关的所述燃烧负载指令值。所述第一负载指令计算工序及所述第二负载指令计算工序均包括：最高温度输出计算工序，针对所述入口温度为预先设定的最高的温度即入口最高温度，求出与燃料种类相对应的预定的输出即最高温度输出；最低温度输出计算工序，针对所述入口温度为预先设定的最低的温度即入口最低温度，求出与燃料种类相对应的预定的输出即最低温度输出；劣化系数计算工序，求出用于校正所述最高温度输出的劣化系数；劣化校正工序，使用所述劣化系数来校正所述最高温度输出；及燃烧负载指令值计算工序，使用所述最低温度输出、在所述劣化校正工序中校正的所述最高温度输出即校正最高温度输出及所述燃气轮机的实际的输出即实际输出，求出所述燃烧负载指令值。所述劣化系数计算工序包括：偏差运算工序，求出所述校正最高温度输出与所述实际输出之间的偏差；及系数运算工序，在进行将所述入口温度控制成所述入口最高温度的温度调节时，根据所述偏差求出所述劣化系数。所述系数运算工序包括劣化参数存储工序，所述劣化参数存储工序将在进行所述温度调节时针对所述偏差为规定阈值以上的情况下的偏差的比例进行比例积分处理而得到的值即劣化参数存储于所述计算机的存储区域的一部分即劣化参数存储部。在所述系数运算工序中，输出基于存储于所述劣化参数存储部的所述劣化参数的所述劣化系数。

15、通过使计算机执行本方式的控制程序，与第一方式中的控制装置同样地，在使用第一燃料的情况及使用第二燃料的情况的两种情况下，即使燃气轮机的性能化劣化，也能够使燃料稳定地燃烧。

16、此外，通过使计算机执行本方式的控制程序，与第一方式中的控制装置同样地，即使在接收到新的燃料种类指令之后，也能够立即在劣化系数中反映燃气轮机的性能劣化程度，从而能够使燃料稳定地燃烧。

17、作为用于实现所述目的的一方式的燃气轮机设备的运行方法可以应用于以下的燃气轮机设备。

18、该燃气轮机设备具备：燃气轮机，具有能够压缩空气而生成压缩空气的压缩机、能够在所述压缩空气中燃烧燃料而生成燃烧气体的燃烧器及能够通过所述燃烧气体来驱动的涡轮；及多种类型的燃料阀，调节向所述燃烧器供给的燃料的流量。所述燃烧器具有喷射燃料的多种类型的喷嘴。所述多种类型的燃料阀分别设置在所述多种类型的每一个喷嘴上。

19、在该运行方法中，执行如下工序：燃烧负载指令生成工序，求出与所述涡轮的入口处的所述燃烧气体的温度即入口温度具有正相关性的参数即燃烧负载指令值；流量比计算工序，根据所述燃烧负载指令值，求出针对所述多种类型的每一个喷嘴供给的燃料的流量比；阀开度计算工序，根据针对所述多种类型的每一个喷嘴供给的燃料的流量比，求出针对多种类型的每一个喷嘴的所述燃料阀的阀开度；及控制信号输出工序，针对多种类型的每一个喷嘴的所述燃料阀，输出表示所述阀开度的控制信号。

20、所述燃烧负载指令生成工序包括：第一负载指令计算工序，求出与来自外部的燃料种类指令所示的燃料种类即第一燃料相关的所述燃烧负载指令值；及第二负载指令计算工序，求出与来自外部的燃料种类指令所示的燃料种类即第二燃料相关的所述燃烧负载指令值。所述第一负载指令计算工序及所述第二负载指令计算工序均包括：最高温度输出计算工序，针对所述入口温度为预先设定的最高的温度即入口最高温度，求出与燃料种类相对应的预定的输出即最高温度输出；最低温度输出计算工序，针对所述入口温度为预先设定的最低的温度即入口最低温度，求出与燃料种类相对应的预定的输出即最低温度输出；劣化系数计算工序，求出用于校正所述最高温度输出的劣化系数；劣化校正工序，使用所述劣化系数来校正所述最高温度输出；及燃烧负载指令值计算工序，使用所述最低温度输出、在所述劣化校正工序中校正的所述最高温度输出即校正最高温度输出及所述燃气轮机的实际的输出即实际输出，求出所述燃烧负载指令值。所述劣化系数计算工序包括：偏差运算工序，求出所述校正最高温度输出与所述实际输出之间的偏差；及系数运算工序，在进行将所述入口温度控制成所述入口最高温度的温度调节时，根据所述偏差求出所述劣化系数。所述系数运算工序包括劣化参数存储工序，所述劣化参数存储工序将在进行所述温度调节时针对所述偏差为规定阈值以上的情况下的偏差的比例进行比例积分处理而得到的值即劣化参数存储于劣化参数存储部。在所述系数运算工序中，输出基于存储于所述劣化参数存储部的所述劣化参数的所述劣化系数。

21、在本方式中，与第一方式中的控制装置同样地，在使用第一燃料的情况及使用第二燃料的情况的两种情况下，即使燃气轮机的性能化劣化，也能够使燃料稳定地燃烧。

22、此外，在本方式中，与第一方式中的控制装置同样地，即使在接收到新的燃料种类指令之后，也能够立即在劣化系数中反映燃气轮机的性能劣化程度，从而能够使燃料稳定地燃烧。

23、发明效果

24、在本发明的一方式中，在使用多种类型的燃料的情况下，即使燃气轮机的性能劣化，也能够使燃料稳定地燃烧。