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公開番号2025086604
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-09
出願番号2023200695
出願日2023-11-28
発明の名称制御装置、ガスタービンおよび制御方法
出願人三菱重工業株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類F02C 9/28 20060101AFI20250602BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】負荷運転時の安定度を向上させることができる制御装置を提供する。
【解決手段】制御装置は、圧縮機と、圧縮機から出力された圧縮空気と燃料流路からの燃料とが供給される燃焼器と、燃焼器で発生する燃焼ガスによって回転させられるタービンと、を備えるガスタービンを制御する制御装置であって、ガスタービンの負荷運転時に、燃料の流量が全速無負荷時よりも大きい所定の第1最小値を下回らないようにガスタービンを制御する。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
圧縮機と、
前記圧縮機から出力された圧縮空気と燃料流路からの燃料とが供給される燃焼器と、
前記燃焼器で発生する燃焼ガスによって回転させられるタービンと、
を備えるガスタービンを制御する制御装置であって、
前記ガスタービンの負荷運転時に、前記燃料の流量が全速無負荷時よりも大きい所定の第１最小値を下回らないように前記ガスタービンを制御する
制御装置。
続きを表示（約 940 文字）【請求項２】
前記燃焼器は、前記燃料の噴射量を独立して制御することができる予混合パイロットノズルと拡散パイロットノズルとを備え、
前記第１最小値よりも大きい前記燃料の流量の所定値を基準として、前記予混合パイロットノズルと前記拡散パイロットノズルの使用状態を変化させる
請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記ガスタービンの負荷遮断時に、前記燃料流量に対して前記全速無負荷時より小さい第２最小値を設定して、前記燃料の流量が前記第２最小値を下回らないように前記ガスタービンを制御する
請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記第１最小値は、前記圧縮機の吸気温度と前記ガスタービンの出力との関係と、前記ガスタービンの出力と前記燃焼器に供給される燃料との関係とから算出される
請求項２または３に記載の制御装置。
【請求項５】
前記第１最小値は、前記予混合パイロットノズルによる燃料噴射によって火炎を維持できる最低の燃焼温度に相当する負荷を基準として設定される
請求項４に記載の制御装置。
【請求項６】
圧縮機と、
前記圧縮機から出力された圧縮空気と燃料流路からの燃料とが供給される燃焼器と、
前記燃焼器で発生する燃焼ガスによって回転させられるタービンと、
前記燃料の流量を制御する制御装置と、
を備えるガスタービンであって、
前記制御装置が、前記ガスタービンの負荷運転時に、前記燃料の流量が全速無負荷時よりも大きい所定の第１最小値を下回らないように前記ガスタービンを制御する
ガスタービン。
【請求項７】
圧縮機と、
前記圧縮機から出力された圧縮空気と燃料流路からの燃料とが供給される燃焼器と、
前記燃焼器で発生する燃焼ガスによって回転させられるタービンと、
を備えるガスタービンを制御する制御方法であって、
前記ガスタービンの負荷運転時に、前記燃料の流量が全速無負荷時よりも大きい所定の第１最小値を下回らないように前記ガスタービンを制御する
制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、制御装置、ガスタービンおよび制御方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、次のような弁制御装置が開示されている。すなわち、特許文献１に開示されている弁制御装置は、ガスタービン回転数のフィードバック制御において、ガスタービンの負荷が低減した場合に、燃料制御弁の弁開度の最小値を第１開度から第１開度より大きい第２開度までの値に制御することで、ガスタービンの回転数のオーバーシュートおよびアンダーシュートを防止する。なお、第２開度は、無負荷運転においてＣＬＣＳＯ（燃焼負荷指令値）で示される開度よりも小さな開度である。
【０００３】
また、特許文献２には、燃焼器に設けられるパイロットノズルとして、予混合パイロットノズルと拡散パイロットノズルとを備えるガスタービンが開示されている。特許文献２に開示されているガスタービンによれば、ガスービン起動から定格運転に合わせてパイロット燃焼の燃焼方式を拡散燃焼方式から予混合燃焼方式に切り換えることで負荷運転における窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生量を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１３－１１３１５４号公報
特開２０１３－１９４９２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、特許文献１に開示の弁制御装置において、第２開度は、無負荷運転においてＣＬＣＳＯで示される開度よりも小さな開度である。したがって、特許文献１に開示の弁制御装置によれば、例えば無負荷運転時の弁開度よりも小さな弁開度である第１開度から第２開度までの値よりさらに弁開度を小さくしなければならないような負荷の低減があった場合に、ガスタービンの回転数のオーバーシュートおよびアンダーシュートを防止することができる。
【０００６】
一方、特許文献２に開示されている予混合燃焼方式は、低ＮＯｘ化を図ることはできるものの、火炎を維持するための燃焼温度が、拡散燃焼方式よりも高いという特性がある。このため、負荷低減が発生した場合に、例えば無負荷運転時の弁開度よりも小さな弁開度としてしまうと、失火（火炎の消失）が発生するおそれがあり、負荷運転時の安定度が低下することがあるという課題がある。
【０００７】
本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、負荷運転時の安定度を向上させることができる制御装置、ガスタービンおよび制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本開示に係る制御装置は、圧縮機と、前記圧縮機から出力された圧縮空気と燃料流路からの燃料とが供給される燃焼器と、前記燃焼器で発生する燃焼ガスによって回転させられるタービンと、を備えるガスタービンを制御する制御装置であって、前記ガスタービンの負荷運転時に、前記燃料の流量が全速無負荷時よりも大きい所定の第１最小値を下回らないように前記ガスタービンを制御する。
【０００９】
本開示に係るガスタービンは、圧縮機と、前記圧縮機から出力された圧縮空気と燃料流路からの燃料とが供給される燃焼器と、前記燃焼器で発生する燃焼ガスによって回転させられるタービンと、前記燃料の流量を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置が、前記ガスタービンの負荷運転時に、前記燃料の流量が全速無負荷時よりも大きい所定の第１最小値を下回らないように前記ガスタービンを制御する。
【００１０】
本開示に係る制御方法は、圧縮機と、前記圧縮機から出力された圧縮空気と燃料流路からの燃料とが供給される燃焼器と、前記燃焼器で発生する燃焼ガスによって回転させられるタービンと、を備えるガスタービンを制御する制御方法であって、前記ガスタービンの負荷運転時に、前記燃料の流量が全速無負荷時よりも大きい所定の第１最小値を下回らないように前記ガスタービンを制御する。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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