燃气涡轮的燃烧调整方法及燃烧控制装置与流程
未命名
07-08
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1.本发明涉及一种燃气涡轮的燃烧调整方法及燃烧控制装置。
2.本技术主张基于2020年10月28日于日本技术的专利申请2020-180324号的优先权,并将其内容援用于此。
背景技术:
3.若要使燃气涡轮稳定运行,则建立能够将燃烧振动抑制在允许级别以内的运行条件非常重要。因此,关于预测燃烧振动的产生并将燃烧振动抑制在允许级别以内的燃烧调整方法及燃烧控制装置的校正机构,提出有各种方案。专利文献1中公开有在燃气涡轮进入正常运行之后,预测燃烧振动的产生,并且自动选择将燃烧振动抑制在允许级别以内的运行条件的例子。
4.以往技术文献
5.专利文献
6.专利文献1:日本特开2010-84523号公报
技术实现要素:
7.发明要解决的技术课题
8.然而,在燃气涡轮的试运行时或定期检查结束后的运行重启时,根据燃烧器结构的差异、燃料性状的差异、大气条件的差异等,在专利文献1中所公开的方法中,有时无法过渡到得到正常燃烧控制的状态。尤其,有时根据燃料空气比,能够将燃烧振动抑制在允许级别以内的运行条件的允许范围窄,从而需要达到额定运行为止的启动时间。因此,在开始试运行之前,事先确认针对燃料空气比的运行条件的允许范围的工作非常重要。
9.本发明是为了解决上述课题而完成的,其目的在于提供一种作为燃气涡轮的试运行开始时或定期检查结束后的运行重启时的前期工作,确认针对燃烧器的燃料空气比的燃烧裕度范围的燃烧调整方法及燃烧控制装置。
10.用于解决技术课题的机构
11.为了解决上述课题,燃烧器的燃烧控制中所使用的燃烧调整方法包括确认燃烧参数的燃烧裕度范围的燃烧裕度确认工序,所述燃烧裕度确认工序包括如下步骤:
12.选定设定针对燃气涡轮的负荷的燃料空气比的所述燃烧参数;执行由从原点的位提升所述燃烧参数的指令值的提升指令工序即第1提升指令工序或降低所述指令值的降低指令工序即第1降低指令工序构成的第1工序;若所述燃烧器未产生燃烧振动而所述指令值达到目标裕度上限值或目标裕度下限值,则结束所述第1工序,并且使所述燃烧参数的所述指令值返回到所述原点位置;执行由从所述原点位置向与所述第1工序相反的方向降低所述指令值的所述降低指令工序即第2降低指令工序或提升所述指令值的所述提升指令工序即第2提升指令工序构成的第2工序;及若所述燃烧器未产生燃烧振动而所述第2工序的所述指令值达到所述目标裕度下限值或所述目标裕度上限值,则结束所述第2工序,并且使所
述燃烧参数的所述第2工序的所述指令值返回到所述原点位置。
13.发明效果
14.根据本发明的燃烧裕度确认方法,无需依赖于工作人员的技能,而使燃烧裕度确认工作有效,并且燃烧调整工作变得容易。并且,提高燃气涡轮的可靠性。
附图说明
15.图1是示意地表示燃气涡轮的装置结构的图。
16.图2是表示燃烧控制装置的结构的图。
17.图3是表示燃烧裕度确认部的结构的图。
18.图4是表示第1燃烧裕度确认图案的图。
19.图5是表示第2燃烧裕度确认图案的图。
20.图6是表示第3燃烧裕度确认图案的图。
21.图7是表示第4燃烧裕度确认图案的图。
22.图8是表示燃烧裕度调整部的整体工序的流程图。
23.图9是表示燃烧裕度确认工序的流程图。
24.图10a是表示事例1的燃烧参数与燃烧负荷变量之间的关系的图。
25.图10b是表示事例1的燃气涡轮入口温度与燃烧负荷系数之间的关系的图。
26.图10c是表示事例1的燃烧参数与燃气涡轮入口温度之间的关系的图。
27.图11a是表示事例2的燃烧参数与燃烧负荷变量之间的关系的图。
28.图11b是表示事例2的燃气涡轮入口温度与燃烧负荷系数之间的关系的图。
29.图11c是表示事例2的燃烧参数与燃气涡轮入口温度之间的关系的图。
30.图12是表示燃烧负荷变量校正工序的流程图。
31.图13是燃烧负荷变量校正部的逻辑图。
32.图14是表示设定值变更的例子的示意图。
具体实施方式
33.以下,根据附图对本发明的实施方式进行说明。
34.《装置结构》
35.将燃气涡轮的概略装置结构示于图1中。燃气涡轮1具备;压缩机2,具备入口导流叶片11,并且从外部取入大气空气,并生成压缩空气;燃烧器3,使与所生成的压缩空气另行供给的燃料fl燃烧,并生成燃烧气体fg;涡轮4,通过所生成的燃烧气体fg旋转驱动;发电机5,与涡轮4连结而被旋转驱动,并生成电力;及燃烧控制装置100,控制燃气涡轮1。
36.燃烧器3按每个燃烧器3具备由主喷嘴31、顶帽喷嘴32及先导喷嘴33构成的燃烧喷嘴30。主喷嘴31以先导喷嘴33为中心环状排列。并且,燃烧器3具备旁通阀44及尾筒24。燃烧器3还具备主燃料流量控制阀41、顶帽燃料流量控制阀42及先导燃料流量控制阀43。供给至燃烧器3的燃料fl中,主燃烧喷嘴用燃料经由主燃料流量控制阀41供给至主喷嘴31。顶帽燃料经由顶帽燃料流量控制阀42供给至顶帽喷嘴32,先导燃料经由先导燃料流量控制阀43供给至先导喷嘴33。主燃料、顶帽燃料及先导燃料由主燃料流量控制阀41、顶帽燃料流量控制阀42及先导燃料流量控制阀43的各流量控制阀控制其燃料流量。由燃烧器3生成的燃烧气
体fg经由尾筒24供给至涡轮4,并且旋转驱动涡轮4。
37.《燃烧控制装置》
38.图2表示本实施方式中的燃气涡轮1的燃烧控制装置100的概略结构。燃烧控制装置100具备设置于燃气涡轮1的过程测量部101、压力变化测定部102、加速度测定部103、nox测定部104、阀操作部105、频率分析部123及控制部110。
39.过程测量部101为测量表示燃气涡轮1的运行条件或运行状态的过程量的各种测量设备,每隔规定时间,将测量结果发送至燃烧控制装置100的控制部110。过程量例如表示涡轮输出、大气温度、湿度、各部的燃料流量及燃料压力、各部的空气流量及空气压力、燃烧气体温度、燃烧气体压力、压缩机2及涡轮4的转速、从涡轮4排放的废气中的氮氧化物(nox)及一氧化碳(co)等的废弃物浓度等。
40.压力变化测定部102为分别配置于多个燃烧器3的压力测定器,并且根据来自控制部110的指令,定期性地将各燃烧器3内的压力变化测定值输出至控制部110。加速度测定部103为设置于各燃烧器3的加速度的测定器,并且根据来自控制部110的指令,定期性地测量加速度并输出至控制部110。nox测定部104为燃烧器3的废气中的nox的测定器,根据来自控制部110的指令,定期性地测定nox,测定值输出至控制部110。
41.阀操作部105为根据来自控制部110的指令操作主燃料流量控制阀41、顶帽燃料流量控制阀42、先导燃料流量控制阀43、旁通阀44的各控制阀的开度、压缩机2的入口导流叶片11的开度等的机构。阀操作部105进行主燃料控制、顶帽燃料控制、先导燃料控制、向各燃烧器3供给的空气流量的流量控制及供给至压缩机2的大气空气的流量控制等。
42.频率分析部123对由压力变化测定部102及加速度测定部103检测到的压力变动及加速度变动进行频率分析,并输出至控制部110。
43.燃烧控制装置100除了上述各种测量部、测定部、阀操作部及控制部110以外,还具备自动燃烧调整部120及燃烧裕度调整部130。控制部110接收来自过程测量部101、压力变化测定部102、加速度测定部103及频率分析部123的输出信号,并发送至自动燃烧调整部120。并且,控制部110将操作主燃料流量控制阀41、顶帽燃料流量控制阀42、先导燃料流量控制阀43、旁通阀44、压缩机2的入口导流叶片11等的阀开度的信号输出至阀操作部105。
44.《自动燃烧调整部》
45.图2所示的自动燃烧调整部120构成为包括输入部121、运行状态掌握部122、燃烧特性掌握部124、校正部125及输出部126。当在燃烧器3中产生了燃烧振动时,自动燃烧调整部120进行在抑制燃烧振动的最有效的方向上选定各过程量的控制。
46.自动燃烧调整部120经由输入部121接收从控制部110发送的各部的过程量、压力及加速度数据等。并且,根据由频率分析部123分析的燃气涡轮1内的频率分析结果,在运行状态掌握部122中掌握燃气涡轮1的运行状态,在燃烧特性掌握部124中掌握各燃烧器3的燃烧特性。校正部125根据由运行状态掌握部122及燃烧特性掌握部124掌握的数据,确定不会产生燃气涡轮1的燃烧振动的控制方法。例如,判断是否需要调整主燃料流量控制阀41、顶帽燃料流量控制阀42、先导燃料流量控制阀43、旁通阀44、压缩机2的入口导流叶片11的各阀的阀开度。当需要调整阀开度时,确定其调整量,并且经由输出部126输出至控制部110。
47.《燃烧裕度调整部》
48.燃烧裕度调整部130在开始过去的运行条件的数据储存量少的燃气涡轮的试运行
之前,事先掌握不产生燃烧振动的区域,将该数据发送至自动燃烧调整部120,并储存于自动燃烧调整部120内的数据库127。燃烧裕度调整部130的目的在于,在燃气涡轮1的试运行或定期检查结束后的启动时,利用反映了所储存的数据的自动燃烧调整部120的数据准备未产生燃烧振动而能够过渡到额定运行的运行条件,并且实现燃气涡轮能够在短时间内过渡到额定运行的状态。
49.因此,在试运行开始时或定期检查结束后的运行重启时,使用燃烧裕度调整部130对以往由燃烧调整人员进行的燃烧振动的裕度范围的确认等燃烧调整工作进行自动化,以实现燃烧调整工作的适当化。
50.如图3所示,燃烧裕度调整部130由燃烧裕度确认部132、燃烧负荷变量校正部134及设定值变更部136构成。另外,燃烧负荷变量校正部134由最大负荷校正部134a及设定值转换部134b构成。
51.在燃烧裕度确认部132中,在燃气涡轮1的试运行开始前或定期检查结束后的运行重启前,关于各燃烧参数pm,根据按照后述的燃烧裕度确认工序s20(图8、图9)的流程的各种燃烧裕度图案进行燃烧裕度确认,事先确认燃烧器3中所产生的燃烧振动的燃烧裕度范围并作为稳定数据128来获取,以实现燃气涡轮1的运行开始时的各种运行数据的储存。
52.燃烧负荷变量校正部134的目的在于,燃气涡轮1以在燃烧负荷变量clp的额定值(100%)下输出燃气涡轮1的计划最大输出mop的方式维持燃气涡轮入口温度gtit与燃烧参数pm之间的关系的同时,对燃烧参数pm与燃烧负荷变量clp之间的关系进行适当化。详细内容将在后面叙述,最大负荷校正部134a以在计划最大输出mop下使燃烧负荷变量clp成为额定值(100%)的方式校正燃烧负荷变量clp。设定值转换部134b根据校正后的燃烧负荷变量clp,转换设定燃气涡轮入口温度gtit与燃烧负荷变量clp之间的关系的设定值,以便维持燃气涡轮入口温度gtit与燃烧参数pm之间的关系。通过设置燃烧负荷变量校正部134,维持燃气涡轮入口温度gtit与燃烧参数pm之间的关系,并且抑制燃烧器3产生燃烧振动,从而实现燃气涡轮1的稳定运行。另外,在以下说明中,有时代替燃气涡轮负荷(燃气涡轮输出)而简称为gt负荷(gt输出)。
53.设定值变更部136的目的在于,在燃烧裕度确认工序s20中,当产生燃烧振动而产生了后述的原点移动(原点偏移)时,表示燃烧参数pm与燃烧负荷变量clp之间的关系的设定值发生变更,因此将校正前的燃烧负荷变量clp的设定值自动变更为校正后的设定值。通过对设定值变更进行自动化,减轻运行调整人员的负担,并且提高安全性。
54.在燃烧裕度调整部130中主体工作在于如下方面:关于燃烧裕度调整部130中的各燃烧参数pm,在燃烧器3中产生的燃烧振动抑制在允许级别以内,并且确认不产生燃烧振动的燃烧裕度范围。燃烧裕度范围将针对燃烧负荷变量clp的燃烧参数pm的位置或数值划定为成为基准的运行点并设定为原点op。以原点0p为基准,确认gt负荷在不同的运行点上有无产生燃烧振动,并设定不产生燃烧振动的稳定的运行范围。另外,为方便起见,燃气涡轮负荷将燃气涡轮1的计划最大负荷mop或额定负荷时的燃烧负荷变量clp设为额定值(100%),将燃气涡轮的无负荷时相当输出nop的燃烧负荷变量clp设定为0(零)%。任意的燃气涡轮负荷以燃烧负荷变量clp来表示。针对任意的燃气涡轮负荷的燃烧参数pm能够表示为所对应的燃烧负荷变量clp的设定值。
55.《燃烧裕度确认方法》
56.接着,对在各燃烧参数pm中通用的燃烧裕度确认方法的概念及燃烧裕度图案进行说明。另外,在以下说明中,燃烧裕度范围的确认表示关于各燃烧参数pm在燃烧器3内不产生燃烧振动的范围及宽度,但有时简称为燃烧裕度确认。不产生燃烧振动表示燃烧器3内的燃烧振动抑制在允许级别以内的状态,产生燃烧振动表示燃烧振动超过了允许级别的状态。
57.成为确认燃烧裕度范围的对象的燃烧参数pm为先导比pl、顶帽比th及旁通阀开度bv。先导比pl为供给至先导喷嘴33的燃料相对于总燃料流量fl的分配比率,以百分比(%)来表示。顶帽比th为供给至顶帽喷嘴32的燃料相对于总燃料流量fl的分配比率,以百分比(%)来表示。旁通阀开度bv为相对于旁通阀44全开时的阀开度bv,以百分比(%)来表示。在燃烧器3内有无产生燃烧振动取决于针对规定的gt负荷的先导比pl、顶帽比th及旁通阀开度bv的设定值st。另外,作为燃烧参数pm,可以选择对燃烧器3的燃烧状态造成影响的其他参数。
58.《燃烧参数的优先顺序》
59.在燃烧裕度调整部130中,关于上述的所有燃烧参数pm,执行后述的确认燃烧裕度范围的燃烧裕度确认工序s20(图8、图9)。燃烧参数pm的优先顺序为了在短时间内结束燃烧裕度范围的确认而优选优先执行燃烧振动容易产生的燃烧参数pm的燃烧裕度确认工序s20。不产生燃烧振动的范围表示针对燃烧负荷变量clp的燃烧振动的级别在允许级别以内,并且表示允许级别以内的上限的gt负荷的运行点与下限的gt负荷的运行点之间的gt负荷的范围。例如,作为燃烧参数pm,在对顶帽比th结束燃烧裕度确认工序s20之后,在对先导比pl执行燃烧裕度确认工序s20的中途产生了燃烧振动时,需要重新对顶帽比th再次执行燃烧裕度确认工序s20。即,产生燃烧裕度确认工序s20的重复工作,并且燃烧参数pm的燃烧裕度范围的确认需要长时间。因此,在燃气涡轮1的试运行时或定期检查结束后的运行开始时,燃烧参数pm的优先顺序的选定对燃气涡轮启动时的试运行工序造成影响,因此需要慎重选定。
60.《与燃气涡轮负荷之间的关系》
61.根据gt负荷而在燃烧器3内产生的燃烧振动的频带、产生位置等不同,因此进行燃烧裕度确认工作时的gt负荷在0%至额定值(100%)的范围内选定。gt负荷的额定值(100%)表示燃气涡轮的计划最大负荷(计划最大输出)或额定负荷(额定输出)。
62.《提升指令工序及降低指令工序》
63.以下,对以燃烧裕度确认工序s20中的确认各燃烧参数的燃烧裕度范围为目的的几个变更图案及其优先度进行说明。
64.在图4中示出燃烧裕度确认图案的一例。在燃烧裕度确认工序s20中,在提升表示燃烧参数pm的输出的指令值cm的方向的提升指令工序stu及降低指令值cm的方向的降低指令工序std这两侧的工序中需要确认有无产生燃烧振动。结束两侧工序的燃烧裕度范围的确认,而确认有无产生规定的gt负荷下的燃烧振动及燃烧裕度宽度。另外,在规定的gt负荷下,是优先提升指令工序stu还是优先降低指令工序std根据燃烧参数pm而不同。在提升指令工序stu及降低指令工序std的各工序结束之后,提取各工序中的稳定数据128。另外,燃烧裕度确认工序s20结束提升指令工序stu及降低指令工序std这2个工序,而结束成为对象的燃烧参数pm的裕度确认的1个循环工作。是在前半部分的第1工序pr1中选择提升指令工
序stu并且在后半部分的第2工序中选择降低指令工序std,还是以与其相反的顺序进行选择根据燃烧器的特性或燃烧状态来确定。
65.并且,在试运行或定期检查结束后的运行重启时的初始设定时,设定执行燃烧裕度范围确认的目标裕度宽度tmw。目标裕度宽度tmw以设定提升指令工序stu中的指令值cm上限的目标裕度上限值tmul与设定降低指令工序std中的指令值cm下限的目标裕度下限值tmll的差来表示。基本上,目标裕度上限值tmul及目标裕度下限值tmll优选选定从成为确认燃烧裕度的输出的基准的原点op的位置起相同的宽度。并且,提升指令工序stu及降低指令工序std中的指令值cm的选择可以以恒定的速率向一方向提升或降低指令值cm,如图4所示,也可以沿着阶梯状的台阶s提升或降低指令值cm。选择哪个方法根据燃烧器的特性或燃气涡轮的运行状态来选定。并且,优选将台阶宽度sw设为相同宽度,且将从原点0p至目标裕度上限值tmul或目标裕度下限值tmll的提升指令工序stu或降低指令工序std中的台阶s的数量设为相同来进行燃烧裕度范围的确认。另外,指令值cm的选定在提升指令工序stu中,是将原点op的位置设为零(%)而从原点0p的位置向(+)方向增加指令值cm的方向。另一方面,降低指令工序std中,是将原点op的位置设为零(%)而从原点op的位置向(-)方向降低指令值cm的方向。目标裕度宽度tmw优选设为在不会对装置造成恶劣影响的范围内可变。
66.以下,对燃烧参数pm的燃烧裕度确认图案的具体例进行说明。
67.图4是第1燃烧裕度确认图案的例子。关于规定的gt负荷下的一个燃烧参数pm,示出了燃烧参数pm的指令值cm在目标裕度上限值tmul或目标裕度下限值tmll的范围内,燃烧振动抑制在允许级别以内而结束燃烧裕度确认工序的例子。图5是第2燃烧裕度确认图案的例子。同样地,第2燃烧裕度确认图案为在提升指令工序stu中,在燃烧参数pm的指令值cm达到目标裕度上限值tmul之前,燃烧振动超过允许级别而产生了燃烧振动的例子。图6是第3燃烧裕度确认图案的例子。同样地,第3燃烧裕度确认图案为在提升指令工序stu及降低指令工序std这两侧工序中,在燃烧参数的指令值cm达到目标裕度上限值tmul及目标裕度下限值tmll之前,燃烧振动超过允许级别而产生了燃烧振动的例子。图7是第4燃烧裕度确认图案的例子。第4燃烧裕度确认图案为图5所示的第2燃烧裕度确认图案的变形例,是在降低指令工序std中,在燃烧参数pm的指令值cm达到目标裕度下限值tmll之前,产生了燃烧振动的例子。
68.《第1燃烧裕度确认图案》
69.图4所示的第1燃烧裕度确认图案中,在第1工序pr1的提升指令工序stu中,到目标裕度上限值tmul为止,燃烧振动抑制在允许级别以内,能够确认到未产生燃烧振动。而且,示出了如下实施方式:在接下来的第2工序pr2的降低指令工序std中,到目标裕度下限值tmll为止,燃烧振动抑制在允许级别以内,确认到未产生燃烧振动,使指令值cm返回到原点op的位置,能够确认到规定的gt负荷及规定的原点0p上的1个循环的燃烧裕度范围。在此,燃烧振动抑制在允许级别以内表示在规定的设定值st下,到经过一定的保持时间为止,燃烧振动抑制在允许级别以内的状态。
70.参考图4对第1燃烧裕度确认图案具体进行说明。第1燃烧裕度确认图案示出了作为第1工序pr1优先提升指令工序stu,在结束提升指令工序stu之后,执行第2工序pr2的降低指令工序std的例子。在第1工序pr1的提升指令工序stu中,以初始设定时的原点op为起点,相加规定的指令值投入速率bir而设定指令值cm。若指令值cm达到规定的新的指令值
cm,则保持规定的保持时间t1并确认有无产生燃烧振动。在确认未产生燃烧振动之后,对指令值cm相加规定的指令值投入速率bir而设定下一台阶s的新的指令值cm。在指令值cm达到下一台阶s的新的指令值cm之后,保持规定的保持时间t1,并确认有无产生燃烧振动。以一定的相同宽度的台阶宽度sw来重复该步骤,指令值cm达到目标裕度上限值tmul,保持规定的保持时间t1并确认有无产生燃烧振动。当经过规定的保持时间t1也未产生燃烧振动时,判断为提升指令工序stu中的针对初始设定时的原点0p的燃烧裕度范围得到确认。若针对初始设定时的原点0p的燃烧裕度范围得到确认,则指令值cm达到目标裕度上限值tmul,从经过了保持时间t1时起保持规定的保持时间t2并提取燃气涡轮1的稳定数据128。若提取了稳定数据128,则判断为第1工序pr1结束,指令值cm以规定的原点恢复时的指令值解除速率brr返回到当初的初始设定时的原点0p的位置。另外,指令值cm通过对未产生燃烧振动而维持了保持时间t1(第1保持时间)的当前的指令值cm施加规定的偏压来设定。另外,保持时间t1(第1保持时间)可以根据燃烧器的特性或燃气涡轮的运行状态来选择不同的时间。
71.接着,第2工序pr2以原点op为起点确认与提升指令工序stu相反的方向的降低指令工序std的燃烧裕度范围。在降低指令工序std中,原点0p减去规定的指令值投入速率bir而设定新的指令值cm。若指令值cm达到规定的新的指令值cm,则保持规定的保持时间t1并确认有无产生燃烧振动。在确认未产生燃烧振动之后,从指令值cm减去规定的指令值投入速率bir而设定下一台阶s的新的指令值cm。在指令值cm达到下一新的指令值cm之后,以新的指令值cm来保持规定的保持时间t1,并确认有无产生燃烧振动。以一定的相同宽度的台阶宽度sw来重复该步骤,指令值cm达到目标裕度下限值tmll,保持规定的保持时间t1并确认有无产生燃烧振动。当经过规定的保持时间t1也未产生燃烧振动时,判断为降低指令工序std中的针对初始设定时的原点op的燃烧裕度范围得到确认。指令值cm达到目标裕度下限值tmll,从经过了保持时间t1时起保持规定的保持时间t2(第2保持时间)并提取稳定数据128。若提取了稳定数据128,则判断为第2工序pr2结束,指令值cm以规定的原点恢复时的指令值解除速率brr返回到当初的原点0p的位置,第1燃烧裕度确认图案的规定的gt负荷及规定的原点op上的燃烧裕度范围的1个循环的确认工作结束。所提取的燃气涡轮1的稳定数据128发送至数据库127。另外,指令值投入速率bir可以是阶梯状的恒定的固定值,也可以是具备一定的倾斜的倾斜速率。
72.《第2燃烧裕度确认图案》
73.图5所示的第2燃烧裕度确认图案与图4所示的第1燃烧裕度确认图案不同,示出了在第1工序pr1的提升指令工序stu中,用目标裕度上限值tmul无法确认燃烧裕度范围时的例子。即,示出了在提升指令工序stu中,在指令值cm达到目标裕度上限值tmul之后,在经过保持时间t1之前产生了燃烧振动的情况。在目标裕度上限值tmul的指令值cm下,当无法维持保持时间t1而产生了燃烧振动时,将降低了产生有燃烧振动的台阶s紧前的1个台阶的台阶s的指令值cm设定为提升指令工序stu的实际裕度上限值amul。
74.图5所示的第2燃烧裕度确认图案是作为第1工序pr1,优先执行提升指令工序stu,在提升指令工序stu结束之后,执行第2工序pr2即降低指令工序std的例子。在提升指令工序stu中,与第1燃烧裕度确认图案同样地,以初始设定时的原点op为起点,相加规定的设定值投入速率bir而设定新的指令值cm。若指令值cm达到规定的新的指令值cm,则保持规定的保持时间t1并确认有无产生燃烧振动。在确认未产生燃烧振动之后,对指令值cm还相加规
定的指令值投入速率bir,并确认有无产生下一台阶s的新的指令值cm下的燃烧振动。重复该步骤的方法与第1燃烧裕度确认图案相同。
75.但是,在图5所示的第2燃烧裕度确认图案的情况下,示出了在指令值cm达到目标裕度上限值tmul之后,在短于保持时间t1的未达时间t0内产生了燃烧振动的例子。如此,当在达到目标裕度上限值tmul之前产生燃烧振动,并且无法确认燃烧裕度范围时,将降低了产生有燃烧振动的台阶s紧前的1个台阶的台阶s下的指令值cm设定为实际裕度上限值amul,并设为提升指令工序stu的指令值cm的上限值。此时,在产生了燃烧振动的时间点,第1工序pr1的提升指令工序stu结束。即,在提升指令工序stu中,原来应确认的目标的燃烧裕度范围在指令值cm在目标裕度上限值tmul下未产生燃烧振动而确认燃烧裕度范围的点上。但是,图5所示的例子中,在提升指令工序stu中产生了燃烧振动,因此在缺少1个台阶量的状态下结束提升指令工序stu。此时,返回到未产生燃烧振动而燃烧裕度范围得到确认的紧前的台阶s的指令值cm,并将该指令值cm设定为实际裕度上限值amul。从在该指令值cm产生了燃烧振动的时间点pf起维持保持时间t2并提取燃气涡轮1的稳定数据128。所提取的稳定数据128发送至数据库127。在此,判断为第1工序pr1结束,指令值cm返回到原点0p。
76.接着,如上所述,在第1工序pr1的提升指令工序stu中,原来的目标台阶s的数量缺少1个台阶,因此在降低指令工序std中,以比成为原来的目标的降低指令工序std的台阶数多1个台阶的台阶数来执行燃烧裕度确认工序s20。如上所述,初始设定时的目标裕度宽度tmw的前提在于维持其宽度,因此优选维持初始设定时的目标裕度上限值tmul与目标裕度下限值tmll之间的合计台阶数或目标裕度宽度tmw。因此,如图5所示,在第2燃烧裕度确认图案的降低指令工序std中,向从初始设定时的目标裕度下限值tmll降低指令值cm的方向再降低1个台阶来执行燃烧裕度确认。当在从目标裕度下限值tmll降低了1个台阶的指令值cm下未产生燃烧振动而维持了保持时间t1时,判断为该指令值cm下的燃烧裕度范围得到确认,并将该指令值cm设定为实际裕度下限值amll。第2燃烧裕度确认图案的降低指令工序std中的具体的燃烧裕度范围的确认步骤除了台阶数的差异以外,与第1燃烧裕度确认图案的降低指令工序std相同。在实际裕度下限值amll下,若未产生燃烧振动而维持了保持时间t1,则判断为该指令值cm下的燃烧裕度范围得到确认,指令值cm达到实际裕度下限值amll,从经过了保持时间t1时起维持保持时间t2并提取提升指令工序stu中的燃气涡轮1的稳定数据128。由此,第2工序判断为结束。
77.第2燃烧裕度确认图案在提升指令工序stu及降低指令工序std中台阶数不同的点上,与第1燃烧裕度确认图案不同。即,如上所述,优选以原点op为中心在提升指令工序stu及降低指令工序std中使台阶数相同。因此,第2燃烧裕度确认图案中的原点op的位置优选设为提升指令工序stu的实际裕度上限值amul与降低指令工序std的实际裕度下限值amll的中间位置(中点的位置)。因此,确认燃烧裕度范围之后的原点op的位置从初始设定时的原点op的位置移动至向降低指令值的方向降低了1个台阶的指令值cm的位置,并将该位置设为新原点nop。若降低指令工序std中的稳定数据128的提取结束,则第2工序pr2结束,指令值cm以规定的原点恢复时的解除速率brr移动至新原点nop的位置。当确认燃烧裕度范围的结果,原点0p移动至新原点nop时,判断为产生了原点偏移。
78.另外,图5所示的第2燃烧裕度确认图案为如下实施方式:在第1工序pr1中,在指令值cm达到目标裕度上限值tmul之后,无法维持保持时间t1,而在短于保持时间t1的未达时
间t0内产生了燃烧振动。该实施方式的情况与在从降低了产生有燃烧振动的台阶s紧前的1个台阶的台阶s起达到下一台阶s的指令值cm即目标裕度上限值tmul之前且在指令值cm增加的过程中产生了燃烧振动的情况相同。即,将产生燃烧振动的紧前的燃烧裕度范围得到确认的台阶s下的指令值cm设定为提升指令工序stu中的实际裕度上限值amul。此时,确认第2工序pr2的降低指令工序std中的燃烧裕度范围的步骤与图4所示的第1燃烧裕度确认图案相同,初始设定时的原点0p优选移动至新的新原点nop。并且,在图5所示的第1工序pr1的提升指令工序stu中,即使在从目标裕度上限值tmul降低了2个台阶以上的指令值cm下产生了燃烧振动的情况下,也可以将产生了燃烧振动的台阶s紧前的燃烧裕度范围得到确认的台阶s下的指令值cm设定为实际裕度上限值amul。而且,在第2工序pr2的降低指令工序std中,从降低指令工序std的目标裕度下限值tmll减去产生了燃烧振动的提升指令工序stu的目标裕度上限值tmul的台阶s的数量与实际裕度上限值amul的台阶数的差分且无法确认燃烧裕度范围的未达台阶数,向降低指令值的方向还设定新的台阶数。根据新的台阶数,从目标裕度下限值tmll向指令值cm的降低方向降低与未达台阶数相当的量,并执行降低指令工序std的燃烧裕度确认。在降低指令工序std中,当未产生燃烧振动而燃烧裕度范围得到确认时,将降低指令工序std的最终台阶s下的指令值cm设定为实际裕度下限值amll。将实际裕度上限值amul与实际裕度下限值amll之间的中间位置(中点的位置)的指令值cm设为新原点nop。此时,也判断为产生了原点偏移。
79.《第3燃烧裕度确认图案》
80.图6所示的第3燃烧裕度确认图案与图5所示的第2燃烧裕度确认图案同样地,第1工序pr1优先提升指令工序stu。但是,是如下例子:在提升指令工序stu及降低指令工序std这两侧工序中,在是产生了燃烧振动的实施方式的点上与图5所示的第2燃烧裕度确认图案不同。并且,第3燃烧裕度确认图案是实际裕度上限值amul与实际裕度下限值amll之间的合计台阶数未达到初始设定时的目标裕度上限值tmul与目标裕度下限值tmll之间的合计台阶数,而以残留未达台阶数的状态结束燃烧裕度范围确认的方式,在这一点上是与第1燃烧裕度确认图案及第2燃烧裕度确认图案不同的方式。
81.如图6所示,是在提升指令工序stu中,与图5所示的第2燃烧裕度确认图案的提升指令工序stu同样地,在指令值cm达到目标裕度上限值tmul之后,在短于保持时间t1的未达时间t0内产生了燃烧振动的例子。因此,在该图案的情况下,与图5所示的第2燃烧裕度确认图案同样地,是在设为原来目标的目标裕度上限值tmul下产生燃烧振动,未确认燃烧裕度范围且以1个台阶未达的状态结束提升指令工序stu的例子。此时,也将指令值cm降至产生燃烧振动的紧前的台阶s的指令值cm,将该台阶s下的指令值cm设定为实际裕度上限值amul。从指令值cm达到实际裕度上限值amul时(产生了燃烧振动的时间点pf)起维持保持时间t2并提取燃气涡轮1的稳定数据128,第1工序pr1判断为结束,指令值cm返回到原点0p的位置。所提取的稳定数据128发送至数据库127。
82.在降低指令工序std中,与第2燃烧裕度确认图案的降低指令工序std同样地,从维持初始设定时的目标裕度宽度tmw的观点出发,优选以比成为原来的目标的台阶数多1个台阶的台阶s数来执行燃烧裕度确认工序s20,并且维持规定的目标裕度上限值tmul与目标裕度下限值tmll之间的合计台阶数。因此,在图5所示的第2燃烧裕度确认图案的降低指令工序std中,从初始设定时的目标裕度下限值tmll向指令值cm的降低方向再降低1个台阶来执
行燃烧裕度确认。
83.但是,在图6所示的第3燃烧裕度确认图案的降低指令工序std中,示出了在指令值cm达到目标裕度下限值tmll之前的台阶s中产生了燃烧振动的例子。具体而言,是从原点op的位置到向设定值st的降低方向3个台阶s的阶段为止结束燃烧裕度确认,并且在向下一台阶s降低指令值cm的过程中产生了燃烧振动的例子。在该图案中,在降低指令工序std中,理应为了满足初始设定时的目标裕度宽度tmw,而需要在指令值cm从目标裕度下限值tmll的台阶s的位置进一步向指令值cm的降低方向降低了1个台阶的位置的指令值cm下确认燃烧裕度。但是,如上所述,该方式为如下图案:在达到目标裕度下限值tmll之前的台阶s中,产生燃烧振动,无法在原来的目标范围内进行燃烧裕度确认,而在第1工序pr1的提升指令工序stu及第2工序pr2的降低指令工序std这两侧工序中以残留无法确认燃烧裕度范围的多个未达台阶s的状态结束燃烧裕度确认工序s20。在该实施方式中,使设定值st返回到产生燃烧振动的紧前的台阶s的指令值cm,并将该指令值cm设定为降低指令工序std中的实际裕度下限值amll。从返回到实际裕度下限值amll的指令值cm的时间点(产生了燃烧振动的时间点pf)起维持保持时间t2,在提取燃气涡轮1的稳定数据128之后,发送至数据库127。由此,该图案的第2工序pr2判断为结束。
84.如图6所示,在该实施方式中,在提升指令工序stu中产生燃烧振动,而以残留未达台阶s的状态结束提升指令工序stu的燃烧裕度确认工序s20,并设定低于目标裕度上限值tmul的上限值即实际裕度上限值amul。并且,在降低指令工序std中也产生燃烧振动,以残留未达台阶s的状态结束提升指令工序stu的燃烧裕度确认工序s20,并设定低于目标裕度下限值tmll的下限值即实际裕度下限值amll。即,该实施方式中确认的燃烧裕度的范围(实际裕度上限值amul与实际裕度下限值amll的宽度)少于初始设定时的提升指令工序stu与降低指令工序std的合计台阶数,成为在窄于初始设定时的目标裕度宽度tmw的范围内结束燃烧裕度确认工序s20。并且,该方式的确认燃烧裕度范围的结果,初始设定时的原点op变更为实际裕度上限值amul与实际裕度下限值amll之间的中间位置(中点的位置)。在第3燃烧裕度确认图案中,在降低指令工序std中提取燃气涡轮1的稳定数据128之后,指令值cm以规定的原点恢复时的解除速率brr移动至新原点nop的位置。此时,也判断为产生了原点偏移。
85.《第4燃烧裕度确认图案》
86.图7所示的第4燃烧裕度确认图案为对图5所示的第2燃烧裕度确认图案调换了第1工序pr1与第2工序pr2的变形例。即,图7所示的第4燃烧裕度确认图案在第1工序pr1中优先于提升指令工序stu而执行降低指令工序std,在这一点上与图5所示的第2燃烧裕度确认图案稍微不同。表示第4燃烧裕度确认图案的在本实施方式中,在降低指令工序std中产生燃烧振动,并且残留无法确认燃烧裕度范围的未达台阶数而结束第1工序pr1的降低指令工序std。而且,是在第2工序pr2的提升指令工序stu中,对目标裕度上限值tmul相加未达台阶s后执行燃烧裕度范围的确认,并结束燃烧裕度确认工序s20的例子。除了提升指令工序stu及降低指令工序std的优先顺序的差异以外,其他步骤与图5所示的第2燃烧裕度确认图案相同。在该图案中,在第1工序pr1的降低指令工序std中,将产生燃烧振动的台阶s紧前的台阶s的指令值cm设定为实际裕度下限值amll,在第2工序pr2的提升指令工序stu中,将对目标裕度上限值tmul相加了未达台阶数的台阶s的指令值cm设定为实际裕度上限值amul。在
该图案中确认的燃烧裕度的范围(实际裕度上限值amul与实际裕度下限值amll的宽度)与初始设定时的目标裕度宽度tmw相同。
87.与图5所示的第2燃烧裕度确认图案同样地,第4燃烧裕度确认图案中的原点op的位置优选设为降低指令工序std的实际裕度下限值amll与提升指令工序stu的实际裕度上限值amul之间的中间位置(中点的位置)。因此,确认燃烧裕度范围之后的原点0p从初始设定时的原点0p移动至向提升指令值cm的方向相加了未达台阶数的指令值cm的位置,并设为新原点nop。若提升指令工序stu中的稳定数据128的提取结束,则指令值cm以规定的原点恢复时的解除速率brr移动至新原点nop的位置,并且第2工序pr2结束。另外,在降低指令工序std中,产生燃烧振动的台阶s紧前的台阶s的指令值cm在实际裕度下限值amll下,从产生了燃烧振动的时间点pf起维持保持时间t2并提取燃气涡轮1的稳定数据128,并发送至数据库127。在提升指令工序stu中,指令值cm在实际裕度上限值amul下所提取的燃气涡轮1的稳定数据128发送至数据库127。
88.《燃烧调整整体工序》
89.以下,以如上的各种燃烧裕度确认图案为前提,对燃气涡轮的燃烧调整的整体工序的流程进行说明。如上所述,燃烧裕度范围的确认在gt负荷从无负荷(0(%))至额定负荷(gt负荷100%)的范围内包括额定负荷在内选定多个gt负荷来进行。此时,燃烧裕度范围的确认中,考虑到产生燃烧振动的难易度等,优先选定将开始确认燃烧裕度范围时的gt负荷设为最小负荷而逐渐提升gt负荷的gt负荷提升方向或将gt负荷设为最大负荷而逐渐降低gt负荷的gt负荷降低方向中的任一个方向。图8是表示提升gt负荷的方向的燃烧调整整体工序的流程图。但是,图8所示的整体工序的流程为一例,并不限定于该流程的例子。例如,图8的例子在燃烧裕度确认工序s20之后执行燃烧负荷变量校正工序s40,但可以在燃烧裕度确认工序s20之前执行燃烧负荷变量校正工序s40。
90.图8表示关于为了进行燃烧调整而选定的多个gt负荷,从小的gt负荷向大的gt负荷的额定负荷(100%)提升gt负荷的方向的包括燃烧裕度确认工序s20在内的整体工序。由图3所示的燃烧裕度调整部130执行的整体工序在提升gt负荷的方向上执行燃烧裕度调整时,如图8所示,由如下工序构成:设定值输入工序s10,涉及取入各种运行数据及参数等的燃烧调整;燃烧裕度确认工序s20,运转燃气涡轮1并确认燃烧参数pm的燃烧裕度范围;设定值变更工序s30,当在燃烧裕度确认工序s20中产生了原点偏移时,以新原点nop为基准变更燃烧负荷变量clp的设定值;及燃烧负荷变量校正工序s40,由以使计划最大输出下的燃烧负荷变量clp成为额定值(100%)的方式校正计划最大输出的最大负荷校正工序s50及以维持燃气涡轮入口温度gtit与燃烧参数pm之间的关系的方式修正校正后的燃烧负荷变量clp的设定值转换工序s70构成。另外,当在燃烧裕度确认工序s20中未产生原点偏移时,可以不执行设定值变更工序s30而转到下一燃烧负荷变量校正工序s40。
91.《燃烧调整所涉及的设定值输入工序》
92.在燃烧调整所涉及的设定值输入工序s10中,gt负荷范围、燃烧参数pm的优先顺序、燃烧参数pm的燃烧负荷变量clp的设定值、目标裕度宽度tmw、指令值cm的投入速率bir、各台阶s下的保持时间t1、稳定数据128的提取所需的保持时间t2、原点恢复时的解除速率brr、台阶宽度sw及台阶数sn输入于输入部121,并发送至燃烧裕度确认工序s20。如上所述,燃烧裕度确认工序s20采用使燃烧参数pm的指令值cm沿着阶梯状的台阶s发生变更并且进
行燃烧裕度范围确认的偏压投入方式。如图4至图7所示,燃烧参数pm的目标裕度宽度tmw以原点0p为中心将提升指令工序stu及降低指令工序std以相同的台阶宽度sw来区分,关于各工序,赋予相同的台阶宽度sw及台阶数sn以及台阶之间的投入速率bir作为输入数据。另外,在提升指令工序stu及降低指令工序std中,提升指令工序stu中的各台阶s的台阶宽度sw及降低指令工序std中的各台阶s的台阶宽度sw可以是相同的宽度,也可以是不同的宽度。
93.《燃烧裕度确认工序》
94.图9表示燃烧参数pm的燃烧裕度确认工序s20的流程。根据图9所示的燃烧裕度确认工序s20,开始确认燃烧裕度范围的处理。在燃烧裕度确认工序s20中,首先设定进行燃烧裕度范围确认的燃烧参数pm的优先顺序。根据由输入部121输入的燃烧参数pm的优先顺序,设定执行燃烧裕度范围确认的燃烧参数pm的优先顺序,将第1优先顺序的燃烧参数pm设为pm1,将第2优先顺序的燃烧参数pm设为pm2,将第3优先顺序的燃烧参数pm设为pm3来分配(s21)。
95.另外,也可以调出存储于自动燃烧调整部120的数据库127的以确认燃烧裕度范围为目的的优先度图案数据,并设定燃烧参数pm的优先顺序。优先度图案数据例如可以是能够根据燃烧负荷变量clp自动选择燃烧参数pm的优先顺序的数据库。并且,在优先度图案数据中可以包含根据燃烧负荷变量clp对所设定的燃烧参数pm设定提升指令工序stu或降低指令工序std的优先顺序的数据。
96.在燃烧参数优先顺序设定工序s21中,若结束燃烧参数pm的优先顺序的分配,则设定用于执行燃烧裕度范围确认的燃气涡轮负荷(gt负荷)(s22)。如上所述,gt负荷的设定在gt负荷0~100%的范围内设定多个gt负荷。所选定的gt负荷输入于输入部121。gt负荷100%相当于计划最大输出或额定输出,gt负荷0%相当于无负荷时输出。另外,在燃烧裕度范围的确认中,优选以相同的gt负荷来执行燃烧裕度范围的确认,直至所有燃烧参数(先导比pl、顶帽比th、旁通阀开度bv)各自的燃烧裕度范围的确认结束。
97.在gt负荷设定工序s22中,若设定出用于燃烧裕度范围确认的gt负荷,则执行第1优先的第1燃烧参数pm1的燃烧裕度确认(s23)。第1优先的第1燃烧参数pm1的燃烧裕度范围确认的具体施步骤及实施内容按照图4或图5或图7所示的第1燃烧裕度确认图案、第2燃烧裕度确认图案或第4燃烧裕度确认图案中的任一个图案执行(s23)。在第1燃烧参数pm1的燃烧裕度确认中,在提升指令工序stu及降低指令工序std中,当在两侧工序中均未产生燃烧振动时,第1燃烧参数pm1的燃烧裕度确认结束,燃烧裕度确认工序s20判定为持续(s23),并转到下一工序(s25)。另外,第1燃烧参数pm1的原点0p1的位置被维持。在以下说明中,将第1燃烧参数pm1、第2燃烧参数pm2及第3燃烧参数pm3的原点op以0p1、0p2、0p3来表示,将新原点nop以nop1、nop2、nop3来表示,将目标裕度宽度tmw以tmw1、tmw2、tmw3来表示。
98.在第1燃烧参数pm1的燃烧裕度范围的确认中,当在提升指令工序stu或降低指令工序std中的任一个工序中产生了燃烧振动时,判断通过原点偏移是否能够确保规定的燃烧裕度宽度即目标裕度宽度tmw1(s24)。若判断为能够确保第1燃烧参数pm1的规定的燃烧裕度范围,则第1燃烧参数pm1的燃烧裕度确认结束,燃烧裕度确认工序s20判定为持续(s24),并转到下一工序(s25)。
99.在该实施方式的情况下,产生了第1燃烧参数pm1的原点偏移,因此第1燃烧参数
pm1的原点0p1的位置移动至新原点nop1。提取了第1燃烧参数pm1的燃气涡轮1的稳定数据128及新原点nop1的位置数据发送至数据库127(s24)。
100.接着,当燃烧裕度确认工序s20判定为持续时(s24),转到第2燃烧参数pm2的燃烧裕度范围的确认。另外,在图6所示的第3燃烧裕度确认图案的情况下,无法确定规定的燃烧裕度宽度即目标裕度宽度tmw1,但若判断为即便是窄于目标裕度宽度tmw1的裕度宽度也能够维持不产生燃烧振动的范围,则判断为确保了燃气涡轮1持续稳定运行所需的燃烧裕度宽度。在该情况下,第1燃烧参数pm1的燃烧裕度范围的确认结束,燃烧裕度确认工序s20判定为持续(s24),并转到下一工序(s25)。当判定为无法确保第1燃烧参数pm1的燃气涡轮1稳定运行所需的燃烧裕度宽度时,燃烧裕度确认工序s20的持续判定为不可,并且燃烧裕度确认工序s20结束(s24)。
101.若第1燃烧参数pm1的燃烧裕度范围的确认结束,且燃烧裕度确认工序s20判断为持续,则执行第2燃烧参数pm2的燃烧裕度确认(s25)。与第1燃烧参数pm1同样地,第2燃烧参数pm2的燃烧裕度范围确认的具体实施步骤及工作内容如图4或图5或图7所示的第1燃烧裕度确认图案、第2燃烧裕度确认图案或第4燃烧裕度确认图案中的任一个图案所示。关于第2燃烧参数pm2,当在提升指令工序stu及降低指令工序std中均未产生燃烧振动时,第2燃烧参数pm2的燃烧裕度确认结束,燃烧裕度确认工序s20判定为持续(s25),并转到下一工序(s27)。另外,此时,第2燃烧参数pm2的原点op2的位置被维持。
102.在第2燃烧参数pm2的燃烧裕度范围的确认中,当在第2燃烧参数pm2的提升指令工序stu或降低指令工序std中的任一个工序中产生了燃烧振动时,进行第2燃烧参数pm2的原点偏移,并判断是否能够确保规定的燃烧裕度范围即目标裕度宽度tmw2(s26)。若判断为能够确保第2燃烧参数pm2的规定的目标裕度宽度tmw2,则第2燃烧参数pm2的燃烧裕度范围的确认结束,燃烧裕度确认工序s20判定为持续(s26)。
103.但是,在该实施方式的情况下,产生了第2燃烧参数pm2的原点偏移,因此第2燃烧参数pm2的原点op2的位置移动至新原点nop2,并返回到第1优先的燃烧参数pm即第1燃烧参数pm1的燃烧裕度确认的步骤(s23)(s26)。返回到第1燃烧参数pm1的燃烧裕度确认的步骤(s23)的理由在于,在第2燃烧参数pm2的燃烧裕度确认的步骤(s25)中,产生第2燃烧参数pm2的原点偏移,第2燃烧参数pm2的原点0p2的位置移动至新原点nop2的位置,提取了第1燃烧参数pm1的稳定数据128的燃烧器3的燃烧条件发生变化。并且,产生了第2燃烧参数pm2的原点偏移,因此原点0p2的位置移动至新原点nop2,与提取了第2燃烧参数pm2的燃气涡轮1的稳定数据128一同新原点nop2的位置发送至数据库127。
104.另外,当确认第2燃烧参数pm2的燃烧裕度范围的步骤(s25)为图6所示的第3燃烧裕度确认图案时,无法确保规定的燃烧裕度宽度即目标裕度宽度tmw2,但判断为能够维持即便是窄于目标裕度宽度tmw2的裕度宽度也不产生燃烧振动的范围。在该情况下,判断为确保了燃气涡轮1持续稳定运行所需的燃烧裕度宽度,而第2燃烧参数pm2的燃烧裕度范围的确认结束,燃烧裕度确认工序s20判定为持续(s26)。在该实施方式的情况下,也与上述理由同样地,产生了第2燃烧参数pm2的原点偏移,因此第2燃烧参数pm2的原点0p2的位置移动至新原点nop2,并返回到第1优先的燃烧参数即第1燃烧参数pm1的燃烧裕度范围确认的步骤(s23)(s26)。当判断为无法确保第2燃烧参数pm2的规定的燃烧裕度范围时,燃烧裕度确认工序s20的持续判断为不可,并且燃烧裕度确认工序s20结束(s26)。
105.当结束第2燃烧参数pm2的燃烧裕度确认,且返回到第1燃烧参数pm1的燃烧裕度确认的步骤(s23)时,再次执行第1燃烧参数pm1的燃烧裕度范围的确认,并且再次确认有无产生燃烧振动(s23)。执行第1燃烧参数pm1的燃烧裕度确认(s23)以后的步骤与前述的步骤相同。
106.若第2燃烧参数pm2的燃烧裕度确认结束,且燃烧裕度确认工序s20判定为持续,则执行第3燃烧参数pm3的燃烧裕度确认(s27)。第3燃烧参数pm3的燃烧裕度确认的具体实施步骤及工作内容如图4或图5或图7所示的第1燃烧裕度确认图案、第2燃烧裕度确认图案或第4燃烧裕度确认图案中的任一个图案所示。关于第3燃烧参数pm3,当在提升指令工序stu及降低指令工序std这两侧工序中均未产生燃烧振动时,第3燃烧参数pm3的燃烧裕度范围的确认结束,燃烧裕度确认工序s20判定为持续(s27),并转到下一工序(s29)。第3燃烧参数pm3的原点op3的位置被维持,提取了第3燃烧参数pm3的燃气涡轮1的稳定数据128发送至数据库127。
107.在第3燃烧参数pm3的燃烧裕度确认中,当在提升指令工序tu3或降低指令工序std中的任一个工序中产生了燃烧振动时,判断通过进行原点偏移是否能够确保规定的燃烧裕度范围即目标裕度宽度tmw3(s28)。若判断为能够确保第3燃烧参数pm3的规定的目标裕度宽度tmw3,则第3燃烧参数pm3的燃烧裕度确认结束,燃烧裕度确认工序s20判定为持续(s28)。
108.在本实施方式的情况下,与在上述的第2燃烧参数pm2的燃烧裕度确认中产生了原点偏移的实施方式同样地,产生了第3燃烧参数pm3的原点偏移,因此第3燃烧参数pm3的原点op3的位置移动至新原点nop3,并返回到第1燃烧参数pm1的燃烧裕度确认的步骤(s23)(s26)。返回到第1燃烧参数pm1的燃烧裕度确认的步骤(s23)的理由为与产生了第2燃烧参数pm2的原点偏移时相同的理由。并且,提取了第3燃烧参数pm3的燃气涡轮1的稳定数据128与新原点nop3的位置数据一同发送至数据库127。
109.另外,当第3燃烧参数pm3的燃烧裕度确认的步骤(s27)为图6所示的第3燃烧裕度确认图案时,无法确保规定的燃烧裕度宽度即目标裕度宽度tmw3,但若判断为能够维持即便是窄于目标裕度宽度tmw3的裕度宽度也不产生燃烧振动的范围,则判断为确保了燃气涡轮1持续稳定运行所需的燃烧裕度宽度,而第3燃烧参数pm3的燃烧裕度确认结束,燃烧裕度确认工序s20判定为持续(s28)。在该实施方式的情况下,也与上述理由同样地,产生了第3燃烧参数pm3的原点偏移,因此第3燃烧参数pm3的原点op3的位置移动至新原点nop3,并且返回到第1燃烧参数pm1的燃烧裕度范围确认的步骤(s23)(s28)。当判断为无法确保第3燃烧参数pm3的规定的燃烧裕度范围时,燃烧裕度确认工序s20的持续判定为不可,并且燃烧裕度确认工序s20结束(s28)。
110.当结束第3燃烧参数pm3的燃烧裕度确认(s28),并且返回到第1燃烧参数pm1的燃烧裕度确认的步骤(s23)时,再次执行第1燃烧参数pm1的燃烧裕度范围的确认,并且再次确认有无产生燃烧振动(s23)。第1燃烧参数pm1的燃烧裕度确认的执行步骤等与前述的内容相同。
111.若结束第3燃烧参数pm3的燃烧裕度确认(s28),则转到下一工序(s29),并判断gt负荷是否达到最大负荷(s29)。若gt负荷未达到最大负荷时,返回到gt负荷设定工序s22,根据初始设定时的gt负荷设定下一gt负荷(s22)。根据新的gt负荷,重复燃烧参数的燃烧裕度
确认(s23~s29)。若gt负荷达到最大负荷,则燃烧裕度确认工序s20结束(s29),并转到图8所示的设定值变更工序s30。当判断为无法确保第3燃烧参数pm3的规定的燃烧裕度范围时,燃烧裕度确认工序s20的持续判断为不可,并且燃烧裕度确认工序s20结束(s28)。另外,图9所示的流程为提升gt负荷的方向上的燃烧裕度确认工序s20,但在降低gt负荷的方向上的燃烧裕度确认工序s20的情况下,判断gt负荷是否达到最小负荷(s29),设定下一gt负荷(s22),并执行燃烧裕度确认工序s20。
112.《燃烧负荷变量校正工序》
113.如图8所示,燃烧负荷变量校正工序s40为以使燃气涡轮1在燃烧负荷变量clp的额定值(100%)下输出计划最大输出mop的方式进行适当化表示燃烧参数pm与燃烧负荷变量clp之间的关系的设定值st而所需的校正的工序。即,燃烧负荷变量校正工序s40由如下工序构成:最大负荷校正工序s50,以维持燃气涡轮入口温度gtit与燃烧参数pm之间的适当的关系为前提条件,以在燃气涡轮1的计划最大输出mop下使燃烧负荷变量clp成为额定值(100%)的方式校正燃烧负荷变量clp;及设定值转换工序s70,根据校正后的燃烧负荷变量clp,以维持燃气涡轮入口温度gtit与燃烧参数pm之间的关系的方式转换燃烧负荷变量clp的设定值。
114.代替燃气涡轮入口温度gtit而使用以下述数式来表示的燃烧负荷变量clp来执行gt负荷的控制。具体而言,gt负荷(gt输出)的控制通过燃烧参数pm即先导比pl、顶帽比th及旁通阀开度bv等来控制,各燃烧参数pm以燃烧负荷变量clp的函数来表示。燃烧参数pm的燃烧负荷变量clp能够由如下〔式1〕来计算。
115.〔式1〕:燃烧负荷变量clp(%)=〔(涡轮输出-无负荷相当输出)/(计划最大输出-无负荷相当输出)〕
×
100
116.在此,计划最大输出mop是指计划输出或额定输出时的涡轮输出(燃气涡轮输出),无负荷相当输出nop是指无负荷时的涡轮输出。当涡轮输出为计划最大输出mop或额定输出时,燃烧负荷变量clp为额定值(100%),当涡轮输出为无负荷相当输出nop时,燃烧负荷变量clp相当于0(%)。
117.在燃气涡轮的试运行开始时或定期检查后的运行重启时,有时在燃烧器3的适当的燃烧控制所需的燃气涡轮入口温度gtit与燃烧负荷变量clp之间的关系出现轻微偏差。如上所述,燃气涡轮1的燃烧调整通过以燃烧负荷变量clp为函数的燃烧参数pm来控制。因此,针对燃气涡轮入口温度gtit的燃烧负荷变量clp的偏差有时会产生燃烧振动容易产生的状态,并且对燃烧调整造成恶劣影响。因此,若要有效利用在燃烧裕度确认工序s20中获取的稳定数据128,则燃烧裕度确认工序s20的结果准确地反映到表示燃烧参数pm与燃烧负荷变量clp之间的关系的设定值,为了带入稳定运行,优选修正燃烧负荷变量clp。
118.参考图10a~图10c及图11a~图11c对适用于燃烧器3的燃烧控制的燃烧参数pm及燃烧负荷变量clp的设定值的校正的基本概念进行说明。若要执行燃气涡轮1的适当的燃烧控制,则需要维持燃气涡轮入口温度gtit与燃烧参数pm之间的关系的同时,燃烧参数pm与燃烧负荷变量clp之间的关系设定成在燃烧负荷变量clp的额定值(100%)下输出计划最大负荷(计划最大输出)mop。燃烧控制装置100设定为与计划最大输出mop对应的燃烧负荷变量clp成为额定值(100%),因此即便燃烧负荷变量clp的设定值设定为低于或高于额定值,也不进行适当的燃烧控制而对燃气涡轮1的控制造成恶劣影响。即,通过设置燃烧负荷变量
校正工序s40,并且校正试运行时或定期检查后的运行重启时等的初始设定时的燃烧负荷变量clp的偏差,能够使后述的学习电路适当地进行动作,并且能够持续燃气涡轮1长时间的稳定运行。
119.图10a~图10c示出了在燃烧负荷变量clp未达到额定值(100%)的位置上,燃气涡轮1达到计划最大输出mop时(事例1)的校正机构的概念。图10a是以纵轴为燃烧参数pm且以横轴为燃烧负荷变量clp来示出了事例1的燃烧参数pm与燃烧负荷变量clp之间的关系的图。图10b是以纵轴为燃气涡轮入口温度gtit且以横轴为燃烧负荷变量clp来示出了事例1的燃气涡轮入口温度gtit与燃烧负荷变量clp之间的关系的图。图10c是以纵轴为燃烧参数pm且以横轴为燃气涡轮入口温度gtit来示出了事例1的燃气涡轮入口温度gtit与燃烧参数pm之间的关系的图。另外,在图10a~图10c中共同地,以虚线来表示的曲线〔i-1〕及直线〔i-1〕为在燃烧裕度确认工序s20中刚获取之后的数据。以点划线来表示的曲线〔ii-1〕及直线〔ii-1〕为在最大负荷校正工序s50中校正之后的数据。以实线来表示的曲线〔iii〕及直线〔iii〕为在设定值转换工序s70中转换之后的数据。
120.图11a~图11c示出了在燃烧负荷变量clp的设定值st超过了额定值(100%)的位置上,燃气涡轮1达到计划最大输出mop时(事例2)的校正机构的概念。图11a是以纵轴为燃烧参数pm且以横轴为燃烧负荷变量clp来示出了事例2的燃烧参数pm与燃烧负荷变量clp之间的关系的图。图11b是以纵轴为燃气涡轮入口温度gtit且以横轴为燃烧负荷变量clp来示出了事例2的燃气涡轮入口温度gtit与燃烧负荷变量clp之间的关系的图。图11c是以纵轴为燃烧参数pm且以横轴为燃气涡轮入口温度gtit来示出了事例2的燃气涡轮入口温度gtit与燃烧参数pm之间的关系的图。另外,在图11a~图11c中共同地,以虚线来表示的曲线〔i-2〕及直线〔i-2〕为在燃烧裕度确认工序s20中刚获取之后的数据。以点划线来表示的曲线〔ii-2〕及直线〔ii-2〕为在最大负荷校正工序s50中校正之后的数据。以实线来表示的曲线〔iii〕及直线〔iii〕为在设定值转换工序s70中转换之后的数据。
121.参考图10a~图10c对事例1进行说明。图10a所示的曲线〔i-1〕示出了表示燃烧裕度确认工序s20中获取的燃烧参数pm与燃烧负荷变量clp之间的关系的设定值。在本实施方式的情况下,曲线〔i-1〕示出了gt负荷增加而随着燃烧负荷变量clp的增加而燃烧参数pm降低的例子。以曲线〔i-1〕来表示的设定值表示针对当前装置的燃气涡轮入口温度gtit的最佳燃烧负荷变量clp的设定值,是能够进行不产生燃烧振动的最适当的燃烧控制的设定值。但是,曲线〔i-1〕中,计划最大输出(gt负荷100%)mop下的燃烧负荷变量clp的设定值不是额定值(100%),而在低于额定值(100%)的y(%)的位置上达到计划最大输出(gt负荷100%)mop。
122.另一方面,燃烧控制装置100设定为在计划最大输出(gt负荷100%)mop下燃烧负荷变量clp成为额定值(100%)。图10a所示的曲线〔iii〕为表示编入于燃烧控制装置100的燃烧参数pm与燃烧负荷变量clp之间的关系的设定值。若放置横轴所示的燃烧负荷变量clp的额定值(100%)与y(%)的坐标轴的偏差,则对燃气涡轮1的燃烧控制造成恶劣影响。因此,需要维持燃气涡轮入口温度gtit与燃烧参数pm之间的关系,并且以使与图10a所示的曲线〔i-1〕之间的关系和曲线〔iii〕一致方式修正燃烧负荷变量clp的校正机构,以便维持与编入于燃烧控制装置100的设定值相同的关系。另外,曲线〔ii-1〕表示后述的设定值转换前的燃烧参数pm与燃烧负荷变量clp之间的关系,且与曲线〔i-1〕一致。
123.图10b是将表示图10a中的燃烧参数pm与燃烧负荷变量clp之间的关系的设定值替换为燃气涡轮入口温度gtit与燃烧负荷变量clp之间的关系并进行比较的图。将图10a所示的曲线〔i-1〕、曲线[ii-1〕及曲线〔iii〕之间的关系替换为燃气涡轮入口温度gtit与燃烧负荷变量clp之间的关系相当于图10b所示的直线〔i-1〕、直线〔ii-1〕及直线〔iii〕。图10b所示的直线〔i-1〕、直线〔ii-1〕及直线〔iii〕的燃气涡轮入口温度gtit与燃烧负荷变量clp之间的关系均成比例关系。
[0124]
图10c是将表示图10a所示的燃烧参数pm与燃烧负荷变量clp之间的关系的设定值替换为燃烧参数pm与燃气涡轮入口温度gtit之间的关系并进行比较的图。将图10a所示的曲线〔i-1〕、曲线〔ii-1〕及曲线〔iii〕之间的关系替换为燃气涡轮入口温度gtit与燃烧负荷变量clp之间的关系相当于图10c所示的曲线〔i-1〕、曲线〔ii-1〕及曲线〔iii〕。
[0125]
在对燃烧负荷变量clp的校正机构具体进行说明之前,以下,对校正机构的概要进行说明。后述的具体的校正机构的基于〔式2〕的校正的意义表示维持燃气涡轮入口温度gtit与燃烧参数pm之间的关系,并且修正gt负荷与燃烧负荷变量clp之间的关系。在图10b中,适用在减小与表示初始设定值的偏差的最大输出温度tmx(与计划最大输出对应的燃气涡轮入口温度gtit)下的燃烧负荷变量y(%)对应的点p1-1的位置和与燃烧负荷变量clp的额定值(100%)对应的点p3的位置的燃烧负荷变量clp的差(偏差)的方向上修正点p1-1的位置,并且使直线〔i-1〕与直线〔iii〕一致那样的校正机构即可。通过该校正机构,将直线〔i-1〕的数据替换为直线〔iii〕的数据,由此消除燃烧负荷变量clp的初始设定时的偏差。
[0126]
后述的〔式2〕提供如下校正机构:在图10b中,将直线〔i-1〕移动至直线〔iii〕的位置并且将直线〔1-1〕修正为直线〔iii〕,直至使最大输出温度tmx下的点p1-1的位置与点p3的位置一致。通过执行基于〔式2〕的校正机构,直线〔1-1〕位于在燃烧负荷变量clp的额定值(100%)的位置上与通过表示最大输出温度tmx的点p3的直线〔iii〕重叠的位置,并且转换为燃烧负荷变量clp在0~y(%)范围内的直线〔ii-1〕。当校正直线〔i-1〕并转换为直线〔ii-1〕时,直线〔ii-1〕的点p1-1的位置移动至燃烧负荷变量clp为y(%)时的直线〔ii-1〕上的点p2-1,燃烧负荷变量clp为y(%)时的燃气涡轮入口温度gtit从入口温度tmx降低至入口温度tmx1(校正后的燃烧负荷变量clp为y(%)时的入口温度)。即,表示图10a所示的燃烧参数pm与燃烧负荷变量clp之间的关系的曲线[i-1〕替换为图10b所示的直线〔ii-1〕,针对燃烧负荷变量clp的燃气涡轮入口温度gtit降低。
[0127]
若在图10c中观察该关系,则曲线〔i-1〕所示的燃烧参数pm及燃气涡轮入口温度gtit通过校正修正为曲线〔ii-1〕。即,结束燃烧裕度确认工序s20,具有能够进行适当的燃烧控制的设定值的曲线〔i-1〕具有与曲线〔iii〕相同的燃烧参数pm与燃气涡轮入口温度gtit的关系,但通过校正而得到修正的曲线〔ii-1〕与设为目标的曲线〔iii〕相比,燃气涡轮入口温度gtit相对降低。
[0128]
并且,图10a所示的曲线〔i-1〕及图10b所示的直线〔i-1〕上的任意的燃烧负荷变量clp与x1(%)对应的点p11-1的位置通过上述校正机构,在与图10a的燃烧参数pm之间的关系上,曲线〔ii-1〕与曲线〔i-1〕一致而没有不同之处,因此点p12-1的位置也与点p11-1一致。另一方面,在与图10b的燃气涡轮入口温度gtit之间的关系上,点p11-1的位置移动至相同的燃烧负荷变量clp为x1(%)时的直线〔ii-1〕上的点p12-1。即,即便进行校正燃烧负荷变量clp与燃烧参数pm之间的关系也不变,但燃烧负荷变量clp与燃气涡轮入口温度gtit之
间的关系通过校正,相同的燃烧负荷变量clp下的燃气涡轮入口温度gtit降低。如上所述,校正机构前提在于维持燃气涡轮入口温度gtit与燃烧参数pm之间的关系,而该关系未得到维持。因此,若要满足维持燃气涡轮入口温度gtit与燃烧参数pm之间的关系的条件,则除了上述校正机构以外,还需要其他校正机构。
[0129]
如上所述,若要执行燃气涡轮1的适当的燃烧控制,则需要维持燃气涡轮入口温度gtit与燃烧参数pm之间的关系的同时,燃烧参数pm与燃烧负荷变量clp之间的关系设定为在燃烧负荷变量clp的额定值(100%)下输出计划最大负荷(计划最大输出)mop,优选按照其目的适用校正机构。从这一点来说,通过校正而选定的图10c所示的曲线〔ii-1〕(图10b的直线〔ii-1〕)不满足维持燃气涡轮入口温度gtit与燃烧参数pm之间的关系的条件,而还需要使图10c所示的曲线〔ii-1〕(图10b的直线〔ii-1〕)与曲线〔iii〕(图10b的直线〔iii〕)一致的校正机构。
[0130]
具体而言,在图10c中,以维持曲线〔ii-1〕的纵轴的燃烧参数pm的状态以使横轴所示的燃烧燃气涡轮入口温度gtit从入口温度tmx1与入口温度tmx一致的方式转换燃烧负荷变量clp的设定值(仅将燃烧负荷变量clp的设定值向横轴的轴向滑动)即可(设定值转换工序s70)。通过执行设定值转换工序s70,在图10c中,不改变燃烧参数pm而将表示计划最大输出的曲线〔ii-1〕上的点p2-1移动至曲线〔iii〕上的点p3,任意的燃烧负荷变量clp为x1(%)的曲线〔ii-1〕上的点p12-1(图10a)移动至燃烧负荷变量clp为x2(%)的曲线〔iii〕上的点p13。最终,曲线〔ii-1〕与曲线〔iii〕一致而消除初始设定值的偏差。
[0131]
即,根据〔式2〕,作为校正机构,优选具备输出计划最大负荷mop的燃烧负荷变量clp成为额定值(100%)的校正机构即最大负荷校正工序s50及维持燃气涡轮入口温度gtit与燃烧参数pm之间的关系的校正机构即设定值转换工序s70。
[0132]
通过上述校正机构,维持燃气涡轮入口温度gtit与燃烧参数pm之间的关系的同时,燃烧参数pm及燃烧负荷变量clp的设定值校正为在燃烧负荷变量clp的额定值(100%)下输出计划最大负荷(计划最大输出)mop。即,在燃烧裕度确认工序s20中燃烧裕度范围得到确认,并且选定了可进行适当的燃烧控制的设定值,但通过上述校正机构消除因与输出计划最大负荷(计划最大输出)mop的燃烧负荷变量clp即额定值(100%)之间的初始设定值的偏差而对燃烧控制造成的恶劣影响。通过初始设定时的校正,在稳定运行的阶段也能够进行长时间稳定的运行。
[0133]
上述校正机构的概念为对于事例1的说明,但对于事例2也能够适用相同的概念。如图11a所示,事例2示出了在燃烧负荷变量clp的设定值超过了额定值(100%)的位置即燃烧负荷变量clp为z(%)的位置上,燃气涡轮1达到计划最大输出的情况。图11a所示的曲线〔i-2〕示出了针对在燃烧裕度确认工序s20中获取的燃烧参数pm的燃烧参数pm与燃烧负荷变量clp的设定值之间的关系。但是,曲线〔i-2〕中,计划最大输出(gt负荷100%)mop下的燃烧负荷变量clp的设定值不是额定值(100%),在超过了额定值(100%)的燃烧负荷变量clp为z(%)的位置上达到计划最大输出(gt负荷100%),在这一点上与事例1不同。曲线〔ii-2〕表示通过最大负荷校正工序s50校正了燃烧负荷变量clp之后的燃烧参数pm与燃烧负荷变量clp之间的关系。
[0134]
图11b是将图11a中的曲线〔i-2〕与曲线(ii-2〕及曲线〔ii i〕之间的关系替换为燃气涡轮入口温度gtit与燃烧负荷变量clp之间的关系并进行比较的图。将图11a所示的曲线
〔i-2〕与曲线〔ii-2〕及曲线〔iii〕之间的关系替换为燃气涡轮入口温度gtit与燃烧负荷变量clp之间的关系相当于图11b所示的直线〔i-2〕、直线〔ii-2〕及直线〔iii〕。并且,图11c是将图11a中的曲线〔i-2〕与曲线〔ii-2〕及曲线〔iii〕之间的关系替换为燃烧参数pm与燃气涡轮入口温度gtit之间的关系并进行比较的图。将图11a所示的曲线〔i-2〕与曲线〔ii-2〕及曲线〔iii〕之间的关系替换为燃气涡轮入口温度gtit与燃烧负荷变量clp之间的关系相当于图11c所示的曲线〔i-2〕、曲线〔ii-2〕及曲线〔iii〕。
[0135]
事例2中的校正机构将上述事例1中的曲线〔i-1〕及曲线〔ii-1〕替换为曲线〔i-2〕及曲线〔ii-2〕,将直线〔i-1〕及直线〔ii-1〕替换为直线〔i-2〕及直线〔ii-2〕。并且,通过将点p1-1、点p2-1、点p11-1、点p12-1替换为点p1-2、点p2-2、点p11-2、点p12-2,在事例1中说明的内容也能够适用于事例2。但是,在事例1的情况下,通过校正在燃烧裕度确认工序s20中获取的数据的燃气涡轮入口温度gtit降低,为了将降低的燃气涡轮入口温度gtit维持为当初的入口温度而适用了在设定值转换中修正的校正机构。另一方面,在事例2的情况下,通过校正燃气涡轮入口温度gtit反而上升,因此为了将上升的燃气涡轮入口温度gtit维持为当初的燃气涡轮入口温度而在设定值转换中进行修正,在这一点上与事例1的校正机构不同。
[0136]
以下,对校正机构的具体内容进行说明。
[0137]
如下〔式2〕是计算对于〔式1〕为了校正燃烧参数pm及燃烧负荷变量clp的初始设定值的偏差而使用燃烧负荷变量校正机构进行校正的燃烧负荷变量clp的式,且由燃烧负荷变量校正工序s40(最大负荷校正工序s50、设定值转换工序s70)的校正机构构成。
[0138]
〔式2〕:燃烧负荷变量clp(%)=〔(涡轮输出(实际输出)-无负荷相当输出)/(计划最大输出
×
第1校正系数
×
第2校正系数-无负荷相当输出)〕
×
100
[0139]
第1校正系数156a及第2校正系数157a为在后述的燃烧负荷变量校正工序s40中设定的校正系数。另外,计划最大输出、无负荷相当输出的概念与〔式1〕相同。
[0140]
第1校正系数156a是为了校正燃烧参数pm及燃烧负荷变量clp的初始设定值的偏差而校正燃烧负荷变量clp的校正系数。第2校正系数157a是在燃气涡轮1进入稳定运行之后,为了校正因燃气涡轮的劣化而产生的燃烧参数pm与燃烧负荷变量clp的设定值的偏差而校正燃烧负荷变量clp的校正系数。校正机构通过对计划最大输出mop乘以第1校正系数156a及第2校正系数157a来校正燃烧负荷变量clp。
[0141]
利用图12及图13对燃烧负荷变量校正工序s40中的校正机构具体进行说明。图12是表示燃烧负荷变量校正工序s40的工作的流程的流程图。图13表示〔式2〕所示的计算校正后的燃烧负荷变量clp的控制逻辑图,并且示出了构成燃烧负荷变量校正工序s40的校正机构的燃烧负荷变量校正部134的各结构。
[0142]
〔式2〕为运算包含第1校正系数156a的燃烧负荷变量clp的式,但当涡轮输出与计划最大输出mop或额定输出一致时,〔式2〕所示的燃烧负荷变量clp与〔式1〕一致。此时,〔式2〕中的第1校正系数156a设定为初始值即“1”。
[0143]
图12所示的燃烧负荷变量校正工序s40由如下工序构成:最大负荷校正工序s50,以使针对计划最大输出mop的燃烧负荷变量clp成为额定值(100%)的方式校正〔式2〕所示的燃烧负荷变量clp;及设定值转换工序s70,根据校正后的燃烧负荷变量clp,以维持燃烧参数pm与燃气涡轮入口温度gtit之间的关系的方式转换燃烧负荷变量clp的设定值。
[0144]
如图12所示,燃烧负荷变量校正工序s40计算从输入部121发送的涡轮输出及从后述的第2最大负荷乘法器157输出的校正后的计划最大输出的偏差(s51)。接着,对计算出的偏差进行比例积分运算,计算中间校正值151a(s52)。对计算出的中间校正值151a相加规定值α,计算第2校正值152a。规定值α通常选定1.0。在开始执行最大负荷校正工序s50的工序之后,判断是否经过了规定时间(s54)。当判断为未经过规定时间时,将〔式2〕所示的第2校正系数157a更新为第2校正值152a(s55)。根据所更新的第2校正系数157a运算〔式2〕所示的燃烧负荷变量clp(s56),各燃烧参数pm的燃烧负荷变量clp的设定值发送至控制部110(s57)。根据校正后的燃烧负荷变量clp的设定值,从控制部110向燃气涡轮1发送控制信号。根据校正后的燃烧负荷变量clp的设定值,运算实际输出即涡轮输出与计划最大输出的偏差(s51)。重复涡轮输出与校正后的计划最大输出的偏差的计算(s51)、基于偏差的中间校正值151a及第2校正值152a(s52、s53)的计算、将第2校正系数157a更新为第2校正值152a(s55)及计算校正后的燃烧负荷变量clp(s56)并发送至控制部110(s57)等循环,直至经过规定时间。通过重复这些步骤,涡轮输出与计划最大输出的偏差逐渐变小。
[0145]
另一方面,若经过了规定时间,则从校正指令部160发送燃烧负荷变量校正指令161(s60)。若发送燃烧负荷变量校正指令161,则切换器154从关(off)状态切换为开(on)状态,并且第2校正值152a输入于切换器154(s61)。切换器154在短时间内切换为关(off)状态,第2校正值152a替换为第1校正值154a(s62)。第2校正值152a复位为初始值(s62)。〔式2〕所示的第1校正系数156a更新为第1校正值154a(s63)。通过经该工序,获取〔式2〕所示的燃烧负荷变量clp作为在额定值(100%)下能够输出计划最大输出的校正后的燃烧负荷变量clp的设定值。
[0146]
设定值转换工序s70根据校正后的燃烧负荷变量clp,以维持燃烧参数pm与燃气涡轮入口温度gtit之间的关系的方式使用第1校正系数156a修正燃气涡轮入口温度gtit,并且转换设定燃烧参数与燃烧负荷变量clp之间的关系的设定值。
[0147]
若结束由最大负荷校正工序s50及设定值转换工序s70构成的燃烧负荷变量校正工序s40,则消除燃烧参数pm及所对应的燃烧负荷变量clp的初始设定值的偏差,从而能够进行燃烧器3的适当的燃烧控制。
[0148]
接着,根据图13对燃烧负荷变量校正部134的结构及控制逻辑进行说明。如图13所示,计划最大输出的输出计算机构即函数发生器141根据实测值的进气温度、进气流量及igv开度指令值,计算计划最大输出。并且,无负荷相当输出的输出计算机构即函数发生器142根据实测值的进气温度、进气流量及igv开度指令值,计算无负荷相当输出。除法器147对实测值的进气压力与标准大气压进行除法来计算大气压比。在乘法器148中,对函数发生器141运算出的计划最大输出与由除法器147计算出的大气压比进行乘法,计算考虑到大气压比的计划最大输出。乘法器149对由函数发生器142运算出的无负荷相当输出与由除法器147计算出的大气压比进行乘法,计算考虑到大气压比的无负荷相当输出。减法器145根据从输入部121发送的涡轮输出与从乘法器149输出的无负荷相当输出进行减法。接着,在第1最大负荷乘法器156及第2最大负荷乘法器157中,根据后述的第1校正系数156a及第2校正系数157a校正〔式2〕所示的计划最大输出。在减法器143中,根据从第2最大负荷乘法器157输出的校正后的计划最大输出与从乘法器149输出的无负荷相当输出进行减法(参考〔式2〕)。在除法器144中,根据减法器143的运算结果及减法器145的运算结果进行除法,运算
〔式2〕所示的校正后的燃烧负荷变量clp。
[0149]
接着,对构成计划最大输出的校正所涉及的燃烧负荷变量校正部134的一部分的最大负荷校正部134a进行说明。另外,如图3所示,燃烧负荷变量校正部134由最大负荷校正部134a及设定值转换部134b构成。最大负荷校正部134a为校正针对燃烧负荷变量clp的燃烧参数pm的初始设定值的偏差的机构,以被图13的虚线包围的范围来表示。最大负荷校正部134a与最大负荷校正工序50对应,设定值转换部134b与设定值转换工序s70对应。
[0150]
最大负荷校正部134a由计算涡轮输出与校正后的计划最大输出mop的偏差的减法器150、计算中间校正值151a的pi运算器151、将从信号发生器153输出的规定值α相加于中间校正值151a来计算第2校正值152a的加法器152、接收从加法器152输出的第2校正值152a并代替第2校正系数157a的现有值而更新为第2校正值152a的第2最大负荷乘法器157、根据来自校正指令部160的燃烧负荷变量校正指令161接收第2校正值152a的切换器154、将从切换器154输出的第2校正值152a作为新的第1校正值154a存储的数据存储器155、接收从数据存储器155输出的第1校正值154a并代替第1校正系数156a的现有值而更新为第1校正值154a的第1最大负荷乘法器156构成。
[0151]
对减法器150输入从控制部110经由输入部121输入的涡轮输出及通过第2最大负荷乘法器157校正的校正后的计划最大输出mop。通过减法器150计算涡轮输出与校正后的计划最大输出mop的偏差。从减法器150输出的涡轮输出与校正后的计划最大输出mop的偏差输入于pi运算器151。通过pi运算器151对涡轮输出与校正后的计划最大输出mop的偏差进行比例积分运算,并计算中间校正值151a。通过加法器152对所生成的中间校正值151a相加从信号发生器153输入的规定值α,计算第2校正值152a。从加法器152输出的第2校正值152a输入于第2最大负荷乘法器157。〔式2〕所示的第2最大负荷乘法器157的第2校正系数157a代替现有值而更新为第2校正值152a。根据所更新的第2校正系数157a,运算校正后的计划最大输出。校正后的计划最大输出输入于减法器143,并且减去从乘法器149输入的无负荷相当输出nop。在除法器144中,根据来自减法器143的运算结果及来自减法器145的运算结果,运算〔式2〕所示的校正后的燃烧负荷变量clp,并输出至控制部110。
[0152]
另一方面,若开始最大负荷校正工序s50且经过了规定时间,则判断为通过减法器150运算出的涡轮输出与校正后的计划最大输出mop的偏差落在输出偏差的允许值内,并发送燃烧负荷变量校正指令161。若对pi运算器151及切换器154输入燃烧负荷变量校正指令161,则燃烧负荷变量校正指令161的信号暂时处于“开”,从加法器152输出的第2校正值152a的信号输入于数据存储器155,并且作为第1校正值154a存储。第1校正值154a从数据存储器155输入于第1最大负荷乘法器156。在第1最大负荷乘法器156中,〔式2〕所示的第1校正系数156a的现有值更新为第1校正值154a,根据更新后的第1校正系数156a运算校正后的计划最大输出mop。并且,若燃烧负荷变量校正指令161输入于pi运算器151,则第2校正值152a被复位,并且更新为初始设定值。另外,根据燃烧负荷变量校正指令161而切换器154处于开(on)状态,第1最大负荷乘法器156的第1校正系数156a更新为第1校正值154a的时间在短时间内结束。在切换器154切换为关(off)状态之后,切换器154的上游侧的第2校正值152a的信号进入切换器154的电路被切断。与切换器154切换为关(off)状态的同时,第2校正值152a被复位,并且更新为初始设定值(通常为〔1〕)。从加法器152输出的第2校正值152a更新为初始设定值,但更新后的第2校正值152a并不输入于切换器154而发送至第2最大负荷乘
法器157。因此,输入于第1最大负荷乘法器156的第1校正系数156a接收燃烧负荷变量校正指令161,而切换器154处于开(on)时输入的第2校正值152a变更为第1校正值154a,并且维持第1校正值154a的状态。输入于数据存储器155的第1校正值154a存储于数据存储器155。但是,接收燃烧负荷变量校正指令161而切换器154处于开(on)时的第2校正值152a为涡轮输出与校正后的计划最大输出mop的偏差落在允许值内时的值,并且将该第2校正值152a作为第1校正值154a存储于数据存储器155。如〔式2〕所示,第1校正系数156a对计划最大输出使用第1校正系数156a及第2校正系数157a进行校正,并且以选定在燃烧负荷变量clp的额定值(100%)下输出计划最大输出mop那样的校正系数为目的,因此第1校正系数156a更新为第1校正值154a,即便过渡到稳定运行,也维持原样。
[0153]
设定值转换部134b以维持燃烧参数pm与燃气涡轮入口温度gtit之间的关系的状态,转换通过最大负荷校正部134a计算出的校正后的燃烧负荷变量clp的设定值。即,通过最大负荷校正部134a的校正,燃烧参数pm与燃气涡轮入口温度gtit之间的关系中所产生的入口温度的偏差通过设定值转换部134b中的燃烧负荷变量clp的设定值的转换而得到修复。具体而言,燃气涡轮入口温度gtit除以第1校正系数156a,并设为修正后的新的燃气涡轮入口温度gtit。该转换的结果,燃烧参数pm与燃气涡轮入口温度gtit之间的关系维持确认燃烧裕度范围时的燃烧参数pm与燃气涡轮入口温度gtit之间的关系。
[0154]
根据包含更新为通过最大负荷校正部134a选定的第1校正值154a的第1校正系数156a的〔式2〕,运算燃烧负荷变量clp,并运算校正后的计划最大输出mop。另外,更新为第2校正值152a的第2校正系数157a接收燃烧负荷变量校正指令161而第2校正值152a复位为初始设定值(通常为〔1〕),因此第2校正系数157a也恢复为初始设定值。校正前的燃烧负荷变量替换为基于〔式2〕的校正后的燃烧负荷变量clp,并发送至控制部110。接收燃烧负荷变量校正指令161而第1最大负荷乘法器156的第1校正系数156a更新为在计划最大输出与涡轮输出大致一致的条件下选择的第1校正值154a,第2校正系数157a以保持初始设定值的状态发送至控制部110。〔式2〕所示的燃烧负荷变量clp替换为在燃烧负荷变量clp的额定值(100%)下输出计划最大输出mop的设定值。因此,校正后的燃烧器3的燃烧控制消除燃烧负荷变量clp的初始设定值的偏差而处于能够进行适当的燃烧控制的状态。
[0155]
另外,如上所述,在试运行时或定期检查结束后的再运转时,适用在最大负荷校正工序s50中消除初始设定值的偏差,因此使用第1校正系数156a来校正计划最大输出,以在燃烧负荷变量clp的额定值(100%)下输出计划最大输出那样的校正机构。校正后,燃气涡轮1进入稳定运行。但是,即使在进入稳定运行之后,随着燃气涡轮1的劣化而产生计划最大输出与实际输出的偏差。在这种情况下,为了消除该设定值st的偏差,以相同的概念来进行〔式2〕所示的计划最大输出的校正。但是,在稳定运行中,伴随燃气涡轮1劣化的燃烧负荷变量clp的设定值st的偏差的校正机构与上述校正机构稍微不同,适用在图12所示的最大负荷校正工序s50中执行重复除工序s54以外的工序s51~s57的处理的学习电路。通过重复该处理,自动消除计划最大输出mop与燃烧负荷变量clp的设定值st的偏差。即,通过在试运行时或定期检查结束后的启动时进行的校正而选定的第1校正系数156a维持原样,使用第2校正系数157a校正计划最大输出mop及燃烧负荷变量clp的设定值st的偏差。
[0156]
如上所述,在校正燃气涡轮1的试运行开始时或定期检查后的运行重启时的燃烧参数pm的燃烧负荷变量clp的初始设定值的阶段,在到涡轮输出与计划最大输出的偏差落
在允许值为止的期间,使用第2校正系数157a校正计划最大输出,计算校正后的计划最大输出mop,并运算校正后的燃烧负荷变量clp。在此期间,第1校正系数156a固定为上一次的设定值。另一方面,在涡轮输出与计划最大输出的偏差落在允许值内,且初始设定值的偏差得到校正之后,燃气涡轮1进入稳定运行。当进入稳定运行时,因燃气涡轮1的劣化而产生燃烧参数pm及燃烧负荷变量clp的设定值st的偏差,但第1校正系数156a固定成更新为第1校正值154a的新的设定值,并且第2校正系数157a被更新,直至涡轮输出与计划最大输出mop的偏差落在允许值内。通过第2校正系数157a的更新,计划最大输出mop得到校正,并且燃烧负荷变量clp被自动校正。
[0157]
在〔式2〕所示的燃烧负荷变量clp的计算式中,作为校正机构,对计划最大输出乘以第1校正系数156a及第2校正系数157a。适用2个校正系数的理由是因为,在试运行开始时及定期检查后的运行重启时的初始设定时,更新第1校正系数156a及第2校正系数157a而选定最佳的第1校正系数156a,在稳定运行时,固定第1校正系数156a,而仅更新第2校正系数157a来选定最佳的第2校正系数157a。在试运行开始时及定期检查后的运行重启时的初始设定时及稳定运行时改变燃烧负荷变量clp的校正方法是因为,在初始设定时校正设定值的偏差,在稳定运行时自动校正伴随gt劣化的设定值的偏差,以实现燃气涡轮的长期运行。
[0158]
另外,当不适用图12所示的最大负荷校正工序s50的所有工序而仅执行工序s51~s57,并且省略工序s60以后的工序而进入了稳定运行时,有可能对燃烧调整造成恶劣影响。即,这是因为不消除燃烧负荷变量clp的初始设定值的偏差而进入稳定运行,从而无法维持gt负荷与燃烧负荷变量clp之间的适当的关系。
[0159]
《设定值变更工序》
[0160]
如图8所示,设定值变更工序s30为在燃烧裕度确认工序s20中产生了原点偏移时,进行燃烧参数pm及燃烧负荷变量clp的设定值的变更的工序。在执行燃烧裕度确认工序s20且执行燃烧负荷变量校正工序s40之前执行设定值变更工序s30。
[0161]
如上所述,设定值变更工序s30为在燃烧裕度确认工序s20中产生了原点偏移时,进行燃烧参数pm的燃烧负荷变量clp的设定值变更的工序。设定值变更工序s30为在关于设定针对燃烧负荷变量clp的燃烧参数pm(先导比pl、顶帽比th、旁通阀开度bv)的设定值的燃烧参数pm执行燃烧裕度确认工序s20的结果产生了原点偏移时,自动修正燃烧参数pm的工序。具体而言,表示关于各燃烧参数pm,当关于燃烧裕度确认前的各燃烧参数pm产生了原点偏移时,对于针对规定的燃烧负荷变量clp的燃烧参数pm的设定值,按照后述的设定值变更方法变更原点op的位置,并修正燃烧参数pm的燃烧负荷变量clp的设定值st。
[0162]
通过反映燃烧裕度确认工序s20的结果来变更各燃烧参数pm的设定值st,选定针对燃烧负荷变量clp的燃烧参数pm的适当的设定值st,从而能够设定可抑制产生燃烧振动的燃烧参数pm。
[0163]
图14是作为设定值变更方法的一例,示出了燃烧参数pm中的先导比pl的设定值st的变更例的图。横轴表示燃烧负荷变量clp,纵轴表示先导比pl(%)。在燃烧裕度确认工序s20中,选定与规定的gt负荷对应的燃烧负荷变量clp,并执行燃烧裕度范围的确认。
[0164]
在图14中,以点p1来表示执行燃烧裕度确认工序s20之前的原点0p的位置,且以点p2来表示执行燃烧裕度确认工序s20的结果产生以箭头来表示的原点偏移并且原点0p移动之后的新原点nop的位置。即,在图14中,表示原点0p的位置的点p1以燃烧负荷变量clp为x1
(%)且先导比pl为y1(%)的位置来表示,新原点nop即点p2以燃烧负荷变量clp为x2(%)且先导比pl为y2(%)的位置来表示。在本实施例中,例如,图7的例子所示的燃烧裕度确认的结果,在图14中,向先导比pl上升的方向产生了原点偏移,因此当初的点p1上的燃烧负荷变量clp即x1变更为减少的方向即新的燃烧负荷变量的x2。
[0165]
在本实施方式中,如图14所示,点p3及点p4与点p1相邻,并且示出了燃烧负荷变量clp增加的一侧的点p3及减少的一侧的点p4。另外,点p1~p4等所示的位置表示与在图9所示的燃烧裕度确认工序s20中的gt负荷设定工序s22中选定的gt负荷对应的位置。图14是燃烧裕度确认的结果,在点p3及点p4的位置上未产生原点偏移,而在被点p3与点p4之间夹持的点p1的位置的附加产生了原点偏移的例子。表示在点p1上产生原点偏移的紧前的先导比pl与燃烧负荷变量clp之间的关系的通过点p3、点p1及点p4的线段以虚线来表示。因在点p1上产生原点偏移而原点0p变更为新原点nop时的先导比pl与燃烧负荷变量clp之间的关系以通过点p3、点p2及点p4的实线来表示。另外,以虚线来表示的线段p1p4与通过燃烧负荷变量clp的x2的纵轴交叉的点p11的位置为当初的原点0p因产生原点偏移而从原点op沿着线段p1p4移动了与燃烧负荷变量clp的减少量(x1-x2)相当的量的位置。对点p11上的先导比pl(%)相加了与原点移动宽度wst相当的量的位置相当于原点偏移之后的点p2的位置。
[0166]
从不同的角度来看,燃烧裕度确认前的原点op的位置即燃烧负荷变量clp为x1(%)且先导比pl为y1(%)的点p1是设为当初的目标的原点设定值。但是,在实际燃烧裕度确认工序s20中,难以准确地设定成为目标的原点位置,实际原点位置从目标原点位置即点p1的位置向点p11的位置产生轻微偏差。因此,可以将点p11的位置认为作为实际运行时原点位置来执行燃烧裕度确认的例子。能够视为在运行时原点即点p11的位置上进行了燃烧裕度确认的结果,原点位置移动至原点移动宽度wst即点p2的位置的例子。
[0167]
因此,将离设为当初目标的初始原点位置即原点p1最近的位置的点p11设定为运行时原点,执行燃烧裕度确认工序s20而产生了原点偏移时的设定值变更工序s30将离初始的原点设定值最近的燃烧负荷变量clp设定为运行时原点来执行燃烧裕度确认工序s20。当初始的所述原点op的设定值st发生变更而设定了新原点nop时,将初始的原点op的设定值st变更为新原点nop的设定值st即可。
[0168]
因此,在燃烧裕度确认工序s20中,原点p1(在先导比pl为y1(%)且燃烧负荷变量clp为x1(%))下产生了原点偏移时,移动后的新原点nop的位置通过根据燃烧裕度确认工序s20的结果选定燃烧负荷变量clp即“x2”的位置及先导比pl的原点移动宽度wst,能够确定图14中的点p2的位置。通过该步骤,当产生了原点偏移时,能够进行将原点op即点p1的位置变更为新原点nop即点p2的位置的设定值变更。
[0169]
作为上述实施方式来记载或示于附图中的内容并不表示将发明的范围限定于此,只不过是说明例。并且,“具备”、“包括”、“包含”或“具有”一构成要件这一表现并不是排除其他构成要件存在的排他性表现。
[0170]
上述各实施方式中所记载的内容可以如下理解。
[0171]
(1)第1方式所涉及的燃气涡轮的燃烧调整方法适用于燃烧器的燃烧控制,所述燃烧调整方法包括确认燃烧参数的燃烧裕度范围的燃烧裕度确认工序,所述燃烧裕度确认工序包括如下步骤:选定设定针对燃气涡轮负荷的燃料空气比的所述燃烧参数;执行由从原点的位提升所述燃烧参数的指令值的提升指令工序即第1提升指令工序或降低所述指令值
的降低指令工序即第1降低指令工序构成的第1工序;若所述燃烧器未产生燃烧振动而所述指令值达到目标裕度上限值或目标裕度下限值,则结束所述第1工序,并且使所述燃烧参数的所述指令值返回到所述原点位置;执行由从所述原点位置向与所述第1工序相反的方向降低所述指令值的所述降低指令工序即第2降低指令工序或提升所述指令值的所述提升指令工序即第2提升指令工序构成的第2工序;及若所述燃烧器未产生燃烧振动而所述第2工序的所述指令值达到所述目标裕度下限值或所述目标裕度上限值,则结束所述第2工序,并且使所述燃烧参数的所述第2工序的所述指令值返回到所述原点位置。
[0172]
根据上述(1)所述的燃气涡轮的燃烧调整方法,能够以原点位置为基准事先确认提升及降低燃烧参数的指令值的方向的燃烧裕度范围,因此能够进行不产生燃烧振动而稳定的燃气涡轮的燃烧控制,并且提高燃气涡轮的可靠性。
[0173]
(2)第2方式所涉及的燃气涡轮的燃烧调整方法为(1)的燃气涡轮的燃烧调整方法,其中,所述燃烧裕度确认工序为确认所述燃烧参数的第1燃烧参数的所述燃烧裕度范围的工序,所述第1燃烧参数的所述原点、所述指令值、所述目标裕度上限值及所述目标裕度下限值为第1原点、第1指令值、第1目标裕度上限值及第1目标裕度下限值。
[0174]
根据上述(2)所述的燃气涡轮的燃烧调整方法,能够优先确认优先度高的燃烧参数的燃烧振动的裕度范围,因此能够缩短燃烧振动的裕度确认工作,并且加快燃气涡轮的启动时间。
[0175]
(3)第3方式所涉及的燃气涡轮的燃烧调整方法为(2)的燃气涡轮的燃烧调整方法,其中,所述燃烧裕度确认工序为确认所述燃烧参数的第2燃烧参数的所述燃烧裕度范围的工序,所述第2燃烧参数的所述原点、所述指令值、所述目标裕度上限值及所述目标裕度下限值为第2原点、第2指令值、第2目标裕度上限值及第2目标裕度下限值。
[0176]
(4)第4方式所涉及的燃气涡轮的燃烧调整方法为(3)的燃气涡轮的燃烧调整方法,其中,所述燃烧裕度确认工序为确认所述燃烧参数的第3燃烧参数的所述燃烧裕度范围的工序,所述第3燃烧参数的所述原点、所述指令值、所述目标裕度上限值及所述目标裕度下限值为第3原点、第3指令值、第3目标裕度上限值及第3目标裕度下限值。
[0177]
(5)第5方式所涉及的燃气涡轮的燃烧调整方法为(1)至(4)中任一个方式的燃气涡轮的燃烧调整方法,其还包括燃烧负荷变量校正工序,所述燃烧负荷变量校正工序由如下工序构成:最大负荷校正工序,对于所获取的所述燃烧参数的所述燃烧裕度范围得到确认的燃烧负荷变量的设定值,以使针对计划最大输出的燃烧负荷变量成为额定值的方式校正所述设定值;及设定值转换工序,维持所述燃烧参数与燃气涡轮入口温度之间的关系,并且转换在所述最大负荷校正工序中运算出的所述燃烧负荷变量的所述设定值。
[0178]
根据上述(5)所述的燃气涡轮的燃烧调整方法,确认燃烧参数的燃烧调整范围,校正燃烧参数的设定值并设定燃烧参数与燃烧负荷变量之间的适当的关系,因此能够进行燃烧器的适当的燃烧控制。
[0179]
(6)第6方式所涉及的燃气涡轮的燃烧调整方法为(1)至(5)中任一个方式的燃气涡轮的燃烧调整方法,其中,对应于表示所述燃气涡轮的负荷的燃烧负荷变量来执行所述燃烧裕度确认工序。
[0180]
根据上述(6)所述的燃气涡轮的燃烧调整方法,根据与gt负荷对应的燃烧负荷变量进行燃烧裕度确认,因此容易预测燃烧振动的产生。
[0181]
(7)第7方式所涉及的燃气涡轮的燃烧调整方法为(1)至(6)中任一个方式的燃气涡轮的燃烧调整方法,其中,所述燃烧裕度确认工序包括如下步骤:对应于表示所述燃气涡轮的负荷的燃烧负荷变量来选定所述燃烧参数的优先度及所述燃烧参数的所述指令值的变更图案的优先度。
[0182]
根据上述(7)所述的燃气涡轮的燃烧调整方法,能够对应于燃烧负荷变量来选定燃烧参数的优先度及燃烧参数的所述指令值的变更图案的优先度,因此能够优先执行燃烧振动容易产生的燃烧参数的燃烧裕度确认,因此减少燃烧裕度确认的回溯,从而缩短燃烧裕度确认工作。
[0183]
(8)第8方式所涉及的燃气涡轮的燃烧调整方法为(1)至(7)中任一个方式的燃气涡轮的燃烧调整方法,其中,在所述第1工序或所述第2工序结束之后,使所述指令值返回到所述原点位置时,以第1规定速率来降低或提升所述指令值。
[0184]
根据上述(8)所述的燃气涡轮的燃烧调整方法,在第1工序或第2工序的提升指令工序或降低指令工序结束之后,能够以第1规定速率来返回到原点位置,因此缩短燃烧裕度确认工序。
[0185]
(9)第9方式所涉及的燃气涡轮的燃烧调整方法为(1)至(8)中任一个方式的燃气涡轮的燃烧调整方法,其中,所述第1工序或所述第2工序的所述提升指令工序或所述降低指令工序包括如下步骤:从所述原点位置沿着阶梯状的台阶提升或降低所述指令值;及在将所述指令值提升1个台阶或降低1个台阶之后的所述台阶中,不产生燃烧振动而维持第1保持时间。
[0186]
根据上述(9)所述的燃气涡轮的燃烧调整方法,燃烧振动的产生相对于指令值伴随时间延迟,因此在各台阶中,在达到规定的设定值之后,维持第1保持时间,由此能够可靠地判断该指令值下有无产生燃烧振动,并且确认有无产生燃烧振动的同时提升或降低指令值,因此能够更可靠地确认燃烧参数的燃烧振动范围。
[0187]
(10)第10方式所涉及的燃气涡轮的燃烧调整方法为(9)的燃气涡轮的燃烧调整方法,其中,所述第1工序或所述第2工序的所述提升指令工序或所述降低指令工序包括如下步骤:在使所述指令值提升1个台阶或降低1个台阶时,以第2规定速率来提升或降低所述指令值。
[0188]
根据上述(10)所述的燃气涡轮的燃烧调整方法,根据燃烧器,存在燃烧振动不易产生的区域,因此通过加快这种区域中的指令值变更速度,缩短燃烧裕度确认工作。
[0189]
(11)第11方式所涉及的燃气涡轮的燃烧调整方法为(9)或(10)中任一个方式的燃气涡轮的燃烧调整方法,其中,所述第1工序或所述第2工序的所述提升指令工序或所述降低指令工序包括如下步骤:当在所述指令值达到所述目标裕度上限值或所述目标裕度下限值的所述台阶中维持所述指令值,并且未产生燃烧振动而在所述台阶中达到所述第1保持时间时,在所述指令值下从经过了所述第1保持时间的时间点起维持第2保持时间并提取稳定数据。
[0190]
根据上述(11)所述的燃气涡轮的燃烧调整方法,在燃烧裕度上限值或燃烧裕度下限值的设定值下,当即便达到第1保持时间也未产生燃烧振动时,判断为提升指令工序或降低指令工序中的燃烧裕度范围得到确认,因此维持第2保持时间并提取燃气涡轮的稳定数据,实现自动燃烧调整部的数据储存,从而能够进行适当的燃烧调整运行。
[0191]
(12)第12方式所涉及的燃气涡轮的燃烧调整方法为(1)至(10)中任一个方式的燃气涡轮的燃烧调整方法,其中,所述燃烧裕度确认工序包括如下步骤:在所述第1工序的所述提升指令工序中,当在所述燃烧参数的所述指令值达到所述目标裕度上限值之前产生了燃烧振动时,或在所述燃烧参数的所述指令值达到所述目标裕度上限值的台阶之后,在所述指令值下达到第1保持时间之前产生了燃烧振动时,将产生燃烧振动的紧前的台阶的所述指令值设定为实际裕度上限值,使所述指令值返回到所述原点位置,并结束所述第1工序;在与所述第1工序的所述提升指令工序相反的方向的所述第2工序的所述降低指令工序中,计算从所述原点位置至所述第1工序的所述提升指令工序的所述目标裕度上限值之间的台阶数与从所述原点位置至所述实际裕度上限值之间的台阶数的差分,对所述第2工序的所述降低指令工序的所述目标裕度下限值向降低所述第2工序的所述指令值的方向相加相当于所述第1工序的台阶数的所述差分的所述指令值的所述差分,并设定为实际裕度下限值;从所述第2工序的所述降低指令工序的所述原点位置对所述燃烧参数的所述指令值执行所述降低指令工序,直至未产生燃烧振动而达到所述实际裕度下限值;及在相对于所述原点位置向降低所述第2工序的所述指令值的方向移动了与所述第1工序的台阶数的所述差分相当的量的位置上设定新原点。
[0192]
根据上述(12)所述的燃气涡轮的燃烧调整方法,根据上述(12)所述的燃气涡轮的燃烧调整方法,即使在第1工序的提升指令工序中产生燃烧振动,将原点位置移动至降低指令值的方向即新原点位置,并且在从新原点位置提升指令值的方向的不产生燃烧振动的上限即实际裕度上限值与降低指令值的方向的不产生燃烧振动的下限即实际裕度下限值之间的目标裕度宽度的中间的位置上设定新原点,因此能够确保不产生燃烧振动的稳定运行的范围。
[0193]
(13)第13方式所涉及的燃气涡轮的燃烧调整方法为(1)至(10)中任一个方式的燃气涡轮的燃烧调整方法,其中,所述燃烧裕度确认工序包括如下步骤:在所述第1工序的所述降低指令工序中,当在所述燃烧参数的所述指令值达到所述目标裕度下限值之前产生了燃烧振动时,或在所述燃烧参数的所述指令值达到所述目标裕度下限值的台阶之后,在所述指令值下达到第1保持时间之前产生了燃烧振动时,将产生燃烧振动的紧前的台阶的所述指令值设定为实际裕度下限值,使所述指令值返回到所述原点位置,并结束所述第1工序;在与所述第1工序的所述降低指令工序相反的方向的所述第2工序的所述提升指令工序中,计算从所述原点位置至所述第1工序的所述降低指令工序的所述目标裕度下限值之间的台阶数与从所述原点位置至所述实际裕度下限值之间的台阶数的差分,对所述第2工序的所述提升指令工序的所述目标裕度上限值向提升所述第2工序的所述指令值的方向相加相当于所述第1工序的台阶数的所述差分的所述指令值的所述差分,并设定为实际裕度上限值;在所述第2工序的所述提升指令工序中,从所述原点位置对述燃烧参数的所述指令值执行所述提升指令工序,直至未产生燃烧振动而达到所述实际裕度上限值;及在相对于所述原点位置向提升所述第2工序的所述指令值的方向移动了与所述第1工序的台阶数的所述差分相当的量的位置上设定新原点。
[0194]
根据上述(13)所述的燃气涡轮的燃烧调整方法,即使在第1工序的降低指令工序中产生燃烧振动,将原点位置移动至提升指令值的方向即新原点位置,并且无需改变从新原点位置提升指令值的方向的不产生燃烧振动的上限即实际裕度上限值与降低指令值的
方向的不产生燃烧振动的下限即实际裕度下限值之间的目标裕度宽度而在目标裕度宽度的中间的位置上设定新原点,因此能够确保不产生燃烧振动的稳定的运行范围。
[0195]
(14)第14方式所涉及的燃气涡轮的燃烧调整方法为(9)至(10)中任一个方式的燃气涡轮的燃烧调整方法,其中,所述燃烧裕度确认工序包括如下步骤:从所述原点位置执行所述第1工序的所述提升指令工序或所述降低指令工序;当在所述台阶的所述指令值达到所述目标裕度上限值或所述目标裕度下限值之前产生了燃烧振动时,或在所述台阶的所述指令值达到所述目标裕度上限值或所述目标裕度下限值之后,在达到第1保持时间之前产生了燃烧振动时,将产生燃烧振动的紧前的所述台阶的所述指令值设定为实际裕度上限值或实际裕度下限值,将所述实际裕度上限值或所述实际裕度下限值设定为所述第1工序的第1设定值;从所述原点位置向与所述第1工序的所述提升指令工序或所述降低指令工序相反的方向执行所述第2工序的所述降低指令工序或所述提升指令工序;当在所述台阶的所述指令值达到所述目标裕度下限值或所述目标裕度上限值之前产生了燃烧振动时,或在所述台阶的所述指令值达到所述目标裕度下限值或所述目标裕度上限值之后,在达到所述第1保持时间之前产生了燃烧振动时,将产生燃烧振动的紧前的所述台阶的所述指令值设定为所述第2工序的实际裕度下限值或实际裕度上限值,将所述第2工序的所述实际裕度上限值或所述实际裕度下限值设定为所述第2工序的第2设定值;及将所述第1设定值与所述第2设定值之间的中点位置设定为新原点。
[0196]
根据上述(14)所述的燃气涡轮的燃烧调整方法,向第1工序的提升指令工序或降低指令工序的不产生燃烧振动的上限或下限即实际裕度上限值或实际裕度下限值与第2工序的降低指令工序或提升指令工序的不产生燃烧振动的下限或上限即实际裕度下限值或实际裕度上限值之间的中间位置移动原点位置,并且将中点设为新原点,因此即使在第1工序及第2工序的提升指令工序及降低指令工序这两侧产生了燃烧振动的情况下,也能够确保不产生燃烧振动的稳定的运行范围。
[0197]
(15)第15方式所涉及的燃气涡轮的燃烧调整方法为(12)至(14)中任一个方式的燃气涡轮的燃烧调整方法,其中,所述燃烧裕度确认工序包括如下步骤:在所述第1工序或所述第2工序的所述提升指令工序或所述降低指令工序中,当产生燃烧振动并且移动所述原点位置而选定了所述新原点位置时,在从产生了燃烧振动的所述指令值降低1个台阶或提升1个台阶的所述指令值下,从产生了燃烧振动的时间点起维持第2保持时间并提取稳定数据。
[0198]
根据上述(15)所述的燃气涡轮的燃烧调整方法,在从产生了燃烧振动的指令值提升了1个台阶或降低了1个台阶的指令值下,维持第2保持时间并提取稳定数据,因此储存不产生燃烧振动的稳定的运行条件,从而提高燃气涡轮的燃烧控制的可靠性。
[0199]
(16)第16方式所涉及的燃气涡轮的燃烧调整方法为(12)至(15)中任一个方式的燃气涡轮的燃烧调整方法,其中,将离初始的所述原点的设定值最近的燃烧负荷变量设定为运行时原点来执行所述燃烧裕度确认工序,所述燃烧调整方法包括设定值变更工序,所述设定值变更工序中,当所述初始的所述原点的所述设定值发生变更并且设定了所述新原点时,将所述初始的所述原点的所述设定值变更为所述新原点的所述设定值。
[0200]
根据上述(16)所述的燃气涡轮的燃烧调整方法,当在燃烧裕度确认工序中产生了原点偏移时,变更原点的设定值,由此选定燃烧参数的设定值与燃烧负荷变量之间的适当
的关系,因此能够选定可抑制产生燃烧振动的燃烧参数。
[0201]
(17)第17方式所涉及的燃气涡轮的燃烧调整方法为(5)的燃气涡轮的燃烧调整方法,其中,所述最大负荷校正工序包括如下步骤:对涡轮输出与所述计划最大输出的偏差进行比例积分来运算中间校正值,对所述中间校正值相加规定值来运算第2校正值;若开始执行所述燃烧负荷变量校正工序之后,经过时间经过了规定时间,则发送燃烧负荷变量校正指令;根据所述燃烧负荷变量校正指令,所述第2校正值替换为第1校正值,所述第2校正值被复位;及根据所述燃烧负荷变量校正指令,第1校正系数更新为所述第1校正值。
[0202]
根据上述(17)所述的燃气涡轮的燃烧调整方法,通过最大负荷校正工序,能够获取在燃烧负荷变量100%下可获得计划最大输出的设定值。
[0203]
(18)第18方式所涉及的燃气涡轮的燃烧调整方法为(17)的燃气涡轮的燃烧调整方法,其中,所述最大负荷校正工序还包括第2校正系数更新为所述第2校正值的步骤。
[0204]
根据上述(18)所述的燃气涡轮的燃烧调整方法,除了在试运行开始时及定期检查后的初始设定时以外,在稳定运行时也校正伴随gt劣化的设定值的偏差,从而能够实现燃气涡轮的长期运行。
[0205]
(19)第19方式所涉及的燃气涡轮的燃烧调整方法为(17)或(18)中任一个方式的燃气涡轮的燃烧调整方法,其中,所述设定值转换工序根据所述第1校正系数修正所述燃气涡轮入口温度。
[0206]
根据上述(19)所述的燃气涡轮的燃烧调整方法,根据第1校正系数修正燃气涡轮入口温度,因此维持燃烧参数与燃气涡轮入口温度之间的适当的关系。
[0207]
(20)第20方式所涉及的燃气涡轮的燃烧控制装置包括:控制部,控制燃气涡轮的运行状态;自动燃烧调整部,控制燃烧振动;及燃烧裕度调整部,确定针对燃气涡轮负荷的不产生燃烧振动的燃烧参数的燃烧裕度范围,并将其发送至所述自动燃烧调整部。
[0208]
根据上述(20)所述的燃气涡轮的燃烧控制装置,具有能够选定不产生燃烧振动的燃烧裕度范围的燃烧裕度调整部,因此燃烧调整工作得到自动化,从而减轻工作人员的负担。
[0209]
(21)第21方式所示的燃气涡轮的燃烧控制装置为(20)的燃气涡轮的燃烧控制装置,其中,所述燃烧裕度调整部包括:燃烧裕度确认部,根据所述燃气涡轮负荷确认燃烧参数的燃烧裕度范围;燃烧负荷变量校正部,校正针对所述燃烧参数的燃烧负荷变量并设定新设定值;及设定值变更部,当在所述燃烧裕度确认部中设定了新原点时,根据所述新原点,校正所述燃烧参数与所述燃烧负荷变量之间的关系。
[0210]
(22)第22方式所示的燃气涡轮的燃烧控制装置为(21)的燃气涡轮的燃烧控制装置,其中,所述燃烧负荷变量校正部具备以使针对计划最大输出的所述燃烧负荷变量成为额定值的方式校正所述燃烧负荷变量的第1校正系数,所述燃气涡轮的燃烧控制装置包括:最大负荷校正部,所述第1校正系数更新为以使燃气涡轮输出与所述计划最大输出的偏差落在允许值内的方式运算出的第1校正值,并校正所述燃烧负荷变量;及设定值转换部,以根据校正后的所述燃烧负荷变量维持所述燃烧参数与燃气涡轮入口温度之间的关系的方式,根据所述第1校正系数修正所述燃气涡轮入口温度。
[0211]
(23)第23方式所示的燃气涡轮的燃烧控制装置为(22)的燃气涡轮的燃烧控制装置,其中,所述最大负荷校正部包括:减法器,运算所述涡轮输出与所述计划最大输出的偏
差;pi运算器,对由所述减法器运算出的所述偏差进行比例积分来运算中间校正值;加法器,对由所述pi运算器运算出的所述中间校正值相加规定值来运算第2校正值;校正指令部,检测到所述涡轮输出与所述计划最大输出的偏差落在允许值内而发送燃烧负荷变量校正指令;切换器,根据由所述校正指令部发送的燃烧负荷变量校正指令而处于开状态;数据存储器,从所述加法器输出并且经由所述切换器将所述第2校正值作为第1校正值存储,并输出所述第1校正值;第1最大负荷乘法器,取入从所述数据存储器输出的所述第1校正值,且具备更新为所述第1校正值的所述第1校正系数;及第2最大负荷乘法器,取入来自所述加法器的所述第2校正值,且具备更新为所述第2校正值的第2校正系数。
[0212]
产业上的可利用性
[0213]
在本发明的一方式中,无需依赖于工作人员的技能,而使燃烧裕度确认工作效率化,并且燃烧调整工作变得容易。并且,提高燃气涡轮的可靠性。
[0214]
符号说明
[0215]
1-燃气涡轮,2-压缩机,3-燃烧器,4-涡轮,5-发电机,11-入口导流叶片,24-尾筒,30-燃烧喷嘴,31-主喷嘴,32-顶帽喷嘴,33-先导喷嘴,41-主燃料流量控制阀,42-顶帽燃料流量控制阀,43-先导燃料流量控制阀,44-旁通阀,100-燃烧控制装置,101-过程测量部,102-压力变化测定部,103-加速度测定部,104-nox测定部,110-控制部,121-输入部,122-运行状态掌握部,123-频率分析部,124-燃烧特性掌握部,125-校正部,126-输出部,127-数据库,130-燃烧裕度调整部,132-燃烧裕度确认部,134-燃烧负荷变量校正部,134a-最大负荷校正部,134b-设定值转换部,136-设定值变更部,141-函数发生器(计划最大输出),142-函数发生器(无负荷相当输出),143、145、150-减法器,144、147-除法器,148、149-乘法器,151-pt运算器,151a-中间校正值,152-加法器,152a-第2校正值,153-信号发生器,154-切换器,154a-第1校正值,155-数据存储器,156-第1最大负荷乘法器,156a-第1校正系数,157-第2最大负荷乘法器,157a-第2校正系数,160-校正指令部,161-燃烧负荷变量校正指令,pl-先导比,th-顶帽比,bv-旁通阀开度,clp-燃烧负荷变量,gtit-燃气涡轮入口温度,pm-燃烧参数,pm1-第1燃烧参数,pm2-第2燃烧参数,pm3-第3燃烧参数,s-台阶,sw-台阶宽度,cm-指令值,cm1-第1指令值,cm2-第2指令值,cm3-第3指令值,0p-原点,0p1-第1原点,op2-第2原点,op3-第3原点,nop、nopl、nop2、nop3-新原点,wst-原点移动宽度,pr1-第1工序,pr2-第2工序,stu-提升指令工序,std-降低指令工序,tmw、tmw1、tmw2、tmw3-目标裕度宽度,tmul-目标裕度上限值,tmll-目标裕度下限值,amul-实际裕度上限值,amll-实际裕度下限值,t1-第1保持时间,t2-第2保持时间,t0-未达时间,brr-指令值解除速率(第1规定速率),bir-指令值投入速率(第2规定速率),α-规定值,mop-计划最大负荷(计划最大输出),nop-无负荷相当输出。
技术特征:
1.一种燃气涡轮的燃烧调整方法,其适用于燃烧器的燃烧控制,所述燃烧调整方法包括确认燃烧参数的燃烧裕度范围的燃烧裕度确认工序,所述燃烧裕度确认工序包括如下步骤:选定设定针对燃气涡轮的负荷的燃料空气比的所述燃烧参数;执行由从原点位置提升所述燃烧参数的指令值的提升指令工序即第1提升指令工序或降低所述指令值的降低指令工序即第1降低指令工序构成的第1工序;若所述燃烧器未产生燃烧振动而所述指令值达到目标裕度上限值或目标裕度下限值,则结束所述第1工序,并且使所述燃烧参数的所述指令值返回到所述原点位置;执行由从所述原点位置向与所述第1工序相反的方向降低所述指令值的所述降低指令工序即第2降低指令工序或提升所述指令值的所述提升指令工序即第2提升指令工序构成的第2工序;及若所述燃烧器未产生燃烧振动而所述第2工序的所述指令值达到所述目标裕度下限值或所述目标裕度上限值,则结束所述第2工序,并且使所述燃烧参数的所述第2工序的所述指令值返回到所述原点位置。2.根据权利要求1所述的燃气涡轮的燃烧调整方法,其中,所述燃烧裕度确认工序为确认所述燃烧参数的第1燃烧参数的所述燃烧裕度范围的工序,所述第1燃烧参数的所述原点、所述指令值、所述目标裕度上限值及所述目标裕度下限值为第1原点、第1指令值、第1目标裕度上限值及第1目标裕度下限值。3.根据权利要求2所述的燃气涡轮的燃烧调整方法,其中,所述燃烧裕度确认工序为确认所述燃烧参数的第2燃烧参数的所述燃烧裕度范围的工序,所述第2燃烧参数的所述原点、所述指令值、所述目标裕度上限值及所述目标裕度下限值为第2原点、第2指令值、第2目标裕度上限值及第2目标裕度下限值。4.根据权利要求3所述的燃气涡轮的燃烧调整方法,其中,所述燃烧裕度确认工序为确认所述燃烧参数的第3燃烧参数的所述燃烧裕度范围的工序,所述第3燃烧参数的所述原点、所述指令值、所述目标裕度上限值及所述目标裕度下限值为第3原点、第3指令值、第3目标裕度上限值及第3目标裕度下限值。5.根据权利要求1至4中任一项所述的燃气涡轮的燃烧调整方法,其还包括燃烧负荷变量校正工序,所述燃烧负荷变量校正工序由如下工序构成:最大负荷校正工序,对所获取的所述燃烧参数的所述燃烧裕度范围得到确认的燃烧负荷变量的设定值进行校正,以使针对计划最大输出的燃烧负荷变量成为额定值;及设定值转换工序,维持所述燃烧参数与燃气涡轮入口温度之间的关系,并且转换在所述最大负荷校正工序中运算出的所述燃烧负荷变量的所述设定值。6.根据权利要求1至5中任一项所述的燃气涡轮的燃烧调整方法,其中,对应于表示所述燃气涡轮的负荷的燃烧负荷变量来执行所述燃烧裕度确认工序。7.根据权利要求1至6中任一项所述的燃气涡轮的燃烧调整方法,其中,所述燃烧裕度确认工序包括如下步骤:
对应于表示所述燃气涡轮的负荷的燃烧负荷变量来选定所述燃烧参数的优先度及所述燃烧参数的所述指令值的变更图案的优先度。8.根据权利要求1至7中任一项所述的燃气涡轮的燃烧调整方法,其中,在所述第1工序或所述第2工序结束之后,使所述指令值返回到所述原点位置时,以第1规定速率来降低或提升所述指令值。9.根据权利要求1至8中任一项所述的燃气涡轮的燃烧调整方法,其中,所述第1工序或所述第2工序的所述提升指令工序或所述降低指令工序包括如下步骤:从所述原点位置沿着阶梯状的台阶提升或降低所述指令值;及在将所述指令值提升1个台阶或降低1个台阶之后的所述台阶中,不产生燃烧振动而维持第1保持时间。10.根据权利要求9所述的燃气涡轮的燃烧调整方法,其中,所述第1工序或所述第2工序的所述提升指令工序或所述降低指令工序包括如下步骤:在使所述指令值提升1个台阶或降低1个台阶时,以第2规定速率来提升或降低所述指令值。11.根据权利要求9或10中任一项所述的燃气涡轮的燃烧调整方法,其中,所述第1工序或所述第2工序的所述提升指令工序或所述降低指令工序包括如下步骤:当在所述指令值达到所述目标裕度上限值或所述目标裕度下限值的所述台阶中维持所述指令值,并且未产生燃烧振动而在所述台阶中达到所述第1保持时间时,在所述指令值下从经过了所述第1保持时间的时间点起维持第2保持时间并提取稳定数据。12.根据权利要求1至10中任一项所述的燃气涡轮的燃烧调整方法,其中,所述燃烧裕度确认工序包括如下步骤:在所述第1工序的所述提升指令工序中,当在所述燃烧参数的所述指令值达到所述目标裕度上限值之前产生了燃烧振动时,或在所述燃烧参数的所述指令值达到所述目标裕度上限值的台阶之后,在所述指令值下达到第1保持时间之前产生了燃烧振动时,将产生燃烧振动的紧前的台阶的所述指令值设定为实际裕度上限值,使所述指令值返回到所述原点位置,并结束所述第1工序;在与所述第1工序的所述提升指令工序相反的方向的所述第2工序的所述降低指令工序中,计算从所述原点位置至所述第1工序的所述提升指令工序的所述目标裕度上限值之间的台阶数与从所述原点位置至所述实际裕度上限值之间的台阶数的差分,对所述第2工序的所述降低指令工序的所述目标裕度下限值向降低所述第2工序的所述指令值的方向相加相当于所述第1工序的台阶数的所述差分的所述指令值的所述差分,并设定为实际裕度下限值;从所述第2工序的所述降低指令工序的所述原点位置对所述燃烧参数的所述指令值执行所述降低指令工序,直至未产生燃烧振动而达到所述实际裕度下限值;及在相对于所述原点位置向降低所述第2工序的所述指令值的方向移动了与所述第1工序的台阶数的所述差分相当的量的位置上设定新原点。13.根据权利要求1至10中任一项所述的燃气涡轮的燃烧调整方法,其中,所述燃烧裕度确认工序包括如下步骤:在所述第1工序的所述降低指令工序中,当在所述燃烧参数的所述指令值达到所述目
标裕度下限值之前产生了燃烧振动时,或在所述燃烧参数的所述指令值达到所述目标裕度下限值的台阶之后,在所述指令值下达到第1保持时间之前产生了燃烧振动时,将产生燃烧振动的紧前的台阶的所述指令值设定为实际裕度下限值,使所述指令值返回到所述原点位置,并结束所述第1工序;在与所述第1工序的所述降低指令工序相反的方向的所述第2工序的所述提升指令工序中,计算从所述原点位置至所述第1工序的所述降低指令工序的所述目标裕度下限值之间的台阶数与从所述原点位置至所述实际裕度下限值之间的台阶数的差分,对所述第2工序的所述提升指令工序的所述目标裕度上限值向提升所述第2工序的所述指令值的方向相加相当于所述第1工序的台阶数的所述差分的所述指令值的所述差分,并设定为实际裕度上限值;在所述第2工序的所述提升指令工序中,从所述原点位置对所述燃烧参数的所述指令值执行所述提升指令工序,直至未产生燃烧振动而达到所述实际裕度上限值;及在相对于所述原点位置向提升所述第2工序的所述指令值的方向移动了与所述第1工序的台阶数的所述差分相当的量的位置上设定新原点。14.根据权利要求9或10所述的燃气涡轮的燃烧调整方法,其中,所述燃烧裕度确认工序包括如下步骤:从所述原点位置执行所述第1工序的所述提升指令工序或所述降低指令工序;当在所述台阶的所述指令值达到所述目标裕度上限值或所述目标裕度下限值之前产生了燃烧振动时,或在所述台阶的所述指令值达到所述目标裕度上限值或所述目标裕度下限值之后,在达到第1保持时间之前产生了燃烧振动时,将产生燃烧振动的紧前的所述台阶的所述指令值设定为实际裕度上限值或实际裕度下限值,将所述实际裕度上限值或所述实际裕度下限值设定为所述第1工序的第1设定值;从所述原点位置向与所述第1工序的所述提升指令工序或所述降低指令工序相反的方向执行所述第2工序的所述降低指令工序或所述提升指令工序;当在所述台阶的所述指令值达到所述目标裕度下限值或所述目标裕度上限值之前产生了燃烧振动时,或在所述台阶的所述指令值达到所述目标裕度下限值或所述目标裕度上限值之后,在达到所述第1保持时间之前产生了燃烧振动时,将产生燃烧振动的紧前的所述台阶的所述指令值设定为所述第2工序的实际裕度下限值或实际裕度上限值,将所述第2工序的所述实际裕度上限值或所述实际裕度下限值设定为所述第2工序的第2设定值;及将所述第1设定值与所述第2设定值之间的中点位置设定为新原点。15.根据权利要求12至14中任一项所述的燃气涡轮的燃烧调整方法,其中,所述燃烧裕度确认工序包括如下步骤:在所述第1工序或所述第2工序的所述提升指令工序或所述降低指令工序中,当产生燃烧振动并且移动所述原点位置而选定了所述新原点位置时,在从产生了燃烧振动的所述指令值降低1个台阶或提升1个台阶的所述指令值下,从产生了燃烧振动的时间点起维持第2保持时间并提取稳定数据。16.根据权利要求12至15中任一项所述的燃气涡轮的燃烧调整方法,其中,将离初始的所述原点的设定值最近的燃烧负荷变量设定为运行时原点来执行所述燃烧裕度确认工序,
所述燃气涡轮的燃烧调整方法包括设定值变更工序,所述设定值变更工序中,当所述初始的所述原点的所述设定值发生变更并且设定了所述新原点时,将所述初始的所述原点的所述设定值变更为所述新原点的所述设定值。17.根据权利要求5所述的燃气涡轮的燃烧调整方法,其中,所述最大负荷校正工序包括如下步骤:对涡轮输出与所述计划最大输出的偏差进行比例积分来运算中间校正值,对所述中间校正值相加规定值来运算第2校正值;若开始执行所述燃烧负荷变量校正工序之后,经过时间经过了规定时间,则发送燃烧负荷变量校正指令;根据所述燃烧负荷变量校正指令,通过切换器将所述第2校正值替换为第1校正值,所述第2校正值被复位;及根据所述燃烧负荷变量校正指令,第1校正系数更新为所述第1校正值。18.根据权利要求17所述的燃气涡轮的燃烧调整方法,其中,所述最大负荷校正工序还包括第2校正系数更新为所述第2校正值的步骤。19.根据权利要求17或18中任一项所述的燃气涡轮的燃烧调整方法,其中,所述设定值转换工序根据所述第1校正系数修正所述燃气涡轮入口温度。20.一种燃气涡轮的燃烧控制装置,其包括:控制部,控制燃气涡轮的运行状态;自动燃烧调整部,控制燃烧振动;及燃烧裕度调整部,选定针对所述燃气涡轮的负荷的不产生燃烧振动的燃烧参数的燃烧裕度范围,并将其发送至所述自动燃烧调整部。21.根据权利要求20所述的燃气涡轮的燃烧控制装置,其中,所述燃烧裕度调整部包括:燃烧裕度确认部,根据所述燃气涡轮的负荷确认所述燃烧参数的燃烧裕度范围;燃烧负荷变量校正部,校正针对所述燃烧参数的燃烧负荷变量的设定值,并设定新设定值;及设定值变更部,当在所述燃烧裕度确认部中设定了新原点时,根据所述新原点,校正所述燃烧参数与所述燃烧负荷变量之间的关系。22.根据权利要求21所述的燃气涡轮的燃烧控制装置,其中,所述燃烧负荷变量校正部具备以使针对计划最大输出的燃烧负荷变量成为额定值的方式校正所述燃烧负荷变量的第1校正系数,所述燃气涡轮的燃烧控制装置包括:最大负荷校正部,所述第1校正系数更新为以使涡轮输出与计划最大输出的偏差落在输出偏差允许值内的方式运算出的第1校正值,并校正所述燃烧负荷变量;及设定值转换部,以根据校正后的所述燃烧负荷变量维持所述燃烧参数与燃气涡轮入口温度之间的关系的方式,根据所述第1校正系数修正所述燃气涡轮入口温度。23.根据权利要求22所述的燃气涡轮的燃烧控制装置,其中,所述最大负荷校正部包括:减法器,运算所述涡轮输出与所述计划最大输出的偏差;
pi运算器,对由所述减法器运算出的所述偏差进行比例积分来运算中间校正值;加法器,对由所述pi运算器运算出的所述中间校正值相加规定值来运算第2校正值;校正指令部,检测到所述涡轮输出与所述计划最大输出的偏差落在允许值内而发送燃烧负荷变量校正指令;切换器,根据由所述校正指令部发送的燃烧负荷变量校正指令而处于开状态;数据存储器,从所述加法器输出并且经由所述切换器将所述第2校正值作为所述第1校正值存储,并输出所述第1校正值;第1最大负荷乘法器,取入从所述数据存储器输出的所述第1校正值,且具备更新为所述第1校正值的第1校正系数;及第2最大负荷乘法器,取入来自所述加法器的所述第2校正值,且具备更新为所述第2校正值的第2校正系数。
技术总结
适用于燃烧器的燃烧控制的燃烧调整方法选定针对燃气涡轮的负荷的燃烧参数,并且执行从原点位置提升燃烧参数的指令值或降低指令值的第1工序。若指令值达到目标裕度上限值或目标裕度下限值,则结束第1工序。还执行向与第1工序相反的方向降低或提升所述指令值的第2工序。包括燃烧裕度确认工序,所述燃烧裕度确认工序中,若指令值达到目标裕度下限值或目标裕度上限值,则结束第2工序的确认所述燃烧参数的燃烧裕度范围。数的燃烧裕度范围。数的燃烧裕度范围。
技术研发人员:藤冈祐太郎 伊藤司 井上文克 羽贺僚一 伊藤崇广
受保护的技术使用者:三菱重工业株式会社
技术研发日:2021.10.20
技术公布日:2023/7/6
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