本發(fā)明涉及計(jì)算從多個(gè)燃料系統(tǒng)向燃燒器供給的各燃料的流量比的技術(shù)。

本申請(qǐng)基于2014年8月6日向日本申請(qǐng)的日本特愿2014-160606號(hào)，主張優(yōu)先權(quán)，并在此引用其內(nèi)容。

背景技術(shù)：

燃?xì)廨啓C(jī)具備：壓縮機(jī)，壓縮空氣；燃燒器，使燃料在由壓縮機(jī)壓縮的空氣中燃燒并生成燃燒氣體；以及渦輪機(jī)，通過燃燒氣體驅(qū)動(dòng)。存在如下燃燒器，其具有：引燃燒嘴，使燃料擴(kuò)散燃燒；主燒嘴，使燃料預(yù)混合燃燒。在這種燃燒器中，從提高燃料的燃燒穩(wěn)定性等目的出發(fā)，需要對(duì)供給至各燒嘴的燃料流量之比進(jìn)行管理。

例如，在以下的專利文獻(xiàn)1所述的技術(shù)中，根據(jù)使供來自燃燒器的燃燒氣體流入的渦輪機(jī)的入口溫度無量綱化的燃燒負(fù)荷指令所表示的值，確定供給至各燒嘴的燃料流量之比。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2007-077867號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的問題

近年來，由于對(duì)來自燃?xì)廨啓C(jī)的廢氣的限制變得嚴(yán)格，因此使燃燒器中的燃料在更嚴(yán)格的條件下燃燒。因此，要求即使在不利于燃燒的條件下，也使燃料穩(wěn)定燃燒的技術(shù)。

因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能提高燃燒器中的燃燒穩(wěn)定性的技術(shù)。

用于解決問題的方案

作為用于實(shí)現(xiàn)上述目的的發(fā)明的方案的流量比計(jì)算裝置，

燃?xì)廨啓C(jī)具備：多個(gè)燃料系統(tǒng)；壓縮機(jī)，壓縮空氣并生成壓縮空氣；燃燒器，使來自多個(gè)所述燃料系統(tǒng)的燃料在所述壓縮空氣中燃燒并生成燃燒氣體；渦輪機(jī)，通過所述燃燒氣體進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，所述流量比計(jì)算裝置在所述燃?xì)廨啓C(jī)中計(jì)算出在多個(gè)所述燃料系統(tǒng)中流動(dòng)的所述燃料的流量比，所述流量比計(jì)算裝置具備：計(jì)算器，接收能表示所述燃燒器中的燃燒狀態(tài)的兩個(gè)參數(shù)的值，使用兩個(gè)所述參數(shù)與所述流量比的預(yù)定關(guān)系，計(jì)算出相對(duì)于所接收的兩個(gè)所述參數(shù)的值的所述流量比。

燃燒器內(nèi)的燃燒狀態(tài)可用兩個(gè)參數(shù)表示。在該流量比計(jì)算裝置中，接收能表示燃燒狀態(tài)的兩個(gè)參數(shù)的值，求出對(duì)應(yīng)于這些值的流量比。因此，在該流量比計(jì)算裝置中，相比于根據(jù)僅通過燃燒負(fù)荷指令值確定的燃燒狀態(tài)求出流量比，能更準(zhǔn)確地把握燃燒狀態(tài)，并能求出對(duì)應(yīng)于該燃燒狀態(tài)的流量比。需要說明的是，所謂的“燃燒負(fù)荷指令值”是使供來自燃燒器的燃燒氣體流入的渦輪機(jī)的入口溫度無量綱化的值。由此，在該流量比計(jì)算裝置中，通過將在多個(gè)燃料系統(tǒng)中流動(dòng)的燃料的流量比設(shè)為通過該流量比計(jì)算裝置計(jì)算出的流量比，能進(jìn)一步提高燃料的燃燒穩(wěn)定性。

在此，在作為上述方式的所述流量比計(jì)算裝置中，

所述計(jì)算器所接收的兩個(gè)參數(shù)中，第一參數(shù)可以是相對(duì)于所述渦輪機(jī)中的所述燃燒氣體的入口溫度變化具有相關(guān)性地變化的值，或者作為所述入口溫度的入口溫度相關(guān)值，第二參數(shù)可以是相對(duì)于所述燃燒器內(nèi)的所述燃燒氣體的流速變化具有相關(guān)性地變化的流速相關(guān)值。

該情況下，所述流速相關(guān)值可以是所述燃?xì)廨啓C(jī)的輸出、作為當(dāng)前的負(fù)荷相對(duì)于所述燃?xì)廨啓C(jī)所容許的最大負(fù)荷的比例的負(fù)荷率、從多個(gè)所述燃料系統(tǒng)向所述燃燒器供給的燃料的全流量、所述壓縮機(jī)所吸入的所述空氣的流量中的任一個(gè)。

此外，在作為上述方案的所述流量比計(jì)算裝置中，

所述計(jì)算器所接收的兩個(gè)參數(shù)中，第一參數(shù)可以是從多個(gè)所述燃料系統(tǒng)向所述燃燒器供給的燃料的全流量，第二參數(shù)可以是所述壓縮機(jī)所吸入的所述空氣的流量。

此外，在以上的任一種所述流量比計(jì)算裝置中，所述計(jì)算器可以具有：流量比運(yùn)算器，使用所述第一參數(shù)與所述流量比的預(yù)定關(guān)系，求出相對(duì)于所接收的所述第一參數(shù)的值的所述流量比；校正值運(yùn)算器，使用所述第二參數(shù)與所述流量比的校正值的預(yù)定關(guān)系，求出對(duì)應(yīng)于所接收的所述第二參數(shù)的值的校正值；校正器，通過所述校正值運(yùn)算器求出的所述校正值對(duì)所述流量比運(yùn)算器求出的所述流量比進(jìn)行校正。

此外，在具有所述校正值運(yùn)算器的所述流量比計(jì)算裝置中，所述校正值運(yùn)算器所使用的所述預(yù)定關(guān)系可以是在所述第一參數(shù)固定時(shí)的、所述第二參數(shù)與所述流量比的關(guān)系。

此外，在以上的任一種所述流量比計(jì)算裝置中，所述燃燒器具有：第一燒嘴，使燃料擴(kuò)散燃燒；第二燒嘴，使燃料預(yù)混合燃燒，作為多個(gè)所述燃料系統(tǒng)，所述燃?xì)廨啓C(jī)具有：第一燃料系統(tǒng)，向所述第一燒嘴供給燃料；第二燃料系統(tǒng)，向所述第二燒嘴供給燃料，在此情況下，所述流量比可包含從所述第一燃料系統(tǒng)向所述燃料器供給的燃料的流量相對(duì)于從多個(gè)所述燃料系統(tǒng)向所述燃燒器供給的燃料的全流量之比。

此外，在以上的任一種所述流量比計(jì)算裝置中，所述燃燒器具有噴射燃料的燒嘴，作為多個(gè)所述燃料系統(tǒng)，所述燃?xì)廨啓C(jī)具有：燒嘴系統(tǒng)，向所述燒嘴供給燃料；上游供給系統(tǒng)，向送至所述燒嘴的所述壓縮空氣中供給燃料，在此情況下，所述流量比可包含：從所述燒嘴系統(tǒng)向所述燃料器供給的燃料的流量相對(duì)于從多個(gè)所述燃料系統(tǒng)向所述燃燒器供給的燃料的全流量之比。

作為用于實(shí)現(xiàn)上述目的的發(fā)明的方案的流量比計(jì)算裝置，

具備：以上任一種的所述流量比計(jì)算裝置；全流量運(yùn)算器，求出從多個(gè)所述燃料系統(tǒng)向所述燃燒器供給的燃料的全流量；系統(tǒng)流量運(yùn)算器，使用由所述全流量運(yùn)算器求出的所述全流量和由所述流量比計(jì)算裝置計(jì)算出的所述流量比，求出多個(gè)燃料系統(tǒng)每一個(gè)的燃料流量；

閥控制器，對(duì)按多個(gè)所述燃料系統(tǒng)設(shè)置的燃料流量調(diào)節(jié)閥輸出控制信號(hào)，以便多個(gè)所述燃料系統(tǒng)每一個(gè)的燃料流量成為由所述系統(tǒng)流量運(yùn)算器求出的所述燃料流量。

作為用于實(shí)現(xiàn)上述目的的發(fā)明的方案的燃?xì)廨啓C(jī)成套設(shè)備，

具備：所述控制裝置和所述燃?xì)廨啓C(jī)。

作為用于實(shí)現(xiàn)上述目的的發(fā)明的方案的流量比計(jì)算方法，

燃?xì)廨啓C(jī)具備：多個(gè)燃料系統(tǒng)；壓縮機(jī)，壓縮空氣并生成壓縮空氣；燃燒器，使來自多個(gè)所述燃料系統(tǒng)的燃料在所述壓縮空氣中燃燒并生成燃燒氣體；渦輪機(jī)，通過所述燃燒氣體進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，所述流量比計(jì)算方法在所述燃?xì)廨啓C(jī)中計(jì)算出在多個(gè)所述燃料系統(tǒng)中流動(dòng)的所述燃料的流量比，其執(zhí)行如下工序：接收工序，接收能表示所述燃燒器中的燃燒狀態(tài)的兩個(gè)參數(shù)的值；運(yùn)算工序，使用兩個(gè)所述參數(shù)與所述流量比的預(yù)定關(guān)系，求出相對(duì)于在所述接收工序中所接收的兩個(gè)所述參數(shù)的值的所述流量比。

在此，在作為上述方式的所述流量比計(jì)算方法中，在所述接收工序中所接收的兩個(gè)參數(shù)中，第一參數(shù)可以是相對(duì)于所述渦輪機(jī)中的所述燃燒氣體的入口溫度變化具有相關(guān)性地變化的值，或者作為所述入口溫度的入口溫度相關(guān)值，第二參數(shù)可以是相對(duì)于所述燃燒器內(nèi)的所述燃燒氣體的流速變化具有相關(guān)性地變化的流速相關(guān)值。

該情況下，所述流速相關(guān)值可以是所述燃?xì)廨啓C(jī)的輸出、作為當(dāng)前的負(fù)荷相對(duì)于所述燃?xì)廨啓C(jī)所容許的最大負(fù)荷的比例的負(fù)荷率、從多個(gè)所述燃料系統(tǒng)向所述燃燒器供給的燃料的全流量、所述壓縮機(jī)所吸入的所述空氣的流量中的任一個(gè)。

此外，在作為上述方案的所述流量比計(jì)算方法中，在所述接收工序中所接收的兩個(gè)參數(shù)中，第一參數(shù)可以是從多個(gè)所述燃料系統(tǒng)向所述燃燒器供給的燃料的全流量，第二參數(shù)可以是所述壓縮機(jī)所吸入的所述空氣的流量。

此外，在以上的任一種所述的流量比計(jì)算方法中，

所述運(yùn)算工序可以包含：

流量比運(yùn)算工序，使用所述第一參數(shù)與所述流量比的預(yù)定關(guān)系，求出相對(duì)于在所述接收工序中所接收的所述第一參數(shù)的值的所述流量比；

校正值運(yùn)算工序，使用所述第二參數(shù)與所述流量比的校正值的預(yù)定關(guān)系，求出對(duì)應(yīng)于在所述接收工序中所接收的所述第二參數(shù)的值的校正值；

校正工序，通過在所述校正值運(yùn)算工序中求出的所述校正值對(duì)在所述流量比運(yùn)算工序中求出的所述流量比進(jìn)行校正。

該情況下，在所述校正值運(yùn)算工序中所使用的所述預(yù)定關(guān)系可以是在所述第一參數(shù)固定時(shí)的、所述第二參數(shù)與所述流量比的關(guān)系。

作為用于實(shí)現(xiàn)上述目的的發(fā)明的方案的燃料系統(tǒng)的控制方法，

執(zhí)行以上任一種所述流量比計(jì)算方法，并且執(zhí)行如下工序：

全流量運(yùn)算工序，求出從多個(gè)燃料系統(tǒng)向所述燃燒器供給的燃料的全流量；

系統(tǒng)流量運(yùn)算工序，使用在所述全流量運(yùn)算工序中求出的所述全流量和通過所述流量比計(jì)算方法計(jì)算出的所述流量比，求出多個(gè)燃料系統(tǒng)每一個(gè)的燃料流量；

閥控制工序，對(duì)按多個(gè)所述燃料系統(tǒng)設(shè)置的燃料流量調(diào)節(jié)閥輸出控制信號(hào)，以便多個(gè)所述燃料系統(tǒng)每一個(gè)的燃料流量成為在所述系統(tǒng)流量運(yùn)算工序中求出的所述燃料流量。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明的方案，能提高燃燒器內(nèi)的燃料的燃燒穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式的燃?xì)廨啓C(jī)成套設(shè)備的系統(tǒng)圖。

圖2是本發(fā)明的實(shí)施方式中的燃燒器的剖面圖。

圖3是本發(fā)明的實(shí)施方式中的燃燒器的主要部分剖面圖。

圖4是本發(fā)明的實(shí)施方式中的控制裝置的功能框圖。

圖5是本發(fā)明的實(shí)施方式中的燃燒負(fù)荷指令發(fā)生器的功能框圖。

圖6是本發(fā)明的實(shí)施方式中的負(fù)荷率運(yùn)算器的功能框圖。

圖7是本發(fā)明的實(shí)施方式中的燃料流量指令發(fā)生器的功能框圖。

圖8是本發(fā)明的實(shí)施方式中的流量比計(jì)算裝置的功能框圖。

圖9是本發(fā)明的實(shí)施方式中的系統(tǒng)流量運(yùn)算器以及閥控制器的功能框圖。

圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施方式中的負(fù)荷率與IGV開度的關(guān)系的曲線圖。

圖11是表示本發(fā)明的實(shí)施方式中的校正前的引燃比(PL₀比)與燃燒負(fù)荷指令值CLCSO的關(guān)系的曲線圖。

圖12是表示本發(fā)明的實(shí)施方式中的引燃比的校正值Cp與燃燒負(fù)荷指令值CLCSO的關(guān)系的曲線圖。

圖13是表示本發(fā)明的實(shí)施方式中的校正前的頂帽比(TH₀比)與燃燒負(fù)荷指令值CLCSO的關(guān)系的曲線圖。

圖14是表示本發(fā)明的實(shí)施方式中的校正前的頂帽比(TH₀比)以及校正后的頂帽比(TH比)與負(fù)荷率％Load的關(guān)系、以及頂帽比的校正值Ct與負(fù)荷率％Load的關(guān)系的曲線圖。

圖15是表示本發(fā)明的實(shí)施方式中的伴隨燃?xì)廨啓C(jī)的狀態(tài)變化的各種參數(shù)的變化的曲線圖。具體而言，圖15(a)是表示負(fù)荷率％Load與IGV開度的關(guān)系的曲線圖。圖15(b)是表示負(fù)荷率％Load與燃燒負(fù)荷指令值CLCSO的關(guān)系的曲線圖。圖15(c)是表示燃燒負(fù)荷指令值CLCSO與校正前的引燃比(PL₀比)的關(guān)系的曲線圖。圖15(d)是表示負(fù)荷率％Load與校正前的引燃比(PL₀比)的關(guān)系的曲線圖。圖15(e)是表示負(fù)荷率％Load與校正值Cp的關(guān)系的曲線圖。圖15(f)是表示負(fù)荷率％Load與校正后的引燃比(PL比)以及校正前的引燃比(PL₀比)的關(guān)系的曲線圖。

圖16是表示本發(fā)明的實(shí)施方式中的控制裝置的動(dòng)作的流程圖。

圖17是示出表示燃燒器內(nèi)的燃料的燃燒狀態(tài)的各種參數(shù)的說明圖。

圖18是相對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施方式的改進(jìn)例中的流量比計(jì)算裝置的功能框圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施方式

以下，使用附圖對(duì)本發(fā)明的流量比計(jì)算裝置、控制裝置、具備該控制裝置的燃?xì)廨啓C(jī)成套設(shè)備的實(shí)施方式加以說明。

如圖1所示，本實(shí)施方式的燃?xì)廨啓C(jī)成套設(shè)備具備：燃?xì)廨啓C(jī)10；發(fā)電機(jī)29，通過燃?xì)廨啓C(jī)10的驅(qū)動(dòng)而發(fā)電。燃?xì)廨啓C(jī)10具備：壓縮機(jī)11，壓縮空氣；燃燒器31，使燃料F在由壓縮機(jī)11壓縮的空氣中燃燒并生成燃燒氣體；渦輪機(jī)21，通過高溫高壓的燃燒氣體驅(qū)動(dòng)。

壓縮機(jī)11具有：壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子13，以軸線為中心旋轉(zhuǎn)；壓縮機(jī)殼體12，對(duì)該壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子13可旋轉(zhuǎn)地進(jìn)行覆蓋；IGV(inlet guide Vane，入口導(dǎo)葉)14，設(shè)于該壓縮機(jī)殼體12的吸入口。IGV14具有：多個(gè)導(dǎo)葉15；驅(qū)動(dòng)器16，驅(qū)動(dòng)多個(gè)導(dǎo)葉15。該IGV14調(diào)節(jié)吸入至壓縮機(jī)殼體12內(nèi)的空氣的流量。

渦輪機(jī)21具有：渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子23，通過來自燃燒器31的燃燒氣體，以軸線為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；渦輪機(jī)殼體22，對(duì)該渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子23可旋轉(zhuǎn)地進(jìn)行覆蓋。渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子23和壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子13以同一軸線為中心旋轉(zhuǎn)，彼此連結(jié)，形成燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子28。在該燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子28連接有發(fā)電機(jī)29的轉(zhuǎn)子。

如圖2所示，燃燒器31具備：外筒32，固定于渦輪機(jī)殼體22；燃燒筒33(或者尾筒)33，配置于渦輪機(jī)殼體22內(nèi)，將燃燒氣體送至渦輪機(jī)21的燃燒氣體流道中；燃料供給器41，向該燃燒筒33內(nèi)供給燃料以及空氣。

如圖2以及圖3所示，燃料供給器41具有：內(nèi)筒42；引燃燒嘴(第一燒嘴)43，配置于內(nèi)筒42的中心軸線上；多個(gè)主燒嘴(第二燒嘴)53，將該引燃燒嘴43作為中心，在周向上等間隔地配置；頂帽噴嘴51，在外筒32的內(nèi)周側(cè)配置于內(nèi)筒42的外周側(cè)。需要說明的是，以下，將內(nèi)筒42的中心軸線的延伸方向上，燃燒氣體G將在燃燒筒33內(nèi)流去的一側(cè)設(shè)為下游側(cè)，將其相反側(cè)設(shè)為上游側(cè)。

引燃燒嘴43具有：引燃噴嘴44，配置于內(nèi)筒42的中心軸線上；筒狀的引燃空氣用筒45，包圍該引燃噴嘴44的外周。引燃空氣用筒45的下游側(cè)而形成隨著朝向下游側(cè)逐漸擴(kuò)徑的引燃錐46。在引燃空氣用筒45的內(nèi)周側(cè)形成供作為引燃空氣Ap的來自壓縮機(jī)11的壓縮空氣Ac流動(dòng)的引燃空氣流道48。從引燃噴嘴44噴射的引燃燃料Fp在從該引燃空氣流道48噴出的引燃空氣Ap中燃燒(擴(kuò)散燃燒)，形成擴(kuò)散火焰49。

主燒嘴53具有：筒狀的主空氣用內(nèi)筒55，包圍引燃空氣用筒45的外周；筒狀的主空氣用外筒56，包圍主空氣用內(nèi)筒55的外周；多個(gè)隔板57；主噴嘴54，配置于多個(gè)隔板57彼此之間。多個(gè)隔板57將主空氣用內(nèi)筒55的外周側(cè)與主空氣用外筒56的內(nèi)周側(cè)之間的環(huán)形空間在周向上分割成多個(gè)。通過主空氣用內(nèi)筒55、主空氣用外筒56和多個(gè)隔板57劃定的多個(gè)空間形成供作為主空氣Am的來自壓縮機(jī)11的壓縮空氣Ac流動(dòng)的主空氣流道58。從配置于該主空氣流道58內(nèi)的主噴嘴54向在該主空氣流道58中流動(dòng)的主空氣Am噴射主燃料Fm。因此，在主空氣流道58內(nèi)比主噴嘴54的頂端(下游端)靠下游側(cè)的位置，混合有主空氣Am和主燃料Fm的預(yù)混合氣體流過。當(dāng)該預(yù)混合氣體從主空氣流道58流出時(shí)燃燒(預(yù)混合燃燒)，形成預(yù)混合火焰59。上述擴(kuò)散火焰49起到使該預(yù)混合火焰59穩(wěn)定的作用。

外筒32的內(nèi)周側(cè)與內(nèi)筒42的外周側(cè)的空間形成將來自壓縮機(jī)11的壓縮空氣Ac引導(dǎo)至內(nèi)筒42內(nèi)的壓縮空氣流道52。頂帽噴嘴51將頂帽燃料Ft噴射至該壓縮空氣流道52。因此，當(dāng)頂帽燃料Ft噴射至壓縮空氣流道52時(shí)，頂帽燃料Ft混入主空氣Am以及引燃空氣Ap中。

如圖1以及圖2所示，本實(shí)施方式的燃?xì)廨啓C(jī)成套設(shè)備還具備：引燃燃料管線(第一燃料系統(tǒng))61，將引燃燃料Fp送至引燃噴嘴44；主燃料管線(第二燃料系統(tǒng))62，將主燃料Fm送至主噴嘴54；頂帽燃料管線(上游供給系統(tǒng))63，將頂帽燃料Ft送至頂帽噴嘴51；引燃燃料閥65，調(diào)節(jié)引燃燃料Fp的流量；主燃料閥66，調(diào)節(jié)主燃料Fm的流量；頂帽燃料閥67，調(diào)節(jié)頂帽燃料Ft的流量；控制裝置100，控制這些燃料閥65、66、67的動(dòng)作等。

引燃燃料管線61、主燃料管線62以及頂帽燃料管線63均是從燃料管線60分支的管線。引燃燃料閥65設(shè)于引燃燃料管線61，主燃料閥66設(shè)于主燃料管線62，頂帽燃料閥67設(shè)于頂帽燃料管線63。

如圖1所示，本實(shí)施方式的燃?xì)廨啓C(jī)成套設(shè)備還具備：轉(zhuǎn)速計(jì)71，檢測(cè)燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子28的轉(zhuǎn)速N；輸出計(jì)72，檢測(cè)發(fā)電機(jī)29的輸出PW；吸氣溫度計(jì)73，檢測(cè)作為壓縮機(jī)11所吸入的空氣A的溫度的吸氣溫度Ti；吸氣壓計(jì)74，檢測(cè)作為壓縮機(jī)11所吸入的空氣的壓力的吸氣壓(大氣壓)Pi；葉片通道溫度計(jì)75，檢測(cè)葉片通道溫度Tb；廢氣溫度計(jì)76，檢測(cè)廢氣的溫度Te。葉片通道溫度計(jì)75所檢測(cè)的葉片通道溫度Tb是渦輪機(jī)21的終段后面的燃燒氣體的溫度。廢氣溫度計(jì)76所檢測(cè)的廢氣溫度Te是比渦輪機(jī)21的終段更靠近下游側(cè)的排氣管道內(nèi)的廢氣溫度。

如圖4所示，控制裝置100具備：接口180，接收來自各檢測(cè)計(jì)的檢測(cè)值等；燃燒負(fù)荷指令發(fā)生器110，產(chǎn)生燃燒負(fù)荷指令值CLCSO；負(fù)荷率運(yùn)算器120，求出燃?xì)廨啓C(jī)10的當(dāng)前負(fù)荷率％Load；燃料流量指令發(fā)生器130，產(chǎn)生燃料流量指令值CSO；引燃比計(jì)算器140p，計(jì)算出作為引燃燃料流量Fpf相對(duì)于全燃料流量之比的引燃比(PL比)；頂帽比計(jì)算器140t，計(jì)算出作為頂帽燃料流量Ftf相對(duì)于全燃料流量之比的頂帽比(TH比)；系統(tǒng)流量運(yùn)算器160，求出各燃料管線61、62、63的流量；閥控制器170，根據(jù)各燃料管線61、62、63的流量向各燃料閥65、66、67輸出控制信號(hào)。需要說明的是，在本實(shí)施方式中，通過引燃比計(jì)算器140p和頂帽比計(jì)算器140t構(gòu)成流量比計(jì)算裝置140。

燃燒負(fù)荷指令值CLCSO是使渦輪機(jī)21中的燃燒氣體的入口溫度無量綱化的參數(shù)，是與該入口溫度具有正相關(guān)性的參數(shù)。燃燒負(fù)荷指令值CLCSO設(shè)定為：在入口溫度達(dá)到下限值時(shí)為0％；在入口溫度達(dá)到上限值時(shí)為100％。例如，在將入口溫度的下限值設(shè)為700℃、將入口溫度的上限值設(shè)為1500℃時(shí)，燃燒負(fù)荷指令值CLCSO通過下式表示。

CLCSO(％)＝{(發(fā)電機(jī)輸出的實(shí)測(cè)值-700℃MW)/(1500℃MW-700℃MW)}×100

需要說明的是，700℃MW是入口溫度達(dá)到下限值700℃時(shí)的發(fā)電機(jī)輸出；1500℃MW是入口溫度達(dá)到上限值1500℃時(shí)的發(fā)電機(jī)輸出。

如圖5所示，燃燒負(fù)荷指令發(fā)生器110具有：第一輸出運(yùn)算器111a、第二輸出運(yùn)算器111b、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓發(fā)生器112、第一除法器113、第一乘法器114a、第二乘法器114b、第一減法器115a、第二減法器115b、第二除法器116、限制器117。第一輸出運(yùn)算器111a求出在入口溫度達(dá)到下限值700℃時(shí)的發(fā)電機(jī)輸出700℃MW。第二輸出運(yùn)算器111b求出在入口溫度達(dá)到上限值1500℃時(shí)的發(fā)電機(jī)輸出700℃MW。標(biāo)準(zhǔn)大氣壓發(fā)生器112產(chǎn)生預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)大氣壓Ps。第一除法器113求出作為由吸氣壓計(jì)74檢測(cè)的吸氣壓Pi相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(標(biāo)準(zhǔn)吸氣壓)Ps的比例的吸氣壓比Pr。第一乘法器114a將吸氣壓比Pr乘以第一輸出運(yùn)算器111a求出的發(fā)電機(jī)輸出700℃MW。第二乘法器114b將吸氣壓比Pr乘以第二輸出運(yùn)算器111b求出的發(fā)電機(jī)輸出1500℃MW。第一減法器115a從由輸出計(jì)72檢測(cè)的發(fā)電機(jī)29的實(shí)測(cè)輸出PW減去第一乘法器114a中的乘法結(jié)果。第二減法器115b從第二乘法器114b中的乘法結(jié)果減去第一乘法器114a中的乘法結(jié)果。第二除法器116使第一減法器115a中的減法結(jié)果除以第二減法器115b中的減法結(jié)果。限制器117限制來自第二除法器116的輸出的增減率。

第一輸出運(yùn)算器111a將吸氣溫度Ti和IGV開度指令值作為變動(dòng)參數(shù)，使用函數(shù)H₁x求出入口溫度達(dá)到700℃時(shí)的發(fā)電機(jī)輸出700℃MW。此外，第二輸出運(yùn)算器111b將吸氣溫度Ti和IGV開度指令值作為變動(dòng)參數(shù)，使用函數(shù)H₂x求出入口溫度達(dá)到1500℃時(shí)的發(fā)電機(jī)輸出700℃MW。

在此，IGV開度指令值是控制裝置100賦予IGV14的驅(qū)動(dòng)器16的指令值，是表示IGV開度的指令值。該IGV開度指令值例如，根據(jù)作為壓縮機(jī)11的入口壓力的大氣壓Pi和壓縮機(jī)11的出口壓力、燃?xì)廨啓C(jī)10在當(dāng)前的負(fù)荷率％Load等求出。負(fù)荷率％Load與IGV開度的關(guān)系是：例如，如圖10所示，隨著負(fù)荷率％Load的增加IGV開度增加的關(guān)系。相對(duì)于負(fù)荷率％Load的增加量的IGV開度的增加量、IGV開度開始增加的負(fù)荷率％Load等，根據(jù)燃?xì)廨啓C(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃、作為壓縮機(jī)11的入口壓力的大氣壓Pi等而變更。需要說明的是，以上是使用負(fù)荷率％Load來確定IGV開度的例子，但也可以代替負(fù)荷率％Load而使用作為燃?xì)廨啓C(jī)10的輸出的發(fā)電機(jī)29的輸出PW來確定IGV開度。

燃燒負(fù)荷指令發(fā)生器110的各輸出運(yùn)算器111a、111b將在吸氣溫度以及IGV開度指令值為基準(zhǔn)值的情況下的700℃MW、1500℃MW的已知值變更為與實(shí)際的吸氣溫度Ti以及IGV開度指令值對(duì)應(yīng)的值，將變更后的值作為700℃MW、1500℃MW輸出。

這些700℃MW以及1500℃MW基于吸氣壓(大氣壓)的實(shí)測(cè)值Pi進(jìn)一步地被校正處理。具體而言，第一除法器113求出作為由吸氣壓計(jì)74檢測(cè)的吸氣壓(大氣壓)Pi相對(duì)于來自標(biāo)準(zhǔn)大氣壓發(fā)生器112的標(biāo)準(zhǔn)吸氣壓(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)Ps的比例的吸氣壓比Pr。第一乘法器114a使來自第一輸出運(yùn)算器111a的700℃MW乘以吸氣壓比Pr，將700℃MW校正成對(duì)應(yīng)于吸氣壓比Pr的值。第二乘法器114b使來自第二輸出運(yùn)算器111b的1500℃MW乘以吸氣壓比Pr，將1500℃MW校正成對(duì)應(yīng)于吸氣壓比Pr的值。即，以上，將吸氣溫度以及IGV開度指令值為基準(zhǔn)值的情況下的700℃MW、1500℃MW的已知值校正成對(duì)應(yīng)于實(shí)測(cè)吸氣溫度Ti、IGV開度指令值以及實(shí)測(cè)吸氣壓比Pr的值。

第一減法器115a從由輸出計(jì)72檢測(cè)的發(fā)電機(jī)29的實(shí)測(cè)輸出PW減去通過吸氣壓比Pr校正后的700℃MW。即，第一減法器115a求出上述算式的分子的值。第二減法器115b從通過吸氣壓比Pr校正后的1500℃MW減去通過吸氣壓比Pr校正后的700℃MW。即，第二減法器115b求出上述算式的分母的值。

第二除法器116使由第一減法器115a求出的上述算式的分子的值除以由第二減法器115b求出的上述算式的分母的值，將該值作為燃燒負(fù)荷指令值輸出。限制器117限制該燃燒負(fù)荷指令值的增減率，以便作為來自第二除法器116的燃燒負(fù)荷指令值的每單位時(shí)間的變化量的增減率成為預(yù)定值以下。

需要說明的是，以上，將渦輪機(jī)21中的燃燒氣體的入口溫度的下限值設(shè)為700℃、將其上限值設(shè)為1500℃，但根據(jù)燃燒器31的型號(hào)等，也可以將渦輪機(jī)21中的燃燒氣體的入口溫度的下限值以及上限值設(shè)為與以上的例子不同的值。

從燃燒負(fù)荷指令發(fā)生器110輸出由限制器117限制了增減率的燃燒負(fù)荷指令值CLCSO。

燃?xì)廨啓C(jī)10的負(fù)荷率％Load是當(dāng)前的負(fù)荷PW相對(duì)于在當(dāng)前的燃?xì)廨啓C(jī)10的狀態(tài)下所容許的最大負(fù)荷PWmax的比例。如圖6所示，負(fù)荷率運(yùn)算器120具有：最大負(fù)荷運(yùn)算器121，求出在當(dāng)前的燃?xì)廨啓C(jī)10的狀態(tài)下所容許的最大負(fù)荷PWmax；除法器127，使作為由輸出計(jì)72檢測(cè)的發(fā)電機(jī)29的輸出的實(shí)測(cè)負(fù)荷PW除以最大負(fù)荷PWmax。

最大負(fù)荷運(yùn)算器121具有：第一負(fù)荷系數(shù)運(yùn)算器122，求出對(duì)應(yīng)于吸氣壓Pi的最大負(fù)荷系數(shù)Ip；第二負(fù)荷系數(shù)運(yùn)算器123，求出對(duì)應(yīng)于吸氣溫度Ti的最大負(fù)荷系數(shù)It；第一乘法器124，將最大負(fù)荷系數(shù)Ip與最大負(fù)荷系數(shù)It進(jìn)行相乘；劣化系數(shù)發(fā)生器125，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于燃?xì)廨啓C(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的劣化系數(shù)K；第二乘法器126，使第一乘法器124中的乘法結(jié)果乘以劣化系數(shù)K。即，最大負(fù)荷運(yùn)算器121求出對(duì)應(yīng)于由吸氣壓計(jì)74檢測(cè)的實(shí)測(cè)吸氣壓Pi、由吸氣溫度計(jì)73檢測(cè)的實(shí)測(cè)吸氣溫度Ti、以及燃?xì)廨啓C(jī)10的劣化系數(shù)K的最大負(fù)荷PWmax。如前所述，除法器127使作為由輸出計(jì)72檢測(cè)的發(fā)電機(jī)29的輸出的實(shí)測(cè)負(fù)荷PW除以最大負(fù)荷PWmax，將其作為負(fù)荷率％Load輸出。

燃料流量指令值CSO是表示供給至燃燒器31的燃料的全流量(以下，稱為“全燃料流量”)的值。因此，燃料流量指令發(fā)生器130作為全流量運(yùn)算器發(fā)揮作用。因此，如后所述，燃料流量指令發(fā)生器130執(zhí)行求出全燃料流量的全燃料流量運(yùn)算工序。

如圖7所示，燃料流量指令發(fā)生器130具有：調(diào)速器控制器131、負(fù)荷控制器132、第一溫度控制器133、第二溫度控制器134、低值選擇器135、限制器136。調(diào)速器控制器131輸出用于控制全燃料流量的指令值，以便燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子28的轉(zhuǎn)速N達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)速。負(fù)荷控制器132輸出用于控制全燃料流量的指令值，以便發(fā)電機(jī)輸出PW與發(fā)電機(jī)輸出指令值一致。第一溫度控制器133輸出用于控制全燃料流量的指令值，以便燃?xì)廨啓C(jī)的葉片通道溫度Tb不超過上限值。第二溫度控制器134輸出用于控制全燃料流量的指令值，以便廢氣溫度Te不超過上限值。低值選擇器135輸出在來自各控制器131～134的指令值中最小或者最低值的指令值。限制器136限制來自低值選擇器135的指令的增減率。

調(diào)速器控制器131從轉(zhuǎn)速計(jì)71接收燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子28的轉(zhuǎn)速N，輸出用于控制全燃料流量的指令值GVCSO，以便該燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子28的轉(zhuǎn)速N與目標(biāo)轉(zhuǎn)速一致。具體而言，調(diào)速器控制器131對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子28的實(shí)測(cè)轉(zhuǎn)速N和預(yù)先設(shè)定的GV設(shè)定值進(jìn)行比較，將比例控制信號(hào)作為指令值GVCSO輸出。

負(fù)荷控制器132從輸出計(jì)72接收發(fā)電機(jī)29的實(shí)際檢測(cè)輸出PW，從上位控制裝置90(參照?qǐng)D1)接收發(fā)電機(jī)輸出指令值。負(fù)荷控制器132輸出用于控制全燃料流量的指令值LDCSO，以便實(shí)測(cè)輸出PW與發(fā)電機(jī)輸出指令值一致。具體而言，負(fù)荷控制器132對(duì)實(shí)際檢測(cè)輸出PW和發(fā)電機(jī)輸出指令值進(jìn)行比較，進(jìn)行比例積分運(yùn)算，將該結(jié)果作為指令值LDCSO輸出。

第一溫度控制器133從葉片通道溫度計(jì)75接收葉片通道溫度Tb，輸出用于控制全燃料流量的指令值BPCSO，以便該葉片通道溫度Tb不超過上限值。具體而言，第一溫度控制器133對(duì)實(shí)際檢測(cè)葉片通道溫度Tb和其上限值進(jìn)行比較，進(jìn)行比例積分運(yùn)算，將該結(jié)果作為指令值BPCSO輸出。

第二溫度控制器134從廢氣溫度計(jì)76接收廢氣溫度Te，輸出用于控制全燃料流量的指令值EXCSO，以便該排氣溫度Te不超過上限值。具體而言，第二溫度控制器134對(duì)實(shí)際檢測(cè)排氣溫度Te和其上限值進(jìn)行比較，進(jìn)行比例積分運(yùn)算，將該結(jié)果作為指令值EXCSO輸出。

低值選擇器135選擇在來自各控制器131～134的指令值中最小或者最低值的指令值，輸出該指令值。限制器136限制來自低值選擇器135的指令的增減率，將其作為燃料流量指令值CSO輸出。

引燃比(PL比)是引燃燃料流量Fpf相對(duì)于全燃料流量之比。如圖8所示，引燃比計(jì)算器140p具有：PL₀比運(yùn)算器(流量比運(yùn)算器)141p，求出作為對(duì)應(yīng)于燃燒負(fù)荷指令值CLCSO的引燃比的PL₀比；校正值運(yùn)算器142p，求出對(duì)應(yīng)于負(fù)荷率％Load的校正值Cp；校正器144p，通過校正值Cp校正PL₀比。

PL₀比運(yùn)算器141p具有函數(shù)F₁x，該函數(shù)F₁x限定與渦輪機(jī)21中的燃燒氣體的入口溫度具有正相關(guān)性的燃燒負(fù)荷指令值CLCSO與PL₀比的關(guān)系。如圖11所示，函數(shù)F₁x是隨著燃燒負(fù)荷指令值CLCSO的增加，即隨著燃燒氣體的入口溫度的上升，PL₀比逐漸變小的函數(shù)。PL₀比運(yùn)算器141p接收來自燃燒負(fù)荷指令發(fā)生器110的燃燒負(fù)荷指令值CLCSO，使用函數(shù)F₁x求出對(duì)應(yīng)于該燃燒負(fù)荷指令值CLCSO的PL₀比。需要說明的是，在此，通過函數(shù)F₁x限定燃燒負(fù)荷指令值CLCSO與PL₀比的關(guān)系，但也可以通過映射圖來限定該關(guān)系。

如圖12所示，校正值運(yùn)算器142p具有函數(shù)G₁x，該函數(shù)G₁x限定負(fù)荷率％Load與校正值Cp的關(guān)系。校正值運(yùn)算器142p接收來自負(fù)荷率運(yùn)算器120的負(fù)荷率％Load，使用函數(shù)G₁x求出對(duì)應(yīng)于當(dāng)前的負(fù)荷率％Load的校正值Ci。需要說明的是，在此，通過函數(shù)G₁x限定負(fù)荷率％Load與校正值Cp的關(guān)系，但也可以通過映射圖來限定該關(guān)系。

頂帽比(TH比)是頂帽燃料流量Ftf相對(duì)于全燃料流量之比。如圖8所示，頂帽比計(jì)算器140t具有：TH₀比運(yùn)算器(流量比運(yùn)算器)141t，求出作為對(duì)應(yīng)于燃燒負(fù)荷指令值CLCSO的頂帽比的TH₀比；校正值運(yùn)算器142t，求出對(duì)應(yīng)于負(fù)荷率％Load的校正值；變動(dòng)檢測(cè)器144，檢測(cè)燃料流量指令值CSO的變動(dòng)；校正器144t，通過校正值Ct校正TH₀比。

TH₀比運(yùn)算器141t具有函數(shù)F₂x，該函數(shù)F₂x限定燃燒負(fù)荷指令值CLCSO與TH₀比的關(guān)系。如圖13所示，函數(shù)F₂x是隨著燃燒負(fù)荷指令值CLCSO的增加，即隨著燃燒氣體的入口溫度的上升，TH₀比逐漸變大的函數(shù)。TH₀比運(yùn)算器141t接收來自燃燒負(fù)荷指令發(fā)生器110的燃燒負(fù)荷指令值CLCSO，使用函數(shù)F₂x求出對(duì)應(yīng)于該燃燒負(fù)荷指令值CLCSO的TH₀比。需要說明的是，在此，通過函數(shù)F₂x限定燃燒負(fù)荷指令值CLCSO與TH₀比的關(guān)系，但也可以通過映射圖來限定該關(guān)系。

如圖14所示，校正值運(yùn)算器142t具有函數(shù)G₂x，該函數(shù)G₂x限定負(fù)荷率％Load與校正值Ct的關(guān)系。校正值運(yùn)算器142t接收來自負(fù)荷率運(yùn)算器120的負(fù)荷率％Load，使用函數(shù)G₂x求出對(duì)應(yīng)于當(dāng)前的負(fù)荷率％Load的校正值Ct。需要說明的是，在此，通過函數(shù)G₂x限定負(fù)荷率％Load與校正值Ct的關(guān)系，但也可以通過映射圖來限定該關(guān)系。

如圖9所示，系統(tǒng)流量運(yùn)算器160具有：第一乘法器161，使用引燃比計(jì)算器140p所求出的PL比求出引燃燃料流量Fpf；第二乘法器162，使用頂帽比計(jì)算器140t所求出的TH比求出頂帽燃料流量Ftf；第一減法器163，從表示全燃料流量的燃料流量指令值CSO減去頂帽燃料流量Ftf；第二減法器164，從第一減法器163的減法結(jié)果進(jìn)一步減去引燃燃料流量Fpf。

第一乘法器161使表示全燃料流量的燃料流量指令值CSO乘以引燃比計(jì)算器140p求出的PL比，求出引燃燃料流量Fpf，將其輸出至閥控制器170。第二乘法器162使表示全燃料流量的燃料流量指令值CSO乘以頂帽比計(jì)算器140t求出的TH比，求出頂帽燃料流量Ftf，將其輸出至閥控制器170。如前所述，第一減法器163從表示全燃料流量的燃料流量指令值CSO減去頂帽燃料流量Ftf。第二減法器164從第一減法器163的減法結(jié)果進(jìn)一步減去引燃燃料流量Fpf，將該減法結(jié)果作為主燃料流量Fmf輸出至閥控制器170。即，該系統(tǒng)流量運(yùn)算器160執(zhí)行求出各燃料流量的系統(tǒng)流量運(yùn)算工序。

如圖9所示，閥控制器170具有：閥驅(qū)動(dòng)量運(yùn)算器171，求出引燃燃料閥65的驅(qū)動(dòng)量；閥控制信號(hào)輸出器175，向引燃燃料閥65輸出控制信號(hào)；閥驅(qū)動(dòng)量運(yùn)算器172，求出頂帽燃料閥67的驅(qū)動(dòng)量；閥控制信號(hào)輸出器176，向頂帽燃料閥67輸出控制信號(hào)；閥驅(qū)動(dòng)量運(yùn)算器173，求出主燃料閥66的驅(qū)動(dòng)量；閥控制信號(hào)輸出器177，向主燃料閥66輸出控制信號(hào)。

求出引燃燃料閥65的驅(qū)動(dòng)量的閥驅(qū)動(dòng)量運(yùn)算器171根據(jù)系統(tǒng)流量運(yùn)算器160所求出的引燃燃料流量Fpf，求出引燃燃料閥65的驅(qū)動(dòng)量。閥控制信號(hào)輸出器175生成對(duì)應(yīng)于該引燃燃料閥65的驅(qū)動(dòng)量的控制信號(hào)，將該控制信號(hào)輸出至引燃燃料閥65。求出頂帽燃料閥67的驅(qū)動(dòng)量的閥驅(qū)動(dòng)量運(yùn)算器172根據(jù)系統(tǒng)流量運(yùn)算器160所求出的頂帽燃料流量Ftf，求出頂帽燃料閥67的驅(qū)動(dòng)量。閥控制信號(hào)輸出器176生成對(duì)應(yīng)于該頂帽燃料閥67的驅(qū)動(dòng)量的控制信號(hào)，將該控制信號(hào)輸出至頂帽燃料閥67。求出主燃料閥66的驅(qū)動(dòng)量的閥驅(qū)動(dòng)量運(yùn)算器173根據(jù)系統(tǒng)流量運(yùn)算器160所求出的主燃料流量Fmf，求出主燃料閥66的驅(qū)動(dòng)量。閥控制信號(hào)輸出器177生成對(duì)應(yīng)于該主燃料閥66的驅(qū)動(dòng)量的控制信號(hào)，將該控制信號(hào)輸出至主燃料閥66。即，該閥控制器170執(zhí)行對(duì)各燃料閥輸出控制信號(hào)的閥控制工序。

接著，按照?qǐng)D16所示的流程圖，對(duì)控制裝置100的動(dòng)作加以說明。

如前所述，燃燒負(fù)荷指令發(fā)生器110使用由輸出計(jì)72檢測(cè)的發(fā)電機(jī)29的實(shí)測(cè)輸出PW、IGV開度指令值、由吸氣壓計(jì)74檢測(cè)的吸氣壓Pi、由吸氣溫度計(jì)73的吸氣溫度Ti，求出作為與渦輪機(jī)21中的燃燒氣體的入口溫度具有正相關(guān)性的參數(shù)的燃燒負(fù)荷指令值CLCSO(S10：入口溫度相關(guān)值運(yùn)算工序)。

負(fù)荷率運(yùn)算器120求出燃?xì)廨啓C(jī)10的當(dāng)前負(fù)荷率％Load(S20：負(fù)荷率運(yùn)算工序)。這時(shí)，如前所述，負(fù)荷率運(yùn)算器120使用由吸氣壓計(jì)74檢測(cè)的吸氣壓Pi、由吸氣溫度計(jì)73檢測(cè)的吸氣溫度Ti，求出對(duì)應(yīng)于當(dāng)前的吸氣壓Pi以及吸氣溫度Ti的燃?xì)廨啓C(jī)10的最大負(fù)荷PWmax。負(fù)荷率運(yùn)算器120使作為由輸出計(jì)72檢測(cè)的發(fā)電機(jī)29的輸出的實(shí)測(cè)負(fù)荷PW除以該最大負(fù)荷PWmax，將該值作為負(fù)荷率％Load輸出。

燃料流量指令發(fā)生器130求出表示供給至燃?xì)廨啓C(jī)10的燃燒器的燃料的全流量的燃料流量指令值CSO(S30：全流量運(yùn)算工序)。這時(shí)，如前所述，燃料流量指令發(fā)生器130求出多個(gè)指令值，將在多個(gè)指令值中最小或者最低值的指令值作為燃料流量指令值CSO輸出。

以上的入口溫度相關(guān)值運(yùn)算工序(S10)、負(fù)荷率運(yùn)算工序(S20)以及全流量運(yùn)算工序(S30)彼此相繼執(zhí)行或者并行執(zhí)行。

流量比計(jì)算裝置計(jì)算出在各燃料管線61、62、63中流動(dòng)的燃料的流量比(S40：流量比計(jì)算工序)。該流量比計(jì)算工序(S40)包含：PL比計(jì)算工序(S40p)，計(jì)算出作為引燃燃料流量Fpf相對(duì)于全燃料流量之比的引燃比(PL比)；TH比計(jì)算工序(S40t)，計(jì)算出作為頂帽燃料流量Ftf相對(duì)于全燃料流量之比的頂帽比(TH比)。

在PL比計(jì)算工序(S40p)中，引燃比計(jì)算器140p接收燃燒負(fù)荷指令發(fā)生器110所輸出的燃燒負(fù)荷指令值CLCCSO和負(fù)荷率運(yùn)算器120所輸出的負(fù)荷率％Load(S41p：接收工序)，使用這些求出PL比(S42p：PL比運(yùn)算工序)。如前所述，在PL比運(yùn)算工序(S42p)中，首先，PL₀比運(yùn)算器141p使用函數(shù)F₁x求出對(duì)應(yīng)于之前接收的燃燒負(fù)荷指令值CLCSO的PL₀比(S43p：PL₀比運(yùn)算工序)。接著，或者與PL₀比運(yùn)算工序(S43p)并行地，校正值運(yùn)算器142p使用函數(shù)G₁x求出對(duì)應(yīng)于之前接收的負(fù)荷率％Load的校正值Cp(S44p：校正值Cp運(yùn)算工序)。然后，校正器144p在PL₀比加上校正值Cp，將該值作為校正后的引燃比(PL比)輸出(S45p：校正工序)。

在TH比計(jì)算工序(S40t)中，頂帽比計(jì)算器140t接收燃燒負(fù)荷指令發(fā)生器110所輸出的燃燒負(fù)荷指令值CLCCSO和負(fù)荷率運(yùn)算器120所輸出的負(fù)荷率％Load(S41t：接收工序)，使用這些求出TH比(S42t：TH比運(yùn)算工序)。如前所述，在TH比運(yùn)算工序(S42t)中，首先，TH₀比運(yùn)算器141t使用函數(shù)F₂x求出對(duì)應(yīng)于之前接收的燃燒負(fù)荷指令值CLCSO的TH₀比(S43t：TH₀比運(yùn)算工序)。接著，或者與TH₀比運(yùn)算工序(S43t)并行地，校正值運(yùn)算器142t使用函數(shù)G₂x求出對(duì)應(yīng)于之前接收的負(fù)荷率％Load的校正值Ct(S44t：校正值Ct運(yùn)算工序)。然后，校正器144t在TH₀比加上校正值Ct，將該值作為校正后的引燃比(PL比)輸出(S45t：校正工序)。

至此，流量比計(jì)算工序(S40)結(jié)束。

如前所述，系統(tǒng)流量運(yùn)算器160使用引燃比計(jì)算器140p求出的PL比、以及頂帽比計(jì)算器140t求出的TH比，求出相對(duì)于燃料流量指令值CSO所表示的全燃料流量的引燃燃料流量Fpf、頂帽燃料流量Ftf、主燃料流量Fmf，將這些輸出至閥控制器170(S50：系統(tǒng)流量運(yùn)算工序)。

如前所述，閥控制器170求出獲得引燃燃料流量Fpf的引燃燃料閥65的驅(qū)動(dòng)量，將表示該驅(qū)動(dòng)量的控制信號(hào)輸出至引燃燃料閥65。閥控制器170求出獲得主燃料流量Fmf的主燃料閥66的驅(qū)動(dòng)量，將表示該驅(qū)動(dòng)量的控制信號(hào)輸出至主燃料閥66。進(jìn)而，閥控制器170求出獲得頂帽燃料流量Ftf的頂帽燃料閥67的驅(qū)動(dòng)量，將表示該驅(qū)動(dòng)量的控制信號(hào)輸出至頂帽燃料閥67(S60：閥控制工序)。

當(dāng)從各閥控制信號(hào)輸出器175、176、177向各燃料閥65、66、67輸出控制信號(hào)時(shí)，各燃料閥65、66、67按照控制信號(hào)所表示的驅(qū)動(dòng)量驅(qū)動(dòng)。其結(jié)果是：在引燃燃料管線61流過對(duì)應(yīng)于引燃比計(jì)算器140p求出的PL比的流量Fpf的引燃燃料Fp。在頂帽燃料管線63流過對(duì)應(yīng)于頂帽比計(jì)算器140t求出的TH比的流量Ftf的頂帽燃料Ft。此外，在主燃料管線62流過從全燃料流量減去引燃燃料流量Fpf以及頂帽燃料流量Ftf之后的流量Fmf的主燃料Fm。

至此，由控制裝置100進(jìn)行的對(duì)各燃料閥65、66、67的一系列控制處理結(jié)束。該控制處理例如按每當(dāng)接口180接收來自各檢測(cè)計(jì)的檢測(cè)值等而反復(fù)執(zhí)行。

接著，使用圖15，對(duì)表示燃?xì)廨啓C(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的各種參數(shù)的變化加以說明。需要說明的是，在圖15的(a)～(f)的各S1中，燃?xì)廨啓C(jī)10的狀態(tài)是彼此相同的狀態(tài)。同樣地，在圖15的(a)～(f)的各S2～S6中，相同附圖標(biāo)記之間，燃?xì)廨啓C(jī)10的狀態(tài)是彼此相同的狀態(tài)。

如圖15(a)所示，在本實(shí)施方式的燃?xì)廨啓C(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)例中，負(fù)荷率％Load到例如50％左右的中負(fù)荷率的狀態(tài)S4為止，IGV開度固定為最小開度。當(dāng)負(fù)荷率％Load超過中負(fù)荷率時(shí)，隨著負(fù)荷率％Load的增加，IGV開度增加。該趨勢(shì)持續(xù)至負(fù)荷率％Load變成100％之前的狀態(tài)S5。在狀態(tài)S5中，IGV開度變成100％。因此，在從負(fù)荷率％Load變成100％之前的狀態(tài)S5到負(fù)荷率％Load為100％的狀態(tài)S6之間，IGV開度固定為100％。需要說明的是，圖15(a)所示的曲線與圖10所示的曲線相同。

渦輪機(jī)21中的燃燒氣體的入口溫度、以及與其具有正相關(guān)性的燃燒負(fù)荷指令值CLCSO隨著燃空比(燃料/空氣)變大而變大。由此，即使負(fù)荷率％Load增加，如果燃空比(燃料/空氣)大致固定，則入口溫度、燃燒負(fù)荷指令值CLCSO也大致固定。此外，如果燃空比(燃料/空氣)變大，則入口溫度、燃燒負(fù)荷指令值CLCSO也變大，而與負(fù)荷率％Load的增減無關(guān)。

如前所述，在從最小負(fù)荷率的狀態(tài)S1到中負(fù)荷率的狀態(tài)S4之間，IGV開度固定為最小開度，壓縮機(jī)11的吸氣流量大致固定。此外，供給至燃?xì)廨啓C(jī)10的燃燒器31的燃料的流量隨著負(fù)荷率％Load的增加而增加，而并不限于此期間。由此，如圖15(b)所示，在此期間，燃燒負(fù)荷指令值CLCSO也變大。

此外，如前所述，在從中負(fù)荷率的狀態(tài)S4到負(fù)荷率％Load成為100％之前的狀態(tài)S5之間，隨著負(fù)荷率％Load的增加，IGV開度增加，隨著負(fù)荷率％Load的增加，壓縮機(jī)11的吸氣流量也增加。此外，即使在此期間，供給至燃?xì)廨啓C(jī)10的燃燒器31的燃料的流量也隨著負(fù)荷率％Load的增加而增加。由此，在此期間，即使負(fù)荷率％Load增加，燃空比幾乎不變，燃燒負(fù)荷指令值CLCSO也幾乎不變。就是說，在此期間，燃燒負(fù)荷指令值CLCSO大致固定。

再者，如使用圖11所說明的那樣，校正前的PL0比被確定為：隨著燃燒負(fù)荷指令值CLCSO的增大而逐漸變小(參照?qǐng)D15(c))。因此，如從最小負(fù)荷率的狀態(tài)S1到中負(fù)荷率的狀態(tài)S4之間那樣，在隨著負(fù)荷率％Load的增加，燃燒負(fù)荷指令值CLCSO也變大的期間，如圖15(d)所示，校正前的PL₀比隨著負(fù)荷率％Load的增加而逐漸變小。另一方面，如從中負(fù)荷率的狀態(tài)S4到負(fù)荷率％Load變?yōu)?00％之前的狀態(tài)S5之間那樣，在即使負(fù)荷率％Load增加，燃燒負(fù)荷指令值CLCSO也大致固定的期間，即使負(fù)荷率％Load增加，校正前的PL₀比也大致固定。需要說明的是，圖15(c)所示的曲線與圖11所示的曲線相同。

即使燃燒負(fù)荷指令值CLCSO、即渦輪機(jī)21中的燃燒氣體的入口溫度固定，如果負(fù)荷率％Load變化，則燃燒器31的燃燒筒33(參照?qǐng)D2)內(nèi)的燃燒狀態(tài)變化。引燃比(PL比)是為了來自燃?xì)廨啓C(jī)10的廢氣滿足環(huán)境限制值、并且確保燃燒穩(wěn)定性而變更的燃?xì)廨啓C(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)之一。然而，盡管負(fù)荷率％Load變化、燃燒筒33內(nèi)的燃燒狀態(tài)變化，在燃燒負(fù)荷指令值CLCSO固定的情況下，校正前的PL₀比也是固定的，因此，當(dāng)直接適用該校正前的PL₀比時(shí)，有時(shí)無法確保燃燒穩(wěn)定性。

因此，如圖15(f)所示，本實(shí)施方式中，在即使燃燒負(fù)荷指令值CLCSO固定但負(fù)荷率％Load變化的情況下，也以PL比被設(shè)定于回避了產(chǎn)生燃燒振動(dòng)等燃燒狀態(tài)變得不穩(wěn)定的區(qū)域(由PL比與負(fù)荷率％Load確定的區(qū)域)Ri的區(qū)域中的方式，通過校正值Cp校正PL₀比。

按照以下方式確定該校正值Cp。

首先，在將燃燒負(fù)荷指令值CLCSO設(shè)為固定而使負(fù)荷率％Load變化的情況下，通過試驗(yàn)等預(yù)先確定燃燒狀態(tài)變得不穩(wěn)定的區(qū)域(由PL比與負(fù)荷率％Load確定的區(qū)域)Ri。接著，在燃燒負(fù)荷指令值CLCSO固定時(shí)，確定能回避燃燒狀態(tài)變得不穩(wěn)定的區(qū)域Ri的PL比與負(fù)荷率％Load的關(guān)系。然后，如圖15(e)所示，將通過該關(guān)系確定的相對(duì)于負(fù)荷率％Load的PL比與根據(jù)燃燒負(fù)荷指令值CLCSO確定的PL₀比的差分作為校正值Cp。需要說明的是，圖15(e)所示的曲線與圖12所示的曲線相同。

由此，在本實(shí)施方式中，對(duì)校正前的PL₀比加上對(duì)應(yīng)于當(dāng)前的負(fù)荷率％Load的校正值Cp，將該值作為最終的PL比，由此能提高燃燒穩(wěn)定性。

此外，如圖14所示，在本實(shí)施方式中，關(guān)于頂帽比(TH比)，也是在即使燃燒負(fù)荷指令值CLCSO固定但負(fù)荷率％Load變化的情況下，以TH比被設(shè)定于回避了燃燒狀態(tài)變得不穩(wěn)定的區(qū)域(由TH比與負(fù)荷率％Load確定的區(qū)域)Ri的區(qū)域中的方式，通過校正值Ct校正TH₀比。

關(guān)于該校正值Ct，也與之前說明的校正值Cp同樣，按照以下方式確定。

首先，在將燃燒負(fù)荷指令值CLCSO設(shè)為固定而使負(fù)荷率％Load變化的情況下，通過試驗(yàn)等預(yù)先確定燃燒狀態(tài)變得不穩(wěn)定的區(qū)域(由TH比與負(fù)荷率％Load確定的區(qū)域)Ri。接著，在燃燒負(fù)荷指令值CLCSO固定時(shí)，確定能回避燃燒狀態(tài)變得不穩(wěn)定的區(qū)域Ri的TH比與負(fù)荷率％Load的關(guān)系。然后，將通過該關(guān)系確定的相對(duì)于負(fù)荷率％Load的TH比與根據(jù)燃燒負(fù)荷指令值CLCSO確定的TH₀比的差分作為校正值Ct。

燃燒器31的燃燒筒33內(nèi)的燃料的燃燒狀態(tài)能通過渦輪機(jī)21中的燃燒氣體的入口溫度和燃燒筒33內(nèi)的氣體流速進(jìn)行表示。如前所述，燃燒負(fù)荷指令值CLCSO是與渦輪機(jī)21中的燃燒氣體的入口溫度具有正相關(guān)性的值。此外，負(fù)荷率％Load是與燃燒筒33內(nèi)的氣體流量具有正相關(guān)性的值，因此，可以說：負(fù)荷率％Load是與燃燒筒33內(nèi)的氣體流速具有正相關(guān)性的值。如此，在本實(shí)施方式中，根據(jù)負(fù)荷指令值CLCSO和負(fù)荷率％Load確定對(duì)應(yīng)于燃燒狀態(tài)的PL比等，因此，與確定對(duì)應(yīng)于僅通過燃燒負(fù)荷指令值CLCSO確定的燃燒狀態(tài)的PL比等相比，能更準(zhǔn)確地把握燃燒狀態(tài)，能確定對(duì)應(yīng)于該燃燒狀態(tài)的PL比等。由此，在本實(shí)施方式中，能抑制燃燒器的燃燒筒33內(nèi)的燃燒振動(dòng)的產(chǎn)生等，能進(jìn)一步提高燃燒筒33內(nèi)的燃燒穩(wěn)定性。

改進(jìn)例

使用圖17以及圖18，對(duì)以上所說明的流量比計(jì)算裝置的改進(jìn)例加以說明。

燃燒器31的燃燒筒33(參照?qǐng)D17)內(nèi)的燃料的燃燒狀態(tài)能用兩個(gè)參數(shù)表示。如前所述，兩個(gè)參數(shù)中，第一參數(shù)是與渦輪機(jī)21中的燃燒氣體的入口溫度具有相關(guān)性的參數(shù)，第二參數(shù)是與燃燒筒33內(nèi)的氣體流速具有相關(guān)性的參數(shù)。

因此，作為第一參數(shù)，代替前述的燃燒負(fù)荷指令值CLCSO，可以使用渦輪機(jī)21中的燃燒氣體的入口溫度。

此外，作為第二參數(shù)，代替前述的負(fù)荷率％Load，可以使用與燃燒筒33內(nèi)的氣體流速具有相關(guān)性的其他參數(shù)。如前所述，燃燒筒33內(nèi)的氣體流速與燃燒筒33內(nèi)的氣體流量具有正相關(guān)性。如圖17所示，作為該氣體流量，除了上述實(shí)施方式中的負(fù)荷率％Load以外，還有燃?xì)廨啓C(jī)10的輸出、從多個(gè)燃料系統(tǒng)向燃燒器31供給的燃料F的全流量Gf、壓縮機(jī)11所吸入的空氣A的流量Ga。

燃?xì)廨啓C(jī)10的輸出能通過連接于燃?xì)廨啓C(jī)10的發(fā)電機(jī)29的輸出PW表示。由此，可以將由輸出計(jì)72檢測(cè)的發(fā)電機(jī)29的輸出PW用作第二參數(shù)。

從多個(gè)燃料系統(tǒng)向燃燒器31供給的燃料F的全流量Gf能通過將流量計(jì)78設(shè)于多個(gè)燃料系統(tǒng)分支前的燃料管線60來檢測(cè)。此外，從多個(gè)燃料系統(tǒng)向燃燒器31供給的燃料F的全流量Gf也能根據(jù)在該燃料管線60中流動(dòng)的燃料的流量調(diào)節(jié)閥79的閥開度來檢測(cè)。由此，能夠?qū)⒂稍O(shè)于燃料管線60的流量計(jì)78檢測(cè)的燃料的流量、或者、流量調(diào)節(jié)閥79的閥開度指令值所表示的燃料的流量用作第二參數(shù)。

壓縮機(jī)11所吸入的空氣A的流量能夠由流量計(jì)直接檢測(cè)，但在大部分的成套設(shè)備中，未設(shè)置這種流量計(jì)。因此，也可以是：例如，預(yù)先調(diào)查壓縮機(jī)11所吸入的空氣A的質(zhì)量流量Ga、IGV開度、吸氣溫度的關(guān)系，使用該關(guān)系，根據(jù)IGV開度指令所表示的IGV開度和由吸氣溫度計(jì)73檢測(cè)的吸氣溫度，求出壓縮機(jī)11所吸入的空氣A的質(zhì)量流量Ga。需要說明的是，該情況下，壓縮機(jī)11所吸入的空氣A的質(zhì)量流量Ga是連接于燃?xì)廨啓C(jī)10的發(fā)電機(jī)29與電力系統(tǒng)連接，發(fā)電機(jī)29以及燃?xì)廨啓C(jī)10的轉(zhuǎn)速成為對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)頻率的轉(zhuǎn)速時(shí)的質(zhì)量流量。

燃燒器31的燃燒筒33內(nèi)的燃料的燃燒狀態(tài)也能通過供給至燃燒器31的燃料的全流量、供給至燃燒器31的空氣的流量即壓縮機(jī)11所吸入的空氣的流量表示。因此，作為前述的第一參數(shù)，能使用供給至燃燒器31的燃料的全流量，作為前述的第二參數(shù)，能使用壓縮機(jī)11所吸入的空氣的流量。由此，如前所述，作為第一參數(shù)，能使用由設(shè)于燃料管線60的流量計(jì)78檢測(cè)的燃料的流量、或者、流量調(diào)節(jié)閥79的閥開度指令值所表示的燃料的流量，作為第二參數(shù)，能使用通過前述的方法求出的壓縮機(jī)11所吸入的空氣的流量。

如圖18所示，本改進(jìn)例的流量比計(jì)算裝置141A具有：引燃比計(jì)算器140Ap，接收在以上舉例示出的第一參數(shù)以及第二參數(shù)的值，計(jì)算出PL比；頂帽比計(jì)算器140At，接收在以上舉例示出的第一參數(shù)以及第二參數(shù)的值，計(jì)算出TH比。

引燃比計(jì)算器140Ap具有：PL₀比運(yùn)算器(流量比運(yùn)算器)141Ap，求出對(duì)應(yīng)于第一參數(shù)的值的PL₀比；校正值運(yùn)算器142Ap，計(jì)算出對(duì)應(yīng)于第二參數(shù)的值的校正值Cp；校正器144Ap，用校正值Cp校正PL₀比。PL₀比運(yùn)算器141Ap與上述實(shí)施方式的PL₀比運(yùn)算器141p同樣，具有限定第一參數(shù)與PL₀比的關(guān)系的函數(shù)。此外，校正值運(yùn)算器142Ap與上述實(shí)施方式的校正值運(yùn)算器142p同樣，具有限定第二參數(shù)與校正值Cp的關(guān)系的函數(shù)。

頂帽比計(jì)算器140At具有：TH₀比運(yùn)算器(流量比運(yùn)算器)141tA，求出對(duì)應(yīng)于第一參數(shù)的值的TH₀比；校正值運(yùn)算器142At，計(jì)算出對(duì)應(yīng)于第二參數(shù)的值的校正值Ct；校正器144At，通過校正值Ct校正TH₀比。TH₀比運(yùn)算器141At與上述實(shí)施方式的TH₀比運(yùn)算器141t同樣，具有限定第一參數(shù)與TH₀比的關(guān)系的函數(shù)。此外，校正值運(yùn)算器142At與上述實(shí)施方式的校正值運(yùn)算器142t同樣，具有限定第二參數(shù)與校正值Ct的關(guān)系的函數(shù)。

需要說明的是，即使將上述實(shí)施方式的控制裝置100中的流量比計(jì)算裝置140替換成在以上所說明的流量比計(jì)算裝置140A，也可以獲得與上述實(shí)施方式基本相同的效果。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

根據(jù)本發(fā)明的方案，能提高燃燒器內(nèi)的燃料的燃燒穩(wěn)定性。

附圖標(biāo)記說明

10燃?xì)廨啓C(jī)

11壓縮機(jī)

14IGV

21渦輪機(jī)

31燃燒器

33燃燒筒(或者尾筒)

43引燃燒嘴

44引燃噴嘴

51頂帽噴嘴

53主燒嘴

54主噴嘴

60燃料管線

61引燃燃料管線

62主燃料管線

63頂帽燃料管線

65引燃燃料閥

66主燃料閥

67頂帽燃料閥

71轉(zhuǎn)速計(jì)

72輸出計(jì)

73吸氣溫度計(jì)

74吸氣壓計(jì)

75葉片通道溫度計(jì)

76廢氣溫度計(jì)

100控制裝置

110燃燒負(fù)荷指令發(fā)生器

120負(fù)荷率運(yùn)算器

130燃料流量指令發(fā)生器(全流量運(yùn)算器)

140、140A流量比計(jì)算裝置(流量比計(jì)算器)

140p、140Ap引燃比計(jì)算器

141p、141Ap PL₀比運(yùn)算器(流量比運(yùn)算器)

142p、142Ap校正值運(yùn)算器

144p、144Ap校正器

140t、140At頂帽比計(jì)算器

141t、141At TH₀比運(yùn)算器(流量比運(yùn)算器)

142t、142At校正值運(yùn)算器

144t、144At校正器

160系統(tǒng)流量運(yùn)算器

170閥控制器

180接口