本發(fā)明涉及一種算出從多個(gè)燃料系統(tǒng)向燃燒器供給的各燃料的流量比的技術(shù)。

本發(fā)明依據(jù)2014年8月6日向日本提出申請的日本專利特愿2014-160605號(hào)，主張優(yōu)先權(quán)，并將其內(nèi)容引用在此作為參考。

背景技術(shù)：

燃?xì)鉁u輪機(jī)具有：壓縮機(jī)，其壓縮空氣；燃燒器，其在由壓縮機(jī)壓縮的空氣中使燃料燃燒并生成燃燒氣體；以及渦輪機(jī)，其利用燃燒氣體進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。燃燒器具有：使燃料擴(kuò)散燃燒的引燃燒嘴，以及，使燃料予混合燃燒的主燒嘴。這種燃燒器需要管理向各燃燒器供給的燃料流量之比。

例如，以下的專利文獻(xiàn)1所記載的技術(shù)是，根據(jù)將來自燃燒器的燃燒氣體所流入的渦輪機(jī)入口溫度進(jìn)行無量綱化的燃燒負(fù)荷指令所示的值，設(shè)定供給至各燃燒器的燃料流量之比。進(jìn)一步，該技術(shù)在急速降低負(fù)荷的減負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，變更根據(jù)燃燒負(fù)荷指令值設(shè)定的燃料流量比，來抑制減負(fù)荷運(yùn)行時(shí)有可能產(chǎn)生的燃燒振動(dòng)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利特開2012-077662號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

上述專利文獻(xiàn)1所記載的技術(shù)，能夠抑制減負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的燃燒振動(dòng)。但是，需要一種在除了減負(fù)荷運(yùn)行時(shí)以外的降低負(fù)荷的情況下，或相反的提高負(fù)荷的情況下，也能夠在燃燒器內(nèi)穩(wěn)定燃燒燃料的技術(shù)。

因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠提高在各種負(fù)荷變化時(shí)的燃燒器內(nèi)的燃燒穩(wěn)定性的技術(shù)。

技術(shù)方案

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，作為本發(fā)明所涉及的一方式的流量比計(jì)算裝置，其用燃?xì)鉁u輪機(jī)算出流通在多個(gè)燃料系統(tǒng)中的燃料的流量比，所述燃?xì)鉁u輪機(jī)具備：多個(gè)燃料系統(tǒng)；壓縮機(jī)，其壓縮空氣而生成壓縮空氣；燃燒器，其在所述壓縮空氣中使來自多個(gè)所述燃料系統(tǒng)的燃料燃燒而生成燃燒氣體；以及渦輪機(jī)，其利用所述燃燒氣體進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，該流量比計(jì)算裝置的特征在于，具備：流量比運(yùn)算器，其接收能夠表示在所述燃燒器中的燃燒狀態(tài)的多個(gè)參數(shù)中的第一參數(shù)值，利用所述第一參數(shù)與所述流量比之間的預(yù)先設(shè)定的關(guān)系，算出與所接收的所述第一參數(shù)值相應(yīng)的所述流量比；修正值運(yùn)算器，其算出所述燃?xì)鉁u輪機(jī)在負(fù)荷變化時(shí)的所述流量比的修正值；變動(dòng)檢測器，其檢測與所述燃?xì)鉁u輪機(jī)的負(fù)荷變化具有相關(guān)性而變化的值，或者所述負(fù)荷的值即負(fù)荷相關(guān)值的變化；以及，修正器，其在用所述變動(dòng)檢測器檢測到所述負(fù)荷相關(guān)值的變動(dòng)后，利用通過所述修正值運(yùn)算器求得的所述修正值，修正通過所述流量比運(yùn)算器求得的所述流量比。

當(dāng)能夠表示燃燒器中的燃燒狀態(tài)的多個(gè)參數(shù)中的規(guī)定參數(shù)值為規(guī)定值時(shí)，作為一個(gè)為了在燃燒器內(nèi)的穩(wěn)定進(jìn)行燃燒的條件，燃燒器的燃燒條件有時(shí)會(huì)非常嚴(yán)格。在這種嚴(yán)格的條件下，若變更投入到燃燒器內(nèi)的全燃料流量，即變更負(fù)荷的話，有時(shí)會(huì)破壞燃燒器內(nèi)的燃燒的穩(wěn)定性。在此，該流量比計(jì)算裝置若通過變動(dòng)檢測器檢測到負(fù)荷相關(guān)值的變動(dòng)的話，會(huì)利用修正值而修正通過流量比運(yùn)算器求得的流量比。因此，該流量比計(jì)算裝置能夠確保負(fù)荷相關(guān)值變動(dòng)時(shí)的燃燒器內(nèi)的燃燒穩(wěn)定性。

在此，在所述流量比計(jì)算裝置中，所述修正值運(yùn)算器，其接收在所述多個(gè)參數(shù)中，與第一參數(shù)不同的第二參數(shù)值，利用所述第二參數(shù)與所述修正值之間的預(yù)先設(shè)定的關(guān)系，算出與所接收的所述第二參數(shù)值相應(yīng)的所述修正值也可。

在這種情況下，所述第一參數(shù)為，與所述渦輪機(jī)中的所述燃燒氣體的入口溫度變化具有相關(guān)性而變化的值，或者是作為所述入口溫度的入口溫度相關(guān)值，所述第二參數(shù)也可為以下中任意一個(gè)，即，所述燃?xì)鉁u輪機(jī)的輸出、相對于所述燃?xì)鉁u輪機(jī)所容許的最大負(fù)荷的現(xiàn)在的負(fù)荷的比例即負(fù)荷率、從多個(gè)所述燃料系統(tǒng)向所述燃燒器供給的全燃料的流量、以及，所述壓縮機(jī)所吸入的所述空氣的流量。

在接收所述第一參數(shù)及第二參數(shù)的、以上任意一個(gè)所述流量比計(jì)算裝置中，所述修正值運(yùn)算器具備：增加時(shí)修正值運(yùn)算器，其利用所述負(fù)荷相關(guān)值增加時(shí)的所述第二參數(shù)與所述修正值之間的預(yù)先設(shè)定的增加時(shí)關(guān)系，求出與所述負(fù)荷相關(guān)值增加時(shí)的所述第二參數(shù)值相應(yīng)的修正值；以及，減少時(shí)修正值運(yùn)算器，其利用所述負(fù)荷相關(guān)值減少時(shí)的所述第二參數(shù)與所述修正值之間的預(yù)先設(shè)定的減少時(shí)關(guān)系，求出與所述負(fù)荷相關(guān)值減少時(shí)的所述第二參數(shù)值相應(yīng)的修正值，所述修正器為，若通過所述變動(dòng)檢測器檢測到所述負(fù)荷相關(guān)值的增加的話，則根據(jù)通過所述增加時(shí)修正值運(yùn)算器求得的所述修正值，來修正通過所述流量比運(yùn)算器求得的所述流量比，若通過所述變動(dòng)檢測器檢測到所述負(fù)荷相關(guān)值的減少的話，則根據(jù)通過所述減少時(shí)修正值運(yùn)算器求得的所述修正值，來修正通過所述流量比運(yùn)算器求得的所述流量比也可。

此外，以上任意一個(gè)所述流量比計(jì)算裝置中，所述修正器能夠具有修正值調(diào)節(jié)器和流量比修正器，其中，修正值調(diào)節(jié)器使輸出的修正值隨著時(shí)間推移而變化，從而接近通過所述修正值運(yùn)算器求得的所述修正值，流量比修正器利用從所述修正值調(diào)節(jié)器輸出的修正值，來修正通過所述流量比運(yùn)算器求得的所述流量比。

此外，以上任意一個(gè)所述流量比計(jì)算裝置中，所述燃燒器具有噴射燃料的引燃燒嘴及主燒嘴，所述燃?xì)鉁u輪機(jī)作為多個(gè)燃料系統(tǒng)，具有向所述引燃燒嘴供給燃料的引燃燃料系統(tǒng)，以及向所述主燒嘴供給燃料的主燃料系統(tǒng)，所述流量比包含引燃燃料比也可，所述引燃燃料比為，相對于從多個(gè)燃料系統(tǒng)向所述燃燒器供給的燃料的全流量的、從所述引燃燃料系統(tǒng)向所述燃燒器供給的燃料流量的比。

此外，在接收所述第一參數(shù)及第二參數(shù)的、以上任意一個(gè)所述流量比計(jì)算裝置中，所述燃燒器具有噴射燃料的引燃燒嘴及主燒嘴，所述燃?xì)鉁u輪機(jī)作為多個(gè)燃料系統(tǒng)，具有向所述引燃燒嘴供給燃料的引燃燃料系統(tǒng)，以及向所述主燒嘴供給燃料的主燃料系統(tǒng)，所述流量比包含引燃燃料比，所述引燃燃料比為，相對于從多個(gè)燃料系統(tǒng)向所述燃燒器供給的燃料的全流量的、從所述引燃燃料系統(tǒng)向所述燃燒器供給的燃料流量的比，所述修正值運(yùn)算器具備：增加時(shí)修正值運(yùn)算器，其利用所述負(fù)荷相關(guān)值增加時(shí)的所述第二參數(shù)與所述修正值之間的預(yù)先設(shè)定的增加時(shí)關(guān)系，求出與所述負(fù)荷相關(guān)值增加時(shí)的所述第二參數(shù)值相應(yīng)的修正值；以及，減少時(shí)修正值運(yùn)算器，其利用所述負(fù)荷相關(guān)值減少時(shí)的所述第二參數(shù)與所述修正值之間的預(yù)先設(shè)定的減少時(shí)關(guān)系，求出與所述負(fù)荷相關(guān)值減少時(shí)的所述第二參數(shù)值相應(yīng)的修正值，所述修正器為，若通過所述變動(dòng)檢測器檢測到所述負(fù)荷相關(guān)值的增加的話，則根據(jù)通過所述增加時(shí)修正值運(yùn)算器求得的所述修正值，來修正通過所述流量比運(yùn)算器求得的所述流量比，若通過所述變動(dòng)檢測器檢測到所述負(fù)荷相關(guān)值的減少的話，則根據(jù)通過所述減少時(shí)修正值運(yùn)算器求得的所述修正值，來修正通過所述流量比運(yùn)算器求得的所述流量比，所述減少時(shí)修正值運(yùn)算器，算出比所述第二參數(shù)值為同一個(gè)值時(shí)的所述增加時(shí)修正值運(yùn)算器所求得的修正值還大的修正值也可。

此外，作為所述流量比含有所述引燃比的流量比計(jì)算裝置中，所述修正值運(yùn)算器算出使通過所述流量比運(yùn)算器算出的所述引燃燃料比變大的所述修正值也可。

在這種情況下，所述修正器若通過所述變動(dòng)檢測器檢測到所述負(fù)荷相關(guān)值的減少，則使用通過所述修正值運(yùn)算器求得的所述修正值，來修正所述引燃燃料比，使得通過所述流量比運(yùn)算器算出的所述引燃燃料比變大也可。

此外，以上任意一個(gè)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，所述燃?xì)鉁u輪機(jī)作為多個(gè)燃料系統(tǒng)，具有向所述燒嘴供給燃料的燒嘴燃料系統(tǒng)，以及向被送至所述燒嘴的空氣中供給燃料的頂帽燃料系統(tǒng)，所述流量比包含頂帽燃料比也可，所述頂帽燃料比為，相對于從多個(gè)燃料系統(tǒng)向所述燃燒器供給的燃料的全流量的、從所述頂帽燃料系統(tǒng)向所述燃燒器供給的燃料流量的比。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，作為本發(fā)明所涉及的一方式的控制裝置，其具備：以上任意一個(gè)所述流量比計(jì)算裝置；全流量運(yùn)算器，其用于求出從多個(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，其利用通過所述全流量運(yùn)算器求得的所述全流量和通過所述流量比計(jì)算裝置算出的所述流量比，來求出多個(gè)燃料系統(tǒng)各自的燃料流量；閥控制器，其對多個(gè)所述燃料系統(tǒng)上分別設(shè)置的燃料流量調(diào)節(jié)閥輸出控制信號(hào)，使得多個(gè)所述燃料系統(tǒng)各自的燃料流量成為通過所述系統(tǒng)流量運(yùn)算器求得的所述燃料流量。

在此，在所述控制裝置上，具備發(fā)生燃燒負(fù)荷指令值的燃燒負(fù)荷指令發(fā)生器，該燃燒負(fù)荷指令發(fā)生值其與所述渦輪機(jī)中的所述燃燒氣體的入口溫度變化具有正的相關(guān)性而變化，所述流量比計(jì)算裝置的所述流量比運(yùn)算器，將所述燃燒負(fù)荷指令值作為第一參數(shù)值，算出與所述燃燒負(fù)荷指令值相應(yīng)的流量比也可。

此外，在以上任意一個(gè)所述控制裝置中，所述變動(dòng)檢測器，將通過所述全流量運(yùn)算器求得的所述全流量作為所述負(fù)荷相關(guān)值，來檢測所述負(fù)荷相關(guān)值的變動(dòng)也可。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，作為本發(fā)明所涉及的一方式的燃?xì)鉁u輪機(jī)設(shè)備，具備以上任意一個(gè)所述控制裝置，以及所述燃?xì)鉁u輪機(jī)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，作為本發(fā)明所涉及的一方式的流量比計(jì)算方法，其為用燃?xì)鉁u輪機(jī)算出流通在多個(gè)燃料系統(tǒng)中的燃料的流量比的方法，所述燃?xì)鉁u輪機(jī)具備：多個(gè)燃料系統(tǒng)；壓縮機(jī)，其壓縮空氣而生成壓縮空氣；燃燒器，其在所述壓縮空氣中使來自多個(gè)所述燃料系統(tǒng)的燃料燃燒而生成燃燒氣體；以及渦輪機(jī)，其利用所述燃燒氣體進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，該流量比運(yùn)算方法的特征在于，實(shí)行以下工序：流量比運(yùn)算工序，其為接收能夠表示在所述燃燒器中的燃燒狀態(tài)的多個(gè)參數(shù)中的第一參數(shù)值，利用所述第一參數(shù)與所述流量比之間的預(yù)先設(shè)定的關(guān)系，算出與所接收的所述第一參數(shù)值相應(yīng)的所述流量比；修正值運(yùn)算工序，其為算出所述燃?xì)鉁u輪機(jī)在負(fù)荷變化時(shí)的所述流量比的修正值；變動(dòng)檢測工序，其為檢測與所述燃?xì)鉁u輪機(jī)具有相關(guān)性而變化的值，或者所述負(fù)荷的值即負(fù)荷相關(guān)值的變化；以及，修正工序，其為在用所述變動(dòng)檢測器檢測到所述負(fù)荷相關(guān)值的變動(dòng)后，利用在所述修正值運(yùn)算工序中求得的所述修正值，修正在所述流量比運(yùn)算工序中求得的所述流量比。

在此，在所述流量比計(jì)算方法中，在所述修正值運(yùn)算工序中，接收在所述多個(gè)參數(shù)中，與第一參數(shù)不同的第二參數(shù)值，利用所述第二參數(shù)與所述修正值之間的預(yù)先設(shè)定的關(guān)系，算出與所接收的所述第二參數(shù)值相應(yīng)的所述修正值也可。

在這種情況下，所述第一參數(shù)為，與所述渦輪機(jī)中的所述燃燒氣體的入口溫度變化具有相關(guān)性而變化的值，或者是作為所述入口溫度的入口溫度相關(guān)值，所述第二參數(shù)為以下中任意一個(gè)也可，即，所述燃?xì)鉁u輪機(jī)的輸出、相對于所述燃?xì)鉁u輪機(jī)所容許的最大負(fù)荷的現(xiàn)在的負(fù)荷的比例即負(fù)荷率、從多個(gè)所述燃料系統(tǒng)向所述燃燒器供給的全燃料的流量、以及，所述壓縮機(jī)所吸入的所述空氣的流量。

在接收所述第一參數(shù)及第二參數(shù)的、以上任意一個(gè)所述流量比計(jì)算方法中，所述修正值運(yùn)算工序包含：增加時(shí)修正值運(yùn)算工序，其為利用所述負(fù)荷相關(guān)值增加時(shí)的所述第二參數(shù)與所述流量比的修正值之間的預(yù)先設(shè)定的增加時(shí)關(guān)系，求出與所述負(fù)荷相關(guān)值增加時(shí)的所述第二參數(shù)值相應(yīng)的修正值；以及，減少時(shí)修正值運(yùn)算工序，其為利用所述負(fù)荷相關(guān)值減少時(shí)的所述第二參數(shù)與所述流量比的修正值之間的預(yù)先設(shè)定的減少時(shí)關(guān)系，求出與所述負(fù)荷相關(guān)值減少時(shí)的所述第二參數(shù)值相應(yīng)的修正值，在所述修正工序中以下任意一種也可，若在所述變動(dòng)檢測工序中檢測到所述負(fù)荷相關(guān)值的增加的話，則根據(jù)通過在所述增加時(shí)修正值運(yùn)算工序中求得的所述修正值，來修正在所述流量比運(yùn)算工序中求得的所述流量比，若在所述變動(dòng)檢測工序中檢測到所述負(fù)荷相關(guān)值的減少的話，則根據(jù)在所述減少時(shí)修正值運(yùn)算工序中求得的所述修正值，來修正在所述流量比運(yùn)算工序中求得的所述流量比。

此外，以上任意一個(gè)所述流量比計(jì)算方法中，所述修正工序包含修正值調(diào)節(jié)工序和流量比修正工序也可，其中，修正值調(diào)節(jié)工序是使輸出的修正值隨著時(shí)間推移而變化，從而接近在所述修正值運(yùn)算工序中求得的所述修正值，流量比修正工序是利用在所述修正值調(diào)節(jié)工序中變化的修正值，來修正在所述流量比運(yùn)算工序中求得的所述流量比。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，作為本發(fā)明所涉及的一方式的燃料系統(tǒng)的控制方法，其在實(shí)行以上任意一個(gè)流量比計(jì)算方法的同時(shí)，實(shí)行以下工序：全流量運(yùn)算工序，其用于求出從多個(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，其利用在所述全流量運(yùn)算工序中求得的所述全流量和在所述流量比計(jì)算方法中算出的所述流量比，來求出多個(gè)燃料系統(tǒng)各自的燃料流量；閥控制工序，其對多個(gè)所述燃料系統(tǒng)上分別設(shè)置的燃料流量調(diào)節(jié)閥輸出控制信號(hào)，使得多個(gè)所述燃料系統(tǒng)各自的燃料流量成為在所述系統(tǒng)流量運(yùn)算工序中求得的所述燃料流量。

有益效果

根據(jù)本發(fā)明的一方式，不僅能夠提高在減負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的燃燒器中的燃燒穩(wěn)定性，還能夠提高在負(fù)荷降低時(shí)或負(fù)荷增加時(shí)的燃燒器中的燃燒穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所涉及的一實(shí)施方式的燃?xì)鉁u輪機(jī)設(shè)備的系統(tǒng)圖。

圖2是本發(fā)明所涉及的一實(shí)施方式中的燃燒器的截面圖。

圖3是本發(fā)明所涉及的一實(shí)施方式中的燃燒器的主要部分截面圖。

圖4是本發(fā)明所涉及的一實(shí)施方式中的控制裝置的功能方塊圖。

圖5是本發(fā)明所涉及的一實(shí)施方式中的燃燒負(fù)荷指令發(fā)生器的功能方塊圖。

圖6是本發(fā)明所涉及的一實(shí)施方式中的負(fù)荷率運(yùn)算器的功能方塊圖。

圖7是本發(fā)明所涉及的一實(shí)施方式中的燃料流量指令發(fā)生器的功能方塊圖。

圖8是本發(fā)明所涉及的一實(shí)施方式中的系統(tǒng)流量運(yùn)算器及閥控制器的功能方塊圖。

圖9是本發(fā)明所涉及的一實(shí)施方式中的引燃比計(jì)算器的功能方塊圖。

圖10是本發(fā)明所涉及的一實(shí)施方式中的頂帽比計(jì)算器的功能方塊圖。

圖11是表示本發(fā)明所涉及的一實(shí)施方式中的修正前的引燃比即PL₀比與燃燒負(fù)荷指令值CLCSO之間的關(guān)系的圖表。

圖12是表示本發(fā)明所涉及的一實(shí)施方式中的修正前的引燃比即PL₀比與負(fù)荷率％Load之間的關(guān)系，以及引燃比的修正值Ci、Cd與負(fù)荷率％Load之間的關(guān)系的圖表。

圖13是表示本發(fā)明所涉及的一實(shí)施方式中的修正前的頂帽比即TH₀比與燃燒負(fù)荷指令值CLCSO之間的關(guān)系的圖表。

圖14是表示本發(fā)明所涉及的一實(shí)施方式中的修正前的頂帽比即TH₀比與負(fù)荷率％Load之間的關(guān)系，以及頂帽比的修正值Ci、Cd與負(fù)荷率％Load之間的關(guān)系的圖表。

圖15是表示本發(fā)明所涉及的一實(shí)施方式中的引燃比計(jì)算器的動(dòng)作的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下，使用附圖說明本發(fā)明所涉及的流量比計(jì)算裝置、控制裝置、及具備該控制裝置的燃?xì)鉁u輪機(jī)設(shè)備的一個(gè)實(shí)施方式。

本實(shí)施方式的燃?xì)鉁u輪機(jī)設(shè)備如圖1所示，具備燃?xì)鉁u輪機(jī)10，以及通過燃?xì)鉁u輪機(jī)10驅(qū)動(dòng)發(fā)電的發(fā)電機(jī)29。燃?xì)鉁u輪機(jī)10具有：壓縮機(jī)11，其壓縮空氣；燃燒器31，其在由壓縮機(jī)11壓縮的空氣中使燃料F燃燒而生成燃燒氣體；以及渦輪機(jī)21，其利用高溫高壓的燃燒氣體進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

壓縮機(jī)11具有：壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子13，其以軸線為中心旋轉(zhuǎn)；壓縮機(jī)殼體12，其可旋轉(zhuǎn)地覆蓋該壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子13；IGV(inlet guide vane)14，其設(shè)置在該壓縮機(jī)殼體12的吸入口上。IGV14具有多個(gè)導(dǎo)流片15，及驅(qū)動(dòng)多個(gè)導(dǎo)流片15的驅(qū)動(dòng)器16，且調(diào)節(jié)被吸入壓縮機(jī)殼體12內(nèi)的空氣的流量。

渦輪機(jī)21具有由來自燃燒器31的燃燒氣體，以軸線為中心旋轉(zhuǎn)的渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子23，以及可旋轉(zhuǎn)地覆蓋該渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子23的渦輪機(jī)殼體22。渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子23和壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子13以同一軸線為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并互相連構(gòu)成燃?xì)鉁u輪機(jī)轉(zhuǎn)子28。該燃?xì)鉁u輪機(jī)轉(zhuǎn)子28上連接著發(fā)電機(jī)29的轉(zhuǎn)子。

燃燒器31如圖2所示，具有：外筒32，其固定在渦輪機(jī)殼體22上；燃燒筒或尾筒33，其配置在渦輪機(jī)殼體22內(nèi)，且將燃燒氣體輸送至渦輪機(jī)21的燃燒氣體流路內(nèi)；以及，燃料供給器41，其向該燃燒筒33內(nèi)供給燃料和空氣。

燃料供給器41如圖2及圖3所示，具有：內(nèi)筒42；引燃燒嘴43，其配置在內(nèi)筒42的中心軸線上；多個(gè)主燒嘴53，其以該引燃燒嘴43為中心沿周向等間隔配置；以及，頂帽噴嘴51，其配置在外筒32的內(nèi)周側(cè)且內(nèi)筒42的外周側(cè)。另外，以下將在內(nèi)筒42的中心軸線所延伸的方向上，在燃燒筒33內(nèi)燃燒氣體G流下去的一側(cè)作為下游側(cè)，其相反一側(cè)作為上游側(cè)。

引燃燒嘴43具有：引燃噴嘴44，其配置在內(nèi)筒42的中心軸線上；筒狀的引燃空氣用筒45，其包圍引燃噴嘴44的外周。引燃空氣用筒45的下游側(cè)形成有引燃錐筒46，其隨著朝向下游側(cè)逐漸擴(kuò)徑。引燃空氣用筒45的內(nèi)周側(cè)形成有引燃空氣流路48，在該引燃空氣流路48中來自壓縮機(jī)11的壓縮空氣Ac作為引燃空氣Ap而流通。從引燃噴嘴44噴射的引燃燃料Fp，在從該引燃空氣流路48噴出的引燃空氣Ap中燃燒即擴(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，其包圍引燃空氣用筒45的外周；筒狀的主空氣用外筒56，其包圍主空氣用內(nèi)筒55的外周；隔板57，其將主空氣用內(nèi)筒55的外周側(cè)和主空氣用外筒56的內(nèi)周側(cè)之間的環(huán)狀的空間，在周向上分割成多個(gè)；主噴嘴54，其配置在多個(gè)隔板57的相互之間。由主空氣用內(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，構(gòu)成來自壓縮機(jī)11的壓縮空氣Ac作為主空氣Am流通的主空氣流路58。對流通該主空氣流路58的主空氣Am，噴射來自配置在該主空氣流路58內(nèi)的主噴嘴54的主燃料Fm。因此，主空氣流路58內(nèi)，在相對于主噴嘴54的前端即下游端的下游側(cè)，流通混合了主空氣Am和主燃料Fm的預(yù)混合氣體。該預(yù)混合氣體從主空氣流路58流出后燃燒即進(jìn)行預(yù)混合燃燒，形成預(yù)混合火焰59。所述擴(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)和內(nèi)筒42的外周側(cè)之間的空間構(gòu)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)的壓縮空氣流路52。頂帽噴嘴51向該壓縮空氣流路52噴射頂帽燃料Ft。因此，若頂帽燃料Ft被噴射到壓縮空氣流路52，則在主空氣Am及引燃空氣Ap中會(huì)混入頂帽燃料Ft。

本實(shí)施方式的燃?xì)鉁u輪機(jī)設(shè)備，如圖1及圖2所示，進(jìn)一步具備：引燃燃料管線61，其向引燃噴嘴44輸送引燃燃料Fp；主燃料管線62，其向主噴嘴54輸送主燃料Fm；頂帽燃料管線63，其向頂帽噴嘴51輸送主燃料Ft；引燃燃料閥65，其調(diào)節(jié)引燃燃料Fp的流量；主燃料閥66，其調(diào)節(jié)主燃料Fm的流量；頂帽燃料閥67，其調(diào)節(jié)頂帽燃料Ft的流量；以及，控制裝置100，其控制這些燃料閥65、66、67的動(dòng)作等。

引燃燃料管線61、主燃料管線62及頂帽燃料管線63均為從燃料管線60分支的管線。引燃燃料閥65設(shè)置在引燃燃料管線61上，主燃料閥66設(shè)置在主燃料管線62上，頂帽燃料閥67設(shè)置在頂帽燃料管線63上。

本實(shí)施方式的燃?xì)鉁u輪機(jī)設(shè)備，如圖1所示，進(jìn)一步具備：轉(zhuǎn)數(shù)測量計(jì)71，其檢測燃?xì)鉁u輪機(jī)轉(zhuǎn)子28的轉(zhuǎn)數(shù)N；輸出測量計(jì)72，其檢測發(fā)電機(jī)29的輸出PW；吸氣溫度計(jì)73，其檢測壓縮機(jī)11吸入的空氣A的溫度即吸氣溫度Ti；吸氣壓計(jì)74，其檢測作為壓縮機(jī)11吸入的空氣壓力的吸氣壓即大氣壓Pi；葉片通道溫度計(jì)75，其檢測通過渦輪機(jī)21的最后一段之后的燃燒氣體的溫度即葉片通道溫度Tb；以及，排氣溫度計(jì)76，其檢測相對于渦輪機(jī)21的最后一段的下游側(cè)的排氣管道內(nèi)的排出氣體的溫度Te。

控制裝置100如圖4所示，具備：接口180，其接受來自各檢測計(jì)的檢測值等；燃燒負(fù)荷指令發(fā)生器110，其發(fā)生燃燒負(fù)荷指令值CLCSO；負(fù)荷率運(yùn)算器120，其計(jì)算燃?xì)鉁u輪機(jī)當(dāng)前的負(fù)荷率％Load；燃料流量指令發(fā)生器130，其發(fā)生燃料流量指令值CSO；引燃比計(jì)算器140p，其算出作為相對于全燃料流量的引燃燃料流量Fpf的比的引燃比即PL比；頂帽比計(jì)算器140t，其算出作為相對于全燃料流量的頂帽燃料流量Ftf的比的頂帽比即TH比；系統(tǒng)流量運(yùn)算器160，其計(jì)算各燃料管線61、62、63的流量；以及，閥控制器170，其根據(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)。另外，在本實(shí)施方式中，流量比計(jì)算裝置140包含引燃比計(jì)算器140p和頂帽比計(jì)算器140t。

燃燒負(fù)荷指令值CLCSO是將渦輪機(jī)21中的燃燒氣體的入口溫度無量綱化的參數(shù)，且與該入口溫度具有正的相關(guān)性。燃燒負(fù)荷指令值CLCSO被設(shè)定為，入口溫度為下限值時(shí)為0％，入口溫度為上限值時(shí)為100％。例如，設(shè)定入口溫度的下限值為700℃，入口溫度的上限值為1500℃時(shí)，燃燒負(fù)荷指令值CLCSO用下式表示。

CLCSO(％)＝{(發(fā)電機(jī)輸出的實(shí)際檢測值-700℃MW)/(1500℃MW-700℃MW)}×100

另外，700℃MW是入口溫度為下限值即700℃時(shí)的發(fā)電機(jī)輸出，1500℃MW是入口溫度為上限值即1500℃時(shí)的發(fā)電機(jī)輸出。

燃燒負(fù)荷指令發(fā)生器110如圖5所示，具有：第一輸出運(yùn)算器111a，其計(jì)算入口溫度為下限值700℃時(shí)的發(fā)電機(jī)輸出700℃MW；第二輸出運(yùn)算器111b，其計(jì)算入口溫度為上限值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，其發(fā)生預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)大氣壓Ps；第一除法器113，其計(jì)算通過吸氣壓計(jì)74檢測的吸氣壓Pi，相對于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓即標(biāo)準(zhǔn)吸氣壓Ps的比例即吸氣壓比Pr；第一乘法器114a，其在第一輸出運(yùn)算器111a算出的發(fā)電機(jī)輸出700℃MW上乘以吸氣壓比Pr；第二乘法器114b，其在第二輸出運(yùn)算器111b算出的發(fā)電機(jī)輸出1500℃MW上乘以吸氣壓比Pr；第一減法器115a，其從通過輸出測量計(jì)72檢測出的發(fā)電機(jī)29的實(shí)際檢測輸出PW中，減去第一乘法器114a算出的乘法結(jié)果；第二減法器115b，其從第二乘法器114b算出的乘法結(jié)果中，減去第一乘法器114a算出的乘法結(jié)果；第二除法器116，其將第一減法器115a算出的減法結(jié)果，除以第二減法器115b算出的減法結(jié)果；限制器117，其限制來自第二除法器116的輸出的增減比例。

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)，利用函數(shù)H₁x，計(jì)算入口溫度為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)，利用函數(shù)H₂x，計(jì)算入口溫度為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施加給IGV14的驅(qū)動(dòng)器16的指令值。該IGV開度指令值能夠根據(jù)例如，壓縮機(jī)11的入口的壓力即大氣壓Pi和壓縮機(jī)11的出口的壓力等來求出。這些輸出運(yùn)算器111a、111b，將吸氣溫度及IGV開度指令值為基準(zhǔn)值時(shí)的700℃MW、1500℃MW的已知值，變更為與實(shí)際的吸氣溫度Ti及IGV開度指令值相對應(yīng)的值，并將變更后的值作為700℃MW、1500℃MW輸出。

對這些700℃MW及1500℃MW，進(jìn)一步根據(jù)吸氣壓即大氣壓的實(shí)際檢測值Pi而進(jìn)行修正處理。具體而言，第一除法器113計(jì)算吸氣壓比Pr，即，通過吸氣壓計(jì)74檢測的吸氣壓即大氣壓Pi，相對于來自標(biāo)準(zhǔn)大氣壓發(fā)生器112的標(biāo)準(zhǔn)吸氣壓即標(biāo)準(zhǔn)大氣壓Ps的比例。第一乘法器114a其在第一輸出運(yùn)算器111a算出的700℃MW上乘以吸氣壓比Pr，且將700℃MW修正為與吸氣壓比Pr相對應(yīng)的值。第二乘法器114b其在第二輸出運(yùn)算器111b算出的1500℃MW上乘以吸氣壓比Pr，且將1500℃MW修正為與吸氣壓比Pr相對應(yīng)的值。即，以上中，將吸氣溫度及IGV開度指令值為基準(zhǔn)值時(shí)的700℃MW、1500℃MW的已知值，修正為與實(shí)際檢測吸氣溫度Ti、IGV開度指令值及實(shí)際檢測吸氣壓比Pr相對應(yīng)的值。

第一減法器115a其從通過輸出測量計(jì)72檢測出的發(fā)電機(jī)29的實(shí)際檢測輸出PW中，減去利用吸氣壓比Pr修正的700℃MW。即，第一減法器115a算出上述式的分子的值。第二減法器115b其從利用吸氣壓比Pr修正的1500℃MW中，減去利用吸氣壓比Pr修正的700℃MW。即，第二減法器115b算出上述式的分母的值。

第二除法器116，其將第一減法器115a算出的上述式的分子的值，除以第二減法器115b算出的上述式的分母的值，并將該值作為燃燒負(fù)荷指令值而輸出。限制器117其限制該燃燒負(fù)荷指令值的增減比例，使得來自第二除法器116的燃燒負(fù)荷指令值的每單位時(shí)間的變化量即增減比例成為預(yù)先設(shè)定的值以下。

另外，以上說明中，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℃，其上限值設(shè)為1500℃，但根據(jù)燃燒器31的型號(hào)等，將渦輪機(jī)21中的燃燒氣體的入口溫度的下限值及上限值設(shè)為與上述例子不同的值也可。

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

燃?xì)鉁u輪機(jī)10的負(fù)荷率％Load為，現(xiàn)在的負(fù)荷PW，相對于在當(dāng)前的燃?xì)鉁u輪機(jī)10的狀態(tài)下可容許的最大負(fù)荷PWmax的比例。負(fù)荷率運(yùn)算器120如圖6所示，具有：最大負(fù)荷運(yùn)算器121，其計(jì)算在當(dāng)前的燃?xì)鉁u輪機(jī)10的狀態(tài)下可容許的最大負(fù)荷PWmax；以及，除法器127，其將通過輸出測量計(jì)72檢測的發(fā)電機(jī)29的輸出即實(shí)際檢測值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，其計(jì)算與吸氣壓Pi相對應(yīng)的最大負(fù)荷系數(shù)Ip；第二負(fù)荷系數(shù)運(yùn)算器123，其計(jì)算與吸氣溫度Ti相對應(yīng)的最大負(fù)荷系數(shù)It；第一乘法器124，其將最大負(fù)荷系數(shù)Ip與最大負(fù)荷系數(shù)It相乘；劣化系數(shù)發(fā)生器125，其發(fā)生相應(yīng)于燃?xì)鉁u輪機(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的劣化系數(shù)K；以及，第二乘法器126，其在第一乘法器124算出的乘法結(jié)果上乘以劣化系數(shù)K。即，最大負(fù)荷運(yùn)算器121計(jì)算相應(yīng)于通過吸氣壓計(jì)74檢測的實(shí)際檢測吸氣壓Pi、通過吸氣溫度計(jì)73檢測的實(shí)際檢測吸氣溫度Ti及燃?xì)鉁u輪機(jī)10的劣化系數(shù)K的最大負(fù)荷PWmax。除法器127如上所述，將通過輸出測量計(jì)72檢測的發(fā)電機(jī)29的輸出即實(shí)際檢測負(fù)荷PW，除以最大負(fù)荷PWmax，并將其作為負(fù)荷率％Load輸出。

燃料流量指令值CSO是表示向燃燒器31供給的燃料的全流量，以下稱為全燃料流量的值。從而，燃料流量指令發(fā)生器130起到全流量運(yùn)算器的功能。因此，燃料流量指令發(fā)生器130實(shí)行計(jì)算全燃料流量的全燃料流量運(yùn)算工序。

燃料流量指令發(fā)生器130如圖7所示，具有：調(diào)速機(jī)控制器131，其輸出用于控制全燃料流量的指令值，使得燃?xì)鉁u輪機(jī)轉(zhuǎn)子28的轉(zhuǎn)數(shù)N成為目標(biāo)轉(zhuǎn)數(shù)；負(fù)荷控制器132，其輸出用于控制全燃料流量的指令值，使得發(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，其輸出用于控制全燃料流量的指令值，使得燃?xì)鉁u輪機(jī)的葉片通道溫度Tb不超過上限值；第二溫度控制器134，其輸出用于控制全燃料流量的指令值，使得排氣溫度Te不超過上限值；低值選擇器135，其輸出各控制器131至134的指令值中最小的指令值；以及，限制器136，其限制來自低值選擇器135的指令的增減比例。

調(diào)速機(jī)控制器131其從轉(zhuǎn)數(shù)測量儀71接收燃?xì)鉁u輪機(jī)轉(zhuǎn)子28的轉(zhuǎn)數(shù)N，并輸出用于控制全燃料流量的指令值GVCSO，使得該燃?xì)鉁u輪機(jī)轉(zhuǎn)子28的轉(zhuǎn)數(shù)N與目標(biāo)轉(zhuǎn)數(shù)一致。具體而言，調(diào)速機(jī)控制器131對燃?xì)鉁u輪機(jī)轉(zhuǎn)子28的實(shí)際檢測轉(zhuǎn)數(shù)N與預(yù)先設(shè)定的GV設(shè)定值進(jìn)行比較，并將比例控制信號(hào)作為指令值GVCSO輸出。

負(fù)荷控制器132從輸出測量計(jì)72接收發(fā)電機(jī)29的實(shí)際檢測輸出PW，且從上位控制裝置90接收發(fā)電機(jī)輸出指令值，上位控制裝置90參照圖1。負(fù)荷控制器132其輸出用于控制全燃料流量的指令值LDCSO，使得實(shí)際檢測輸出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對實(shí)際檢測輸出PW與發(fā)電機(jī)輸出指令值進(jìn)行比較，且進(jìn)行比例積分運(yùn)算，將其結(jié)果作為指令值LDCSO輸出。

第一溫度控制器133其從葉片通道溫度計(jì)75接收葉片通道溫度Tb，并輸出用于控制全燃料流量的指令值BPCSO，使得該葉片通道溫度Tb不超過上限值。具體而言，第一溫度控制器133對實(shí)際檢測葉片通道溫度Tb與其上限值進(jìn)行比較，且進(jìn)行比例積分運(yùn)算，將其結(jié)果作為指令值BPCSO輸出。

第二溫度控制器134其從排氣溫度計(jì)76接收排氣溫度Te，并輸出用于控制全燃料流量的指令值EXCSO，使得該排氣溫度Te不超過上限值。具體而言，第二溫度控制器134對實(shí)際檢測排氣溫度Te與其上限值進(jìn)行比較，且進(jìn)行比例積分運(yùn)算，將其結(jié)果作為指令值EXCSO輸出。

低值選擇器135其選擇各控制器131至134的指令值中最小的指令值，并將該指令值輸出。限制器136其限制來自低值選擇器135的指令的增減比例，并將其作為燃料流量指令值即全燃料流量指令值CSO輸出。

引燃比即PL比是相對于全燃料流量的引燃燃料流量Fpf的比。引燃比計(jì)算器140p如圖9所示，具有：PL₀比運(yùn)算器即流量比運(yùn)算器141p，其計(jì)算與燃燒負(fù)荷指令值CLCSO相應(yīng)的引燃比即PL₀比；修正值運(yùn)算器142p，其算出與負(fù)荷率％Load相應(yīng)的修正值；變動(dòng)檢測器144，其檢測燃料流量指令值CSO的變動(dòng)；以及，修正器151，其利用修正值修正PL₀比。

PL₀比運(yùn)算器141p具有規(guī)定燃燒負(fù)荷指令值CLCSO與PL₀比之間的關(guān)系的函數(shù)F₁x，該燃燒負(fù)荷指令值CLCSO與渦輪機(jī)21中的燃燒氣體的入口溫度具有正的相關(guān)性。函數(shù)F₁x如圖11所示，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其從燃燒負(fù)荷指令發(fā)生器110接收燃燒負(fù)荷指令值CLCSO，且利用函數(shù)F₁x，計(jì)算與該燃燒負(fù)荷指令值CLCSO相對應(yīng)的PL₀比。另外，在此是利用函數(shù)F₁x規(guī)定了燃燒負(fù)荷指令值CLCSO與PL₀比之間的關(guān)系，但利用圖來規(guī)定此關(guān)系也可。

修正值運(yùn)算器142p具有：增加時(shí)修正值運(yùn)算器143pa，其計(jì)算燃料流量指令值CSO增加時(shí)的增加時(shí)修正值Ci；以及，減少時(shí)修正值運(yùn)算器143pb，其計(jì)算燃料流量指令值CSO減少時(shí)的減少時(shí)修正值Cd。增加時(shí)修正值運(yùn)算器143pa如圖12所示，具有規(guī)定負(fù)荷率％Load與增加時(shí)修正值Ci之間的關(guān)系的函數(shù)G₁x，并計(jì)算與現(xiàn)在的負(fù)荷率％Load相對應(yīng)的增加時(shí)修正值Ci。此外，減少時(shí)修正值運(yùn)算器143pb，具有規(guī)定負(fù)荷率％Load與減少時(shí)修正值Cd之間的關(guān)系的函數(shù)G₂x，并計(jì)算與現(xiàn)在的負(fù)荷率％Load相對應(yīng)的增加時(shí)修正值Cd。

PL₀比如圖12所示，隨著負(fù)荷率％Load的增加而變小。特別是，負(fù)荷率％Load為例如60％以上的高負(fù)荷率時(shí)，為了求得NO_X之降低而具有將PL₀比設(shè)為更小的傾向。因此，在高負(fù)荷率的情況下，作為使燃料在燃燒器31內(nèi)穩(wěn)定燃燒的條件，其條件會(huì)比較嚴(yán)格。在這種高負(fù)荷率的情況下，增加時(shí)修正值Ci及減少時(shí)修正值Cd均為用于修正PL₀比而使PL比變大的修正值。在此，減少時(shí)修正值Cd被設(shè)定為大于同一負(fù)荷率％Load之下的增加時(shí)修正值Ci。

燃燒負(fù)荷指令值CLCSO如上所述，是與渦輪機(jī)21中的燃燒氣體的入口溫度具有正的相關(guān)性的參數(shù)。從而，燃燒負(fù)荷指令值CLCSO在入口溫度較高時(shí)為較大的值，入口溫度較低時(shí)為較小的值。但是，通過增加向燃燒器31的燃料流量，即使渦輪機(jī)21中的燃燒氣體的入口溫度變高，發(fā)電機(jī)輸出也不會(huì)立刻提高。此外，通過減少向燃燒器31的燃料流量，即使渦輪機(jī)21中的燃燒氣體的入口溫度變低，發(fā)電機(jī)輸出也不會(huì)立刻降低。即，通過對燃燒器31的燃料流量進(jìn)行增減變化，即使渦輪機(jī)21中的燃燒氣體的入口溫度發(fā)生變化，而發(fā)電機(jī)輸出也不會(huì)立刻變化。因此，用實(shí)際檢測的發(fā)電機(jī)輸出PW計(jì)算的燃燒負(fù)荷指令值CLCSO，對燃燒器31的燃料流量進(jìn)行增減變化的情況下，不會(huì)馬上成為與渦輪機(jī)21中的燃料氣體的入口溫度相對應(yīng)的值。

從而，在為使燃料穩(wěn)定燃燒的嚴(yán)格條件下，即在高負(fù)荷率的情況下，對燃燒器31的燃料流量進(jìn)行增減變化時(shí)，基于燃燒負(fù)荷指令值CLCSO所設(shè)定的PL₀比的話，在燃燒器31內(nèi)的燃燒有可能變得不穩(wěn)定。因此，本實(shí)施方式在高負(fù)荷率下對燃燒器31的燃料流量進(jìn)行增減變化時(shí)，使用增加時(shí)修正值Ci及減少時(shí)修正值Cd來修正PL₀比。特別是，在減少燃燒器31的燃料流量時(shí)，燃燒器31內(nèi)的燃料的不穩(wěn)定有變強(qiáng)的趨勢，因此，本實(shí)施方式中，使用比增加時(shí)修正值Ci更大的值即減少時(shí)修正值Cd來修正PL₀比。因此，燃料減少時(shí)的修正后PLd比的值，如上所述，比燃料增加時(shí)的修正后PLi比更大。

增加時(shí)修正值運(yùn)算器143pa及減少時(shí)修正值運(yùn)算器143pb，均從負(fù)荷率運(yùn)算器120接收負(fù)荷率％Load。增加時(shí)修正值運(yùn)算器143pa利用函數(shù)G₁x，計(jì)算與該負(fù)荷率％Load相對應(yīng)的增加時(shí)修正值Ci。此外，減少時(shí)修正值運(yùn)算器143pb利用函數(shù)G₂x，計(jì)算與該負(fù)荷率％Load相對應(yīng)的減少時(shí)修正值Cd。

變動(dòng)檢測器144具有：遲延器145，其將來自燃料流量指令發(fā)生器130的燃料流量指令值CSO在規(guī)定時(shí)間后輸出；減法器146，其計(jì)算從來自燃料流量指令發(fā)生器130的燃料流量指令值CSO減去來自延遲器145的燃料流量指令值CSO值；以及，增減判斷器147，其根據(jù)減法結(jié)果判斷燃料流量指令值CSO是否增加到規(guī)定值以上或者減少了規(guī)定值以上。增減判斷器147在減法器146的減法結(jié)果為正值且該值為規(guī)定值以上時(shí)，輸出表示增加的“+1”，減法器146的減法結(jié)果為負(fù)值且該值為規(guī)定值以下時(shí)，輸出表示減少的“-1”，其他情況下輸出表示無增減變化的“0”。

修正器151具有：增加時(shí)系數(shù)發(fā)生器152a，其輸出限制增加時(shí)修正值Ci的增減比例的限制系數(shù)；減少時(shí)系數(shù)發(fā)生器152b，其輸出限制減少時(shí)修正值Cd的增減比例的限制系數(shù)；第一乘法器153a，其在增加時(shí)修正值Ci上乘以限制系數(shù)；第二乘法器153b，其在減少時(shí)修正值Cd上乘以限制系數(shù)；以及，加法器即流量比修正器154，其將被限制了增減比例的增加時(shí)修正值Ci或減少時(shí)修正值Cd加到PL₀比上。如上所述，通過將被限制了增減比例的增加時(shí)修正值Ci或減少時(shí)修正值Cd，加到基于燃燒負(fù)荷指令值CLCSO設(shè)定的PL₀比上，在本實(shí)施方式中，修正了在高負(fù)荷率下對燃燒器31的燃料流量進(jìn)行了增減變化時(shí)的PL₀比。作為該加法器154的加法結(jié)果被修正的PL比，從引燃比計(jì)算器140p輸出。

另外，本實(shí)施方式中，修正值調(diào)節(jié)器包括增加時(shí)系數(shù)發(fā)生器152a和第一乘法器153a，使得輸出的修正值隨著時(shí)間推移接近由增加時(shí)修正值運(yùn)算器143pa求出的增加時(shí)修正值Ci。此外，本實(shí)施方式中，修正值調(diào)節(jié)器包括減少時(shí)系數(shù)發(fā)生器152b和第二乘法器153b，使得輸出的修正值隨著時(shí)間推移接近由減少時(shí)修正值運(yùn)算器143pb求出的減少時(shí)修正值Cd。

按照圖15所示的流程圖對以上所說明的引燃比計(jì)算器140p的操作進(jìn)行說明。

引燃比計(jì)算器140p的PL₀比運(yùn)算器即流量比運(yùn)算器141p，利用函數(shù)F₁x求出與燃燒負(fù)荷指令CLCSO相對應(yīng)的PL₀比，即進(jìn)行S1：流量比運(yùn)算工序。

引燃比計(jì)算器140p的修正值運(yùn)算器142p，計(jì)算與負(fù)荷率％Load相應(yīng)的修正值Ci、Cd，即進(jìn)行S2：修正值運(yùn)算工序。具體而言，修正值運(yùn)算器142p的增加時(shí)修正值運(yùn)算器143pa，如上所述，利用函數(shù)G₁x，計(jì)算與現(xiàn)在的負(fù)荷率％Load相對應(yīng)的增加時(shí)修正值Ci，即進(jìn)行S2a：增加時(shí)修正值運(yùn)算工序。此外，減少時(shí)修正值運(yùn)算器143pb利用函數(shù)G₂x，計(jì)算與現(xiàn)在的負(fù)荷率％Load相對應(yīng)的減少時(shí)修正值Cd，即進(jìn)行S2b：減少時(shí)修正值運(yùn)算工序。

引燃比計(jì)算器140p的變動(dòng)檢測器144，在每單位時(shí)間的燃料流量指令值CSO的增加量為規(guī)定值以上時(shí)，輸出表示增加的“+1”，在每單位時(shí)間的燃料流量指令值CSO的減少量為規(guī)定值以上時(shí)，輸出表示減少的“-1”。此外，變動(dòng)檢測器144在其他情況下，輸出表示每單位時(shí)間的燃料流量指令值CSO無增減變化的“0”，即進(jìn)行S3：變動(dòng)檢測工序。

若變動(dòng)檢測器144輸出表示燃料流量指令值CSO的增加的“+1”，或輸出表示燃料流量指令值CSO的減少的“-1”時(shí)，修正器151利用修正值運(yùn)算器142p求出的修正值Ci或修正值Cd，來修正PL₀比運(yùn)算器141p求出的PL₀比，即進(jìn)行S4：修正工序。具體而言，若變動(dòng)檢測器144輸出表示燃料流量指令值CSO的增加的“+1”，修正器151的增加時(shí)系數(shù)發(fā)生器152a，則輸出限制增加時(shí)修正值Ci的增減比例的限制系數(shù)。修正器151的第一乘法器153a若接收到該限制系數(shù)，將該限制系數(shù)乘到來自增加時(shí)系數(shù)發(fā)生器152a的增加時(shí)修正值Ci上，并輸出限制了增減比例的增加時(shí)修正值Ci。加法器154在來自PL₀比運(yùn)算器141p的PL₀比上，加上限制了增減比例的增加時(shí)修正值Ci，并將其作為被修正的PLi比而輸出，PLi比參照圖12，即進(jìn)行S4a：增加時(shí)修正工序。此外，若變動(dòng)檢測器144輸出表示燃料流量指令值CSO的減少的“-1”，減少時(shí)系數(shù)發(fā)生器152b則輸出限制減少時(shí)修正值Cd的增減比例的限制系數(shù)。第二乘法器153b若接收到該限制系數(shù)，將該限制系數(shù)乘到來自減少時(shí)系數(shù)發(fā)生器152b的減少時(shí)修正值Cd上，并輸出限制了增減比例的減少時(shí)修正值Cd。加法器154在來自PL₀比運(yùn)算器141p的PL₀比上，加上限制了增減比例的減少時(shí)修正值Cd，并將其作為被修正的PLd比而輸出，PLd比參照圖12，即進(jìn)行S4b：減少時(shí)修正工序。

另外，修正器151在變動(dòng)檢測器144輸出了“0”時(shí)，因?yàn)閬碜缘谝怀朔ㄆ?53a及第二乘法器153b的輸出成為“0”，不修正來自PL₀比運(yùn)算器141p的PL₀比，而將PL₀比作為PL比而輸出。此外，負(fù)荷率％Load不是高負(fù)荷率時(shí)，從修正值運(yùn)算器142p，作為修正值而輸出“0”，因此，來自第一乘法器153a及第二乘法器153b的輸出也會(huì)成為“0”。因此，負(fù)荷率％Load不是高負(fù)荷率時(shí)，也不修正來自PL₀比運(yùn)算器141p的PL₀比，且將PL₀比作為PL比而輸出。即，修正器151僅在負(fù)荷率％Load為高負(fù)荷率且燃料流量指令值CSO增減變動(dòng)了規(guī)定以上時(shí)，修正來自PL₀比運(yùn)算器141p的PL₀比。

另外，圖15所示的流程圖中，描述為在實(shí)行流量比運(yùn)算工序S1之后，實(shí)行修正值運(yùn)算工序S2，然后，實(shí)行變動(dòng)檢測工序S3，但實(shí)際上，能夠?qū)⒘髁勘冗\(yùn)算工序S1、修正值運(yùn)算工序S2及變動(dòng)檢測工序S3同時(shí)實(shí)行。

頂帽比即TH比是相對于全燃料流量的頂帽燃料流量Ftf的比。頂帽比計(jì)算器140t如圖10所示，具有：TH₀比運(yùn)算器即流量比運(yùn)算器141t，其計(jì)算與燃燒負(fù)荷指令值CLCSO相應(yīng)的頂帽比即TH₀比；修正值運(yùn)算器142t，其算出與負(fù)荷率％Load相應(yīng)的修正值；變動(dòng)檢測器144，其檢測燃料流量指令值CSO的變動(dòng)；以及，修正器151，其利用修正值修正TH₀比。

TH₀比運(yùn)算器141t具有規(guī)定燃燒負(fù)荷指令值CLCSO與TH₀比之間的關(guān)系的函數(shù)F₂x。函數(shù)F₂x如圖13所示，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其從燃燒負(fù)荷指令發(fā)生器110接收燃燒負(fù)荷指令CLCSO，且利用函數(shù)F₂x，計(jì)算與該燃燒負(fù)荷指令值CLCSO相對應(yīng)的TH₀比。另外，在此是利用函數(shù)F₂x規(guī)定了燃燒負(fù)荷指令值CLCSO與TH₀比之間的關(guān)系，但利用圖來規(guī)定此關(guān)系也可。

修正值運(yùn)算器142t具有：增加時(shí)修正值運(yùn)算器143ta，其計(jì)算燃料流量指令值CSO增加時(shí)的增加時(shí)修正值Ci；以及，減少時(shí)修正值運(yùn)算器143tb，其計(jì)算燃料流量指令值CSO減少時(shí)的減少時(shí)修正值Cd。增加時(shí)修正值運(yùn)算器143ta如圖14所示，具有規(guī)定負(fù)荷率％Load與增加時(shí)修正值Ci之間的關(guān)系的函數(shù)G₃x，并計(jì)算與現(xiàn)在的負(fù)荷率％Load相對應(yīng)的增加時(shí)修正值Ci。此外，減少時(shí)修正值運(yùn)算器143tb，具有規(guī)定負(fù)荷率％Load與減少時(shí)修正值Cd之間的關(guān)系的函數(shù)G₄x，并計(jì)算與現(xiàn)在的負(fù)荷率％Load相對應(yīng)的增加時(shí)修正值Cd。這些增加時(shí)修正值Ci及減少時(shí)修正值Cd均為負(fù)值。此外，在此，減少時(shí)修正值Cd被設(shè)定為大于同一負(fù)荷率％Load之下的增加時(shí)修正值Ci。換而言之，在此，減少時(shí)修正值Cd的絕對值，被設(shè)定為小于同一負(fù)荷率％Load之下的增加時(shí)修正值Ci的絕對值。

TH₀比如圖14所示，基本上隨著負(fù)荷率％Load的增加而變大。但是，負(fù)荷率％Load為例如60％以上的高負(fù)荷率時(shí)，這里的TH₀比即使負(fù)荷率％Load增加也大致保持恒定。

燃燒器根據(jù)其結(jié)構(gòu)、投入到燃燒器中的燃料的物理特性等，會(huì)在與其結(jié)構(gòu)等相應(yīng)的負(fù)荷率上燃燒振動(dòng)的傾向變強(qiáng)。本實(shí)施方式的燃燒器31在高負(fù)荷率時(shí)燃燒振動(dòng)的傾向變強(qiáng)。本實(shí)施方式的燃燒器31，在該高負(fù)荷率時(shí)且燃料流量指令值CSO增減變化時(shí)將TH比變小的話，能夠抑制燃燒振動(dòng)。因此，在高負(fù)荷率的情況下，本實(shí)施方式的TH₀比的增加時(shí)修正值Ci及減少時(shí)修正值Cd，均為用于使修正后的TH比變小的負(fù)值的修正值。

變動(dòng)檢測器144的結(jié)構(gòu)與引燃比計(jì)算器140p的變動(dòng)檢測器144相同。因此，該變動(dòng)檢測器144，在每單位時(shí)間的燃料流量指令值CSO的增加量為規(guī)定值以上時(shí)，輸出表示增加的“+1”，在每單位時(shí)間的燃料流量指令值CSO的減少量為規(guī)定值以上時(shí)，輸出表示減少的“-1”。此外，變動(dòng)檢測器144在其他情況下，輸出表示每單位時(shí)間的燃料流量指令值CSO無增減變化的“0”。

修正器151的結(jié)構(gòu)與引燃比計(jì)算器140p的修正器151相同。因此，若變動(dòng)檢測器144輸出表示燃料流量指令值CSO的增加的“+1”，或輸出表示燃料流量指令值CSO的減少的“-1”時(shí)，該修正器151利用修正值運(yùn)算器142t求出的修正值Ci或修正值Cd，來修正TH₀比運(yùn)算器141t求出的TH₀比。

以上所說明的頂帽比計(jì)算器140t的操作，與上述使用圖15說明的引燃比計(jì)算器140p的操作相同。但是，頂帽比計(jì)算器140t的修正值運(yùn)算器142t求出的增加時(shí)修正值Ci及減少時(shí)修正值Cd均為負(fù)值，因此，通過修正器151修正的THi比及THd比均小于修正前的TH₀比，THi比及THd比參照圖14。

另外，以上為對在高負(fù)荷率時(shí)燃燒振動(dòng)的傾向變強(qiáng)的燃燒器31的TH₀比修正例。但是，例如也存在在50％至60％左右的中負(fù)荷率時(shí)燃燒振動(dòng)的傾向變強(qiáng)的燃燒器。在這種情況下，修正值運(yùn)算器142t，作為TH₀比的修正值，設(shè)定中負(fù)荷率之下的修正值。此外，以上為對通過將TH比變小來能夠抑制燃燒振動(dòng)的燃燒器31的TH₀比修正例。但是，也存在通過將TH比變大來能夠抑制燃燒振動(dòng)的燃燒器。在這種情況下，作為TH₀比的修正，修正器151設(shè)定正值的修正值，且將該修正值加到TH₀比。此外，以上說明中，將減少時(shí)修正值Cd設(shè)定為大于同一負(fù)荷率％Load之下的增加時(shí)修正值Ci。但是，根據(jù)燃燒器，也存在將減少時(shí)修正值Cd設(shè)定為小于同一負(fù)荷率％Load之下的增加時(shí)修正值Ci的情況。

系統(tǒng)流量運(yùn)算器160如圖8所示，具有：第一乘法器161，其利用引燃比計(jì)算器140p算出的PL比計(jì)算引燃燃料流量Fpf；第二乘法器162，其利用頂帽比計(jì)算器140t算出的TH比計(jì)算頂帽燃料流量Ftf；第一減法器163，其從表示全燃料流量的燃料流量指令值CSO中減去頂帽燃料流量Ftf；以及，第二減法器164，其從第一減法器163的減法結(jié)果中進(jìn)一步減去引燃燃料流量Fpf。

第一乘法器161其在表示全燃料流量的燃料流量指令值CSO上乘以引燃比計(jì)算器140p算出的PL比，來計(jì)算引燃燃料流量Fpf，并將其輸出到閥控制器170。第二乘法器162其在表示全燃料流量的燃料流量指令值CSO上乘以頂帽比計(jì)算器140t算出的TH比，來計(jì)算頂帽燃料流量Ftf，并將其輸出到閥控制器170。第一減法器163如上所述，其從表示全燃料流量的燃料流量指令值CSO中減去頂帽燃料流量Ftf。第二減法器164其從第一減法器163的減法結(jié)果中進(jìn)一步減去引燃燃料流量Fpf，并將該減法結(jié)果作為主燃料流量Fmf輸出到閥控制器170。即，該系統(tǒng)流量運(yùn)算器160實(shí)行計(jì)算各燃料流量的系統(tǒng)流量運(yùn)算工序。

閥控制器170如圖8所述，具有：閥驅(qū)動(dòng)量運(yùn)算器171，其計(jì)算引燃燃料閥65的驅(qū)動(dòng)量；閥控制信號(hào)輸出器175，其向引燃燃料閥65輸出控制信號(hào)；閥驅(qū)動(dòng)量運(yùn)算器172，其計(jì)算頂帽燃料閥67的驅(qū)動(dòng)量；閥控制信號(hào)輸出器176，其向頂帽燃料閥67輸出控制信號(hào)；閥驅(qū)動(dòng)量運(yùn)算器173，其計(jì)算主燃料閥66的驅(qū)動(dòng)量；以及，閥控制信號(hào)輸出器177，其向主燃料閥66輸出控制信號(hào)。

計(jì)算引燃燃料閥65的驅(qū)動(dòng)量的閥驅(qū)動(dòng)量運(yùn)算器171，其根據(jù)系統(tǒng)流量運(yùn)算器160求得的引燃燃料流量Fpf，計(jì)算引燃燃料閥65的驅(qū)動(dòng)量。閥控制信號(hào)輸出器175制作與該引燃燃料閥65的驅(qū)動(dòng)量相應(yīng)的控制信號(hào)，并將該控制信號(hào)輸出到引燃燃料閥65。計(jì)算頂帽燃料閥67的驅(qū)動(dòng)量的閥驅(qū)動(dòng)量運(yùn)算器172，其根據(jù)系統(tǒng)流量運(yùn)算器160求得的頂帽燃料流量Ftf，計(jì)算頂帽燃料閥67的驅(qū)動(dòng)量。閥控制信號(hào)輸出器176制作與該頂帽燃料閥67的驅(qū)動(dòng)量相應(yīng)的控制信號(hào)，并將該控制信號(hào)輸出到頂帽燃料閥67。計(jì)算主燃料閥66的驅(qū)動(dòng)量的閥驅(qū)動(dòng)量運(yùn)算器173，其根據(jù)系統(tǒng)流量運(yùn)算器160求得的主燃料流量Fmf，計(jì)算主燃料閥66的驅(qū)動(dòng)量。閥控制信號(hào)輸出器177制作與該主燃料閥66的驅(qū)動(dòng)量相應(yīng)的控制信號(hào)，并將該控制信號(hào)輸出到主燃料閥66。即，該閥控制器170實(shí)施對各燃料閥輸出控制信號(hào)的閥控制工序。

若各閥控制信號(hào)輸出器175、176、177向各燃料閥65、66、67輸出控制信號(hào)，各燃料閥65、66、67則會(huì)根據(jù)控制信號(hào)所示的驅(qū)動(dòng)量而驅(qū)動(dòng)。其結(jié)果，引燃燃料管線61中會(huì)流動(dòng)與引燃比計(jì)算器140p求得的PL比相應(yīng)的流量Fpf的引燃燃料Fp。頂帽燃料管線63中會(huì)流動(dòng)與頂帽比計(jì)算器140t求得的TH比相應(yīng)的流量Ftf的頂帽燃料Ft。此外，主燃料管線62中會(huì)流動(dòng)從全燃料流量中減去引燃燃料流量Fpf及頂帽燃料流量Ftf的流量Fmf的主燃料Fm。

如上所述，本實(shí)施方式中，基于燃燒負(fù)荷指令值CLCSO設(shè)定的各燃料的流量比，在燃料流量指令值CSO變動(dòng)后相應(yīng)于燃?xì)鉁u輪機(jī)的負(fù)荷率進(jìn)行修正。因此，能夠抑制負(fù)荷變化時(shí)的過度的燃燒振動(dòng)，且提高燃燒器31中的燃燒穩(wěn)定性。而且，本實(shí)施方式中，不僅能夠提高在減負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的燃燒器中的燃燒穩(wěn)定性，還能夠提高在負(fù)荷降低時(shí)或負(fù)荷增加時(shí)的燃燒器中的燃燒穩(wěn)定性。

另外，本實(shí)施方式的流量比運(yùn)算器140p、140t，基于燃燒負(fù)荷指令CLCSO設(shè)定各燃料修正前的流量比。但是，本實(shí)施方式的流量比運(yùn)算器140p、140t，基于與渦輪機(jī)21中的燃燒氣體的入口溫度變化具有相關(guān)性而變化的值，或者作為該入口溫度的入口溫度相關(guān)值，設(shè)定各燃料修正前的流量比也可。

燃燒器31內(nèi)的燃燒狀態(tài)，能夠根據(jù)上述入口溫度相關(guān)值，及與燃燒器31內(nèi)的燃燒氣體的流速變化具有相關(guān)性而變化的流速相關(guān)值來特定。該流速相關(guān)值除了在計(jì)算修正值時(shí)所使用的負(fù)荷率之外，還包括燃?xì)鉁u輪機(jī)10的輸出即發(fā)電機(jī)輸出、向燃燒器31供給的燃料的全流量及壓縮機(jī)11所吸入的空氣的流量等。因此，將上述入口溫度相關(guān)值作為第一參數(shù)，利用該第一參數(shù)設(shè)定各燃料的修正前的流量比時(shí)，將燃?xì)鉁u輪機(jī)10的輸出、向燃燒器31供給的燃料的全流量及壓縮機(jī)11所吸入的空氣的流量等中的任意一個(gè)參數(shù)作為第二參數(shù)，利用該第二參數(shù)設(shè)定修正值也可。

此外，本實(shí)施方式的變動(dòng)檢測器144，通過檢測燃料流量指令值CSO的變動(dòng)，來檢測負(fù)荷指令的變動(dòng)。但是，變動(dòng)檢測器144除了燃料流量指令值CSO以外，檢測與燃?xì)鉁u輪機(jī)的負(fù)荷變化具有相關(guān)性而變化的值，或者作為負(fù)荷的值的發(fā)電機(jī)輸出的負(fù)荷相關(guān)值的變動(dòng)也可。

工業(yè)上的可利用性

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，不僅能夠提高在減負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的燃燒器中的燃燒穩(wěn)定性，還能夠提高在負(fù)荷降低時(shí)或負(fù)荷增加時(shí)的燃燒器中的燃燒穩(wěn)定性。

符號(hào)說明

10 燃?xì)鉁u輪機(jī)

11 壓縮機(jī)

14 IGV

21 渦輪機(jī)

31 燃燒器

33 燃燒筒(或尾筒)

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)數(shù)測量儀

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 排氣溫度計(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 流量比計(jì)算裝置(流量比運(yùn)算器)

140p 引燃比計(jì)算器

141p PL₀比運(yùn)算器(流量比運(yùn)算器)

142p 修正值運(yùn)算器

143pa 增加時(shí)修正值運(yùn)算器

143pb 減少時(shí)修正值運(yùn)算器

144 變動(dòng)檢測器

151 修正器

154 加法器(流量比修正器)

140t 頂帽比計(jì)算器

141t THL₀比運(yùn)算器(流量比運(yùn)算器)

142t 修正值運(yùn)算器

143ta 增加時(shí)修正值運(yùn)算器

143tb 減少時(shí)修正值運(yùn)算器

160 系統(tǒng)流量運(yùn)算器

170 閥控制部

180 接口