本發(fā)明涉及執(zhí)行調(diào)溫控制的燃?xì)廨啓C(jī)等系統(tǒng)的控制裝置、系統(tǒng)以及控制方法。

背景技術(shù)：

通常的燃?xì)廨啓C(jī)由壓縮機(jī)、燃燒器以及渦輪構(gòu)成。并且，從空氣取入口取入的空氣被壓縮機(jī)壓縮而成為高溫高壓的壓縮空氣，利用燃燒器對(duì)該壓縮空氣供給燃料并使之燃燒而得到高溫高壓的燃燒氣體(工作流體)，由該燃燒氣體驅(qū)動(dòng)渦輪，驅(qū)動(dòng)與該渦輪連結(jié)的發(fā)電機(jī)。對(duì)渦輪進(jìn)行了驅(qū)動(dòng)的燃燒氣體從渦輪的排氣側(cè)被作為廢氣排出。

控制這樣的燃?xì)廨啓C(jī)的控制裝置執(zhí)行如下的調(diào)溫控制：調(diào)整取入壓縮機(jī)的空氣量以及燃料的供給量等，以使燃燒氣體所流入的渦輪的渦輪入口溫度不超過(guò)預(yù)先設(shè)定的上限溫度的方式控制燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。這是因?yàn)?，就燃?xì)廨啓C(jī)的性能而言，渦輪入口溫度越高則性能(做功效率)越高，另一方面，若使渦輪入口溫度過(guò)高，則渦輪入口周圍的高溫部件難以經(jīng)得住熱負(fù)荷。具體而言，在調(diào)溫控制中，以使來(lái)自渦輪的廢氣溫度不超過(guò)調(diào)溫線的方式控制燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，其中調(diào)溫線表示根據(jù)燃?xì)廨啓C(jī)的負(fù)荷(發(fā)電機(jī)輸出)、壓力比等燃?xì)廨啓C(jī)狀態(tài)量而規(guī)定的廢氣溫度的上限溫度。在此，調(diào)溫線被規(guī)定為如下函數(shù)：燃?xì)廨啓C(jī)的負(fù)荷越大，則廢氣溫度的上限溫度越低，另一方面，若燃?xì)廨啓C(jī)的負(fù)荷越小，則廢氣溫度的上限溫度越高。

作為進(jìn)行調(diào)溫控制的燃?xì)廨啓C(jī)的控制裝置，記載了下述專利文獻(xiàn)1、2所述的控制裝置。在專利文獻(xiàn)1的燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)控制裝置中，在壓縮機(jī)的吸氣側(cè)設(shè)置有入口引導(dǎo)葉片，基于入口引導(dǎo)葉片的開度相對(duì)于發(fā)電機(jī)的輸出值的關(guān)系并根據(jù)來(lái)自發(fā)電機(jī)輸出傳感器的發(fā)電機(jī)輸出來(lái)設(shè)定入口引導(dǎo)葉片的開度。另外，專利文獻(xiàn)2的燃?xì)廨啓C(jī)的入口引導(dǎo)葉片控制裝置在壓縮機(jī)的吸氣側(cè)設(shè)置有入口引導(dǎo)葉片，并設(shè)定與吸氣溫度修正后的發(fā)電機(jī)輸出(燃?xì)廨啓C(jī)輸出)對(duì)應(yīng)的入口引導(dǎo)葉片的開度。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2008-75578號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2007-40171號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

這樣，入口引導(dǎo)葉片的開度基于燃?xì)廨啓C(jī)輸出(實(shí)際輸出)來(lái)設(shè)定。因此，例如在燃?xì)廨啓C(jī)的負(fù)荷變大的負(fù)荷升高時(shí)，控制燃?xì)廨啓C(jī)輸出以使該燃?xì)廨啓C(jī)輸出成為目標(biāo)的燃?xì)廨啓C(jī)的要求輸出值的情況下，燃?xì)廨啓C(jī)的控制裝置基于要求輸出值與燃?xì)廨啓C(jī)輸出的偏差來(lái)增大燃料的供給量。若增大燃料的供給量，則燃?xì)廨啓C(jī)的輸出增大，因此控制裝置伴隨燃?xì)廨啓C(jī)的輸出的增大而增大入口引導(dǎo)葉片的開度。因此，在負(fù)荷升高時(shí)，燃料的供給量容易變多，因此燃空比(燃料的供給量/吸氣量)向高值推移，由此，與燃空比成比例地渦輪入口溫度以及廢氣溫度也向高值推移。

其中，燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行與負(fù)荷相應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，具體而言，進(jìn)行全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)和部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。通常，在進(jìn)行全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，為了發(fā)揮燃?xì)廨啓C(jī)的性能，執(zhí)行調(diào)溫控制以使渦輪入口溫度達(dá)到上限溫度附近。在該調(diào)溫控制中，具體而言，以使全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的廢氣溫度處于調(diào)溫線附近的方式控制燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。

另一方面，在部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)中，為了確保燃?xì)廨啓C(jī)輸出對(duì)負(fù)荷變動(dòng)的響應(yīng)性而不執(zhí)行調(diào)溫控制。即，燃?xì)廨啓C(jī)以比調(diào)溫線的上限溫度低的廢氣溫度進(jìn)行負(fù)荷控制，以使廢氣溫度不被調(diào)溫線的上限溫度限制。

并且，近年來(lái)，有時(shí)為了在部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)中也提高燃?xì)廨啓C(jī)的性能，執(zhí)行調(diào)溫控制以使渦輪入口溫度達(dá)到上限溫度附近。具體而言，在調(diào)溫控制中，控制燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)以使部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的廢氣溫度處于調(diào)溫線附近。

然而，在部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，進(jìn)行調(diào)溫控制以使廢氣溫度處于調(diào)溫線附近的情況下，若向燃?xì)廨啓C(jī)施加的負(fù)荷變動(dòng)，則廢氣溫度有可能受調(diào)溫線限制。這是因?yàn)?，如上所述那樣，在?fù)荷升高時(shí)燃空比向高值推移，由此渦輪入口溫度以及廢氣溫度也向高值推移。因此，燃?xì)廨啓C(jī)有時(shí)難以根據(jù)負(fù)荷變動(dòng)來(lái)調(diào)整燃?xì)廨啓C(jī)輸出。

另外，在部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，進(jìn)行調(diào)溫控制以使廢氣溫度處于調(diào)溫線附近的情況下，從空氣取入口取入的空氣的吸入量有時(shí)因負(fù)荷變動(dòng)等干擾而減少。在該情況下，廢氣溫度上升，因此在調(diào)溫控制中產(chǎn)生減小燃?xì)廨啓C(jī)的負(fù)荷的所謂的負(fù)荷跌落。即，就調(diào)溫線而言，燃?xì)廨啓C(jī)的負(fù)荷越小則廢氣溫度的上限溫度越高，因此在調(diào)溫控制中，若廢氣溫度上升，則為了提高廢氣溫度的上限溫度而減小燃?xì)廨啓C(jī)的負(fù)荷。此時(shí)，基于入口引導(dǎo)葉片的開度來(lái)調(diào)整空氣的吸入量，基于燃?xì)廨啓C(jī)輸出來(lái)設(shè)定入口引導(dǎo)葉片的開度。因此，在調(diào)溫控制中，若燃?xì)廨啓C(jī)的負(fù)荷降低進(jìn)而燃?xì)廨啓C(jī)輸出變小，則進(jìn)行通過(guò)減小入口引導(dǎo)葉片的開度來(lái)減少空氣的吸入量的控制，由此廢氣溫度再次上升，因此燃?xì)廨啓C(jī)的負(fù)荷會(huì)繼續(xù)下降。

于是，本發(fā)明的課題在于，提供能夠在提高部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的燃?xì)廨啓C(jī)等系統(tǒng)的性能的同時(shí)、適宜地執(zhí)行負(fù)荷變動(dòng)時(shí)的調(diào)溫控制的控制裝置、系統(tǒng)以及控制方法。

用于解決課題的方案

本發(fā)明的控制裝置是如下系統(tǒng)的控制裝置，該系統(tǒng)利用壓縮機(jī)將吸入的空氣壓縮成為壓縮空氣，使從燃燒器供給的燃料與所述壓縮空氣混合并燃燒而生成燃燒氣體，利用生成的所述燃燒氣體使渦輪工作而使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，將使所述渦輪工作后的所述燃燒氣體作為廢氣排出，所述控制裝置的特征在于，所述壓縮機(jī)具有設(shè)置于吸氣側(cè)的能夠調(diào)整開度的入口引導(dǎo)葉片，所述控制裝置執(zhí)行沿著調(diào)溫線來(lái)控制所述入口引導(dǎo)葉片的開度的調(diào)溫控制，其中所述調(diào)溫線表示根據(jù)所述系統(tǒng)的負(fù)荷而規(guī)定的廢氣溫度的上限溫度，基于所述系統(tǒng)的輸出要求值來(lái)設(shè)定所述開度。

另外，本發(fā)明的控制方法是如下系統(tǒng)的控制方法，該系統(tǒng)利用壓縮機(jī)將吸入的空氣壓縮成為壓縮空氣，使從燃燒器供給的燃料與所述壓縮空氣混合并燃燒而生成燃燒氣體，利用生成的所述燃燒氣體使渦輪工作，將使所述渦輪工作后的所述燃燒氣體作為廢氣排出，所述控制方法的特征在于，所述壓縮機(jī)具有設(shè)置于吸氣側(cè)的能夠調(diào)整開度的入口引導(dǎo)葉片，所述控制方法執(zhí)行沿著調(diào)溫線來(lái)控制所述入口引導(dǎo)葉片的開度的調(diào)溫控制，其中所述調(diào)溫線表示根據(jù)所述系統(tǒng)的負(fù)荷而規(guī)定的廢氣溫度的上限溫度，基于所述系統(tǒng)的輸出要求值來(lái)設(shè)定所述開度。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠基于系統(tǒng)的輸出要求值來(lái)設(shè)定入口引導(dǎo)葉片的開度。因此，能夠在系統(tǒng)的負(fù)荷升高時(shí)在燃料的供給量增大之前增大入口引導(dǎo)葉片的開度。因而，與基于系統(tǒng)的輸出來(lái)設(shè)定入口引導(dǎo)葉片的開度的情況相比，能夠使燃空比向低燃空比推移。由此，能夠抑制渦輪入口溫度以及廢氣溫度的上升，因此能夠在部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的負(fù)荷升高時(shí)抑制廢氣溫度受制于上限溫度而限制系統(tǒng)的輸出、或者產(chǎn)生負(fù)荷跌落的情況。這樣，在部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，容易根據(jù)負(fù)荷變動(dòng)沿著調(diào)溫線來(lái)變更系統(tǒng)的輸出，另外，由于能夠沿著調(diào)溫線進(jìn)行部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，因此能夠在部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)使系統(tǒng)以額定性能運(yùn)轉(zhuǎn)。需要說(shuō)明的是，額定性能是指在從發(fā)電機(jī)向燃?xì)廨啓C(jī)等系統(tǒng)施加了規(guī)定的負(fù)荷時(shí)燃?xì)廨啓C(jī)的做功效率成為最佳的性能。另外，作為系統(tǒng)，除了進(jìn)行發(fā)電的燃?xì)廨啓C(jī)以外，還能夠適用于燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)等。

另外，優(yōu)選的是，所述控制裝置執(zhí)行基于調(diào)節(jié)設(shè)定值來(lái)控制所述系統(tǒng)的輸出的調(diào)節(jié)控制，所述調(diào)節(jié)設(shè)定值是使所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速成為預(yù)先設(shè)定的設(shè)定轉(zhuǎn)速的值，所述輸出要求值在所述調(diào)節(jié)控制時(shí)設(shè)為所述調(diào)節(jié)設(shè)定值，基于所述調(diào)節(jié)設(shè)定值來(lái)設(shè)定所述開度。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠在調(diào)節(jié)控制時(shí)基于調(diào)節(jié)設(shè)定值來(lái)設(shè)定入口引導(dǎo)葉片的開度。因此，也能夠在調(diào)節(jié)控制時(shí)系統(tǒng)的負(fù)荷升高的情況下使燃空比向低燃空比推移。

另外，優(yōu)選的是，所述控制裝置對(duì)所述系統(tǒng)的實(shí)際輸出值與所述輸出要求值進(jìn)行比較而選擇出高值，基于作為高值被選擇出的所述實(shí)際輸出值或所述輸出要求值來(lái)設(shè)定所述開度。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在負(fù)荷升高時(shí)，系統(tǒng)的輸出要求值變高，因此基于輸出要求值來(lái)設(shè)定入口引導(dǎo)葉片的開度。另一方面，在負(fù)荷下降時(shí)，系統(tǒng)的實(shí)際輸出值(系統(tǒng)的輸出)變高，因此基于系統(tǒng)的輸出來(lái)設(shè)定入口引導(dǎo)葉片的開度。因此，不僅能夠在負(fù)荷升高時(shí)使燃空比向低燃空比推移，而且也能夠在負(fù)荷下降時(shí)使燃空比向低燃空比推移。即，在負(fù)荷下降時(shí)，系統(tǒng)的實(shí)際輸出值比系統(tǒng)的輸出要求值高，因此在燃料的供給量減少之后，入口引導(dǎo)葉片的開度變小。這樣，在負(fù)荷升高時(shí)以及負(fù)荷下降時(shí)均能夠抑制渦輪入口溫度以及廢氣溫度的上升，因此能夠抑制廢氣溫度受制于上限溫度而限制系統(tǒng)的輸出的情況。

另外，優(yōu)選的是，所述控制裝置在所述系統(tǒng)的所述負(fù)荷下降的負(fù)荷下降時(shí)，執(zhí)行使基于所述輸出要求值的所述開度的設(shè)定延遲進(jìn)行的延遲控制。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠在負(fù)荷下降時(shí)延遲開度的設(shè)定。因此，能夠在負(fù)荷下降時(shí)延遲設(shè)定為在燃料的供給量減少之后使入口引導(dǎo)葉片的開度變小。這樣，能夠在負(fù)荷下降時(shí)抑制渦輪入口溫度以及廢氣溫度的上升，因此能夠抑制廢氣溫度受制于上限溫度而限制系統(tǒng)的輸出的情況。

另外，優(yōu)選的是，所述控制裝置執(zhí)行基于燃料指令值來(lái)控制從所述燃燒器供給的所述燃料的供給量的燃料控制，根據(jù)基于所述燃料指令值生成的所述輸出要求值來(lái)設(shè)定所述開度。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠基于燃料指令值來(lái)設(shè)定入口引導(dǎo)葉片的開度。因此，能夠在系統(tǒng)的負(fù)荷升高時(shí)在燃料的供給量增大之前增大入口引導(dǎo)葉片的開度。因而，與基于系統(tǒng)的輸出來(lái)設(shè)定入口引導(dǎo)葉片的開度的情況相比，能夠使燃空比向低燃空比推移。

另外，優(yōu)選的是，所述控制裝置在所述系統(tǒng)的所述負(fù)荷上升的負(fù)荷升高時(shí)，執(zhí)行將所述入口引導(dǎo)葉片的開度設(shè)定成為比基于所述輸出要求值設(shè)定的所述開度大的開度的先行開度控制。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在負(fù)荷變化量大的情況下，調(diào)溫線的上限溫度伴隨負(fù)荷升高而快速降低。在該情況下，廢氣溫度延遲降低，從而使廢氣溫度受上限溫度限制，由此難以使系統(tǒng)的輸出變化。因此，在負(fù)荷升高時(shí)的負(fù)荷變化量大的情況下，執(zhí)行先行開度控制以使入口引導(dǎo)葉片的開度成為更大的開度，由此能夠?qū)U氣溫度降低為比調(diào)溫線的上限溫度低的溫度。因而，能夠使廢氣溫度不被調(diào)溫線限制而使系統(tǒng)的輸出適宜地變化。需要說(shuō)明的是，負(fù)荷變動(dòng)的變化量大時(shí)例如是在作為系統(tǒng)適用燃?xì)廨啓C(jī)的情況下燃?xì)廨啓C(jī)的急速起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)或發(fā)電機(jī)的頻率變動(dòng)時(shí)。

本發(fā)明的系統(tǒng)的特征在于，具備：壓縮機(jī)，其將吸入的空氣壓縮成為壓縮空氣；燃燒器，其向所述壓縮空氣供給燃料并使之燃燒而生成燃燒氣體；渦輪，其借助生成的所述燃燒氣體而進(jìn)行工作；以及上述的控制裝置。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠提高部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的性能，另外能夠適宜地執(zhí)行針對(duì)負(fù)荷變動(dòng)的調(diào)溫控制。

附圖說(shuō)明

圖1是表示實(shí)施例1的燃?xì)廨啓C(jī)的示意圖。

圖2是表示廢氣的上限溫度根據(jù)燃?xì)廨啓C(jī)的負(fù)荷而變化的調(diào)溫線的圖表。

圖3是與控制裝置的控制相關(guān)的框圖。

圖4是與實(shí)施例1的控制裝置的IGV控制相關(guān)的說(shuō)明圖。

圖5是與實(shí)施例2的控制裝置的IGV控制相關(guān)的說(shuō)明圖。

圖6是與實(shí)施例3的控制裝置的IGV控制相關(guān)的說(shuō)明圖。

圖7是與實(shí)施例4的控制裝置的IGV控制相關(guān)的說(shuō)明圖。

圖8是與實(shí)施例5的控制裝置的IGV控制相關(guān)的說(shuō)明圖。

圖9是與實(shí)施例6的控制裝置的IGV控制相關(guān)的說(shuō)明圖。

具體實(shí)施方式

以下，基于附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明不受該實(shí)施例限定。另外，下述實(shí)施例中的構(gòu)成要素包括本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠置換且容易置換的要素、或者實(shí)質(zhì)上相同的要素。而且，以下所記載的構(gòu)成要素能夠適當(dāng)組合，另外，在存在多個(gè)實(shí)施例的情況下，也能夠組合各實(shí)施例。

實(shí)施例1

圖1是表示實(shí)施例1的燃?xì)廨啓C(jī)的示意圖。圖2是表示廢氣的上限溫度根據(jù)燃?xì)廨啓C(jī)的負(fù)荷而變化的調(diào)溫線的圖表。圖3是與控制裝置的控制相關(guān)的框圖。圖4是與實(shí)施例1的控制裝置的IGV控制相關(guān)的說(shuō)明圖。

如圖1所示，實(shí)施例1的燃?xì)廨啓C(jī)(系統(tǒng))1構(gòu)成為包括壓縮機(jī)11、燃燒器12以及渦輪13。在壓縮機(jī)11、燃燒器12以及渦輪13的中心部貫穿配置有轉(zhuǎn)子18，轉(zhuǎn)子18將壓縮機(jī)11與渦輪13連結(jié)成能夠一體旋轉(zhuǎn)。該燃?xì)廨啓C(jī)1由控制裝置14控制。另外，在燃?xì)廨啓C(jī)1連結(jié)有發(fā)電機(jī)15而能夠發(fā)電。

壓縮機(jī)11壓縮從空氣取入口取入的空氣A而形成壓縮空氣A1。在該壓縮機(jī)11配設(shè)有入口引導(dǎo)葉片(IGV：Inlet Guide Vane)22，該入口引導(dǎo)葉片22調(diào)整從空氣取入口取入的空氣A的吸氣量。入口引導(dǎo)葉片22通過(guò)調(diào)整其開度來(lái)調(diào)整空氣A的吸氣量。具體而言，入口引導(dǎo)葉片22具有多個(gè)葉片主體22a和用于變更多個(gè)葉片主體22a的葉片角度的IGV工作部22b，通過(guò)IGV工作部22b調(diào)整葉片主體22a的葉片角度，從而調(diào)整入口引導(dǎo)葉片22的開度以調(diào)整空氣A的吸氣量。若入口引導(dǎo)葉片22的開度變大，則空氣A的吸氣量變多，壓縮機(jī)11的壓力比增加。另一方面，通過(guò)入口引導(dǎo)葉片22的開度變小，從而空氣A的吸氣量變少，壓縮機(jī)11的壓力比降低。

燃燒器12向由壓縮機(jī)11壓縮后的壓縮空氣A1供給燃料F，使壓縮空氣A1與燃料F混合并燃燒，由此生成燃燒氣體。渦輪13因由燃燒器12生成的燃燒氣體而旋轉(zhuǎn)。

轉(zhuǎn)子18的軸向的兩端部被未圖示的軸承部支承為旋轉(zhuǎn)自如，該轉(zhuǎn)子18被設(shè)置為以軸心為中心旋轉(zhuǎn)自如。并且，在轉(zhuǎn)子18的壓縮機(jī)11側(cè)的端部連結(jié)有發(fā)電機(jī)15的驅(qū)動(dòng)軸。發(fā)電機(jī)15與渦輪13設(shè)置在同軸上，能夠通過(guò)渦輪13旋轉(zhuǎn)而發(fā)電。

因此，從壓縮機(jī)11的空氣取入口取入的空氣A經(jīng)由入口引導(dǎo)葉片22通過(guò)壓縮機(jī)11的內(nèi)部而被壓縮成為高溫高壓的壓縮空氣A1。從燃燒器12向該壓縮空氣A1供給燃料F，壓縮空氣A1與燃料F混合并燃燒，由此生成高溫高壓的燃燒氣體。然后，由燃燒器12生成的高溫高壓的燃燒氣體通過(guò)渦輪13的內(nèi)部而使渦輪13工作(旋轉(zhuǎn))并驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子18旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)與該轉(zhuǎn)子18連結(jié)的發(fā)電機(jī)15。由此，與轉(zhuǎn)子18連結(jié)的發(fā)電機(jī)15被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行發(fā)電。另一方面，驅(qū)動(dòng)渦輪13后的燃燒氣體被作為廢氣排放到大氣。

這樣的燃?xì)廨啓C(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)由控制裝置14控制。具體而言，控制裝置14根據(jù)燃?xì)廨啓C(jī)1的負(fù)荷(發(fā)電機(jī)15的輸出)來(lái)控制燃?xì)廨啓C(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)，具體而言，進(jìn)行燃?xì)廨啓C(jī)1的部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)和全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)是燃?xì)廨啓C(jī)輸出成為額定輸出的運(yùn)轉(zhuǎn)。部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)是燃?xì)廨啓C(jī)輸出成為比額定輸出小的輸出的運(yùn)轉(zhuǎn)。

另外，控制裝置14在部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)以及全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，調(diào)整取入壓縮機(jī)11的空氣A的吸氣量以及從燃燒器12供給的燃料F的燃料供給量等，以使燃燒氣體所流入的渦輪13的渦輪入口溫度不超過(guò)預(yù)先設(shè)定的上限溫度的方式執(zhí)行調(diào)溫控制。

控制裝置14為了調(diào)整取入壓縮機(jī)11的空氣量(吸氣量)而執(zhí)行對(duì)使入口引導(dǎo)葉片22工作的IGV工作部22b進(jìn)行控制的IGV控制?？刂蒲b置14通過(guò)控制IGV工作部22b來(lái)變更入口引導(dǎo)葉片22的開度，調(diào)整取入壓縮機(jī)11的空氣A的吸氣量。具體而言，控制裝置14在全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)以使入口引導(dǎo)葉片22的開度成為額定開度的方式進(jìn)行控制。額定開度是燃?xì)廨啓C(jī)輸出成為額定輸出時(shí)的開度。另外，控制裝置14能夠以使入口引導(dǎo)葉片22的開度成為比額定開度大的超開狀態(tài)的方式進(jìn)行控制。

另外，控制裝置14為了調(diào)整燃料F的供給量而執(zhí)行對(duì)設(shè)置于朝向燃燒器12供給燃料F的燃料供給線34的燃料調(diào)整閥35進(jìn)行控制的燃料控制?？刂蒲b置14通過(guò)控制燃料調(diào)整閥35來(lái)調(diào)整向壓縮空氣A1供給(噴射)的燃料F的供給量。

而且，在控制裝置14連接有壓力計(jì)51以及廢氣溫度計(jì)52等計(jì)測(cè)器。壓力計(jì)51設(shè)置于供壓縮空氣A1從壓縮機(jī)11朝向燃燒器12流通的線路、具體而言設(shè)置于燃燒器12的殼體內(nèi)部，且計(jì)測(cè)壓縮空氣A1的壓力(殼體壓力)。廢氣溫度計(jì)52設(shè)置于供從渦輪13排出的廢氣流通的線路，且計(jì)測(cè)廢氣的溫度。具體而言，廢氣溫度計(jì)52構(gòu)成為包括設(shè)置于廢氣的流動(dòng)方向的上游側(cè)的葉片通道(blade PATH)溫度計(jì)52a和設(shè)置于葉片通道溫度計(jì)52a的下游側(cè)的排氣部溫度計(jì)52b。

并且，控制裝置14基于各計(jì)測(cè)器51、52等的計(jì)測(cè)結(jié)果來(lái)控制入口引導(dǎo)葉片22以及燃料調(diào)整閥35等，來(lái)執(zhí)行下述的沿著調(diào)溫線T的調(diào)溫控制。在此，在調(diào)溫控制中，使用圖2所示的調(diào)溫線T。調(diào)溫線T表示根據(jù)燃?xì)廨啓C(jī)負(fù)荷而規(guī)定的廢氣的上限溫度。即，圖2的圖表的橫軸為燃?xì)廨啓C(jī)負(fù)荷，其縱軸為廢氣溫度。需要說(shuō)明的是，調(diào)溫線T為由廢氣溫度和壓縮機(jī)11的壓力比規(guī)定的函數(shù)。因此，控制裝置14基于壓力計(jì)51的計(jì)測(cè)結(jié)果導(dǎo)出壓縮機(jī)11的壓力比，根據(jù)所導(dǎo)出的壓力比并基于調(diào)溫線T來(lái)導(dǎo)出廢氣的上限溫度。

如圖2所示，調(diào)溫線T為廢氣溫度隨著燃?xì)廨啓C(jī)負(fù)荷(更具體而言，壓力比)變大而降低的線。該調(diào)溫線T以使規(guī)定的燃?xì)廨啓C(jī)負(fù)荷下的燃?xì)廨啓C(jī)1的性能成為額定性能的方式設(shè)定為與燃?xì)廨啓C(jī)負(fù)荷相應(yīng)的廢氣的上限溫度。因此，廢氣的上限溫度成為使渦輪入口溫度不超過(guò)預(yù)先設(shè)定的上限溫度那樣的溫度。需要說(shuō)明的是，額定性能是指在從發(fā)電機(jī)15向燃?xì)廨啓C(jī)1施加了規(guī)定的負(fù)荷時(shí)燃?xì)廨啓C(jī)1的做功效率成為最佳的性能。

該調(diào)溫線T是在部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)或全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定時(shí)由廢氣溫度計(jì)52計(jì)測(cè)的廢氣溫度(廢氣計(jì)測(cè)溫度)成為調(diào)溫線T的上限溫度的線。即，控制裝置14對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行反饋控制(例如PI控制)，以使廢氣計(jì)測(cè)溫度成為廢氣的上限溫度。

在此，圖2示出了入口引導(dǎo)葉片22成為額定開度的IGV額定角度線L1。因此，調(diào)溫線T與IGV額定角度線L1交叉的交叉點(diǎn)處的燃?xì)廨啓C(jī)負(fù)荷是燃?xì)廨啓C(jī)1成為全負(fù)荷的交叉點(diǎn)(額定點(diǎn)P)，另外，與額定點(diǎn)P的燃?xì)廨啓C(jī)負(fù)荷相應(yīng)的燃?xì)廨啓C(jī)輸出為燃?xì)廨啓C(jī)1的額定輸出。

另外，圖2示出了廢氣溫度成為限制值的廢氣溫度限制線L2。廢氣溫度限制線L2是配置于渦輪13的排氣側(cè)的構(gòu)件能夠經(jīng)得住熱負(fù)荷的溫度?？刂蒲b置14以使廢氣溫度不到達(dá)廢氣溫度限制線L2的方式控制燃?xì)廨啓C(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)。

在此，參照?qǐng)D3來(lái)具體說(shuō)明控制裝置14進(jìn)行的燃料控制以及IGV控制?？刂蒲b置14具有ALR控制部61、負(fù)荷限制控制部62、調(diào)節(jié)控制部63、溫度限制控制部64、燃料限制控制部65、低值選擇部66、燃料控制部67以及IGV控制部68。

ALR(Automatic Load dispatching Regulator)控制部61被輸入燃?xì)廨啓C(jī)1的輸出請(qǐng)求(輸出要求值)，基于被輸入的輸出請(qǐng)求來(lái)生成用于進(jìn)行負(fù)荷控制(ALR控制)的負(fù)荷控制值。并且，ALR控制部61將所生成的負(fù)荷控制值朝向負(fù)荷限制控制部62和調(diào)節(jié)控制部63輸出。另外，詳細(xì)情況如后所述，ALR控制部61將負(fù)荷控制值朝向IGV控制部68輸出。

負(fù)荷限制控制部62被從ALR控制部61輸入負(fù)荷控制值，另外被輸入作為燃?xì)廨啓C(jī)1的實(shí)際輸出值的燃?xì)廨啓C(jī)輸出。負(fù)荷限制控制部62基于負(fù)荷控制值與燃?xì)廨啓C(jī)輸出(實(shí)際輸出值)的偏差來(lái)生成指示向燃燒器12供給的燃料F的供給量(燃料流量)的燃料指令值，以使燃?xì)廨啓C(jī)輸出成為輸出請(qǐng)求。然后，負(fù)荷限制控制部62將所生成的燃料指令值朝向低值選擇部66輸出。

調(diào)節(jié)控制部63被從ALR控制部61輸入負(fù)荷控制值，另外被輸入燃?xì)廨啓C(jī)輸出和轉(zhuǎn)子18的轉(zhuǎn)速。調(diào)節(jié)控制部63以使轉(zhuǎn)子18的轉(zhuǎn)速成為預(yù)先設(shè)定的設(shè)定轉(zhuǎn)速的方式，基于負(fù)荷控制值、燃?xì)廨啓C(jī)輸出以及轉(zhuǎn)速來(lái)生成燃料指令值。并且，調(diào)節(jié)控制部63將所生成的燃料指令值朝向低值選擇部66輸出。

溫度限制控制部64被輸入由廢氣溫度計(jì)52計(jì)測(cè)出的廢氣計(jì)測(cè)溫度和由壓力計(jì)51計(jì)測(cè)出的壓縮機(jī)11的殼體內(nèi)部的壓力(殼體壓力)。溫度限制控制部64以使廢氣計(jì)測(cè)溫度不到達(dá)圖2所示的廢氣溫度限制線L2的方式，基于廢氣計(jì)測(cè)溫度和殼體壓力來(lái)生成燃料指令值。然后，溫度限制控制部64將所生成的燃料指令值朝向低值選擇部66輸出。

燃料限制控制部65被輸入燃?xì)廨啓C(jī)輸出、轉(zhuǎn)子18的轉(zhuǎn)速以及殼體壓力。燃料限制控制部65以使燃料F向燃燒器12的供給量不超過(guò)預(yù)先設(shè)定的限制供給量的方式，基于燃?xì)廨啓C(jī)輸出、轉(zhuǎn)子18的轉(zhuǎn)速以及殼體壓力來(lái)生成燃料指令值。然后，燃料限制控制部65將所生成的燃料指令值朝向低值選擇部66輸出。

低值選擇部66在從負(fù)荷限制控制部62、調(diào)節(jié)控制部63、溫度限制控制部64以及燃料限制控制部65輸入的燃料指令值中選擇成為最低的值的燃料指令值。然后，低值選擇部66將所選擇的成為低值的燃料指令值朝向燃料控制部67輸出。

燃料控制部67被從低值選擇部66輸入燃料指令值，并基于被輸入的燃料指令值來(lái)控制燃料調(diào)整閥35。

IGV控制部68被從ALR控制部61輸入負(fù)荷控制值，另外被輸入取入壓縮機(jī)11的空氣A的吸氣溫度、廢氣計(jì)測(cè)溫度以及殼體壓力。IGV控制部68基于這些輸入值來(lái)生成對(duì)入口引導(dǎo)葉片22的開度進(jìn)行控制的IGV開度指令值。然后，IGV控制部68將所生成的IGV開度指令值朝向IGV工作部22b輸出。

接著，參照?qǐng)D4來(lái)對(duì)IGV控制部68進(jìn)行說(shuō)明。IGV控制部68為包括減法器71、PI控制器72、控制器73以及加法器74的結(jié)構(gòu)。如上所述，IGV控制部68被輸入負(fù)荷控制值和廢氣計(jì)測(cè)溫度。需要說(shuō)明的是，IGV控制部68還被輸入吸氣溫度以及殼體壓力，根據(jù)這些輸入值來(lái)控制入口引導(dǎo)葉片22的開度，但以下為簡(jiǎn)化說(shuō)明，省略與吸氣溫度以及殼體壓力相關(guān)的說(shuō)明。

減法器71生成廢氣計(jì)測(cè)溫度與調(diào)溫線T的上限溫度的偏差Δ，將所生成的偏差Δ向PI控制器72輸出。PI控制器72生成使偏差Δ成為零那樣的IGV開度指令值。控制器73基于將輸出請(qǐng)求與IGV開度對(duì)應(yīng)起來(lái)的函數(shù)，并根據(jù)與被輸入的負(fù)荷控制值對(duì)應(yīng)的輸出請(qǐng)求來(lái)生成IGV開度指令值。加法器74將由PI控制器72生成的IGV開度指令值與由控制器73生成的IGV開度指令值相加并向IGV工作部22b輸出。需要說(shuō)明的是，在實(shí)施例1中使用PI控制器，但不限定于此，是反饋控制器即可。

這樣構(gòu)成的控制裝置14通過(guò)執(zhí)行調(diào)溫控制而由IGV控制部68控制入口引導(dǎo)葉片22的開度。具體而言，燃?xì)廨啓C(jī)1在部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，從由控制裝置14以沿著調(diào)溫線T上的方式執(zhí)行調(diào)溫控制的狀態(tài)起，執(zhí)行使燃?xì)廨啓C(jī)負(fù)荷上升的負(fù)荷升高運(yùn)轉(zhuǎn)。在該情況下，控制裝置14首先設(shè)定與負(fù)荷升高相應(yīng)的輸出請(qǐng)求?？刂蒲b置14在設(shè)定輸出請(qǐng)求后，將該輸出請(qǐng)求經(jīng)由ALR控制部61朝向負(fù)荷限制控制部62、調(diào)節(jié)控制部63以及IGV控制部68輸出。

IGV控制部68基于與輸出請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的負(fù)荷控制值來(lái)導(dǎo)出IGV開度指令值，基于所導(dǎo)出的IGV開度指令值來(lái)控制入口引導(dǎo)葉片22的開度。即，IGV控制部68在負(fù)荷升高時(shí)，基于輸出請(qǐng)求而以使入口引導(dǎo)葉片22的開度變大的方式進(jìn)行控制。

另一方面，燃料控制部67在負(fù)荷限制控制部62以及調(diào)節(jié)控制部63導(dǎo)出基于與輸出請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的負(fù)荷控制值以及燃?xì)廨啓C(jī)輸出而得的燃料指令值之后，基于在低值選擇部66中所選擇的低值的燃料指令值來(lái)控制燃料調(diào)整閥35。即，燃料控制部67在負(fù)荷升高時(shí)基于輸出請(qǐng)求以及燃?xì)廨啓C(jī)輸出來(lái)控制燃料調(diào)整閥35，以使燃料F的供給量增大。

因此，控制裝置14能夠基于輸出請(qǐng)求而由IGV控制部68來(lái)控制入口引導(dǎo)葉片22的開度，因此能夠使基于輸出請(qǐng)求進(jìn)行的IGV控制比基于燃?xì)廨啓C(jī)輸出進(jìn)行的IGV控制優(yōu)先進(jìn)行。即，燃?xì)廨啓C(jī)輸出是實(shí)際輸出值，因此在基于燃?xì)廨啓C(jī)輸出進(jìn)行的IGV控制中，在燃料F的燃燒后控制入口引導(dǎo)葉片22的開度，因此燃空比向高值推移。另一方面，在基于輸出請(qǐng)求進(jìn)行的IGV控制中，在燃料燃燒前控制入口引導(dǎo)葉片22的開度，因此能夠使燃空比向低值推移。

如以上那樣，根據(jù)實(shí)施例1，能夠基于燃?xì)廨啓C(jī)1的輸出要求值(輸出請(qǐng)求)來(lái)設(shè)定入口引導(dǎo)葉片22的開度。因此，在燃?xì)廨啓C(jī)1的負(fù)荷升高時(shí)，能夠在燃料的供給量增大之前增大入口引導(dǎo)葉片22的開度。因而，與基于燃?xì)廨啓C(jī)輸出來(lái)設(shè)定入口引導(dǎo)葉片22的開度的情況相比，能夠使燃空比向低值推移。由此，能夠抑制渦輪入口溫度以及廢氣溫度的上升，因此能夠在部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的負(fù)荷升高時(shí)抑制廢氣溫度受制于上限溫度而限制燃?xì)廨啓C(jī)輸出、或者產(chǎn)生負(fù)荷跌落的情況。這樣，在部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，容易根據(jù)負(fù)荷變動(dòng)并沿著調(diào)溫線T地變更燃?xì)廨啓C(jī)輸出，另外，由于能夠沿著調(diào)溫線T進(jìn)行部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，因此能夠在部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)使燃?xì)廨啓C(jī)1以額定性能運(yùn)轉(zhuǎn)。需要說(shuō)明的是，在實(shí)施例1中，作為系統(tǒng)，適用于進(jìn)行發(fā)電的燃?xì)廨啓C(jī)1，但也可以適用于燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)(gas engine)系統(tǒng)等。

實(shí)施例2

接著，參照?qǐng)D5來(lái)說(shuō)明實(shí)施例2的控制裝置100。圖5是與實(shí)施例2的控制裝置的IGV控制相關(guān)的說(shuō)明圖。需要說(shuō)明的是，在實(shí)施例2中，為了避免重復(fù)的記載，對(duì)與實(shí)施例1不同的部分進(jìn)行說(shuō)明，對(duì)與實(shí)施例1同樣的結(jié)構(gòu)的部分標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。在實(shí)施例2中，在調(diào)節(jié)控制時(shí)，基于與輸出請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)設(shè)定值來(lái)設(shè)定入口引導(dǎo)葉片22的開度。

實(shí)施例2的控制裝置100與圖3所示的實(shí)施例1的控制裝置14同樣，具有負(fù)荷限制控制部62和調(diào)節(jié)控制部63。該控制裝置100根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況而選擇性地執(zhí)行由負(fù)荷限制控制部62進(jìn)行的燃?xì)廨啓C(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)控制和基于調(diào)節(jié)控制部63進(jìn)行的燃?xì)廨啓C(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)控制。具體而言，負(fù)荷限制控制部62以使燃?xì)廨啓C(jī)輸出成為與輸出請(qǐng)求相應(yīng)的輸出的方式控制燃?xì)廨啓C(jī)輸出。即，負(fù)荷限制控制部62以使和負(fù)荷控制值相應(yīng)的輸出請(qǐng)求與燃?xì)廨啓C(jī)輸出的偏差成為零的方式控制燃?xì)廨啓C(jī)輸出。與此相對(duì)，調(diào)節(jié)控制部63以使轉(zhuǎn)子18的轉(zhuǎn)速成為根據(jù)輸出請(qǐng)求而設(shè)定的設(shè)定轉(zhuǎn)速(調(diào)節(jié)設(shè)定值)的方式控制燃?xì)廨啓C(jī)輸出。即，調(diào)節(jié)控制部63以使和成為輸出請(qǐng)求的負(fù)荷控制值相應(yīng)的設(shè)定轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子18的轉(zhuǎn)速的偏差成為零的方式控制燃?xì)廨啓C(jī)輸出。因此，在負(fù)荷限制控制部62中，以使燃?xì)廨啓C(jī)輸出固定的方式進(jìn)行控制，與此相對(duì)，在調(diào)節(jié)控制部63中，以使轉(zhuǎn)速固定的方式進(jìn)行控制。

實(shí)施例2的IGV控制部101在燃?xì)廨啓C(jī)1被進(jìn)行負(fù)荷限制控制的情況下，與實(shí)施例1同樣，基于輸出請(qǐng)求生成IGV開度指令值，另一方面，在燃?xì)廨啓C(jī)1被進(jìn)行調(diào)節(jié)控制的情況下，基于設(shè)定轉(zhuǎn)速生成IGV開度指令值。具體而言，IGV控制部101為包括減法器71、PI控制器72、控制器73、加法器74以及切換控制器105的結(jié)構(gòu)。需要說(shuō)明的是，減法器71、PI控制器72、控制器73以及加法器74與實(shí)施例1相同，因此省略說(shuō)明。

切換控制器105被輸入與輸出請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的負(fù)荷控制值(在圖5中僅示出了輸出請(qǐng)求)和與輸出請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的設(shè)定轉(zhuǎn)速。另外，切換控制器105被輸入對(duì)負(fù)荷限制控制和調(diào)節(jié)控制進(jìn)行切換的切換信號(hào)。切換控制器105基于被輸入的切換信號(hào)，將向控制器73輸出的輸出值選擇性地切換為負(fù)荷控制值或設(shè)定轉(zhuǎn)速(調(diào)節(jié)設(shè)定值)。需要說(shuō)明的是，控制器73與實(shí)施例1同樣，基于將輸出請(qǐng)求與IGV開度對(duì)應(yīng)起來(lái)的函數(shù)，根據(jù)與被輸入的負(fù)荷控制值對(duì)應(yīng)的輸出請(qǐng)求來(lái)生成IGV開度指令值，另外，基于將設(shè)定轉(zhuǎn)速與IGV開度對(duì)應(yīng)起來(lái)的函數(shù)，根據(jù)被輸入的設(shè)定轉(zhuǎn)速來(lái)生成IGV開度指令值。

如以上那樣，根據(jù)實(shí)施例2，IGV控制部101能夠在調(diào)節(jié)控制時(shí)基于調(diào)節(jié)設(shè)定值來(lái)設(shè)定入口引導(dǎo)葉片22的開度。因此，也能夠在調(diào)節(jié)控制時(shí)燃?xì)廨啓C(jī)1的負(fù)荷升高的情況下在燃料的供給量增大之前增大入口引導(dǎo)葉片22的開度，能夠使燃空比向低值推移。

實(shí)施例3

接著，參照?qǐng)D6來(lái)說(shuō)明實(shí)施例3的控制裝置110。圖6是與實(shí)施例3的控制裝置的IGV控制相關(guān)的說(shuō)明圖。需要說(shuō)明的是，在實(shí)施例3中，也為了避免重復(fù)的記載而對(duì)與實(shí)施例1以及2不同的部分進(jìn)行說(shuō)明，對(duì)與實(shí)施例1以及2相同的結(jié)構(gòu)的部分標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。在實(shí)施例3中，選擇輸出請(qǐng)求或燃?xì)廨啓C(jī)輸出中的一方并基于所選擇的輸出請(qǐng)求或燃?xì)廨啓C(jī)輸出來(lái)設(shè)定入口引導(dǎo)葉片22的開度。以下，基于實(shí)施例2的控制裝置100的結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)明實(shí)施例3的控制裝置110。

如圖6所示，在實(shí)施例3的控制裝置110中，IGV控制部111為包括減法器71、PI控制器72、控制器73、加法器74、切換控制器105以及高值選擇部115的結(jié)構(gòu)。需要說(shuō)明的是，減法器71、PI控制器72、控制器73、加法器74以及切換控制器105與實(shí)施例2同樣，因此省略說(shuō)明。

高值選擇部115被從切換控制器105輸入輸出請(qǐng)求或設(shè)定轉(zhuǎn)速，另外被輸入燃?xì)廨啓C(jī)輸出。高值選擇部115對(duì)輸出請(qǐng)求或設(shè)定轉(zhuǎn)速與燃?xì)廨啓C(jī)輸出進(jìn)行比較，并選擇成為高值的控制值。并且，高值選擇部115將成為所選擇的高值的控制值朝向控制器73輸出。

由這樣構(gòu)成的控制裝置110控制的燃?xì)廨啓C(jī)1在部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，從由控制裝置110以沿著調(diào)溫線T上的方式執(zhí)行調(diào)溫控制的狀態(tài)起，執(zhí)行使燃?xì)廨啓C(jī)負(fù)荷上升的負(fù)荷升高運(yùn)轉(zhuǎn)。在該情況下，控制裝置110首先設(shè)定與負(fù)荷升高相應(yīng)的輸出請(qǐng)求，并基于輸出請(qǐng)求來(lái)增大燃料的供給量，因此燃?xì)廨啓C(jī)輸出在燃料燃燒后增大。因此，燃?xì)廨啓C(jī)輸出與輸出請(qǐng)求相比成為低值，因此在IGV控制部111的高值選擇部115中，判定為輸出請(qǐng)求為高值。因而，控制裝置110與實(shí)施例1同樣，在負(fù)荷升高時(shí)通過(guò)IGV控制部111基于輸出請(qǐng)求來(lái)設(shè)定入口引導(dǎo)葉片22的開度，由此在燃料的供給量增大之前擴(kuò)大入口引導(dǎo)葉片22的開度，從而能夠使燃空比向低值推移。

另一方面，燃?xì)廨啓C(jī)1在部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，從由控制裝置110以沿著調(diào)溫線T上的方式執(zhí)行調(diào)溫控制的狀態(tài)起，執(zhí)行使燃?xì)廨啓C(jī)負(fù)荷下降的負(fù)荷下降運(yùn)轉(zhuǎn)。在該情況下，控制裝置110首先設(shè)定與負(fù)荷下降相應(yīng)的輸出請(qǐng)求，基于輸出請(qǐng)求來(lái)減少燃料的供給量，因此燃?xì)廨啓C(jī)輸出在燃料燃燒后減少。因此，燃?xì)廨啓C(jī)輸出與輸出請(qǐng)求相比成為高值，因此在IGV控制部111的高值選擇部115中，判定為燃?xì)廨啓C(jī)輸出為高值。因而，控制裝置110在負(fù)荷下降時(shí)通過(guò)IGV控制部111基于燃?xì)廨啓C(jī)輸出來(lái)設(shè)定入口引導(dǎo)葉片22的開度，在燃料的供給量減少之后減小入口引導(dǎo)葉片22的開度，由此能夠使燃空比向低值推移。

如以上所述那樣，根據(jù)實(shí)施例3，不僅能夠在負(fù)荷升高時(shí)使燃空比向低燃空比推移，也能夠在負(fù)荷下降時(shí)使燃空比向低燃空比推移。因此，在負(fù)荷升高時(shí)以及負(fù)荷下降時(shí)均能夠抑制渦輪入口溫度以及廢氣溫度的上升，從而能夠抑制廢氣溫度受制于上限溫度而限制燃?xì)廨啓C(jī)輸出的情況。

實(shí)施例4

接著，參照?qǐng)D7來(lái)說(shuō)明實(shí)施例4的控制裝置120。圖7是與實(shí)施例4的控制裝置的IGV控制相關(guān)的說(shuō)明圖。需要說(shuō)明的是，在實(shí)施例4中也為了避免重復(fù)的記載而對(duì)與實(shí)施例1至3不同的部分進(jìn)行說(shuō)明，對(duì)與實(shí)施例1至3同樣的結(jié)構(gòu)的部分標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。在實(shí)施例4中，在負(fù)荷下降時(shí)，延遲設(shè)定入口引導(dǎo)葉片22的開度。以下，基于實(shí)施例2的控制裝置100的結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)明實(shí)施例4的控制裝置120。

如圖7所示，在實(shí)施例4的控制裝置120中，IGV控制部121是包括減法器71、PI控制器72、控制器73、加法器74、切換控制器105以及延遲控制器125的結(jié)構(gòu)。需要說(shuō)明的是，減法器71、PI控制器72、控制器73、加法器74以及切換控制器105與實(shí)施例2同樣，因此省略說(shuō)明。

延遲控制器125被從切換控制器105輸入輸出請(qǐng)求或設(shè)定轉(zhuǎn)速。延遲控制器125被輸入在燃?xì)廨啓C(jī)1的負(fù)荷下降運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)輸出的負(fù)荷下降信號(hào)。延遲控制器125在未被輸入負(fù)荷下降信號(hào)的情況下、即燃?xì)廨啓C(jī)1進(jìn)行負(fù)荷升高運(yùn)轉(zhuǎn)或負(fù)荷穩(wěn)定時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，將從切換控制器105輸入的控制值無(wú)時(shí)間延遲地向控制器73輸出。另一方面，延遲控制器125在被輸入負(fù)荷下降信號(hào)的情況下、即燃?xì)廨啓C(jī)1進(jìn)行負(fù)荷下降運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，將從切換控制器105輸入的控制值以存在時(shí)間延遲的方式向控制器73輸出。

由這樣構(gòu)成的控制裝置120控制的燃?xì)廨啓C(jī)1在部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，從由控制裝置120沿著調(diào)溫線T上執(zhí)行調(diào)溫控制的狀態(tài)起，執(zhí)行使燃?xì)廨啓C(jī)負(fù)荷下降的負(fù)荷下降運(yùn)轉(zhuǎn)。在該情況下，控制裝置120設(shè)定與負(fù)荷下降相應(yīng)的輸出請(qǐng)求，并基于輸出請(qǐng)求減少燃料的供給量，因此燃?xì)廨啓C(jī)輸出在燃料燃燒后減少?？刂蒲b置120在負(fù)荷下降時(shí)通過(guò)IGV控制部121的延遲控制器125延遲地設(shè)定入口引導(dǎo)葉片22的開度，由此在燃料的供給量減少之后減小入口引導(dǎo)葉片22的開度，從而能夠使燃空比向低值推移。即，延遲控制器125將從切換控制器105輸入的控制值延遲地向控制器73輸出，以在燃料的供給量減少之后設(shè)定入口引導(dǎo)葉片22的開度。

如以上那樣，根據(jù)實(shí)施例4，不僅能夠在負(fù)荷升高時(shí)使燃空比向低燃空比推移，也能夠在負(fù)荷下降時(shí)使燃空比向低燃空比推移。因此，在負(fù)荷升高時(shí)以及負(fù)荷下降時(shí)均能夠抑制渦輪入口溫度以及廢氣溫度的上升，因此能夠抑制廢氣溫度受制于上限溫度而限制燃?xì)廨啓C(jī)輸出的情況。

實(shí)施例5

接著，參照?qǐng)D8來(lái)說(shuō)明實(shí)施例5的控制裝置130。圖8是與實(shí)施例5的控制裝置的IGV控制相關(guān)的說(shuō)明圖。需要說(shuō)明的是，在實(shí)施例5中也為了避免重復(fù)的說(shuō)明而對(duì)與實(shí)施例1至4不同的部分進(jìn)行說(shuō)明，對(duì)與實(shí)施例1至4同樣的結(jié)構(gòu)的部分標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。在實(shí)施例5中，基于根據(jù)燃料指令值導(dǎo)出的輸出請(qǐng)求來(lái)設(shè)定入口引導(dǎo)葉片22的開度。以下，基于實(shí)施例1的控制裝置14的結(jié)構(gòu)，來(lái)說(shuō)明實(shí)施例5的控制裝置130。

如圖8所示，控制裝置130的IGV控制部131為包括減法器71、PI控制器72、第一控制器73、加法器74以及第二控制器135的結(jié)構(gòu)。需要說(shuō)明的是，減法器71、PI控制器72、第一控制器73以及加法器74與實(shí)施例1同樣，因此省略說(shuō)明。

第二控制器135被輸入從低值選擇部66輸出的燃料指令值。第二控制器135基于將燃料指令值與輸出請(qǐng)求對(duì)應(yīng)起來(lái)的函數(shù)，根據(jù)被輸入的燃料指令值而生成輸出請(qǐng)求，將所生成的輸出請(qǐng)求朝向第一控制器73輸出。

如以上那樣，根據(jù)實(shí)施例5，能夠基于燃料指令值來(lái)設(shè)定入口引導(dǎo)葉片22的開度。因此，能夠在燃?xì)廨啓C(jī)1的負(fù)荷升高時(shí)在燃料的供給量增大之前增大入口引導(dǎo)葉片22的開度。因而，與基于燃?xì)廨啓C(jī)輸出來(lái)設(shè)定入口引導(dǎo)葉片22的開度的情況相比，能夠使燃空比向低燃空比推移。

實(shí)施例6

接著，參照?qǐng)D9來(lái)說(shuō)明實(shí)施例6的控制裝置140。圖9是與實(shí)施例6的控制裝置的IGV控制相關(guān)的說(shuō)明圖。需要說(shuō)明的是，在實(shí)施例6中，也為了避免重復(fù)的記載而對(duì)與實(shí)施例1之5不同的部分進(jìn)行說(shuō)明，對(duì)與實(shí)施例1至5同樣的結(jié)構(gòu)的部分標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。在實(shí)施例6中，向加法器74輸入使入口引導(dǎo)葉片22的開度變得更大的IGV先行開度指令值。以下，基于實(shí)施例1的控制裝置14的結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)明實(shí)施例6的控制裝置140。

如圖9所示，在控制裝置140的IGV控制部141中，加法器74被輸入由PI控制器72生成的IGV開度指令值、由控制器73生成的IGV開度指令值、以及IGV先行開度指令值。在此，IGV先行開度指令值是用于在燃?xì)廨啓C(jī)1的負(fù)荷變動(dòng)的變化量大的情況下將入口引導(dǎo)葉片22的開度設(shè)為比與輸出請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的開度大的開度的指令值。需要說(shuō)明的是，IGV先行開度指令值也可以適用以往的入口引導(dǎo)葉片22的先行開度設(shè)定，不特別限定。并且，加法器74將加上IGV先行開度指令值后的加法運(yùn)算后的IGV開度指令值朝向IGV工作部22b輸出。

如以上那樣，根據(jù)實(shí)施例6，在負(fù)荷變化量大的情況下，調(diào)溫線T的上限溫度伴隨負(fù)荷升高而迅速降低。在該情況下，廢氣溫度延遲地降低從而使廢氣溫度被限制為上限溫度，由此難以使燃?xì)廨啓C(jī)輸出變化。因此，IGV控制部141通過(guò)在負(fù)荷升高時(shí)的負(fù)荷變化量大的情況下執(zhí)行先行開度控制以使入口引導(dǎo)葉片22的開度成為更大的開度，由此能夠使廢氣溫度降低而低于調(diào)溫線T的上限溫度。因而，能夠使廢氣溫度不被調(diào)溫線T限制而使燃?xì)廨啓C(jī)輸出適宜地變化。需要說(shuō)明的是，在負(fù)荷變動(dòng)的變化量大時(shí)例如是燃?xì)廨啓C(jī)1的急速起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)或發(fā)電機(jī)15的頻率變動(dòng)時(shí)。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

1 燃?xì)廨啓C(jī)

11 壓縮機(jī)

12 燃燒器

13 渦輪

14 控制裝置

15 發(fā)電機(jī)

18 轉(zhuǎn)子

22 入口引導(dǎo)葉片

22a 葉片主體

22b IGV 工作部

34 燃料供給線

35 燃料調(diào)整閥

51 壓力計(jì)

52 廢氣溫度計(jì)

52a 葉片通道溫度計(jì)

52b 排氣部溫度計(jì)

61 ALR控制部

62 負(fù)荷限制控制部

63 調(diào)節(jié)控制部

64 溫度限制控制部

65 燃料限制控制部

66 低值選擇部

67 燃料控制部

68 IGV控制部

71 減法器

72 PI控制器

73 控制器

74 加法器

100 控制裝置(實(shí)施例2)

101 IGV控制部(實(shí)施例2)

105 切換控制器

110 控制裝置(實(shí)施例3)

111 IGV控制部(實(shí)施例3)

115 高值選擇部

120 控制裝置(實(shí)施例4)

121 IGV控制部(實(shí)施例4)

125 延遲控制器

130 控制裝置(實(shí)施例5)

131 IGV控制部(實(shí)施例5)

140 控制裝置(實(shí)施例6)

141 IGV控制部(實(shí)施例6)

A 空氣

F 燃料

A1 壓縮空氣

T 調(diào)溫線

L1 IGV額定角度線

L2 廢氣溫度限制線

P 額定點(diǎn)