燃料供给装置、燃料流量控制装置及燃气轮机发电机组制造方法及图纸

一种燃料供给装置及燃气轮机发电机组，其能够实现对燃气轮机的负荷变动的响应性提高，并且使制造变得容易进行，能够实现制造成本的降低。所述燃料供给装置设有：多个流量调节阀(13P、13M、13T)，对在燃料供给系统内流动的燃料的流量进行调节；计算部(21)，至少基于预定的压力及供给到不同种类的燃料喷嘴中的一个燃料喷嘴的燃料流量，计算出与一个燃料喷嘴相对应的流量调节阀(13P、13M、13T)的必要流量系数，所述预定的压力是作为相对于燃料的流动而处于流量调节阀(13P、13M、13T)上游侧的燃料压力、处于流量调节阀(13P、13M、13T)下游侧的燃料压力而预定的压力；阀控制部(23)，基于必要流量系数，控制与一个燃料喷嘴相对应的流量调节阀(13P、13M、13T)的阀开度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃料供给装置、燃料流量控制装置及燃气轮机发电机组
[0001 ] 本专利技术涉及燃料供给装置、燃料流量控制装置及燃气轮机发电机组。
技术介绍
通常，在燃气轮机上主要设有压缩机、燃烧器、涡轮部等。作为其中的燃烧器，为实现高负荷时的NOx排放量的降低和低负荷时的燃烧稳定性，已知有具备多种燃料喷嘴的燃烧器，例如DLN(Dry Low NOx)燃烧器等(例如，参照专利文献I)。作为上述的燃烧器，已知有具备预混合燃烧用主喷嘴和扩散燃烧用先导喷嘴的燃烧器及此外还具备以NOx排放量的降低为目的的预混合燃烧用顶帽喷嘴的燃烧器。在燃气轮机上还设有向燃烧器供给燃料的燃料系统，该燃料系统以对上述的主喷嘴、先导喷嘴等各种燃料喷嘴独立地供给燃料的方式构成。另一方面，在上述的燃料系统配置有调节对主喷嘴等供给的燃料的压力、流量的各种调节阀。对于向各种燃料喷嘴供给燃料的各燃料系统，上述的专利文献I记载有从燃料流动的上游侧起依次排列地配置有压力调节阀、流量调节阀及主喷嘴等的实施例。在此，压力调节阀发挥将流量调节阀压差，S卩，流量调节阀的上游侧的燃料的压力和下游侧之间的燃料的压力之差保持为恒定的作用，流量调节阀对供给到配置于下游侧的主喷嘴等的燃料的流量进行调节。流量调节阀在压差恒定的条件下被控制，燃料的流量通过基于流量调节阀的流量系数(Cv值)的运算来确定。在专利文献I记载的专利技术的情况下，流量调节阀的燃料的流动常常成为非节流流动区。因此，Cv值的运算所使用的压力项被表示为流量调节阀的下游侧压力的函数。在此，非节流流动区是流量调节阀的出口(下游侧)的燃料压力Pout和入口(上游侧)的燃料压力Pin满足下面的关系的区域。Pout > Pin/2具体而言，各压力调节阀进行控制，将设置于各自的燃料系统的流量调节阀的压差保持为恒定。另一方面，流量调节阀在压差恒定的条件下，基于计算出的阀开度进行控制，所述阀开度从实测出的流量调节阀下游侧的燃料压力和温度、及从外部输入的应向主喷嘴等供给的燃料流量计算。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2007 - 77867号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题在上述的专利文献I记载的专利技术中，压力控制阀压差(B卩，压力调节阀的上游侧的燃料压力和下游侧之间的燃料压力之差)变得比流量控制阀压差大。因此，燃料系统整体的响应性依赖于压力控制阀的响应性。压力控制阀因为有可能发生波动等问题，所以在加快响应性上也有极限。因此，存在燃料系统整体的响应性的提高受制于压力控制阀的响应性的问题。另一方面，因为设有多个燃料系统，且由于在各燃料系统设有压力调整阀及流量调节阀，所以需要的阀数增多，存在耗去制造成本之类的问题。进而，因为需要配置许多阀，所以存在难以确保燃料系统的配置空间，且难以实现小型化的问题。此外，因为通过压力控制阀将流量调节阀压差控制在恒定，所以需要将压力控制阀上游侧的燃料压力保持为规定的较高压力。在专利文献I的专利技术中，为了实现它，需要将升压设备设置于燃气轮机发电机组，存在制造成本升高的问题。本专利技术是为解决上述课题而做出的，其目的在于，提供一种燃料供给装置、燃料流量控制装置及燃气轮机发电机组，其能够实现燃气轮机对负荷变动的响应性的提高，并且使制造变得容易进行，能够实现制造成本的降低。[0021 ] 用于解决课题的技术方案为了实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案。本专利技术第一方式涉及的燃料供给装置，是控制对设置在燃气轮机的燃烧器上的燃料喷嘴供给的燃料流量的燃料供给装置，其特征在于，设有:流量调节阀，设置于向所述燃料喷嘴供给燃料的燃料供给系统，对在该燃料供给系统内流动的燃料的流量进行调节；计算部，至少基于预定的压力及供给到所述燃料喷嘴的燃料流量，计算出与所述燃料喷嘴相对应的流量调节阀的必要流量系数，所述预定的压力是作为相对于所述燃料的流动而处于所述流量调节阀上游侧的燃料压力、处于所述流量调节阀下游侧的燃料压力而预定的压力；阀控制部，基于所述必要流量系数，控制与所述燃料喷嘴相对应的流量调节阀的阀开度。本专利技术第二方式涉及的燃料流量控制装置，是控制对设置在燃气轮机的燃烧器上的燃料喷嘴供给的燃料流量的燃料流量控制装置，其特征在于，设有:计算部，至少基于预定的压力及供给到所述燃料喷嘴的燃料流量，计算出与所述燃料喷嘴相对应的流量调节阀的必要流量系数，所述预定的压力是作为相对于所述燃料的流动而处于调节对所述燃料喷嘴供给的燃料流量的流量调节阀上游侧的燃料压力、处于所述流量调节阀下游侧的燃料压力而预定的压力；阀控制部，基于所述必要流量系数，控制所述流量调节阀的阀开度。根据上述第一方式及第二方式，供给到燃料喷嘴的燃料的流量通过控制流量调节阀的阀开度来进行调节。因此，与专利文献I记载的专利技术相比，上述第一方式的燃料供给装置及第二方式的燃料流量控制装置对变更供给到燃料喷嘴的燃料流量的输入的响应性变快。具体而言，相对于变更上述的燃料流量的输入而言，上述第一方式的燃料供给装置及第二方式的燃料流量控制装置主要通过控制流量调整阀的阀开度来进行应对。即，不使用响应性比流量调整阀慢的压力调节阀等就能够应对。因此，相对于变更上述的燃料流量的输入而言，与利用压力调节阀及流量调节阀进行应对的专利文献I的专利技术相比，上述第一方式的燃料供给装置及第二方式的燃料流量控制装置能够进行快速响应。另一方面，因为未设置压力调节阀，所以与在燃料供给系统的各处设有压力调节阀的专利文献I的专利技术相比，能够减少压力调节阀的数目。因此，上述第一方式的燃料供给装置的配置所需要的空间变小，向燃气轮机发电机组的配置变得容易。进而，因为不需要考虑压力调节阀的压力损失，所以能够将供给到燃烧器的燃料的压力抑制得比专利文献I的专利技术的情况低。进而，在流量调节阀的阀开度的控制上，使用上述的上游侧的燃料压力、下游侧的压力等，能够利用节流区域及非节流区域这两个区域进行控制。也可以在上述第一方式的燃料供给装置上设有测定处于所述流量调节阀上游侧的燃料压力的压力测定部。另外，在上述第一方式及第二方式中，作为用于计算所述必要流量系数的所述上游侧的燃料压力，优选使用测定出的压力。根据上述第一方式及第二方式，基于测定出的上游侧的燃料压力，计算出必要流量系数。因此，即使被供给的燃料的压力具有变动，也基于变动后的燃料的压力计算出必要流量系数，然后基于该必要流量系数，控制流量调节阀的阀开度。在上述第一方式中，所述燃料喷嘴是不同种类的燃料喷嘴，设有多个流量调节阀，所述多个流量调节阀设置于对所述不同种类的喷嘴分别独立地供给燃料的多个燃料供给系统，对在该燃料供给系统流动的燃料的流量进行调节。另外，在上述第一方式及第二方式中，也可以设有计算部，所述计算部至少基于预定的压力及供给到所述不同种类的燃料喷嘴中的一个燃料喷嘴的燃料流量，计算出与所述一个燃料喷嘴相对应的流量调节阀的必要流量系数，所述预定的压力是作为相对于所述燃料的流动而处于调节对所述不同种类的燃料喷嘴供给的燃料流量的流量调节阀上游侧的燃料压力、处于所述流量调节阀下游侧的燃料压力而预定的压力；阀控制部，所述阀控制部基于所述必要流量系数，控制与所述一个燃料喷嘴相对应的流量调节阀的阀开度。在此，燃料喷嘴的种类不同是指，像主喷嘴、先导喷嘴及顶帽喷嘴等那样，接受燃料供给的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料供给装置，其特征在于，控制对设置在燃气轮机的燃烧器上的燃料喷嘴供给的燃料流量，该燃料供给装置设有：多个流量调节阀，设置于向所述燃料喷嘴供给燃料的燃料供给系统，对在该燃料供给系统内流动的燃料的流量进行调节；计算部，至少基于预定的压力及供给到所述燃料喷嘴的燃料流量，计算出与所述燃料喷嘴相对应的流量调节阀的必要流量系数，所述预定的压力是作为相对于所述燃料的流动而处于所述流量调节阀上游侧的燃料压力、处于所述流量调节阀下游侧的燃料压力而预定的压力；阀控制部，基于所述必要流量系数，控制所述流量调节阀的阀开度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.13 JP 2012-0054061.一种燃料供给装置，其特征在于，控制对设置在燃气轮机的燃烧器上的燃料喷嘴供给的燃料流量，该燃料供给装置设有: 多个流量调节阀，设置于向所述燃料喷嘴供给燃料的燃料供给系统，对在该燃料供给系统内流动的燃料的流量进行调节； 计算部，至少基于预定的压力及供给到所述燃料喷嘴的燃料流量，计算出与所述燃料喷嘴相对应的流量调节阀的必要流量系数，所述预定的压力是作为相对于所述燃料的流动而处于所述流量调节阀上游侧的燃料压力、处于所述流量调节阀下游侧的燃料压力而预定的压力； 阀控制部，基于所述必要流量系数，控制所述流量调节阀的阀开度。2.如权利要求1所述的燃料供给装置，其特征在于， 设有测定处于所述流量调节阀上游侧的燃料压力的压力测定部， 作为用于计算所述必要流量系数的所述上游侧的燃料压力，使用由所述压力测定部测定出的压力。3.如权利要求1或2所述的燃料供给装置，其特征在于， 所述燃料喷嘴是不同 种类的燃料喷嘴， 所述燃料供给装置设有: 多个流量调节阀，所述多个流量调节阀设置于对所述不同种类的燃料喷嘴分别独立地供给燃料的多个燃料供给系统，对在该燃料供给系统内流动的燃料的流量进行调节； 计算部，所述计算部至少基于预定的压力及供给到所述不同种类的燃料喷嘴中的一个燃料喷嘴的燃料流量，计算出与所述一个燃料喷嘴相对应的流量调节阀的必要流量系数，所述预定的压力是作为相对于所述燃料的流动而处于所述流量调节阀上游侧的燃料压力、处于所述流量调节阀下游侧的燃料压力而预定的压力； 阀控制部，所述阀控制部基于所述必要流量系数，控制与所述一个燃料喷嘴相对应的流量调节阀的阀开度。4.如权利要求3所述的燃料供给装置，其特征在于， 设有压力调节部，所述压力调节部设置于向所有的所述燃料供给系统供给燃料的公共系统，将处于所述流量调节阀上游侧的燃料压力调节成规定的值， 作为用于计算所述必要流量系数的所述上游侧的燃料压力，使用预定的压力。5.如权利要求4所述的燃料供给装置，其特征在于， 供给到所述一个燃料喷嘴的燃料流量，从基于所述燃气轮机的负荷而确定的应该对所述燃烧器供给的总燃料流量、及所述不同种类的燃料喷嘴之间的燃料分配比进行计算，所述上游侧的燃料压力是基于所述总燃料流量而确定的压力。6.如权利要求3~5中任一项所述的燃料供给装置，其特征在于， 供给到所述一个燃料喷嘴的燃料流量，从基于所述燃气轮机的负荷而确定的应该对所述燃烧器供给的总燃料流量、及所述不同种类的燃料喷嘴之间的燃料分配比进行计算，所述下游侧的燃料压力是基于所述总燃料流量而确定的压力。7.如权利要求6所述的燃料供给装置，其特征在于， 所述下游侧的燃料压力是基于配置有所述燃料喷嘴的机壳内的压力而计算出的压力， 配置有所述燃料喷嘴的机壳内的压力是基于所述总燃料流量而预定的压力。8.如权利要求7所述的燃料供给装置，其特征在于， 还设有修正部，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：原田升一，
申请(专利权)人：三菱日立电力系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP