燃?xì)鉁u輪及燃?xì)鉁u輪的運(yùn)轉(zhuǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種燃?xì)鉁u輪和燃?xì)鉁u輪的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其能夠抑制因蒸汽噴射量、氣溫（壓縮機(jī)吸氣溫度）、入口引導(dǎo)翼開度的變化帶來的壓縮機(jī)的可靠性下降。本發(fā)明的特征是具有控制裝置，該控制裝置為了滿足將氣溫、所述入口引導(dǎo)翼的開度和所述蒸汽噴射量作為指標(biāo)的蒸汽噴射量的限制值，控制流入所述壓縮機(jī)的空氣的溫度、所述蒸汽噴射量或所述入口引導(dǎo)翼的開度中的至少一個(gè)。另外，在上述燃?xì)鉁u輪中，具有代替監(jiān)視蒸汽噴射量而監(jiān)視壓力比的機(jī)構(gòu)，預(yù)先設(shè)定各大氣溫度條件、壓力比和入口引導(dǎo)翼開度中的用于使翼負(fù)荷或喘振裕度不超過規(guī)定量的限制值，還能夠限制或控制入口引導(dǎo)翼開度或蒸汽噴射量。
【專利說明】燃?xì)鉂?rùn)輪及燃?xì)鉂?rùn)輪的運(yùn)轉(zhuǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及向燃燒器噴射蒸汽或惰性氣體的蒸汽或惰性氣體噴射型燃?xì)鉁u輪及其控制方法，尤其是關(guān)于燃?xì)鉁u輪壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法的控制。
【背景技術(shù)】
[0002]在發(fā)電用燃?xì)鉁u輪的高效率化、高輸出化中，需要燃燒器的燃燒溫度的高溫化，另一方面，伴隨燃燒溫度的上升，由于NOx的產(chǎn)生量指數(shù)函數(shù)地上升。由于NOx通過擴(kuò)散火焰在局部溫度高的部位發(fā)生，因此廣泛使用通過將蒸汽向燃燒器內(nèi)噴射來降低燃燒器內(nèi)高溫部的燃燒溫度使NOx減少的方法，另外，由于通過向燃燒器噴射蒸汽，燃燒器內(nèi)的燃燒溫度降低，因此還能夠投入更多的燃料并增加燃?xì)鉁u輪輸出。[0003]如上所述，通過向燃?xì)鉁u輪燃燒器噴射蒸汽，具有燃?xì)鉁u輪排氣氣體的NOx減少及燃?xì)鉁u輪輸出提高的效果，而通過向燃燒器噴射高壓的蒸汽，燃?xì)鉁u輪壓縮機(jī)的壓力比上升，軸流速度降低。因此，壓縮機(jī)翼的每段的壓力比上升，壓縮機(jī)翼負(fù)荷上升，存在發(fā)生喘振等的不穩(wěn)定現(xiàn)象的危險(xiǎn)性等，壓縮機(jī)可靠性下降成為問題。
[0004]另外，在噴射蒸汽或惰性氣體的燃?xì)鉁u輪中，壓力比還因周圍環(huán)境溫度的變化而變化。例如在低氣溫時(shí)，大氣的密度比高氣溫時(shí)高，因此壓縮機(jī)內(nèi)的質(zhì)量流量增加，與高氣溫時(shí)相比，壓力比上升。由此，同樣地，壓縮機(jī)可靠性下降成為問題。
[0005]在燃?xì)鉁u輪的軸流壓縮機(jī)中，一般來說，作為壓縮機(jī)的空氣流量調(diào)整機(jī)構(gòu)安裝了入口引導(dǎo)翼。入口引導(dǎo)翼是指在壓縮機(jī)的入口附近的一段或多段的靜翼中能夠主動(dòng)地控制翼的安裝角度的翼，通過調(diào)整入口引導(dǎo)翼的角度，能夠進(jìn)行壓縮機(jī)內(nèi)的流量及壓力比的調(diào)整。如果通過入口引導(dǎo)翼的調(diào)整，使壓縮機(jī)的流量降低，則壓力比降低，但壓縮機(jī)內(nèi)的軸流速度降低。由此，根據(jù)壓縮機(jī)的段的不同，翼負(fù)荷上升，有時(shí)會(huì)增加發(fā)生喘振等的不穩(wěn)定現(xiàn)象的危險(xiǎn)性。
[0006]如上所述,在向燃燒機(jī)噴射蒸汽的燃?xì)鉁u輪中，如果相對(duì)于大氣溫度條件,入口引導(dǎo)翼開度和蒸汽噴射量不適當(dāng)，則存在壓縮機(jī)可靠性顯著降低的危險(xiǎn)性。作為控制相對(duì)于蒸汽噴射量的引導(dǎo)翼開度的方法，專利文獻(xiàn)I記載了如下方法，為了將壓力比保持為一定，對(duì)應(yīng)于蒸汽噴射量的增減，開閉引導(dǎo)翼開度。另外，專利文獻(xiàn)2記載了如下方法，為了伴隨大氣溫度及大氣濕度，確保壓縮機(jī)翼可靠性，限制引導(dǎo)翼開度。
[0007]【現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)】
[0008]【專利文獻(xiàn)】
[0009]【專利文獻(xiàn)I】日本特開平9-125984
[0010]【專利文獻(xiàn)2】日本特開2011-32869
[0011]在專利文獻(xiàn)I記載的方法中，對(duì)應(yīng)于蒸汽噴射量的上升而關(guān)閉入口引導(dǎo)翼開度，使壓縮機(jī)流量減少，由此，壓縮機(jī)翼的負(fù)荷進(jìn)一步上升，因此不能避免發(fā)生喘振等的不穩(wěn)定現(xiàn)象的危險(xiǎn)性。
[0012]另外，專利文獻(xiàn)2記載的方法是避免大氣中的濕氣的冷凝或結(jié)冰對(duì)壓縮機(jī)翼的影響的方法，但沒有考慮向燃燒器的蒸汽噴射對(duì)壓縮機(jī)翼負(fù)荷的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]因此，本發(fā)明的目的是提供一種燃?xì)鉁u輪，其能夠抑制因蒸汽噴射量、氣溫(壓縮機(jī)吸氣溫度)、入口引導(dǎo)翼開度的變化而帶來的壓縮機(jī)的可靠性下降。
[0014]本發(fā)明的燃?xì)鉁u輪具有:壓縮空氣的壓縮機(jī)；該燃燒器將從所述壓縮機(jī)排出的壓縮空氣取入，與燃料混合并燃燒；渦輪，該渦輪被由所述燃燒器生成的燃燒氣體驅(qū)動(dòng)，具有:入口引導(dǎo)翼，該入口引導(dǎo)翼被設(shè)置在所述壓縮機(jī)入口附近的段上，并通過使安裝角度變化來調(diào)整壓縮機(jī)流量；向所述燃燒器噴射蒸汽的蒸汽噴射機(jī)構(gòu)、調(diào)整所述蒸汽噴射量的蒸汽調(diào)整閥以及調(diào)整所述蒸汽調(diào)整閥開度的蒸汽量控制機(jī)構(gòu)；監(jiān)視向所述燃燒器噴射的蒸汽量的蒸汽監(jiān)視機(jī)構(gòu)；監(jiān)視大氣溫度的氣溫監(jiān)視機(jī)構(gòu)；控制裝置，該控制裝置判定是否滿足將氣溫、所述入口引導(dǎo)翼的開度和所述蒸汽噴射量作為指標(biāo)的蒸汽噴射量的限制值，控制流入所述壓縮機(jī)的空氣的溫度、所述蒸汽噴射量或所述入口引導(dǎo)翼的開度中的至少一個(gè)。
[0015]本發(fā)明的目的是還提供一種燃?xì)鉁u輪，其具有:壓縮空氣的壓縮機(jī)；燃燒器，該燃燒器將從所述壓縮機(jī)排出的壓縮空氣取入，與燃料混合并燃燒；渦輪，該渦輪被由所述燃燒器生成的燃燒氣體驅(qū)動(dòng)，其中，具有:入口引導(dǎo)翼，該入口引導(dǎo)翼被設(shè)置在所述壓縮機(jī)入口附近的段上，并通過使安裝角度變化來調(diào)整壓縮機(jī)流量；向所述燃燒器噴射蒸汽的蒸汽噴射機(jī)構(gòu)、調(diào)整所述蒸汽噴射量的蒸汽調(diào)整閥以及調(diào)整所述蒸汽調(diào)整閥開度的蒸汽量控制機(jī)構(gòu)；監(jiān)視向所述燃燒器噴射的蒸汽量的蒸汽監(jiān)視機(jī)構(gòu)；測(cè)量從所述壓縮機(jī)排出的壓縮空氣的壓力的壓力比監(jiān)視機(jī)構(gòu)；監(jiān)視大氣溫度的氣溫監(jiān)視機(jī)構(gòu)；控制裝置，該控制裝置判定是否滿足為了使所述壓縮機(jī)的翼負(fù)荷不過剩而設(shè)定的、將所述入口引導(dǎo)翼的開度和氣溫作為指標(biāo)的所述壓力比的限制值，控制流入所述壓縮機(jī)的空氣的溫度、所述蒸汽噴射量或所述入口引導(dǎo)翼的開度中的至少一個(gè)。
[0016]本發(fā)明的目的是還提供一種燃?xì)鉁u輪的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，該運(yùn)轉(zhuǎn)方法燃?xì)鉁u輪的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，所述燃?xì)鉁u輪具有:壓縮空氣的壓縮機(jī)；燃燒器，該燃燒器將從所述壓縮機(jī)排出的壓縮空氣取入，與燃料混合并燃燒；渦輪，該渦輪被由所述燃燒器生成的燃燒氣體驅(qū)動(dòng)；入口引導(dǎo)翼，該入口引導(dǎo)翼被設(shè)置在所述壓縮機(jī)入口附近的段上，并通過使安裝角度變化來調(diào)整壓縮機(jī)流量；向所述燃燒器噴射蒸汽的蒸汽噴射機(jī)構(gòu)，其中，為了滿足將氣溫、所述入口引導(dǎo)翼的開度和所述蒸汽噴射量作為指標(biāo)的蒸汽噴射量的限制值，控制流入所述壓縮機(jī)的空氣的溫度、所述蒸汽噴射量或所述入口引導(dǎo)翼的開度中的至少一個(gè)。
[0017]本發(fā)明的目的是還提供一種燃?xì)鉁u輪的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，該運(yùn)轉(zhuǎn)方法是燃?xì)鉁u輪的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，所述燃?xì)鉁u輪具有:壓縮空氣的壓縮機(jī)；燃燒器，該燃燒器將從所述壓縮機(jī)排出的壓縮空氣取入，與燃料混合并燃燒；渦輪，該渦輪被由所述燃燒器生成的燃燒氣體驅(qū)動(dòng)；入口引導(dǎo)翼，該入口引導(dǎo)翼被設(shè)置在所述壓縮機(jī)入口附近的段上，并通過使安裝角度變化來調(diào)整壓縮機(jī)流量；向所述燃燒器噴射蒸汽的蒸汽噴射機(jī)構(gòu)，其中，為了滿足用于使所述壓縮機(jī)的翼負(fù)荷不變得過剩而設(shè)定的、將所述入口引導(dǎo)翼的開度和氣溫作為指標(biāo)的所述壓力比的限制值，控制流入所述壓縮機(jī)的空氣的溫度、所述蒸汽噴射量或所述入口引導(dǎo)翼中的開度中的至少一個(gè)。
[0018]發(fā)明效果[0019]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種燃?xì)鉁u輪，其能夠抑制因蒸汽噴射量、氣溫(壓縮機(jī)吸氣溫度)、入口引導(dǎo)翼開度的變化而帶來的壓縮機(jī)的可靠性下降。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的實(shí)施例中的向燃燒器噴射蒸汽的燃?xì)鉁u輪的概要圖。
[0021]圖2是蒸汽噴射型燃燒器的概要圖。
[0022]圖3是被噴射蒸汽的燃?xì)鉁u輪的第一控制方法的概要圖。
[0023]圖4是第一至第二控制方法中的蒸汽噴射量限制值映射的概要圖。
[0024]圖5是表示采用了第一控制方法的運(yùn)轉(zhuǎn)例的概要圖。
[0025]圖6是被噴射蒸汽的燃?xì)鉁u輪的第二控制方法的概要圖。
[0026]圖7是表示采用了第二控制方法的運(yùn)轉(zhuǎn)例的概要圖。
[0027]圖8是被噴射蒸汽的燃?xì)鉁u輪的第三控制方法的概要圖。
[0028]圖9是第三控制方法中的蒸汽噴射量限制值映射的概要圖。
[0029]圖10是在本發(fā)明的實(shí)施例中具有調(diào)整壓縮機(jī)流入溫度的機(jī)構(gòu)的、向燃燒器噴射蒸汽的燃?xì)鉁u輪的概要圖。
[0030]圖11是在本發(fā)明的實(shí)施例中具有熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的、向燃燒器噴射蒸汽的燃?xì)鉁u輪的概要圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]在向燃燒器噴射蒸汽的燃?xì)鉁u輪中，由于蒸汽噴射量的上升，壓縮機(jī)的壓力比上升，因此壓縮機(jī)翼每段的負(fù)荷上升。由此，發(fā)生喘振等的不穩(wěn)定現(xiàn)象的危險(xiǎn)性高，存在壓縮機(jī)的可靠性下降這樣的問題。另外，翼負(fù)荷還因氣溫而變化，在低氣溫時(shí)，壓縮機(jī)的壓力比上升，因此壓縮機(jī)翼每段的負(fù)荷上升。因此，發(fā)生喘振等的不穩(wěn)定現(xiàn)象的危險(xiǎn)性高，存在壓縮機(jī)可靠性下降的問題。另外，通過使壓縮機(jī)的入口弓丨導(dǎo)翼開度變化，壓縮機(jī)內(nèi)的軸流速度變化，翼負(fù)荷變化。由此，由于入口引導(dǎo)翼開度的變化，發(fā)生喘振等的不穩(wěn)定現(xiàn)象的危險(xiǎn)性高，存在壓縮機(jī)可靠性下降的問題。
[0032]以下說明的本發(fā)明的實(shí)施例在向燃燒器噴射蒸汽的燃?xì)鉁u輪中具有以下特征，在大氣溫度的監(jiān)視機(jī)構(gòu)、蒸汽噴射量監(jiān)視機(jī)構(gòu)及壓縮機(jī)的前側(cè)段中，具有調(diào)整靜翼的安裝角度來調(diào)整壓縮機(jī)的流入空氣量的入口引導(dǎo)翼、和控制蒸汽噴射量的機(jī)構(gòu)，預(yù)先設(shè)定各大氣溫度條件、蒸汽噴射量和入口引導(dǎo)翼開度中的用于使翼負(fù)荷或喘振裕度不超過規(guī)定量的限制值，限制或控制入口弓I導(dǎo)翼開度或蒸汽噴射量等。另外，在上述燃?xì)鉁u輪中，具有代替監(jiān)視蒸汽噴射量而監(jiān)視壓力比的機(jī)構(gòu)，預(yù)先設(shè)定各大氣溫度條件、壓力比和入口引導(dǎo)翼開度中的用于使翼負(fù)荷或喘振裕度不超過規(guī)定量的限制值，也能夠限制或控制入口引導(dǎo)翼開度或蒸汽噴射量。
[0033]而且，在向燃燒器噴射蒸汽的燃?xì)鉁u輪中，預(yù)先設(shè)定各大氣溫度條件、蒸汽噴射量和入口引導(dǎo)翼開度中的用于使壓縮機(jī)的翼負(fù)荷或喘振裕度不超過規(guī)定量的限制值，通過限制或控制入口引導(dǎo)翼開度或蒸汽噴射量，由此，能夠確保燃?xì)鉁u輪的壓縮機(jī)的安全性的運(yùn)轉(zhuǎn)條件變得明確，壓縮機(jī)的可靠性提高。
[0034]另外，在各大氣溫度中，預(yù)先將蒸汽噴射量和入口引導(dǎo)翼開度明確為使壓縮機(jī)的翼負(fù)荷或喘振裕度不超過規(guī)定量的限制值，由此，能夠進(jìn)行用于確保壓縮機(jī)的安全性的蒸汽噴射量和入口引導(dǎo)翼開度的自動(dòng)控制。另外，由于本限制值是還考慮了大氣溫度的限制值，因此能夠從大氣溫度寒冷地到溫暖的地域以共通的指標(biāo)進(jìn)行控制，不需要每個(gè)運(yùn)用地域都研究運(yùn)轉(zhuǎn)條件，開發(fā)的效率提高。
[0035]【實(shí)施例1】
[0036]參照【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。圖1是表示使用本發(fā)明的一實(shí)施方式的蒸汽噴射型燃?xì)鉁u輪構(gòu)成的燃?xì)鉁u輪設(shè)備的概要結(jié)構(gòu)圖。實(shí)施例1的燃?xì)鉁u輪具有:轉(zhuǎn)子5 ;壓縮空氣的壓縮機(jī)I ;設(shè)置在壓縮機(jī)入口附近的段上的入口引導(dǎo)翼6、監(jiān)視入口引導(dǎo)翼6開度的入口引導(dǎo)翼開度監(jiān)視機(jī)構(gòu)21和調(diào)整入口引導(dǎo)翼6開度的入口引導(dǎo)翼調(diào)整機(jī)構(gòu)22 ;燃燒器2，其取入壓縮空氣并與燃料混合而燃燒；渦輪3，其將燃燒能量轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)子5的驅(qū)動(dòng)力；發(fā)電機(jī)4，其將轉(zhuǎn)子5的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)換成電力；蒸汽供給系統(tǒng)7，其向燃燒器2供給蒸汽；調(diào)整蒸汽噴射量的調(diào)壓閥9和調(diào)整調(diào)壓閥9的蒸汽量調(diào)整機(jī)構(gòu)8 ;蒸汽監(jiān)視機(jī)構(gòu)23，監(jiān)視向燃燒器2噴射的蒸汽量；監(jiān)視大氣溫度的氣溫監(jiān)視機(jī)構(gòu)24。
[0037]在本實(shí)施例的燃?xì)鉁u輪中，通過壓縮機(jī)I將大氣中的空氣取入并壓縮，將壓縮空氣在燃燒器2中與燃料混合并燃燒，生成高溫高壓氣體，渦輪3的動(dòng)翼承受高溫高壓氣體并轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)子5的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力，通過發(fā)電機(jī)4將旋轉(zhuǎn)動(dòng)力轉(zhuǎn)換成電能。另外，在壓縮機(jī)I前側(cè)段的一段或多段的靜翼上，設(shè)置有調(diào)節(jié)安裝角度的機(jī)構(gòu)。將設(shè)置有這樣的機(jī)構(gòu)的靜翼稱為入口引導(dǎo)翼6，通過調(diào)節(jié)該入口引導(dǎo)翼6的安裝角度，調(diào)節(jié)向壓縮機(jī)I的流入空氣量，以使燃?xì)鉁u輪適宜地運(yùn)轉(zhuǎn)。在向燃燒器2噴射蒸汽的燃?xì)鉁u輪中，通過蒸汽供給系統(tǒng)7供給高壓蒸汽，并通過調(diào)壓閥9減壓到比燃燒器2的殼體11壓力高的蒸汽壓后，通過蒸汽導(dǎo)入路10向燃燒器2噴射。
[0038]這里，使用圖2說明向燃燒器2噴射蒸汽的燃?xì)鉁u輪的燃燒器2的結(jié)構(gòu)。蒸汽噴射型燃?xì)鉁u輪的燃燒器2由殼體11、燃燒室12、燃料噴嘴13及蒸汽噴嘴14構(gòu)成。被壓縮機(jī)I壓縮的壓縮機(jī)空氣15流入環(huán)狀的殼體11，一部分從設(shè)置在燃燒室12的周壁的下游側(cè)的稀釋孔16流入燃燒室12內(nèi)，剩余部分在殼體11內(nèi)與由被安裝在燃料噴嘴13的接近位置的蒸汽噴嘴14噴射的蒸汽19混合，使溫度降低。
[0039]在殼體11內(nèi)，與蒸汽混合的壓縮空氣通過旋流器17在成為回旋流之后，流入燃燒室12內(nèi)。與從旋流器17流入燃燒室12內(nèi)的蒸汽混合的壓縮空氣與從燃料噴嘴13噴射的燃料18混合并燃燒，燃燒氣體與蒸汽一起被送入渦輪3。如上所述，在被噴射蒸汽的燃燒器2中，壓縮空氣15與蒸汽19混合，由此溫度降低，因此燃燒溫度降低，NOx減少。另外，因?yàn)槿紵郎囟鹊慕档停軌蛲度敫嗟娜剂?8，因此能夠增加燃?xì)鉁u輪的輸出。
[0040]在被噴射蒸汽的燃燒器2中，在燃燒器內(nèi)，由蒸汽19和來自壓縮機(jī)I的壓縮空氣構(gòu)成的壓縮流體的量變多。其結(jié)果，使壓縮流體在燃燒器2中燃燒之后的燃燒氣體20不能順暢向渦輪側(cè)流出，因此壓縮機(jī)I的背壓即殼體11內(nèi)的壓力上升，即壓縮機(jī)I的壓力比上升。因此，壓縮機(jī)I的翼的每段的壓力比也上升，翼負(fù)荷上升。
[0041]另一方面，若關(guān)閉入口引導(dǎo)翼6，則有時(shí)翼負(fù)荷根據(jù)壓縮機(jī)I的段的不同而上升。另外，壓力比還因周圍環(huán)境溫度的變化而上升。例如在低氣溫時(shí)，大氣的密度比高氣溫時(shí)高，因此壓縮機(jī)I內(nèi)的質(zhì)量流量增加，與高氣溫時(shí)相比，壓力比上升。像這樣從壓縮機(jī)的安全性的觀點(diǎn)出發(fā)，入口引導(dǎo)翼6開度關(guān)閉，向燃燒器2的蒸汽噴射量上升，大氣溫度越下降，壓縮機(jī)I處在越苛刻的條件。
[0042]由本實(shí)施例的控制裝置46進(jìn)行的燃?xì)鉁u輪運(yùn)轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)如圖3所示。通過氣溫監(jiān)視機(jī)構(gòu)24檢測(cè)大氣溫度，將大氣溫度、輸出目標(biāo)值及要投入的蒸汽噴射量作為輸入值算出適當(dāng)?shù)娜肟谝龑?dǎo)翼6開度。這里，在本實(shí)施例的燃?xì)鉁u輪運(yùn)用系統(tǒng)中，與后述的預(yù)先設(shè)定了的運(yùn)轉(zhuǎn)限制值映射比較，判定所算出的入口引導(dǎo)翼6的開度是否滿足限制值。
[0043]在所算出的入口引導(dǎo)翼6開度被判定為不能運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，必須修正蒸汽噴射量或輸出目標(biāo)值，但通常首先降低蒸汽噴射量。在即使最大限度地降低蒸汽噴射量，運(yùn)轉(zhuǎn)條件也不成為限制值以下的情況下，輸出目標(biāo)值可能不適當(dāng)，因此為了不進(jìn)行這樣的范圍內(nèi)的運(yùn)轉(zhuǎn)，需要進(jìn)行燃?xì)鉁u輪設(shè)計(jì)及運(yùn)用系統(tǒng)的構(gòu)建。蒸汽噴射量的最小值是指例如為了降低NOx所需的最低限度的蒸汽噴射量。
[0044]預(yù)先設(shè)定的蒸汽噴射量及入口引導(dǎo)翼6開度的限制值如例如圖4所示。圖4是橫軸表示氣溫、縱軸表示蒸汽噴射量的限制值映射39，圖4的線36a、36b、36c、36d及36e是各入口引導(dǎo)翼開度a、b、c、d及e中的蒸汽噴射量的限制值。例如在入口引導(dǎo)翼開度為a的情況下，線36a的右下的區(qū)域是可運(yùn)轉(zhuǎn)范圍37a，線36a的左上是不可運(yùn)轉(zhuǎn)范圍38a。同樣地，入口引導(dǎo)翼開度為b、c、d或e時(shí)，線36b、36c、36d及36e的右下的范圍分別成為可運(yùn)轉(zhuǎn)范圍37b、37c、37d及37e (未圖示)，左上的范圍是成為可運(yùn)轉(zhuǎn)范圍38b、38c、38d及38e (未圖示)。
[0045]在入口引導(dǎo)翼6開度越打開、壓縮機(jī)I的全段中的翼負(fù)荷的最大值越下降的壓縮機(jī)I中，如圖4的限制值映射39那樣地，入口引導(dǎo)翼6開度越打開，蒸汽噴射量的限制值越上升。但是，在圖4中，雖然作為例子示出了入口引導(dǎo)翼6開度越打開、全段中的翼負(fù)荷的最大值越下降的壓縮機(jī)I的限制值映射39，但還考慮其傾向相反的情況。
[0046]關(guān)于本實(shí)施方式的燃?xì)鉁u輪的運(yùn)用例，使用圖5進(jìn)行說明。在本實(shí)施例的燃?xì)鉁u輪中，通過由氣溫監(jiān)視機(jī)構(gòu)24測(cè)定的氣溫及要投入的蒸汽噴射量，運(yùn)轉(zhuǎn)條件被描繪在限制值映射39上。這里，以氣溫及投入了的蒸汽噴射量為運(yùn)轉(zhuǎn)條件40a的情況為例進(jìn)行說明。其次，入口引導(dǎo)翼6開度是由氣溫、蒸汽噴射量及輸出目標(biāo)值算出的。根據(jù)入口引導(dǎo)翼6開度來決定限制值，例如若入口引導(dǎo)翼開度為f，此時(shí)的限制值設(shè)為線36f，則能夠運(yùn)轉(zhuǎn)的范圍為可運(yùn)轉(zhuǎn)范圍37f，不能運(yùn)轉(zhuǎn)的范圍為不可運(yùn)轉(zhuǎn)范圍38f。在本例中，運(yùn)轉(zhuǎn)條件40a處于可運(yùn)轉(zhuǎn)范圍37f內(nèi)，因此判斷為能夠運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0047]另一方面，在入口引導(dǎo)翼6開度比f小的情況下，蒸汽噴射量的限制值從限制值線36f向右下移動(dòng)，例如成為限制值線37g，因此可運(yùn)轉(zhuǎn)范圍成為可運(yùn)轉(zhuǎn)范圍37g，不能運(yùn)轉(zhuǎn)的范圍成為不可運(yùn)轉(zhuǎn)范圍38g。在本例中，運(yùn)轉(zhuǎn)條件40a處于不可運(yùn)轉(zhuǎn)范圍38g，因此不能僅通過入口引導(dǎo)翼6開度實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的輸出，需要將蒸汽噴射量降低到例如40b。
[0048]由于實(shí)施例1的運(yùn)用方法是決定開始要投入的蒸汽噴射量的方法，所以在例如為降低NOx而決定蒸汽噴射量的情況，或者在其他系統(tǒng)中生成蒸汽，被供給的蒸汽量與燃?xì)鉁u輪的運(yùn)用無關(guān)地決定的運(yùn)用系統(tǒng)中是有效的。即，將氣溫、蒸汽噴射量和目標(biāo)輸出作為輸入值，控制入口弓丨導(dǎo)翼的開度，使得運(yùn)轉(zhuǎn)條件成為限制值以下，由此，在蒸汽噴射量的控制困難的情況下等，也能夠抑制壓縮機(jī)的可靠性下降。
[0049]在本實(shí)施例的運(yùn)轉(zhuǎn)控制方法中，在向燃燒器2噴射蒸汽的燃?xì)鉁u輪中，預(yù)先設(shè)定各大氣溫度條件、蒸汽噴射量和入口引導(dǎo)翼6開度中的用于使壓縮機(jī)I的翼負(fù)荷不超過規(guī)定量的限制值，通過限制入口引導(dǎo)翼6開度或蒸汽噴射量，能夠確保燃?xì)鉁u輪的壓縮機(jī)I的安全性的運(yùn)轉(zhuǎn)條件變得明確，壓縮機(jī)I的可靠性提高。
[0050]另外，在各大氣溫度下，將蒸汽噴射量和入口引導(dǎo)翼6開度預(yù)先明確為用于使壓縮機(jī)I的翼負(fù)荷不超過規(guī)定量的限制值，由此，用于確保壓縮機(jī)I的安全性的蒸汽噴射量和入口引導(dǎo)翼6開度的自動(dòng)控制成為可能。另外，本限制值是還考慮了大氣溫度的限制值，因此能夠從大氣溫度寒冷地到溫暖地域以共通的指標(biāo)進(jìn)行控制，不需要每個(gè)運(yùn)用地域都研究運(yùn)轉(zhuǎn)條件，開發(fā)的效率提高。
[0051]此外，在本實(shí)施例中，作為預(yù)先設(shè)定的運(yùn)轉(zhuǎn)限制值映射，橫軸表示氣溫，縱軸表示蒸汽噴射量，示出了使用按照入口引導(dǎo)翼開度描繪蒸汽噴射量的限制值線36的限制值映射39的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，但也可以采用設(shè)定壓力比的限制值而不是蒸汽噴射量的限制值，以壓力比成為限制值以下的方式進(jìn)行監(jiān)視的運(yùn)轉(zhuǎn)方法。在該情況下，由于能夠監(jiān)視與翼負(fù)荷直接相關(guān)的壓力比，所以壓縮機(jī)的可靠性提高。
[0052]【實(shí)施例2】
[0053]使用圖1及圖6說明本發(fā)明的第二實(shí)施方式。如圖1所示，實(shí)施例2的燃?xì)鉁u輪具有--轉(zhuǎn)子5 ;壓縮空氣的壓縮機(jī)I ;被設(shè)置在壓縮機(jī)入口附近的段上的入口引導(dǎo)翼6、監(jiān)視入口引導(dǎo)翼開度的入口引導(dǎo)翼開度監(jiān)視機(jī)構(gòu)21和調(diào)整入口引導(dǎo)翼開度的入口引導(dǎo)翼開度調(diào)整機(jī)構(gòu)22 ;燃燒器2，其將壓縮空氣取入并與燃料18混合而燃燒；渦輪3，其將燃燒能量轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)子5的驅(qū)動(dòng)力；發(fā)電機(jī)4，其將轉(zhuǎn)子5的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)換成電力；蒸汽供給系統(tǒng)7，其將蒸汽供給到燃燒器2 ;調(diào)整蒸汽噴射量的調(diào)壓閥9和調(diào)整調(diào)壓閥9開度的蒸汽量調(diào)整機(jī)構(gòu)8 ;監(jiān)視向燃燒器2噴射的蒸汽量的蒸汽監(jiān)視機(jī)構(gòu)23 ;監(jiān)視大氣溫度的氣溫監(jiān)視機(jī)構(gòu)24。
[0054]在本實(shí)施例的控制裝置46中實(shí)施的燃?xì)鉁u輪運(yùn)轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)如圖6所示。通過氣溫監(jiān)視機(jī)構(gòu)24檢測(cè)大氣溫度，將大氣溫度、輸出目標(biāo)值及入口引導(dǎo)翼6開度作為輸入值算出適當(dāng)?shù)恼羝麌娚淞?。與在實(shí)施例2的燃?xì)鉁u輪運(yùn)用系統(tǒng)中預(yù)先設(shè)定了的限制值映射39進(jìn)行比較，判定所算出的入口引導(dǎo)翼6的開度是否滿足限制值。在根據(jù)所算出的蒸汽噴射量判定為不能運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，必須修正入口引導(dǎo)翼6開度或輸出目標(biāo)值，但通常首先變更入口引導(dǎo)翼6開度。
[0055]在入口引導(dǎo)翼6開度越打開、蒸汽噴射量的限制值越上升的壓縮機(jī)I的情況下，通過打開入口引導(dǎo)翼6，翼可靠性提高，并且輸出提高。在即使將入口引導(dǎo)翼6打開到最大，運(yùn)轉(zhuǎn)條件也不成為限制值以下的情況下，輸出目標(biāo)值可能不適當(dāng)，因此為了不進(jìn)行這樣的范圍內(nèi)的運(yùn)轉(zhuǎn)，需要進(jìn)行燃?xì)鉁u輪設(shè)計(jì)及運(yùn)用系統(tǒng)的構(gòu)建。
[0056]使用圖7說明實(shí)施例2的燃?xì)鉁u輪的運(yùn)用例。在實(shí)施例2的燃?xì)鉁u輪中，通過將由氣溫監(jiān)視機(jī)構(gòu)24測(cè)定的環(huán)境溫度及預(yù)先決定了的入口引導(dǎo)翼6開度與限制值映射39比較，由此，算出能夠注入的蒸汽噴射量的限制值。在例如入口引導(dǎo)翼6開度為h的情況下，若蒸汽噴射量的限制值為限制值線36h，則限制值線36h的右下的范圍成為可運(yùn)轉(zhuǎn)范圍37h，左上的范圍成 為不可運(yùn)轉(zhuǎn)范圍38j。
[0057]然后，蒸汽噴射量由氣溫、入口引導(dǎo)翼6開度及輸出目標(biāo)值算出，將通過蒸汽噴射量和氣溫的關(guān)系決定的運(yùn)轉(zhuǎn)條件描繪在限制值映射39上。這里，若運(yùn)轉(zhuǎn)條件是例如運(yùn)轉(zhuǎn)條件41a，則運(yùn)轉(zhuǎn)條件41a在可運(yùn)轉(zhuǎn)范圍37h內(nèi)，因此判斷為能夠運(yùn)轉(zhuǎn)。在入口引導(dǎo)翼6開度為h的不變狀態(tài)下使輸出上升，以蒸汽噴射量調(diào)整輸出上升程度，在這種情況下，為了使輸出上升而能夠投入的蒸汽噴射量的上限值是運(yùn)轉(zhuǎn)條件成為限制線36h上的運(yùn)轉(zhuǎn)條件41b的蒸汽噴射量。在要使輸出與運(yùn)轉(zhuǎn)條件b、入口引導(dǎo)翼6開度h的狀態(tài)相比上升的情況下，僅通過蒸汽噴射量不可能實(shí)現(xiàn)輸出目標(biāo)值，因此使入口引導(dǎo)翼6開度例如上升到i，并使蒸汽噴射量的限制值上升到限制值線36i。此時(shí)，通過入口引導(dǎo)翼6開度打開，輸出提高，進(jìn)而使蒸汽噴射量能夠上升到41c，因此能夠進(jìn)一步使輸出上升。
[0058]在本實(shí)施例的燃?xì)鉁u輪中，入口引導(dǎo)翼6開度的最大值為j，此時(shí)的限制值線為36 j時(shí)，將蒸汽噴射量作為運(yùn)轉(zhuǎn)條件42d時(shí)，是本系統(tǒng)中在該氣溫下取出的最大輸出，因此在燃?xì)鉁u輪設(shè)計(jì)及運(yùn)用系統(tǒng)構(gòu)建的階段中，為了不存在取出比本條件大的輸出的情況，最好事先進(jìn)行研究。
[0059]在實(shí)施例2中，以入口引導(dǎo)翼6開度越打開、翼負(fù)荷越下降的壓縮機(jī)I為例進(jìn)行了說明，但在入口引導(dǎo)翼6開度越關(guān)閉、翼負(fù)荷越下降的壓縮機(jī)中，也能夠以同樣的方法進(jìn)行控制。但是，在該情況下，入口引導(dǎo)翼6開度越關(guān)閉，越能夠更多地投入蒸汽噴射量，但是，是以關(guān)閉入口引導(dǎo)翼6開度、使蒸汽噴射量增加的方式使輸出提高，還是以使蒸汽噴射量降低、打開入口引導(dǎo)翼6開度的方式使輸出提高，需要單獨(dú)地研究。
[0060]實(shí)施例2的運(yùn)用方法是開始就決定入口引導(dǎo)翼6開度的控制方法，因此在最大地打開入口引導(dǎo)翼6開度來運(yùn)轉(zhuǎn)燃?xì)鉁u輪且輸出不足的情況下，附加地以蒸汽噴射量調(diào)整輸出的運(yùn)用系統(tǒng)中是有效的。即，將氣溫、所述入口引導(dǎo)翼開度和目標(biāo)輸出作為輸入值，控制所述蒸汽噴射量，使得運(yùn)轉(zhuǎn)條件成為所述限制值以下，由此，尤其在以蒸汽噴射量調(diào)整輸出的那樣的運(yùn)用系統(tǒng)中，能夠抑制壓縮機(jī)的可靠性下降。
[0061]在實(shí)施例2的運(yùn)轉(zhuǎn)控制方法中，在向燃燒器噴射蒸汽的燃?xì)鉁u輪中，預(yù)先設(shè)定各大氣溫度條件、蒸汽噴射量和入`口引導(dǎo)翼6開度中的用于使壓縮機(jī)I的翼負(fù)荷不超過規(guī)定量的限制值，通過限制入口引導(dǎo)翼6開度或蒸汽噴射量，能夠確保燃?xì)鉁u輪的壓縮機(jī)I的安全性的運(yùn)轉(zhuǎn)條件變得明確，壓縮機(jī)I的可靠性提高。
[0062]另外，在各大氣溫度下，對(duì)于蒸汽噴射量和入口引導(dǎo)翼6開度預(yù)先明確用于使壓縮機(jī)I的翼負(fù)荷不超過規(guī)定量的限制值，由此，用于確保壓縮機(jī)I的安全性的蒸汽噴射量和入口引導(dǎo)翼6開度的自動(dòng)控制成為可能。另外，本限制值是還考慮了大氣溫度的限制值，因此能夠從大氣溫度寒冷地到溫暖地域以共通的指標(biāo)進(jìn)行控制，不需要每個(gè)運(yùn)用地域都研究運(yùn)轉(zhuǎn)條件，開發(fā)的效率提高。
[0063]此外，在本實(shí)施例中，作為預(yù)先設(shè)定的運(yùn)轉(zhuǎn)限制值映射，橫軸表示氣溫，縱軸表示蒸汽噴射量，示出了使用按照入口引導(dǎo)翼開度描繪蒸汽噴射量的限制值線36的限制值映射39的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，但也可以采用設(shè)定壓力比的限制值而不是蒸汽噴射量的限制值，以壓力比成為限制值以下的方式進(jìn)行監(jiān)視的運(yùn)轉(zhuǎn)方法。在該情況下，由于能夠監(jiān)視與翼負(fù)荷直接相關(guān)的壓力比，所以壓縮機(jī)的可靠性提高。
[0064]【實(shí)施例3】
[0065]關(guān)于本發(fā)明的第三實(shí)施方式進(jìn)行說明。實(shí)施例3的燃?xì)鉁u輪具有:轉(zhuǎn)子5 ;壓縮空氣的壓縮機(jī)I ;設(shè)置在壓縮機(jī)I入口附近的段上的入口引導(dǎo)翼6、監(jiān)視入口引導(dǎo)翼6開度的入口引導(dǎo)翼開度監(jiān)視機(jī)構(gòu)21和調(diào)整入口引導(dǎo)翼開度的入口引導(dǎo)翼開度調(diào)整機(jī)構(gòu)22 ;燃燒器2，其將壓縮空氣取入并與燃料18混合而燃燒；調(diào)整燃料的燃料調(diào)整機(jī)構(gòu)25 ;監(jiān)視燃燒溫度的燃燒溫度監(jiān)視機(jī)構(gòu)26 ;將燃燒能量轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)子5的驅(qū)動(dòng)力的渦輪3 ;將轉(zhuǎn)子5的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)換成電力的發(fā)電機(jī)4 ;向燃燒器2供給蒸汽的蒸汽供給系統(tǒng)7 ;調(diào)整蒸汽噴射量的調(diào)壓閥9 ;調(diào)整蒸汽調(diào)整閥9開度的蒸汽量調(diào)整機(jī)構(gòu)8和監(jiān)視向燃燒器噴射的蒸汽量的蒸汽監(jiān)視機(jī)構(gòu)23 ;監(jiān)視大氣溫度的氣溫監(jiān)視機(jī)構(gòu)24。
[0066]實(shí)施例3的燃?xì)鉁u輪運(yùn)轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)如圖8所示。通過氣溫監(jiān)視機(jī)構(gòu)24檢測(cè)大氣溫度，將大氣溫度、輸出目標(biāo)值、燃燒溫度及入口引導(dǎo)翼6開度作為輸入值來算出適當(dāng)?shù)恼羝麌娚淞?。這里，在實(shí)施例3的燃?xì)鉁u輪運(yùn)用系統(tǒng)中，與后述的預(yù)先設(shè)定的運(yùn)轉(zhuǎn)限制值映射比較，判定所算出的蒸汽噴射量是否滿足限制值。
[0067]在判定為以所算出的蒸汽噴射量不能運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，必須修正入口引導(dǎo)翼6開度、燃燒溫度或輸出目標(biāo)值，但通常首先變更入口引導(dǎo)翼6開度或燃燒溫度。在即使最大限度地降低蒸汽噴射量，運(yùn)轉(zhuǎn)條件也不成為限制值以下的情況下，輸出目標(biāo)值可能不適當(dāng)，因此為了不進(jìn)行這樣的范圍內(nèi)的運(yùn)轉(zhuǎn)，需要進(jìn)行燃?xì)鉁u輪設(shè)計(jì)及運(yùn)用系統(tǒng)的構(gòu)建。蒸汽噴射量的最小值是指例如為了降低NOx所需的最低限度的蒸汽噴射量。
[0068]預(yù)先設(shè)定的蒸汽噴射量、燃燒溫度及入口引導(dǎo)翼6開度的限制值如例如圖9所示。圖9是橫軸表示氣溫、縱軸表示蒸汽噴射量的蒸汽噴射量的限制值映射45。在限制值映射45中，限制值線42a、42b、42c、42d及42e分別表示入口引導(dǎo)翼開度和燃燒溫度的組合a、b、C、d及e中的蒸汽噴射量的限制值。
[0069]例如入口引導(dǎo)翼開度和燃燒溫度的組合為a的情況下，線42a的右下的區(qū)域是可運(yùn)轉(zhuǎn)范圍43a，線42a的左上是不可運(yùn)轉(zhuǎn)范圍44a。同樣地，入口引導(dǎo)翼開度和燃燒溫度的組合為b、c、d或e時(shí)，42a、42b、42c、42d及42e的右下范圍分別為可運(yùn)轉(zhuǎn)范圍43b、43c、43d及43e (未圖示)，左上的范圍成為不可運(yùn)轉(zhuǎn)范圍44b、44c、44d及44e。
[0070]在入口引導(dǎo)翼6開度越打開、壓縮機(jī)I的全段中的翼負(fù)荷的最大值越下降的壓縮機(jī)I中，如圖9的限制值映射45那樣地，入口引導(dǎo)翼6開度越打開，蒸汽噴射量的限制值越上升。但是，在圖9中，雖然作為例子示出了入口引導(dǎo)翼6開度越打開、全段中的翼負(fù)荷的最大值越下降的壓縮機(jī)I的限制值映射45，但還考慮該傾向成為相反的情況。另外，燃燒溫度越下降，翼負(fù)荷越下降，因此蒸汽噴射量的限制值線42越上升。
[0071]在限制值映射45中，由于需要對(duì)各入口引導(dǎo)翼開度、燃燒溫度的每個(gè)組合都設(shè)定一個(gè)限制值線42，所以繁瑣。由此，作為限制值映射45的代替，也可以使用多個(gè)使燃燒溫度為一定的限制值映射(未圖示)的方法、或者入口引導(dǎo)翼開度Θ和燃燒溫度T的函數(shù)，導(dǎo)入只要本函數(shù)一定、翼負(fù)荷就一定這樣的函數(shù)f ( Θ，T)來作成限制值映射。
[0072]實(shí)施例3的運(yùn)用方法與實(shí)施例2相比，由于追加燃燒溫度作為輸入值，因此限制值映射更加繁瑣，但如實(shí)施例3那樣，通過將燃燒溫度作為參數(shù)追加，例如最大限度地打開入口引導(dǎo)翼6開度，也能夠充分確保輸出，在要使翼負(fù)荷下降的情況下，使燃燒溫度下降等，能夠增加運(yùn)用的選項(xiàng)。
[0073]S卩，為了滿足將氣溫、所述入口引導(dǎo)翼的開度、所述蒸汽噴射量和所述燃燒溫度作為指標(biāo)的蒸汽噴射量的限制值，通過控制流入所述壓縮機(jī)的空氣的溫度、所述入口引導(dǎo)翼的開度、所述蒸汽噴射量或所述燃燒溫度中的至少一個(gè)，能夠增加運(yùn)用的選項(xiàng)，能夠在寬的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下抑制壓縮機(jī)的可靠性下降。
[0074]在實(shí)施例3中，示出了將入口引導(dǎo)翼6開度及燃燒溫度作為輸入值來控制蒸汽噴射量的例子，但將燃燒溫度及蒸汽噴射量作為輸入值控制入口引導(dǎo)6翼開度的情況、或?qū)⒄羝麌娚淞考叭肟谝龑?dǎo)翼6開度作為輸入值控制燃燒溫度的情況下，也能夠同樣使用圖9的限制值映射45進(jìn)行控制。
[0075]此外，在本實(shí)施例中，作為預(yù)先設(shè)定的運(yùn)轉(zhuǎn)限制值映射，示出了使用橫軸表示氣溫、縱軸表示蒸汽噴射量、對(duì)入口引導(dǎo)翼開度和燃燒溫度的每個(gè)組合都畫出蒸汽噴射量的限制值線36的限制值映射39的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，但也可以不設(shè)定蒸汽噴射量而設(shè)定壓力比的限制值，采用以壓力比在限制值以下的方式進(jìn)行監(jiān)視的運(yùn)轉(zhuǎn)方法。在該情況下，能夠監(jiān)視與翼負(fù)荷直接相關(guān)的壓力比，因此壓縮機(jī)的可靠性提高。另外，限制值映射45的限制值根據(jù)燃燒溫度和入口引導(dǎo)翼開度而變化，但在監(jiān)視壓力比的方法中，限制值與燃燒溫度無關(guān)地僅根據(jù)入口引導(dǎo)翼開度變化，因此具有映射單純化的優(yōu)點(diǎn)。
[0076]【實(shí)施例4】
[0077]關(guān)于本發(fā)明的第四實(shí)施方式，使用圖10進(jìn)行說明。圖10是在實(shí)施例4的燃?xì)鉁u輪中附加了控制壓縮機(jī)I入口溫度的溫度控制機(jī)構(gòu)28的例子。作為入口溫度的控制機(jī)構(gòu)，例如有對(duì)壓縮機(jī)I的排出空氣的一部分進(jìn)行抽氣并使其與壓縮機(jī)I入口的空氣混合而使入口溫度上升的機(jī)構(gòu)、和向壓縮機(jī)I入口附近進(jìn)行蒸汽噴霧而使溫度降低的機(jī)構(gòu)等。在該情況下，限制值映射能夠通過將圖4 中的橫軸的氣溫?fù)Q成壓縮機(jī)入口溫度來使用同樣的限制值映射。
[0078]在實(shí)施例1的燃?xì)鉁u輪中，大氣溫度不能變更，而在本實(shí)施例的燃?xì)鉁u輪中，壓縮機(jī)I入口溫度也成為能夠通過控制裝置46控制的參數(shù)，因此運(yùn)用的自由度提高。由此，能夠增加運(yùn)用的選項(xiàng)，能夠在寬的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下抑制壓縮機(jī)的可靠性下降。
[0079]在本實(shí)施例中，以實(shí)施例1的燃?xì)鉁u輪為例對(duì)追加了壓縮機(jī)入口的溫度控制機(jī)構(gòu)28的燃?xì)鉁u輪進(jìn)行了說明，但也能夠在實(shí)施例2、實(shí)施例3、實(shí)施例4的壓縮機(jī)入口追加溫度控制機(jī)構(gòu)28。
[0080]【實(shí)施例5】
[0081]關(guān)于本發(fā)明的第五實(shí)施方式，使用圖11進(jìn)行說明。實(shí)施例5的燃?xì)鉁u輪具有:轉(zhuǎn)子5 ;壓縮空氣的壓縮機(jī)I ;設(shè)置在壓縮機(jī)I入口附近的段上的入口引導(dǎo)翼6、監(jiān)視入口引導(dǎo)翼6開度的入口引導(dǎo)翼開度監(jiān)視機(jī)構(gòu)21和調(diào)整入口引導(dǎo)翼開度的入口引導(dǎo)翼開度調(diào)整機(jī)構(gòu)22 ;燃燒器2，其將壓縮空氣取入并與燃料18混合而燃燒；將燃燒能量轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)子5的驅(qū)動(dòng)力的渦輪3 ;將轉(zhuǎn)子5的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)換成電力的發(fā)電機(jī)4 ;向燃燒器2供給蒸汽的蒸汽供給系統(tǒng)7 ;調(diào)整蒸汽噴射量的調(diào)壓閥9和調(diào)整調(diào)壓閥9開度的蒸汽量調(diào)整機(jī)構(gòu)8 ;監(jiān)視向燃燒器2噴射的蒸汽量的蒸汽監(jiān)視機(jī)構(gòu)23 ;監(jiān)視大氣溫度的氣溫監(jiān)視機(jī)構(gòu)24。
[0082]另外，實(shí)施例5的燃?xì)鉁u輪具有:回收燃?xì)鉁u輪排氣氣體29的廢熱的廢熱鍋爐30 ;開閉閥31 ;工藝蒸汽配管系統(tǒng)33，將由廢熱鍋爐30生成的飽和蒸汽32通過開閉閥31輸送到使用蒸汽的設(shè)備；調(diào)壓閥34，調(diào)整向使用蒸汽的設(shè)備輸送的飽和蒸汽32的壓力。
[0083]渦輪3的排氣氣體29被導(dǎo)入廢熱鍋爐30，與廢熱鍋爐30內(nèi)的水進(jìn)行熱交換之后，通過適當(dāng)?shù)姆椒ㄅ懦?。廢熱鍋爐30內(nèi)的水從渦輪3的排氣氣體29進(jìn)行熱回收并作為飽和蒸汽32從廢熱鍋爐30經(jīng)由開閉閥31通過調(diào)壓閥34被調(diào)整成規(guī)定壓力，作為工藝蒸汽35被供給到制冷制熱設(shè)備或熱水器等的各種蒸汽使用設(shè)備。另一方面，飽和蒸汽32的一部分經(jīng)由調(diào)壓閥9通過蒸汽導(dǎo)入路10被注入燃燒器2。[0084]即，本系統(tǒng)是將實(shí)施例1所示的燃?xì)鉁u輪的排氣氣體29和廢熱鍋爐的飽和蒸汽32的一部分作為向燃燒器2的蒸汽噴射利用的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。在熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中，始終生成飽和蒸汽32，作為工藝蒸汽33使用的量的剩余部分被向燃燒器2噴射。蒸汽噴射量由廢熱鍋爐30生成的飽和蒸汽32量和作為工藝蒸汽35使用的蒸汽量之差決定，因此決定要投入的蒸汽噴射量，成為以入口引導(dǎo)翼6開度調(diào)整輸出的控制方法。在運(yùn)轉(zhuǎn)條件超過限制值，需要調(diào)整蒸汽噴射量的情況下，減少由廢熱鍋爐30生成的飽和蒸汽32量，或不將所生成的飽和蒸汽32投入燃燒器2而向外部空氣放出。
[0085]在本實(shí)施例中，在將剩余部分的蒸汽投入燃燒器2的情況下，能夠避免由蒸汽量變得過剩導(dǎo)致的壓縮機(jī)I的可靠性的降低。在本實(shí)施例中，示出了向?qū)嵤├?附加熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的例子，但還能夠適用于實(shí)施例2、實(shí)施例3、實(shí)施例4的燃?xì)鉁u輪。
[0086]此外，在以上說明中，關(guān)于被噴射蒸汽的燃?xì)鉁u輪的控制方法進(jìn)行了說明，但在向燃燒器注入蒸汽以外的惰性氣體的燃?xì)鉁u輪中，通過將蒸汽噴射量換成惰性氣體的注入量，也能夠?qū)崿F(xiàn)同樣的控制方法。
[0087]如以上的各實(shí)施例所示，為了滿足將氣溫、入口引導(dǎo)翼的開度和蒸汽噴射量作為指標(biāo)的蒸汽噴射量的限制值，通過控制流入壓縮機(jī)的空氣的溫度、蒸汽噴射量或入口引導(dǎo)翼的開度中的至少一個(gè)，在預(yù)先設(shè)定各大氣溫度條件、蒸汽噴射量和入口引導(dǎo)翼開度中的用于壓縮機(jī)的翼負(fù)荷或喘振裕度不超過規(guī)定量的限制值的基礎(chǔ)上，能夠限制或控制入口引導(dǎo)翼開度或蒸汽噴射量，能夠確保燃?xì)鉁u輪的壓縮機(jī)的安全性的運(yùn)轉(zhuǎn)條件變得明確，壓縮機(jī)的可靠性提高。
[0088]附圖標(biāo)記的說明
[0089]I壓縮機(jī)
[0090]2燃燒器
[0091]3 渦輪
[0092]4發(fā)電機(jī)
[0093]5 轉(zhuǎn)子
[0094]6入口引導(dǎo)翼
[0095]7蒸汽供給系統(tǒng)
[0096]8蒸汽量調(diào)整機(jī)構(gòu)
[0097]9調(diào)壓閥
[0098]10蒸汽導(dǎo)入路
[0099]11 殼體
[0100]12燃燒室
[0101]13燃料噴嘴
[0102]14蒸汽噴嘴
[0103]15壓縮空氣
[0104]16稀釋孔
[0105]17旋流器
[0106]18 燃料
[0107]19 蒸汽[0108]20燃燒氣體
[0109]21入口引導(dǎo)翼開度監(jiān)視機(jī)構(gòu)
[0110]22入口引導(dǎo)翼開度調(diào)整機(jī)構(gòu)
[0111]23蒸汽監(jiān)視機(jī)構(gòu)
[0112]24氣溫監(jiān)視機(jī)構(gòu)
[0113]25燃料調(diào)整機(jī)構(gòu)
[0114]26燃燒溫度監(jiān)視機(jī)構(gòu)
[0115]27壓力比監(jiān)視機(jī)構(gòu)
[0116]28溫度控制機(jī)構(gòu)
[0117]29排氣氣體
[0118]30廢熱鍋爐
[0119]31開閉閥
[0120]32飽和蒸汽
[0121]33工藝蒸汽配管系統(tǒng)
[0122]34調(diào)壓閥
[0123]35工藝蒸汽
[0124]36限制值線
[0125]37可運(yùn)轉(zhuǎn)范圍
[0126]38不可運(yùn)轉(zhuǎn)范圍
[0127]39限制值映射
[0128]40運(yùn)轉(zhuǎn)條件
[0129]41運(yùn)轉(zhuǎn)條件
[0130]42限制值線
[0131]43可運(yùn)轉(zhuǎn)范圍
[0132]44不可運(yùn)轉(zhuǎn)范圍
[0133]45限制值映射
[0134]46控制裝置。
【權(quán)利要求】
1.一種燃?xì)鉁u輪，具有:壓縮空氣的壓縮機(jī)；燃燒器，該燃燒器將從所述壓縮機(jī)排出的壓縮空氣取入，與燃料混合并燃燒；渦輪，該渦輪被由所述燃燒器生成的燃燒氣體驅(qū)動(dòng)，其特征在于，具有: 入口引導(dǎo)翼，該入口引導(dǎo)翼被設(shè)置在所述壓縮機(jī)入口附近的段上，并通過使安裝角度變化來調(diào)整壓縮機(jī)流量； 向所述燃燒器噴射蒸汽的蒸汽噴射機(jī)構(gòu)、調(diào)整所述蒸汽噴射量的蒸汽調(diào)整閥以及調(diào)整所述蒸汽調(diào)整閥開度的蒸汽量控制機(jī)構(gòu)； 監(jiān)視向所述燃燒器噴射的蒸汽量的蒸汽監(jiān)視機(jī)構(gòu)； 監(jiān)視大氣溫度的氣溫監(jiān)視機(jī)構(gòu)； 控制裝置，該控制裝置判定是否滿足將氣溫、所述入口引導(dǎo)翼的開度和所述蒸汽噴射量作為指標(biāo)的蒸汽噴射量的限制值，控制流入所述壓縮機(jī)的空氣的溫度、所述蒸汽噴射量或所述入口引導(dǎo)翼的開度中的至少一個(gè)。
2.如權(quán)利要求1所述的燃?xì)鉁u輪，其特征在于，所述控制裝置是將氣溫、所述蒸汽噴射量和目標(biāo)輸出作為輸入值，判定運(yùn)轉(zhuǎn)條件是否在所述限制值以下，來控制所述入口引導(dǎo)翼的開度的控制裝置。
3.如權(quán)利要求1所述的燃?xì)鉁u輪，其特征在于，所述控制裝置是將氣溫、所述入口引導(dǎo)翼開度和目標(biāo)輸出作為輸入值，判定運(yùn)轉(zhuǎn)條件是否在所述限制值以下，來控制所述蒸汽噴射量的控制裝置。
4.如權(quán)利要求1所述的燃?xì)鉁u輪，其特征在于，具有: 監(jiān)視所述燃燒器的燃燒溫度的燃燒溫度監(jiān)視機(jī)構(gòu)； 調(diào)整注入所述燃燒器的燃料的燃料調(diào)整機(jī)構(gòu)， 所述控制裝置是判定是否滿足將氣溫、所述入口引導(dǎo)翼的開度、所述蒸汽噴射量和所述燃燒溫度作為指標(biāo)的蒸汽噴射量的限制值，控制流入所述壓縮機(jī)的空氣的溫度、所述入口引導(dǎo)翼的開度、所述蒸汽噴射量或所述燃燒溫度中的至少一個(gè)的控制裝置。
5.一種燃?xì)鉁u輪，具有:壓縮空氣的壓縮機(jī)；燃燒器，該燃燒器將從所述壓縮機(jī)排出的壓縮空氣取入，與燃料混合并燃燒；渦輪，該渦輪被由所述燃燒器生成的燃燒氣體驅(qū)動(dòng)，其特征在于，具有: 入口引導(dǎo)翼，該入口引導(dǎo)翼被設(shè)置在所述壓縮機(jī)入口附近的段上，并通過使安裝角度變化來調(diào)整壓縮機(jī)流量； 向所述燃燒器噴射蒸汽的蒸汽噴射機(jī)構(gòu)、調(diào)整所述蒸汽噴射量的蒸汽調(diào)整閥以及調(diào)整所述蒸汽調(diào)整閥開度的蒸汽量控制機(jī)構(gòu)； 監(jiān)視向所述燃燒器噴射的蒸汽量的蒸汽監(jiān)視機(jī)構(gòu)； 測(cè)量從所述壓縮機(jī)排出的壓縮空氣的壓力的壓力比監(jiān)視機(jī)構(gòu)； 監(jiān)視大氣溫度的氣溫監(jiān)視機(jī)構(gòu)； 控制裝置，該控制裝置判定是否滿足為了使所述壓縮機(jī)的翼負(fù)荷不過剩而設(shè)定的、將所述入口引導(dǎo)翼的開度和氣溫作為指標(biāo)的所述壓力比的限制值，控制流入所述壓縮機(jī)的空氣的溫度、所述蒸汽噴射量或所述入口引導(dǎo)翼的開度中的至少一個(gè)。
6.如權(quán)利要求1~ 5中的任一項(xiàng)所述的燃?xì)鉁u輪，其特征在于， 在所述壓縮機(jī)入口具有調(diào)整壓縮機(jī)流入氣體的溫度的機(jī)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求1~5中的任一項(xiàng)所述的燃?xì)鉁u輪，其特征在于，具有: 回收所述燃?xì)鉁u輪排氣的廢熱的廢熱鍋爐； 將由所述廢熱鍋爐生成的飽和蒸汽的一部分向利用蒸汽的設(shè)備輸送的配管系統(tǒng)， 將由所述廢熱鍋爐生成的飽和蒸汽的剩余部分注入燃燒器。
8.一種燃?xì)鉁u輪的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，該運(yùn)轉(zhuǎn)方法燃?xì)鉁u輪的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，所述燃?xì)鉁u輪具有:壓縮空氣的壓縮機(jī)；燃燒器，該燃燒器將從所述壓縮機(jī)排出的壓縮空氣取入，與燃料混合并燃燒；渦輪，該渦輪被由所述燃燒器生成的燃燒氣體驅(qū)動(dòng)；入口引導(dǎo)翼，該入口引導(dǎo)翼被設(shè)置在所述壓縮機(jī)入口附近的段上，并通過使安裝角度變化來調(diào)整壓縮機(jī)流量；向所述燃燒器噴射蒸汽的蒸汽噴射機(jī)構(gòu)，其特征在于， 為了滿足將氣溫、所述入口引導(dǎo)翼的開度和所述蒸汽噴射量作為指標(biāo)的蒸汽噴射量的限制值，控制流入所述壓縮機(jī)的空氣的溫度、所述蒸汽噴射量或所述入口引導(dǎo)翼的開度中的至少一個(gè)。
9.如權(quán)利要求8所述的燃?xì)鉁u輪的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其特征在于， 為了滿足將氣溫、所述入口引導(dǎo)翼的開度、所述蒸汽噴射量和所述燃燒溫度作為指標(biāo)的蒸汽噴射量的限制值，控制流入所述壓縮機(jī)的空氣的溫度、所述入口引導(dǎo)翼的開度、所述蒸汽噴射量或所述燃燒溫度中的至少一個(gè)。
10.一種燃?xì)鉁u輪的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，該運(yùn)轉(zhuǎn)方法是燃?xì)鉁u輪的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，所述燃?xì)鉁u輪具有:壓縮空氣的壓縮機(jī)；燃燒器，該燃燒器將從所述壓縮機(jī)排出的壓縮空氣取入，與燃料混合并燃燒；渦輪，該渦輪被由所述燃燒器生成的燃燒氣體驅(qū)動(dòng)；入口引導(dǎo)翼，該入口引導(dǎo)翼被設(shè)置在所述壓縮機(jī)入口附近的段上，并通過使安裝角度變化來調(diào)整壓縮機(jī)流量；向所述燃燒器噴射蒸汽的蒸汽噴射機(jī)構(gòu)，其特征在于， 為了滿足用于使所述 壓縮機(jī)的翼負(fù)荷不變得過剩而設(shè)定的、將所述入口引導(dǎo)翼的開度和氣溫作為指標(biāo)的所述壓力比的限制值，控制流入所述壓縮機(jī)的空氣的溫度、所述蒸汽噴射量或所述入口弓丨導(dǎo)翼中的開度中的至少一個(gè)。
【文檔編號(hào)】F02C9/16GK103821616SQ201310505455
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2013年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月16日
【發(fā)明者】武田洋樹, 秋山陵, 高橋康雄 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所