r,校正流量以及壓力比大。
[0092]校正轉(zhuǎn)數(shù)特性曲線Nr和臨界壓力比曲線Cr之間的交點,將成為在其校正轉(zhuǎn)數(shù)下的臨界壓力比。因此,可指定相對于校正轉(zhuǎn)數(shù)的臨界壓力比。因此,通過按每個校正轉(zhuǎn)數(shù),預先準備好校正轉(zhuǎn)數(shù)和臨界壓力比之間的關(guān)系,若在實際運轉(zhuǎn)中的壓縮機中,能夠把握校正轉(zhuǎn)數(shù),就能夠求出該校正轉(zhuǎn)數(shù)的臨界壓力比。
[0093]在此,本實施方式中,按每個校正轉(zhuǎn)數(shù),預先指定好臨界壓力比或者相比臨界壓力比僅小預先設定的部分的壓力比,例如小臨界壓力的百分之幾的臨界前壓力比和校正轉(zhuǎn)數(shù)之間的關(guān)系,并將該關(guān)系預先存儲在壓縮機控制裝置50的喘振控制部55中。而且,表示相對于校正流量以及壓力比變化的臨界前壓力比變化的臨界前壓力比曲線Crb,如圖3所示,與臨界壓力比曲線Cr 一樣,呈隨著校正流量變高而臨界壓力比變大的曲線,即呈相對于臨界壓力比曲線Cr,壓力比僅小預先設定的部分的壓力比的曲線。
[0094]校正轉(zhuǎn)數(shù)NO,如上述式(2)所定義,由吸入氣體的實際比熱比κ、吸入氣體的常數(shù)R、吸入氣體的實際溫度T確定,且根據(jù)吸入氣體的實際狀態(tài)量(V (KRT))而變化。
[0095]如在先前技術(shù)中所述,專利文獻I公開了一種方法,即,檢測用于確定校正轉(zhuǎn)數(shù)NO的參數(shù)之一的吸入氣體的溫度T,且將用于確定校正轉(zhuǎn)數(shù)NO的其他參數(shù)設為固定值,而求出相對于該溫度T的校正轉(zhuǎn)數(shù)NO。另外,該專利文獻I中,還公開了以下方法,S卩,檢測吸入氣體的溫度T以及密度,并推定相應于密度的(KR),而求出相對于該推定的(κ R)和溫度T的校正轉(zhuǎn)數(shù)NO。進一步,該專利文獻I中,還公開了以下方法,S卩,在檢測吸入氣體的溫度T的同時,用氣體層析儀檢測出吸入氣體的組成,并基于組成的檢測結(jié)果,推定κ以及R,而求出相對于推定的κ以及R和溫度T的校正轉(zhuǎn)數(shù)NO。
[0096]在只檢測吸入氣體的溫度T的方法中,因為其假設在用來確定校正轉(zhuǎn)數(shù)NO的參數(shù)中,除了吸入氣體的溫度T以外的參數(shù)都為固定值,因此,如果吸入氣體的組成發(fā)生變化,就不能求出正確的校正轉(zhuǎn)數(shù)NO。
[0097]另外,在檢測吸入氣體的溫度T以及密度的方法中,因為是推定相應于密度的(κ R),所以即使吸入氣體的組成發(fā)生變化,也能夠求出比較正確的校正轉(zhuǎn)數(shù)NO。但是,即使是該方法,因為是根據(jù)密度而推定(KR),因此不能獲得正確的(KR),其結(jié)果不能求出正確的校正轉(zhuǎn)數(shù)NO。
[0098]在檢測吸入氣體的溫度T的同時,用氣體層析儀檢測吸入氣體的組成的方法中,因為是根據(jù)吸入氣體的組成推定κ以及K,因此能夠獲得正確的κ以及K。其結(jié)果,該方法可獲得正確的校正轉(zhuǎn)數(shù)NO。但是,通過氣體層析儀來檢測吸入氣體的組成,則需要花費幾分鐘以上的時間,因此,所獲得的校正轉(zhuǎn)數(shù)NO為,從吸入氣體的組成發(fā)生變化開始,過了幾分鐘后,吸入氣體的組成發(fā)生了變化的時刻上的校正轉(zhuǎn)數(shù)NO。因此,可預想到當吸入氣體的組成發(fā)生變化時,即使用該方法求出校正轉(zhuǎn)數(shù)NO,且基于與該校正轉(zhuǎn)數(shù)NO相應的臨界壓力比,來控制壓縮機,也會發(fā)生很多沒能防止壓縮機喘振的情況。在從由高爐穿風等原因引起的吸入氣體組成急速變化的現(xiàn)象中防止壓縮機喘振的情況下,用氣體層析儀檢測吸入氣體組成的方法,不能說是很現(xiàn)實的方法。
[0099]另外,專利文獻I中公開的各方法,都是檢測吸入氣體的溫度T的方法。吸入氣體的溫度檢測中,當吸入氣體的溫度T發(fā)生變化時,直到溫度計的檢測端子適應于變化后的溫度為止,不能檢測變化后的溫度。即,為了用溫度計檢測吸入氣體的溫度T,從溫度變化的時刻開始需要花費一段時間,因此,從吸入氣體的溫度開始變化,過了一段時間以后,才能獲得校正轉(zhuǎn)數(shù)NO。因此,在防止壓縮機喘振時,檢測吸入氣體的溫度的方法中,可以預想到伴隨著溫度檢測的遲延而導致壓縮機的控制遲延,從而有時不能防止壓縮機喘振。
[0100]在此,吸入氣體的音速V,可定義成如以下式(3)。
[0101]V = V (K RT)...............(3)
[0102]但是,在確定校正轉(zhuǎn)數(shù)的參數(shù)中,除了實際轉(zhuǎn)數(shù)N以外,如前所述,變化的參數(shù)為吸入氣體的實際狀態(tài)量(V (KRT))。如式(3)所示,該吸入氣體的實際狀態(tài)量(V (KRT))為吸入氣體的音速V本身。因此,通過檢測吸入氣體的音速V,能夠正確的取得吸入氣體的實際狀態(tài)量(V ( κ RT))。然而,用音速儀40檢測音速,因為對于音速的變化應答性極高,因此幾乎沒有必要考慮伴隨著音速檢測的遲延而導致壓縮機的控制遲延。
[0103]在此,本實施方式中,在用轉(zhuǎn)數(shù)測量儀45檢測燃氣壓縮機30的實際轉(zhuǎn)數(shù)N的同時,用音速儀40檢測吸入氣體的音速V,基于這些檢測結(jié)果,求出校正轉(zhuǎn)數(shù)NO,求出相對于該校正轉(zhuǎn)數(shù)NO的臨界壓力比或者臨界前壓力比。
[0104]接下來,參照圖5所示的流程圖,說明本實施方式中的壓縮機控制裝置50的動作。
[0105]首先,用壓縮機控制裝置50中的校正轉(zhuǎn)數(shù)計算裝置,可求出燃氣壓縮機30的校正轉(zhuǎn)數(shù)NO,即校正轉(zhuǎn)數(shù)計算工序(SlO)。
[0106]校正轉(zhuǎn)數(shù)計算工序(SlO)中,執(zhí)行利用轉(zhuǎn)數(shù)測量儀45的燃氣壓縮機30的轉(zhuǎn)數(shù)檢測(Sll),以及利用音速儀40的吸入氣體的音速檢測(S12)。
[0107]利用轉(zhuǎn)數(shù)測量儀45的燃氣壓縮機30的轉(zhuǎn)數(shù)檢測中,相對于轉(zhuǎn)數(shù)變化的轉(zhuǎn)數(shù)檢測的延誤時間,相比花費在吸入氣體的狀態(tài)變化的時間極少。另外,利用音速儀40的音速檢測中,相對于音速變化的音速檢測的延誤時間,相比花費在吸入氣體的狀態(tài)變化的時間極少。
[0108]本實施方式中,如參照圖2說明的前述內(nèi)容,音速儀40的聲波發(fā)射元件41以及聲波接收元件42,在垂直于構(gòu)成燃料管線24的導管24a的軸Ap的方向上,相對向而配置。因此,本實施方式中,可獲得在導管截面的各位置上的吸入氣體的音速相關(guān)的平均值。另外,本實施方式中,當吸入氣體的組成發(fā)生了變化時,可獲得導管24a的軸向,即導管24a中燃氣的流動方向上的僅在特定位置上的吸入氣體的音速。因此,相對于將聲波發(fā)射元件41以及聲波接收元件42在構(gòu)成燃料管線24的導管24a的軸向上相對向而配置情況,能夠更準確地檢測出伴隨吸入氣體的組成變化而產(chǎn)生的音速變化。
[0109]此外,以上說明中,將音速儀40的聲波發(fā)射元件41以及聲波接收元件42,在垂直于導管24a的軸Ap的方向上相對向而配置的。但是,也可以將音速儀40的聲波發(fā)射元件41以及聲波接收元件42,在垂直于導管24a的軸Ap的方向的一側(cè),并排配置。在這種情況下,從聲波發(fā)射元件41發(fā)射的超聲波,反射到導管24a的內(nèi)面,即在垂直于導管24a的軸Ap的方向的另一側(cè)的內(nèi)面后,被聲波接收元件42接收。
[0110]執(zhí)行轉(zhuǎn)數(shù)以及音速檢測后(S11,12),壓縮機控制裝置50的接收部52,將接收被檢測出的轉(zhuǎn)數(shù)以及音速。接著,壓縮機控制裝置50的校正轉(zhuǎn)數(shù)運算部53,根據(jù)接收部52接收的轉(zhuǎn)數(shù)N以及音速V,由式(2)求出校正轉(zhuǎn)數(shù),即校正轉(zhuǎn)數(shù)運算工序(S13)。此時,校正轉(zhuǎn)數(shù)運算部53,作為式(2)的基準比熱比κ 0、基準氣體常數(shù)R0、基準溫度T0,使用預先存儲的數(shù)據(jù)?;蛘?,作為式(2)的基準狀態(tài)量(V (kOROTO))使用預先指定的數(shù)據(jù)。進一步,校正轉(zhuǎn)數(shù)運算部53作為式(2)中的吸入氣體的實際狀態(tài)量(V (κ RT)),使用被檢測出的吸入氣體的音速V ( = V (kRT))。
[0111]以上,結(jié)束校正轉(zhuǎn)數(shù)計算工序(SlO)。
[0112]壓力計46檢測燃氣壓縮機30的吐出壓力(S15),且壓縮機控制裝置50的接收部52接收該吐出壓力。而且,該吐出壓檢測(S15)與所述轉(zhuǎn)數(shù)檢測(Sll)以及音速檢測(S12)是相同的時刻。
[0113]接著,對應于該校正轉(zhuǎn)數(shù)NO,用壓縮機控制裝置50中的喘振控制部55,控制作為操作端的吸入量調(diào)節(jié)器31的動作,即喘振控制工序(S20)。
[0114]喘振控制工序(S20)中,壓縮機控制裝置50的喘振控制部55,利用接收部52接收的吐出壓力求出燃氣壓縮機30的實際壓力比(S21)。本實施方式的燃氣渦輪機設備中的燃氣壓縮機30的吸入壓力幾乎是固定的。因此,喘振控制部55利用預先存儲的吸入壓力和檢測出的吐出壓力,求出實際壓力比(S21)。因此,在燃氣壓縮機30的吸入壓力基本上為固定時,可將吐出壓力在廣義上當做“壓力比”。而且,在吸入壓力有較大變動時,優(yōu)選為在步驟15中同吐出壓力一并檢測吸入壓力,用檢測出的吸入壓力以及吐出壓力求出實際壓力比。
[0115]接著,喘振控制部55利用臨界壓力比或者臨界前壓力比和校正轉(zhuǎn)數(shù)之間預先設定的關(guān)系,指定相對于在校正轉(zhuǎn)數(shù)計算工序(SlO)中求出的校正轉(zhuǎn)數(shù)的臨界壓力比或者臨界前壓力比(S22)。
[0116]接著,喘振控制部55,比較在步驟222中指定的臨界壓力比或者臨界前壓力比和在步驟21中求出的實際壓力比(S23)。該比較中,在步驟23中指定了臨界前壓力比的情況下,判斷實際壓力比是否是臨界前壓力比以上。另外,在步驟23中指定了臨界壓力比的情況下,也要判斷實際壓力比是否為,相比該臨界壓力比僅小預先指定的部分的壓力比,即臨界前壓力比以上。
[0117]該步驟23中,喘振控制部55,若判斷實際壓力比不是臨界前壓力比以上,即實際壓力比不到臨界前壓力比時,則返回到步驟11,12,15。
[0118]喘振控制部55在步驟23中,如果判斷實際壓力比為臨界前壓力比以上的話,燃氣壓縮機30發(fā)生喘振的可能性會高,因此求操作端的控制量,即吸入量調(diào)節(jié)器31的IGV開度(S24)ο
[0119]在此,利用圖4,說明IGV開度和臨界壓力比或者臨界前壓力比之間的關(guān)系。而且,圖4所示的曲線圖中,橫軸為IGV開度,縱軸為壓力比。另外,該圖4上,還畫有表示每個校正轉(zhuǎn)數(shù)的IGV開度與臨界壓力比或者臨界前壓力比之間的關(guān)系的臨界IGV開度特性曲線Or0
[0120]在某個校正轉(zhuǎn)數(shù)的時候,如圖4所示,IGV開度與臨界壓力比或者臨界前壓力比之間的關(guān)系,為隨著IGV開度變大而臨界壓力比或者臨界前壓力比變大的關(guān)系。因此,相對于某個校正轉(zhuǎn)數(shù)的臨界IGV開度特性曲線Or呈向右上升的曲線。喘振控制部55上預先存儲有每個校正轉(zhuǎn)數(shù)的臨界IGV開度曲線Or。在多個臨界IGV開度曲線Or中,相對于大的校正轉(zhuǎn)數(shù)的臨界IGV開度曲線Or,與相對于比該校正轉(zhuǎn)數(shù)小的校正轉(zhuǎn)數(shù)的臨界IGV開度特性曲線Or相比,對于相同的IGV開度的壓力比更大。