[发明专利]单轴式燃气轮机的运行控制装置、运行控制方法及记录介质

说明书

本发明提供一种单轴式燃气轮机的运行控制装置、运行控制方法及记录介质，能够通过根据负载来降低转速从而改善燃料消耗量性能，并且有效避免轴振动现象等故障的发生。单轴式燃气轮机的运行控制装置根据发电机的负载状态来选择运行模式，并根据该运行模式来控制涡轮机。第一运行模式在第一转速带维持涡轮机的转速，第二运行模式在被设定得比第一转速带更靠低旋转侧的第二转速带维持转速。第二转速带被设定在隔着第一非选择转速带比第一转速带更靠低旋转侧。

技术领域

本公开涉及一种单轴式燃气轮机的运行控制装置、运行控制方法及记录介质。

背景技术

已知一种燃气轮机，将来自压缩机的压缩空气与燃料供给到燃烧器，通过由燃烧器产生的燃烧气体使涡轮机旋转来驱动发电机。作为这种燃气轮机，存在将涡轮机的旋转轴连接到与压缩机及发电机共通的旋转轴的单轴式燃气轮机。以往的轴式燃气轮机为了使发电机的输出频率与系统频率同步，控制成转速被固定地维持。为了与负载的大小无关地确保压缩机的稳定的动作，并且使涡轮机的排气性状(例如排气中含有的NOx浓度等)为基准以下，这样的单轴式燃气轮机的固定转速被设定为能够在某种程度上确保压缩机的风量的值。因此，在负载小于额定负载的部分负载、无负载下，存在热效率下降、燃料消耗量增多的倾向。

专利文献1中记载了，通过使用可变速发电机或逆变器控制发电机作为发电机，根据负载的大小对单轴式燃气轮机的转速进行可变控制。该文献中提供了，当处于负载下降后的部分负载、无负载时，通过使转速下降来改善热效率，并减少燃料消耗量。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第3677536号公报

如前述那样，在转速被固定地维持的现有的单轴式燃气轮机中，通常被设计成：在额定运行条件下在涡轮机产生的激发频率与涡轮机叶片本质上具有的固有振动频率不一致。然而，在如上述专利文献1那样根据负载对转速进行了可变控制的情况下，有可能涡轮机产生的激发频率发生变化从而与固有振动频率一致，导致谐振现象，并产生故障。

此外，在如逆变器控制发电机那样，采用用于将发电频率变换成系统频率的电路的情况下，还可能引起基于电路的特性的轴振动现象(例如，是在发电机产生的轴的扭振现象，因与具有大容量的变换器的电力系统的相互作用而产生的SSTI(Sub-SynchronousTorsional Interaction，次同步扭转相互作用)等)。

发明内容

本发明的至少一种实施方式是鉴于上述情况而做出的，其目的在于，提供一种通过根据负载来降低转速从而改善燃料消耗量性能，并且能够有效避免轴振动现象等故障的发生的单轴式燃气轮机的运行控制装置、运行控制方法及记录介质。

(1)本发明的至少一个实施方式的单轴式燃气轮机的运行控制装置，为了解决上述课题，单轴式燃气轮机被构成为：将来自压缩机的压缩空气与燃料供给到燃烧器，通过由所述燃烧器产生的燃烧气体使涡轮机旋转来驱动发电机，并连接到与所述压缩机和所述发电机共通的旋转轴，

该单轴式燃气轮机的运行控制装置具备：

负载状态判定部，其对所述发电机的负载状态进行判定；

运行模式选择部，其被构成为能够根据所述负载状态判定部的判定结果，来选择在第一转速带维持所述涡轮机的转速的第一运行模式及在第二转速带维持所述转速的第二运行模式，该第二转速带被设定在隔着第一非选择转速带比所述第一转速带更靠低旋转侧；以及

控制部，其根据由所述运行模式选择部选择出的运行模式，来控制所述涡轮机。