本發明涉及一種壓縮燃料氣體的壓縮機的控制裝置及控制方法。
背景技術:
提出有一種具備控制機構的燃料氣體供給系統,所述控制機構以將壓縮燃料氣體的壓縮機的排出壓力保持在設定范圍內的方式調節對燃氣輪機等負載機器的燃料氣體供給量。
然而,現有的燃料氣體供給系統中有時無法適當應對如負載切斷時或燃氣輪機跳閘時等燃料氣體消耗量的急劇變動。因此,提出有如下技術,即通過控制設置于壓縮機的入口導向閥(IGV:Inlet Guide Vane)的開度來使壓縮機的排出壓力維持在設定壓力,并且為了避免所謂的喘振,在負載切斷時等快速開啟連接于壓縮機出口的防喘振閥(ASV:Anti-Surge Valve)(也稱為再循環控制閥(RCV:Recycle Control Valve)),從而使從該壓縮機排出的燃料氣體的一部分返回到該壓縮機的入口側。
并且,提出有如下燃料氣體供給系統,即進一步對如上述的燃料氣體供給系統進行改進,除了入口導向閥,還將防喘振閥活用于壓縮機的排出壓力控制,由此不僅在正常運行時,在負載切斷時、壓縮機及燃氣輪機跳閘時等,也能夠得到良好的控制結果(例如,參考專利文獻1)。
以往技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2005-076461號公報
發明的概要
發明要解決的技術課題
根據專利文獻1中記載的燃料氣體供給系統,與以往的燃料氣體供給 系統相比,負載切斷的響應特性得到改善,然而,但在產生了負載切斷時等急劇的負載變動的情況下,專利文獻1中記載的燃料供給系統也產生作為反饋控制對象的壓力的預定量的過沖、下沖,并且直到穩定為止需要些許時間。
技術實現要素:
本發明提供一種能夠更快速地穩定負載機器中產生急劇的負載變動時的壓力的變動的控制裝置及控制方法。
用于解決技術課題的手段
根據本發明的第1方式,一種控制裝置,其控制燃料氣體供給系統,所述燃料氣體供給系統具備:壓縮機,壓縮燃料氣體,并將該壓縮的燃料氣體供給至負載機器;流入量調整機構,調整所述燃料氣體對所述壓縮機的流入量;及防喘振閥,用于使從所述壓縮機排出的燃料氣體返回到所述壓縮機的入口側,所述控制裝置具備:主壓力調整部,根據前饋控制值及反饋控制值控制所述流入量調整機構及所述防喘振閥,所述前饋控制值根據所述負載機器的負載及預定的轉換處理而生成,所述反饋控制值根據所述壓縮機的排出壓力的設定值與所述壓縮機的排出壓力的測量值的偏差而生成;及緊急時壓力調整部,對在根據所述前饋控制值及所述反饋控制值中的至少任一個計算出的控制所述防喘振閥的防喘振閥控制值,加上預先規定的偏置電壓值而得到的偏置電壓加法控制值進行計算,并根據預定值以上的負載變動的產生,將所述防喘振閥控制值切換成所述偏置電壓加法控制值而控制所述防喘振閥。
根據本發明的第2方式,上述的控制裝置中,所述緊急時壓力調整部從產生所述負載變動時起經過預先規定的預定時間之后,使所述偏置電壓加法控制值恢復到所述防喘振閥控制值而控制所述防喘振閥。
根據本發明的第3方式,上述的控制裝置中,所述緊急時壓力調整部從產生所述負載變動時起將所述偏置電壓值的輸出維持一定時間之后,進一步花費一定時間按一定程度降低至零。
根據本發明的第4方式,上述的控制裝置中,所述緊急時壓力調整部 中計算出在與運行中的多個所述壓縮機對應的各所述防喘振閥控制值加上所述偏置電壓值的多個所述偏置電壓加法控制值,并根據各個該偏置電壓加法控制值來控制與多個所述壓縮機各自對應的所述防喘振閥。
根據本發明的第5方式,上述的控制裝置中,所述緊急時壓力調整部使所述偏置電壓加法控制值恢復到所述防喘振閥控制值的同時,對所述反饋控制值加上所述偏置電壓值,所述主壓力調整部根據所述前饋控制值及加上所述偏置電壓值而得的反饋控制值控制所述流入量調整機構及所述防喘振閥。
根據本發明的第6方式,一種控制方法,其控制燃料氣體供給系統,所述燃料氣體供給系統具備:壓縮機,壓縮燃料氣體,并將該壓縮的燃料氣體供給至負載機器;流入量調整機構,調整所述燃料氣體對所述壓縮機的流入量;及防喘振閥,用于使從所述壓縮機排出的燃料氣體返回到所述壓縮機的入口側,所述控制方法具有:主壓力調整部根據前饋控制值及反饋控制值控制所述流入量調整機構及所述防喘振閥的步驟,所述前饋控制值根據所述負載機器的負載及預定的轉換處理而生成,所述反饋控制值根據所述壓縮機的排出壓力的設定值與所述壓縮機的排出壓力的測量值的偏差而生成;及緊急時壓力調整部對在根據所述前饋控制值及所述反饋控制值中的至少任一個計算出的控制所述防喘振閥的防喘振閥控制值,加上預先規定的偏置電壓值而得到的偏置電壓加法控制值進行計算,并根據預定值以上的負載變動的產生,將所述防喘振閥控制值切換成所述偏置電壓加法控制值而控制所述防喘振閥的步驟。
發明效果
根據上述的控制裝置及控制方法,能夠更快速地穩定負載機器中產生急劇的負載變動時的壓力的變動。
附圖說明
圖1是表示第1實施方式所涉及的燃料氣體供給系統的功能結構的圖。
圖2是說明第1實施方式所涉及的主壓力調整部的功能的第1圖。
圖3是說明第1實施方式所涉及的主壓力調整部的功能的第2圖。
圖4是說明第1實施方式所涉及的主壓力調整部的功能的第3圖。
圖5是說明第1實施方式所涉及的緊急時壓力調整部的功能的第1圖。
圖6是說明第1實施方式所涉及的緊急時壓力調整部的功能的第2圖。
圖7是表示第2實施方式所涉及的燃料氣體供給系統的功能結構的圖。
圖8是表示第3實施方式所涉及的燃料氣體供給系統的功能結構的圖。
具體實施方式
<第1實施方式>
以下,參考圖1~圖6對第1實施方式所涉及的燃料氣體供給系統進行詳細說明。
圖1是表示第1實施方式所涉及的燃料氣體供給系統的功能結構的圖。
如圖1所示,燃料氣體供給系統100具備壓縮機1(compressor)、作為流入量調整機構的入口導向閥(以下,IGV5)、防喘振閥(以下,ASV7)、儲氣罐13(header tank)及控制裝置101。
燃料氣體供給系統100向作為壓縮的燃料氣體的供給目的地的燃氣輪機15(負載機器)供給該燃料氣體。燃料氣體的供給量由負載指令部17所輸出的要求信號DEM決定。負載指令部17所輸出的要求信號DEM規定燃氣輪機15的負載的目標值,通過后述的控制裝置101接收該要求信號DEM,從燃料氣體供給系統100供給與燃氣輪機15的負載的目標值相應的量的燃料氣體。
壓縮機1壓縮通過IGV5供給的燃料氣體,并將該壓縮的燃料氣體經由儲氣罐13供給至燃氣輪機15。
IGV5為調整從上游供給的燃料氣體對壓縮機1的流入量的閥。另外,IGV5的上游側設置有未圖示的PCV(Pressure Control Valve),以該IGV5的上游側中的壓力保持恒定的方式陸續供給燃料氣體。
ASV7為調整使從壓縮機1排出的經壓縮的燃料氣體返回到該壓縮機1的入口側(為連接上述PCV與壓縮機1的配管且IGV5的上游側)的燃料氣體的流量的閥。
控制裝置101具有主壓力調整部101a及緊急時壓力調整部101b。
另外,圖1所示的例子中,示出從儲氣罐13連接到單一的燃氣輪機15的方式,但并不限定于此,也可以是從儲氣罐13連接到多個燃氣輪機15的方式。
圖2、圖3及圖4分別是說明第1實施方式所涉及的主壓力調整部的功能的第1圖、第2圖及第3圖。
以下,在圖1的基礎上參考圖2~圖4對主壓力調整部101a的功能進行說明。
如圖1所示,主壓力調整部101a具有函數發生器19、函數發生器27、函數發生器29、加法器21、壓力調整器23(PC:Pressure Controller)、流量調整器35(FC:Flow Controller)及高位選擇部31。
燃氣輪機15運行時,負載指令部17向函數發生器19賦予要求信號DEM。該要求信號DEM作為將燃氣輪機15的最大負載設為100%時的負載率被賦予。
函數發生器19根據圖2所例示的函數,執行輸入負載指令部17所輸出的上述要求信號DEM并轉換成前饋控制值MVO的轉換處理,并輸出表示前饋控制值MVO的控制信號。函數發生器19所輸出的控制信號所表示的前饋控制值MVO輸入于加法器21。
壓力調整器23輸入表示壓縮機1朝向燃氣輪機15排出的燃料氣體的壓力且為由壓力計25檢測出的實際壓力(實際排出壓力PV1)的信號,并輸出表示用于使該實際排出壓力PV1與預先規定的排出壓力的設定值(設定壓力SV1)一致的第1反饋控制值MV1的控制信號。具體而言,壓力調整器23對設定壓力SV1與檢測出的實際排出壓力PV1的偏差實施了PI(比例,積分)處理的第1反饋控制值MV1進行運算,并朝向加法器21輸出對應于該第1反饋控制值MV1的控制信號。
加法器21執行對前饋控制值MV0與第1反饋控制值MV1進行加法的運算從而求出中間控制值MV2,并朝向函數發生器27及函數發生器29輸出對應于該中間控制值MV2的信號。
函數發生器27將基于圖3所例示的函數的閥控制信號輸出至IGV5。例如,函數發生器27在前饋控制值MV0成為50%為止將IGV開度(IGV5的閥的開啟程度)保持為20%(對應于最小開度),伴隨前饋控制值MV0從50%開始增大,形成使IGV開度從20%直線性地增加至100%(對應于最大開度)的閥控制信號,并將該閥控制信號輸出至IGV5。
函數發生器29將基于圖4所例示的函數的閥控制信號輸出至高位選擇部31。例如,函數發生器29在前饋控制值MV0成為50%為止將ASV開度(ASV7的閥的開啟程度)從100%(對應于最大開度)直線性地減少至0%(對應于最小開度),設定前饋控制值MV0為50%以上時使ASV開度保持為0%的防喘振閥控制值MV3,并將對應于該防喘振閥控制值MV3的信號,經由后述的加法器41輸出至高位選擇部31。
流量調整器35對與從壓縮機1供給至儲氣罐13的燃料氣體的流量且為預先規定的排出流量的設定值(設定流量SV2)、及利用流量計37檢測出的實際排出流量(實際排出流量PV2)的偏差對應的第2反饋控制值MV4進行運算,并將對應于該第2反饋控制值MV4的信號輸出至上述高位選擇部31。
高位選擇部31對表示從函數發生器29輸出的防喘振閥控制值MV3的信號與表示流量調整器35所輸出的第2反饋控制值MV4的信號進行比較,并將其中較大的信號作為閥控制信號輸出至ASV7。
通過以上結構,主壓力調整部101a利用前饋控制值MV0及第1反饋控制值MV1控制IGV5及ASV7,所述前饋控制值MV0根據燃氣輪機15的負載(要求信號DEM表示的負載)及基于函數發生器19的上述轉換處理而生成,所述第1反饋控制值MV1根據壓縮機1的排出壓力的設定值(設定壓力SV1)與該壓縮機1的排出壓力的測量值(實際排出壓力PV1)的偏差而生成。
基于主壓力調整部101a的結構的具體作用與引用文獻1中所記載的內容相同,因此省略詳細說明。根據主壓力調整部101a的如上所述的功 能結構,通過前饋控制與反饋控制的組合來控制排出壓力,因此可實現適應性較高的壓力控制,因此即使對燃氣輪機15要求急劇的負載的情況下,也能夠抑制排出壓力的變動。
圖5、圖6分別是說明第1實施方式所涉及的緊急時壓力調整部的功能的第1圖、第2圖。
以下,在圖1的基礎上參考圖5、圖6對緊急時壓力調整部101b的功能進行說明。
如圖1所示,緊急時壓力調整部101b具備偏置電壓輸出部39及加法器41。
偏置電壓輸出部39在接收到表示每單位時間的負載變動為預定的變動幅度以上的通知信號TRP時,立即輸出預先規定的偏置電壓值BIAS(BIAS>0)。通知信號TRP例如為通知燃氣輪機15中發生負載切斷或跳閘等時產生的急劇的負載變動的信號。另外,偏置電壓輸出部39在正常情況(接收通知信號TRP之前)下,始終將偏置電壓信號設為零(BIAS=0)。
偏置電壓輸出部39所輸出的偏置電壓信號輸出至加法器41。由此,預定的偏置電壓值BIAS(>0)被加算到用于決定ASV開度的防喘振閥控制值MV3上。加法器41朝向高位選擇部31輸出通過加算得到的偏置電壓加法控制值MV3’(MV3’=MV3+BIAS)。
通過如上結構,緊急時壓力調整部101b計算對防喘振閥控制值MV3加算預先規定的偏置電壓值BIAS得到的偏置電壓加法控制值MV3’,并根據預定值以上的負載變動的產生(即,接收到通知信號TRP時),將防喘振閥控制值MV3切換成偏置電壓加法控制值MV3’而控制ASV7。
具體而言,如圖5所示,偏置電壓輸出部39從接收到通知信號TRP的時刻t0起,輸出預先規定的值且大于零的一定值(例如,5%)。偏置電壓輸出部39從時刻t0至經過一定時間(例如,5秒)后的時刻t1(t1>t0)為止維持上述一定值的輸出,從時刻t1至時刻t2(t2>t1),按一定的比率漸漸降低至零。
如此,偏置電壓輸出部39從發生負載切斷時(時刻t0)起經過預先規定的預定時間之后(時刻t2),將偏置電壓加法控制值MV3’恢復到防喘振閥控制值MV3而控制ASV7。
通過偏置電壓輸出部39輸出如圖5所示的偏置電壓值BIAS,緊急時壓力調整部101b從產生負載切斷等急劇的負載變動的瞬間起,將防喘振閥控制值MV3切換成上述的偏置電壓加法控制值MV3’而控制ASV7。在此,如圖6所示,偏置電壓加法控制值MV3’為始終比防喘振閥控制值MV3大相當于偏置電壓值BIAS(BIAS=5%)的控制值。即,即使是在前饋控制值MVO為50%至100%的情況下,用于控制ASV7的防喘振閥控制值MV3將大于零的偏置電壓值BIAS(例如5%)的輸出維持預定時間(例如,5秒)。
接著,對上述的第1實施方式所涉機的燃料氣體供給系統的作用效果,一邊與不具備緊急時壓力調整部101b的對比例進行對比一邊進行說明。
即使在該對比例所涉及的燃料氣體供給系統的情況下,產生負載切斷等急劇的負載變動時,也以根據基于預先準備的各種函數(參考圖2~圖4)的前饋控制,IGV5向封閉方向轉移,并且ASV7向釋放方向轉移,從而儲氣罐13的壓力(實際排出壓力PV1)成為恒定的方式發揮作用。然而,例如,根據產生的負載變動的特性,有時前饋控制值MVO在50%以上的范圍進行推移。在此,根據如圖4所示的防喘振閥控制值MV3,規定有使前饋控制值MVO在50%~100%的范圍中始終維持封閉ASV7的狀態(開度0%的狀態)。如此,例如發生如前饋控制值MVO從100%降低至50%的負載切斷時,通過僅對IGV5的開度進行控制,儲氣罐13的壓力(實際排出壓力PV1)保持恒定,ASV7維持封閉狀態(ASV開度0%)。
相對于IGV5本身向封閉方向轉移從而限制燃料氣體向壓縮機1的流入,并欲將實際排出壓力PV1保持恒定,ASV7以如下方式發揮作用,即本身向釋放方向轉移并將壓力逐漸變高的燃料氣體泄漏至入口側,從而使實際排出壓力PV1保持恒定。一般,IGV的響應性比控制閥(ASV)低,對于如前饋控制值MVO在100%至50%的范圍內變化的負載切斷,僅以IGV5向封閉方向的控制來實現壓力調整,因此無法得到較高的響應特性。
另一方面,根據第1實施方式所涉及的燃料氣體供給系統100,如圖6所示,根據在與發生負載切斷相對應計算出的防喘振閥控制值MV3加上偏置電壓值BIAS而得到的偏置電壓加法控制值MV3’確定ASV7的開度。因此,即使發生了如前饋控制值MVO在100%至50%的范圍內變化的負載切斷,至少以偏置電壓值BIAS(例如5%)的開度釋放ASV7。
如上所述,根據第1實施方式所涉及的燃料氣體供給系統100,產生急劇的負載變動時,不論該負載變動為怎樣的特性,ASV7始終開放。因此,能夠提高如壓縮機1的排出壓力保持恒定的控制的響應特性。
并且,根據第1實施方式所涉及的燃料氣體供給系統100,偏置電壓輸出部39從發生負載切斷時起經過預先規定的預定時間之后,使偏置電壓加法控制值MV3’恢復到防喘振閥控制值MV3而控制ASV7。通過如此設定,與發生負載切斷相應地立即釋放ASV7,由此以較高的響應特性避免排出壓力的突然上升之后,通過自動恢復正常情況下的控制(基于前饋控制值MVO及第1反饋控制值MV1的控制),立即實現排出壓力的穩定化。因此,產生負載切斷等急劇的負載變動之后,能夠更加高精度地維持排出壓力恒定。
并且,根據第1實施方式所涉及的燃料氣體供給系統100,偏置電壓輸出部39從產生負載變動時(時刻t0)起將偏置電壓值BIAS(BIAS>0)的輸出維持一定時間之后,進一步花費一定時間按一定程度(比率)漸漸降低至零(參考圖5)。通過如此設定,燃料氣體供給系統100在恢復到正常的反饋控制時,能夠連續地進行轉移以防止排出壓力的推移中產生間斷。
另外,第1實施方式所涉及的燃料氣體供給系統100的具體形態并不限定于上述內容,在不脫離主旨的范圍內可加以進行各種設計變更等。例如,將上述的第1實施方式所涉及的燃料氣體供給系統100作為具有單一的壓縮機1的系統而進行了說明,但其他的實施方式所涉及的燃料氣體供給系統并不限定于該形態。例如,燃料氣體供給系統100可以是具備多個壓縮機1,并且以與該多個壓縮機1各自對應的方式設置有多個IGV5及ASV7的形態。并且,此時,緊急時壓力調整部101b可以對多個偏置電壓加法控制值MV3’進行計算,并根據各個該偏置電壓加法控制值MV3’來 控制與各壓縮機1對應的ASV7,所述多個偏置電壓加法控制值MV3’由在與運行中的多個壓縮機1對應的多個防喘振閥控制值MV3各自加上偏置電壓值BIAS而得出。通過如此設定,發生負載切斷等時,與運行中的所有壓縮機1對應的所有的ASV7快速開啟,因此能夠進一步提高用于壓縮機1的排出壓力的均勻化的控制的響應特性。
并且,在上述的第1實施方式所涉及的燃料氣體供給系統100中,將產生急劇的負載變動時偏置電壓輸出部39所輸出的偏置電壓值BIAS例如作為5%等一定值進行了說明,其他實施方式所涉及的燃料氣體供給系統并不限定于該形態。例如,設置有多個燃氣輪機15的情況下,偏置電壓輸出部39可以在檢測負載急劇變化的燃氣輪機15的個數的同時以與該燃氣輪機15的個數成正比的方式使偏置電壓值BIAS變化。通過如此設定,控制為負載變動的程度越大則ASV7的開度越大,因此能夠進一步提高發生負載切斷等時的控制的響應特性。
<第2實施方式>
以下,參考圖7對第2實施方式所涉及的燃料氣體供給系統進行詳細說明。
圖7是表示第2實施方式所涉及的燃料氣體供給系統的功能結構的圖。
圖7所示的第2實施方式所涉及的燃料氣體供給系統100的功能結構中,對與第1實施方式相同的功能結構標注相同的符號并省略其說明。
另外,與第1實施方式同樣地第2實施方式所涉及的偏置電壓輸出部39在接收到通知信號TRP的輸入時,立即將一定的偏置電壓值BIAS(BIAS>0)輸出一定時間t1(例如,t1=5秒)。但是,本實施方式所涉及的偏置電壓輸出部39在經過一定時間t1之后,即刻(以臺階狀)停止偏置電壓值BIAS的輸出,這一點與第1實施方式不同。
如圖7所示,第2實施方式所涉及的緊急時壓力調整部101b進一步具備加法器43及開關元件45。
加法器43輸入偏置電壓輸出部39所輸出的偏置電壓值BIAS及壓力調整器23所輸出的第1反饋控制值MV1并進行加算。
開關元件45在接收到通知急劇的負載變動的產生的通知信號TRP時啟動,并引入第1反饋控制值MV1,并直接將此作為跟蹤值TRK恢復到壓力調整器23。由此,主壓力調整部101a停止基于第1反饋控制值MV1的反饋控制,并且通過壓力計25獲取儲氣罐13的壓力(實際排出壓力PV1),并繼續跟蹤與該實際排出壓力PV1相應的第1反饋控制值MV1。
并且,開關元件45在經過偏置電壓輸出部39輸出一定的偏置電壓值BIAS(>0)的期間之后,結束第1反饋控制值MV1的跟蹤,重新開始基于壓力調整器23的反饋控制。此時,開關元件45將由加法器43計算出的計算值即跟蹤中的第1反饋控制值MV1與偏置電壓值BIAS的合計值傳遞至壓力調整器23,然后立即重新開始反饋控制。由此,主壓力調整部101a在重新開始基于壓力調整器23的反饋控制時,以向釋放方向推移相當于偏置電壓值BIAS的開度的方式,從調整IGV5及ASV7的開度的階段重新開始反饋控制,
如此,緊急時壓力調整部101b在從接收到通知信號TRP的輸入的時刻經過一定時間之后,將偏置電壓加法控制值MV3’恢復到防喘振閥控制值MV3的同時,進行對第1反饋控制值MV1加上偏置電壓值BIAS的處理。并且,主壓力調整部101a在經過上述一定時間之后,根據前饋控制值MVO及加算有偏置電壓值BIAS的第1反饋控制值MV1來重新開始IGV5及ASV7的反饋控制。
在此,第2實施方式的情況下,如上述,偏置電壓輸出部39在從產生急劇的負載變動后經過一定時間t1重新開始反饋控制時,以臺階狀將偏置電壓值BIAS設定為零。但是,未對第1反饋控制值MV1實施任何的措施時,可以設想到在偏置電壓值BIAS成為零的時間點,隨著偏置電壓值BIAS(BIAS>0)而強制性地被打開的ASV7快速關閉,導致實際排出壓力PV1以臺階狀上升。如此,主壓力調整部101a在轉移至反饋控制的時間點,在排出壓力的推移中產生間斷(過沖、下沖等變動),完全穩定為止需要時間。
因此,第2實施方式所涉及的燃料氣體供給系統100中,在即將重新開始反饋控制之前,緊急時壓力調整部101b朝向壓力調整器23交接偏置電壓值BIAS(>0)與第1反饋控制值MV1的合計值(MV1+BIAS)。 而且,壓力調整器23在開始反饋控制時,根據交接的合計值(MV1+BIAS)調整IGV5及ASV7的開度。
通過如此設定,在重新開始反饋控制時,IGV5及ASV7被控制為使開度變大相當于偏置電壓值BIAS(>0)的量。因此,即使在強制性地釋放ASV7的偏置電壓值BIAS轉移至零的情況下,在與該轉移同時重新開始的反饋控制中,開度也變大相當于偏置電壓值BIAS的量,因此對排出壓力產生的影響相互抵消,結果能夠無間斷地轉移排出壓力。
如上所述,燃料氣體供給系統100在恢復到正常的反饋控制時,能夠連續地進行轉移以防止排出壓力的推移中產生間斷。并且,偏置電壓輸出部39無須按一定比率漸漸降低偏置電壓值BIAS,因此能夠簡化偏置電壓輸出部39的控制。
<第3實施方式>
以下,參考圖8對第3實施方式所涉及的燃料氣體供給系統進行詳細說明。
圖8是表示第3實施方式所涉及的燃料氣體供給系統的功能結構的圖。
圖8所示的第3實施方式所涉及的燃料氣體供給系統100的功能結構中,對與第1實施方式相同的功能結構標注相同的符號并省略其說明。
如圖8所示,第3實施方式所涉及的燃料氣體供給系統100的緊急時壓力調整部101b具備強行打開控制部47。
強行打開控制部47朝向流量調整器35將預定的強行打開控制值MV5輸出至流量調整器35。強行打開控制值MV5為強制性地將ASV7設成一定以上的開度(例如,ASV開度5%)的控制值。本實施方式所涉及的強行打開控制值MV5強制性地將ASV7設成打開狀態,并進一步引入前饋控制值MVO,設定成與該前饋控制值MVO(即,負載變動時的負載的目標值)相應的適當的開度。在此,強行打開控制部47例如可以根據函數發生器29所規定的函數(參考圖4)控制ASV7。但是,如上述,不論前饋控制值MVO為怎樣的值,強行打開控制部47始終輸出設定成ASV7大于零的最低限度的開度的控制值。
本實施方式所涉及的流量調整器35在正常情況(負載穩定的狀態)下,與第1、第2實施方式同樣地根據第2反饋控制值MV4調整ASV7的開度,所述第2反饋控制值MV4根據通過流量計37測量的壓縮機1的排出流量(實際排出流量PV2)與設定流量SV2的偏差進行運算。但是,在接收到通知產生了急劇的負載變動的通知信號TRP的輸入時,本實施方式所涉及的流量調整器35停止第2反饋控制值MV4的輸出,取而代之地將從強行打開控制部47接收的強行打開控制值MV5輸出至高位選擇部31。高位選擇部31在強行打開控制值MV5及防喘振閥控制值MV3中選擇任一個較高的一方來調整ASV7的開度。因此,即使是防喘振閥控制值MV3處于封閉狀態(開度0%),該情況下,也選擇具有大于開度0%的值的強行打開控制值MV5。
并且,流量調整器35將強行打開控制值MV5輸出相當于預先規定的預定時間(例如,5秒)之后,再次切換成第2反饋控制值MV4的輸出。此時,流量調整器35可以從強行打開控制值MV5至第2反饋控制值MV4,以在預定時間內按一定的比率漸漸接近的方式推移。
以上,根據第3實施方式所涉及的燃料氣體供給系統100,在產生急劇的負載變動時,緊急時壓力調整部101b根據強行打開控制部47所輸出的強行打開控制值MV5控制ASV7的開度。因此,不論該負載變動為怎樣的特性,ASV7始終開放,因此能夠提高如壓縮機1的排出壓力保持恒定的控制的響應特性。
并且,根據第3實施方式所涉及的燃料氣體供給系統100,緊急時壓力調整部101b通過強行打開控制部47直接使ASV7釋放,因此能夠可靠且迅速地使ASV7釋放,能夠以更高的響應特性進行壓力調整。
另外,第3實施方式中,第2反饋控制值MV4相當于控制防喘振閥的防喘振閥控制值,強行打開控制值MV5相當于對前饋控制值MVO加上大于零的偏置電壓值BIAS而得到的偏置電壓加法控制值。
另外,第3實施方式所涉及的燃料氣體供給系統100的具體形態并不限定于上述內容,在不脫離主旨的范圍內可加以進行各種設計變更等。例如,強行打開控制部47可以接收中間控制值MV2的輸入,而非前饋控制 值MVO,并根據該中間控制值MV2確定ASV7的開度,也可以僅控制為成為預先規定的零以上的固定開度。
以上,根據上述的各實施方式及變形例所涉及的控制裝置101,能夠更快速地穩定負載機器中產生急劇的負載變動時的壓力的變動。
另外,上述的控制裝置101的內部具有計算機系統。并且,上述的控制裝置101的各處理的過程以程序的形式存儲于計算機可讀取的記錄介質,通過計算機讀取并執行該程序來進行上述處理。在此,計算機可讀取的記錄介質是指磁盤、磁光盤、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)或半導體存儲器等。并且,也可以設為通過通信線路將該計算機程序發送至計算機,使接收到該信息的計算機執行該程序。
以上,對于本發明的若干實施方式進行了說明,但這些實施方式是作為例子而提出的,并沒有打算限定發明的范圍。這些實施方式能夠以其他各種方式實施,在不脫離發明的主旨的范圍能夠進行各種省略、替換、變更。這些實施方式及其變形包含于發明的范圍和主旨,同樣地包含于權利要求范圍所記載的發明及其均等的范圍。
產業上的可利用性
根據上述的控制裝置及控制方法,能夠更快速地穩定負載機器中產生急劇的負載變動時的壓力的變動。
符號說明
100-燃料氣體供給系統,101-控制裝置,101a-主壓力調整部,101b-緊急時壓力調整部,1-壓縮機,5-入口導向閥(流入量調整機構),7-防喘振閥,13-儲氣罐,15-燃氣輪機(負載機器),17-負載指令部,19-函數發生器,21-加法器,23-壓力調整器,25-壓力計,27-函數發生器,29-函數發生器,31-高位選擇部,35-流量調整器,37-流量計,39-偏置電壓輸出部,41-加法器,43-加法器,45-開關元件,47-強行打開控制部。