旋转机械的控制装置、旋转机械设备、旋转机械的控制方法及旋转机械的控制程序制造方法及图纸

旋转机械(1)的控制装置(100)具备改变旋转机械(1)的参数的操作端(36)、测量转子(41)与壳体(48)之间的间隙量的间隙测量仪(101)及控制装置主体(110)。控制装置主体(110)根据通过间隙测量仪(101)测量到的间隙量，以使参数的变化率发生变化的方式设定操作端(36)的操作量，并将该操作量输出至操作端(36)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】旋转机械的控制装置、旋转机械设备、旋转机械的控制方法及旋转机械的控制程序
本专利技术涉及一种具备旋转的转子及覆盖该转子的外周侧的壳体的旋转机械的控制装置、旋转机械设备、旋转机械的控制方法及旋转机械的控制程序。本申请主张基于2017年9月22日于日本申请的专利申请2017-182800号的优先权，并将其内容援用于此。
技术介绍
燃气涡轮为旋转机械的一种。该燃气涡轮具备压缩大气而生成压缩空气的压缩机、在该压缩空气中燃烧燃料而生成燃烧气体的燃烧器及通过燃烧气体驱动的涡轮。压缩机具有以轴线为中心进行旋转的压缩机转子及能够旋转地覆盖压缩机转子的压缩机壳体。涡轮具有以轴线为中心进行旋转的涡轮转子及能够旋转地覆盖涡轮转子的涡轮壳体。涡轮转子与压缩机转子彼此连接而构成燃气涡轮转子。在该燃气涡轮转子中例如连接有发电机。在燃烧器中连接有燃料管路。在该燃料管路中设置有调节供给至燃烧器的燃料的流量的燃料调节阀。当增减燃气涡轮的输出或转速时，改变操作端之一即燃料调节阀的操作量。即，改变供给至燃烧器的燃料的流量。如以下专利文献1所述，燃料调节阀的操作量例如根据来自外部的负荷指令等来设定。若燃料调节阀的操作量急剧地变化，则燃气涡轮的输出或转速也急剧地变化。如此，若伴随操作量的骤变而燃气涡轮的输出或转速骤变，则燃气涡轮损伤的可能性变大。因此，在专利文献1中所记载的技术中，根据来自外部的发电机输出指令或负荷指令等设定燃料调节阀的操作量之后，设置与操作量的变化率相关的限制器并将经由该限制器的操作量输出至燃料调节阀，以免该操作量的变化率超过规定以上。以往技术文献专利文献专利文献1：日本特开2016-037882号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术课题如上所述，限制操作端的操作量的变化率是指，为了抑制燃气涡轮的损伤而必要的技术。另一方面，在发电行业中，要求燃气涡轮的输出或转速在短时间内达到目标值。尤其，当在电力系统中连接有由天气等左右发电量的太阳能发电设备或风力发电设备时，为了应对这些设备中的发电量的骤变，要求燃气涡轮的输出或转速在短时间内达到目标值。因此，本专利技术的目的在于提供一种能够抑制旋转机械的损伤并且使旋转机械的转速或输出在短时间内达到目标值的技术。用于解决技术课题的手段用于实现所述目的的专利技术所涉及的一方式的旋转机械的控制装置中，旋转机械具备旋转的转子及覆盖所述转子的外周侧的壳体，所述旋转机械的控制装置具备：操作端，改变所述旋转机械的转速或输出即参数；间隙测量仪，测量所述转子与所述壳体之间的间隙量；参数变化率设定部，根据所述间隙量，以使所述参数的变化率发生变化的方式设定所述参数的变化率；及操作量输出部，根据所述参数的所述变化率，设定所述操作端的操作量，并将所述操作量输出至所述操作端。旋转机械若其转速或输出(output)参数增减，则有时转子与壳体之间的间隙量暂时变小。若该间隙量变小，则转子与壳体接触而转子或壳体的一部分被损伤的可能性变大。在本方式中，根据间隙量，以参数的变化率发生变化的方式设定该变化率。而且，在本方式中，根据该变化率设定操作端的操作量，并将该操作量输出至操作端。因此，在本方式中，参数的变化率根据间隙量而发生变化。在此，在所述旋转机械的控制装置中，也可以是所述参数变化率设定部以第1间隙量的第2间隙量时的所述参数的变化率大于所述第1间隙量时的所述参数的变化率的方式设定所述参数的变化率。并且，在以上的任一个所述旋转机械的控制装置中，所述参数变化率设定部也可以具有：基本变化率运算部，根据所述参数的目标值与所述参数的检测值的偏差，求出所述参数的基本变化率；变更值运算部，根据所述间隙量，求出变更所述基本变化率的变更值；及变化率变更部，使用所述变更值而变更所述基本变化率。在具有所述变更值运算部的所述旋转机械的控制装置中，所述变更值运算部也可以具有第1运算部，所述第1运算部使用所述间隙量与变更所述基本变化率的第1变更值之间的关系，求出与所述间隙量对应的所述第1变更值。在该情况下，所述变化率变更部可以使用所述第1变更值而变更所述基本变化率。在具有所述第1运算部的所述旋转机械的控制装置中，所述变更值运算部也可以具有第2运算部，所述第2运算部根据所述间隙量与预先设定的容许最小间隙量的偏差，求出变更所述基本变化率的第2变更值。在该情况下，所述变化率变更部可以使用所述第1变更值及所述第2变更值而变更所述基本变化率。在具有所述第1变更运算部的任一个所述旋转机械的控制装置中，所述关系也可以是随着所述间隙量变大而所述第1变更值变大的关系。用于实现所述目的的专利技术所涉及的一方式的旋转机械设备具备：以上的任一个控制装置；及所述旋转机械。在此，在所述旋转机械设备中，所述旋转机械为燃气涡轮，所述燃气涡轮具备压缩空气而生成压缩空气的压缩机、在所述压缩空气中燃烧燃料而生成燃烧气体的燃烧器及通过所述燃烧气体驱动的涡轮。所述压缩机具有旋转的压缩机转子及覆盖所述压缩机转子的压缩机壳体。所述涡轮具有旋转的涡轮转子及覆盖所述涡轮转子的涡轮壳体。所述压缩机转子与所述涡轮转子机械连接而构成燃气涡轮转子。所述操作端为调节供给至所述燃烧器的燃料的流量的燃料调节阀。所述间隙测量仪测量所述涡轮转子与所述涡轮壳体之间的燃气涡轮间隙量。在该情况下，所述参数变化率设定部根据所述燃气涡轮间隙量，在所述参数的增加时及减少时中，以至少使增加时的所述参数的变化率发生变化的方式设定所述参数的变化率。燃气涡轮间隙量在参数增加时暂时变小，在参数减少时暂时变大。在本方式中，以参数增加时根据燃气涡轮间隙量而参数的变化率发生变化的方式设定该变化率。而且，在本方式中，根据该变化率而求出燃料调节阀的操作量，并将该操作量输出至燃料调节阀。因此，在本方式中，即使在燃气涡轮的参数增加时，也能够抑制燃气涡轮间隙量极端变小，并且使参数在短时间内达到目标值。在所述旋转机械为燃气涡轮的旋转机械设备中，所述压缩机具有设置于所述压缩机壳体且调节流入于所述压缩机壳体内的空气的流量的进气流量调节器。在该情况下，所述控制装置可以具有：进气操作量设定部，根据所述燃气涡轮间隙量，设定所述进气流量调节器的操作量；及进气操作量输出部，将所述进气流量调节器的所述操作量输出至所述进气流量调节器。若不改变燃料流量而增加流入于压缩机壳体内的空气的流量即进气流量，则流过燃烧气体流路的燃烧气体的温度下降，从而燃气涡轮间隙量发生变化。在本方式中，根据燃气涡轮间隙量而进气流量发生变化，因此能够防止燃气涡轮间隙量极端变小。在所述旋转机械为燃气涡轮的以上的任一个所述旋转机械设备中，所述燃气涡轮具备抽出通过所述压缩机压缩的空气而向所述涡轮转子的转动叶片引导所抽出的空气的抽气管路、冷却流过所述抽气管路的空气的冷却器及调节基于所述冷却器的所述空气的冷却量的冷却调节器。在该情况下，所述控制装置可以具有：冷却操作量设定部，根据所述燃气涡轮间隙量，设定所述冷却调节器的操作量；及冷却操作量输出部，将所述冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋转机械的控制装置，所述旋转机械具备旋转的转子及覆盖所述转子的外周侧的壳体，所述旋转机械的控制装置具备：/n操作端，改变所述旋转机械的转速或输出即参数；/n间隙测量仪，测量所述转子与所述壳体之间的间隙量；/n参数变化率设定部，根据所述间隙量，以使所述参数的变化率发生变化的方式设定所述参数的变化率；及/n操作量输出部，根据所述参数的所述变化率，设定所述操作端的操作量，并将所述操作量输出至所述操作端。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170922 JP 2017-1828001.一种旋转机械的控制装置，所述旋转机械具备旋转的转子及覆盖所述转子的外周侧的壳体，所述旋转机械的控制装置具备：
操作端，改变所述旋转机械的转速或输出即参数；
间隙测量仪，测量所述转子与所述壳体之间的间隙量；
参数变化率设定部，根据所述间隙量，以使所述参数的变化率发生变化的方式设定所述参数的变化率；及
操作量输出部，根据所述参数的所述变化率，设定所述操作端的操作量，并将所述操作量输出至所述操作端。


2.根据权利要求1所述的旋转机械的控制装置，其中，
所述参数变化率设定部以第1间隙量的第2间隙量时的所述参数的变化率大于所述第1间隙量时的所述参数的变化率的方式设定所述参数的变化率。


3.根据权利要求1或2所述的旋转机械的控制装置，其中，
所述参数变化率设定部具有：
基本变化率运算部，根据所述参数的目标值与所述参数的检测值的偏差，求出所述参数的基本变化率；
变更值运算部，根据所述间隙量，求出变更所述基本变化率的变更值；及
变化率变更部，使用所述变更值而变更所述基本变化率。


4.根据权利要求3所述的旋转机械的控制装置，其中，
所述变更值运算部具有第1运算部，所述第1运算部使用所述间隙量与变更所述基本变化率的第1变更值之间的关系，求出与所述间隙量对应的所述第1变更值，
所述变化率变更部使用所述第1变更值而变更所述基本变化率。


5.根据权利要求4所述的旋转机械的控制装置，其中，
所述变更值运算部具有第2运算部，所述第2运算部根据所述间隙量与预先设定的容许最小间隙量的偏差，求出变更所述基本变化率的第2变更值，
所述变化率变更部使用所述第1变更值及所述第2变更值而变更所述基本变化率。


6.根据权利要求4或5所述的旋转机械的控制装置，其中，
所述关系为随着所述间隙量变大而所述第1变更值变大的关系。


7.一种旋转机械设备，其具备：
权利要求1至6中任一项所述的旋转机械的控制装置；及
所述旋转机械。


8.根据权利要求7所述的旋转机械设备，其中，
所述旋转机械为燃气涡轮，所述燃气涡轮具备压缩空气而生成压缩空气的压缩机、在所述压缩空气中燃烧燃料而生成燃烧气体的燃烧器及通过所述燃烧气体驱动的涡轮，
所述压缩机具有旋转的压缩机转子及覆盖所述压缩机转子的压缩机壳体，
所述涡轮具有旋转的涡轮转子及覆盖所述涡轮转子的涡轮壳体，
所述压缩机转子与所述涡轮转子机械连接而构成燃气涡轮转子，
所述操作端为调节供给至所述燃烧器的燃料的流量的燃料调节阀，
所述间隙测量仪测量所述涡轮转子与所述涡轮壳体之间的燃气涡轮间隙量，
所述参数变化率设定部根据所述燃气涡轮间隙量，在所述参数的增加时及减少时中，以至少使增加时的所述参数的变化率发生变化的方式设定所述参数的变化率。


9.根据权利要求8所述的旋转机械设备，其中，
所述压缩机具有设置于所述压缩机壳体且调节流入于所述压缩机壳体内的空气的流量的进气流量调节器，
所述控制装置具有：
进气操作量设定部，根据所述燃气涡轮间隙量，设定所述进气流量调节器的操作量；及
进气操作量输出部，将所述进气流量调节器的所述操作量输出至所述进气流量调节器。


10.根据权利要求8或9所述的旋转机械设备，其中，
所述燃气涡轮具备抽出通过所述压缩机压缩的空气而向所述涡轮转子的转动叶片引导所抽出的空气的抽气管路、冷却流过所述抽气管路的空气的冷却器及调节基于所述冷却器的所述空气的冷却量的冷却调节器，
所述控制装置具有：
冷却操作量设定部，根据所述燃气涡轮间隙量，设定所述冷却调节器的操作量；及
冷却操作量输出部，将所述冷却调节器的所述操作量输出至所述冷却调节器。


11.根据权利要求7所述的旋转机械设备，其中，
所述旋转机械为通过蒸汽驱动的蒸汽涡轮，
所述蒸汽涡轮具有旋转的蒸汽涡轮转子及覆盖所述蒸汽涡轮转子的蒸汽涡轮壳体，
所述操作端为调节供给至所述蒸汽涡轮的蒸汽的流量的蒸汽调节阀，
所述间隙测量仪测量所述蒸汽涡轮转子与所述蒸汽涡轮壳体之间的蒸汽涡轮间隙量，
所述参数变化率设定部根据所述蒸汽涡轮间隙量，在所述参数的增加时及减少时中，以至少使减少时的所述参数的变化率发生变化的方式设定所述参数的变化率。


12.根据权利要求7所述的旋转机械设备，其具备：
作为所述旋转机械的第1旋转机械及第2旋转机械，
所述第1旋转机械为燃气涡轮，
所述第2旋转机械为蒸汽涡轮，
所述旋转机械设备具备：废热回收锅炉，通过从所述燃气涡轮排出的废气产生蒸汽，并将所述蒸汽输送至蒸汽涡轮，
所述燃气涡轮具有压缩空气而生成压缩空气的压缩机、在所述压缩空气中燃烧燃料而生成燃烧气体的燃烧器及通过所述燃烧气体驱动的涡轮，
所述压缩机具有旋转的压缩机转子及覆盖所述压缩机转子的压缩机壳体，
所述涡轮具有旋转的涡轮转子及覆盖所述涡轮转子的涡轮壳体，
所述压缩机转子与所述涡轮转子机械连接而构成燃气涡轮转子，
所述燃气涡轮的所述操作端为调节供给至所述燃烧器的燃料的流量的燃料调节阀，
所述燃气涡轮的所述间隙测量仪为测量所述涡轮转子与所述涡轮壳体之间的燃气涡轮间隙量的燃气涡轮间隙测量仪，
所述蒸汽涡轮具有旋转的蒸汽涡轮转子及覆...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·弗恩斯，藤井庆太，上田修，
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