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
阅读：362发布：2021-06-09
专利汇可以提供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专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且旋转机 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)。，下面是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专利的具体信息内容。
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：
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盖所述蒸汽涡轮转子的蒸汽涡轮壳体，所述蒸汽涡轮的所述操作端为调节从所述废热回收锅炉供给至所述蒸汽涡轮的蒸汽的流量的蒸汽调节阀，
所述蒸汽涡轮的所述间隙测量仪为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的蒸汽涡轮间隙测量仪，
当与所述燃气涡轮相关的所述参数即燃气涡轮参数增加时，所述燃气涡轮的所述参数变化率设定部根据所述燃气涡轮间隙量，以使所述燃气涡轮参数的变化率发生变化的方式设定所述燃气涡轮参数的变化率，当所述燃气涡轮参数减少时，所述燃气涡轮的所述参数变化率设定部根据所述蒸汽涡轮间隙量，以使所述燃气涡轮参数的变化率发生变化的方式设定所述燃气涡轮参数的变化率，
所述燃气涡轮的所述操作量输出部根据所述燃气涡轮的所述参数变化率设定部所设定的所述燃气涡轮参数的变化率，设定所述燃料调节阀的操作量，并将所述燃料调节阀的所述操作量输出至所述燃料调节阀，
当与所述蒸汽涡轮相关的所述参数即蒸汽涡轮参数增加时，所述蒸汽涡轮的所述参数变化率设定部根据所述燃气涡轮间隙量，以使所述蒸汽涡轮参数的变化率发生变化的方式设定所述蒸汽涡轮参数的变化率，当所述蒸汽涡轮参数减少时，所述蒸汽涡轮的所述参数变化率设定部根据所述蒸汽涡轮间隙量，以使所述蒸汽涡轮参数的变化率发生变化的方式设定所述蒸汽涡轮参数的变化率，
所述蒸汽涡轮的所述操作量输出部根据所述蒸汽涡轮的所述参数变化率设定部所设定的所述蒸汽涡轮参数的变化率，设定所述蒸汽调节阀的操作量，并将所述蒸汽调节阀的所述操作量输出至所述蒸汽调节阀。
13.一种旋转机械的控制方法，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方法执行如下工序：
接收所述转子与所述壳体之间的间隙量的工序；
根据所述间隙量，以使所述旋转机械的转速或输出即参数的变化率发生变化的方式设定所述参数的变化率的工序；及
根据所述参数的所述变化率，设定改变所述参数的操作端的操作量，并将所述操作量输出至所述操作端的工序。
14.根据权利要求13所述的旋转机械的控制方法，其中，
在设定所述参数的所述变化率的所述工序中，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。
15.根据权利要求13或14所述的旋转机械的控制方法，其中，
设定所述参数的所述变化率的所述工序包括：
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的工序；
根据所述间隙量，求出变更所述基本变化率的变更值的工序；及
使用所述变更值，变更所述基本变化率的工序。
16.根据权利要求15所述的旋转机械的控制方法，其中，
求出所述变更值的所述工序包括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变更值的工序，
在变更所述基本变化率的所述工序中，使用所述第1变更值而变更所述基本变化率。
17.根据权利要求16所述的旋转机械的控制方法，其中，
求出所述变更值的所述工序包括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变更值的工序，
在变更所述基本变化率的所述工序中，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。
18.根据权利要求16或17所述的旋转机械的控制方法，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。
19.一种旋转机械的控制程序，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程序使计算机执行如下工序：
通过计算机的输入装置，接收所述转子与所述壳体之间的间隙量的工序；
根据所述间隙量，以使所述旋转机械的转速或输出即参数的变化率发生变化的方式设定所述参数的变化率的工序；及
根据所述参数的所述变化率，设定改变所述参数的操作端的操作量，并将所述操作量输出至所述操作端的工序。
20.根据权利要求19所述的旋转机械的控制程序，其中，
在设定所述参数的所述变化率的所述工序中，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。
21.根据权利要求19或20所述的旋转机械的控制程序，其中，
设定所述参数的所述变化率的所述工序包括：
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的工序；
根据所述间隙量，求出变更所述基本变化率的变更值的工序；及
使用所述变更值，求出变更所述基本变化率的变化量的工序。
22.根据权利要求21所述的旋转机械的控制程序，其中，
求出所述变更值的所述工序包括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变更值的工序，
在变更所述基本变化率的所述工序中，使用所述第1变更值而变更所述基本变化率。
23.根据权利要求22所述的旋转机械的控制程序，其中，
求出所述变更值的所述工序包括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变更值的工序，
在变更所述基本变化率的所述工序中，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。
24.根据权利要求22或23所述的旋转机械的控制程序，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。
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
技术领域
背景技术
[0003] 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。
[0004] 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。
[0005] 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。
[0006] 以往技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1：日本特开2016-037882号公报
发明内容
[0009] 发明要解决的技术课题
[0010] 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。
[0011] 因此，本发明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。
[0012] 用于解决技术课题的手段
[0013] 用于实现所述目的的发明所涉及的一方式的旋转机械的控制装置中，
[0014] 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。
[0015] 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。
[0016] 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。
[0017] 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。
[0018] 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。
[0019] 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。
[0020] 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。
[0021] 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。
[0022] 用于实现所述目的的发明所涉及的一方式的旋转机械设备具备：
[0023] 以上的任一个控制装置；及所述旋转机械。
[0024] 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。
[0025] 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。
[0026] 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。
[0027] 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。
[0028] 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，将所述冷却调节器的所述操作量输出至所述冷却调节器。
[0029] 若改变基于冷却器的所述空气的冷却量，则基于该空气的转动叶片的冷却量发生变化，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空气的冷却量发生变化，因此能够防止燃气涡轮间隙量极端变小。
[0030] 在此，在所述一方式的所述旋转机械设备中，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。在该情况下，所述参数变化率设定部可以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。
[0031] 蒸汽涡轮间隙量在参数减少时暂时变小，在参数增加时暂时变大。在本方式中，以参数减少时根据蒸汽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蒸汽调节阀的操作量，并将该操作量输出至蒸汽调节阀。因此，在本方式中，即使在蒸汽涡轮的参数减少时，也能够抑制蒸汽涡轮间隙量极端变小，并且使参数在短时间内达到目标值。
[0032] 并且，所述一方式的所述旋转机械设备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。该旋转机械设备具备：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盖所述蒸汽涡轮转子的蒸汽涡轮壳体。所述蒸汽涡轮的所述操作端为调节从所述废热回收锅炉供给至所述蒸汽涡轮的蒸汽的流量的蒸汽调节阀。所述蒸汽涡轮的所述间隙测量仪为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的蒸汽涡轮间隙测量仪。在该情况下，当与所述燃气涡轮相关的所述参数即燃气涡轮参数增加时，所述燃气涡轮的所述参数变化率设定部可以根据所述燃气涡轮间隙量，以使所述燃气涡轮参数的变化率发生变化的方式设定所述燃气涡轮参数的变化率，当所述燃气涡轮参数减少时，所述燃气涡轮的所述参数变化率设定部可以根据所述蒸汽涡轮间隙量，以使所述燃气涡轮参数的变化率发生变化的方式设定所述燃气涡轮参数的变化率。并且，所述燃气涡轮的所述操作量输出部可以根据所述燃气涡轮的所述参数变化率设定部所设定的所述燃气涡轮参数的变化率，设定所述燃料调节阀的操作量，并将所述燃料调节阀的所述操作量输出至所述燃料调节阀。而且，当与所述蒸汽涡轮相关的所述参数即蒸汽涡轮参数增加时，所述蒸汽涡轮的所述参数变化率设定部可以根据所述燃气涡轮间隙量，以使所述蒸汽涡轮参数的变化率发生变化的方式设定所述蒸汽涡轮参数的变化率，当所述蒸汽涡轮参数减少时，所述蒸汽涡轮的所述参数变化率设定部可以根据所述蒸汽涡轮间隙量，以使所述蒸汽涡轮参数的变化率发生变化的方式设定所述蒸汽涡轮参数的变化率。并且，所述蒸汽涡轮的所述操作量输出部可以根据所述蒸汽涡轮的所述参数变化率设定部所设定的所述蒸汽涡轮参数的变化率，设定所述蒸汽调节阀的操作量，并将所述蒸汽调节阀的所述操作量输出至所述蒸汽调节阀。
[0033] 本方式的旋转机械设备为所谓的联合循环成套设备。在该联合循环成套设备中，若燃气涡轮的参数增加，则与此联动而蒸汽涡轮的参数增加。并且，在燃气涡轮中，当参数增加时，燃气涡轮间隙量暂时变小，当参数减少时，燃气涡轮间隙量暂时变大。并且，在蒸汽涡轮中，当参数增加时，蒸汽涡轮间隙量暂时变大，当参数减少时，蒸汽涡轮间隙量暂时变小。
[0034] 因此，在本方式中，当燃气涡轮的参数及蒸汽涡轮的参数增加时，根据暂时变小的燃气涡轮间隙量，设定燃气涡轮及蒸汽涡轮的操作端的操作量。并且，在本方式中，当燃气涡轮的参数及蒸汽涡轮的参数减少时，根据暂时变小的蒸汽涡轮间隙量，设定燃气涡轮及蒸汽涡轮的操作端的操作量。因此，在本方式中，即便燃气涡轮的参数及蒸汽涡轮的参数增减，也能够抑制燃气涡轮及蒸汽涡轮的间隙量极端变小，并且使参数在短时间内达到目标值。
[0035] 用于实现所述目的的发明所涉及的一方式的旋转机械的控制方法中，
[0036] 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方法执行如下工序：接收所述转子与所述壳体之间的间隙量的工序；根据所述间隙量，以使所述旋转机械的转速或输出即参数的变化率发生变化的方式设定所述参数的变化率的工序；及根据所述参数的所述变化率，设定改变所述参数的操作端的操作量，并将所述操作量输出至所述操作端的工序。
[0037] 在此，在所述旋转机械的控制方法中，也可以在设定所述参数的所述变化率的所述工序中，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。
[0038] 并且，在以上的任一个所述旋转机械的控制方法中，设定所述参数的所述变化率的所述工序也可以包括：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的工序；根据所述间隙量，求出变更所述基本变化率的变更值的工序；及使用所述变更值，变更所述基本变化率的工序。
[0039] 在执行求出所述变更值的所述工序的所述旋转机械的控制方法中，求出所述变更值的所述工序也可以包括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变更值的工序。在该情况下，在所述变更工序中，可以使用所述第1变更值而变更所述基本变化率。
[0040] 在执行求出所述第1变更值的所述工序的所述旋转机械的控制方法中，求出所述变更值的所述工序也可以包括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变更值的工序。在该情况下，在变更所述基本变化率的所述工序中，可以使用所述第1变更值而变更所述基本变化率。
[0041] 在执行求出所述第1变更值的所述工序的任一个所述旋转机械的控制方法中，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。
[0042] 用于实现所述目的的发明所涉及的一方式的旋转机械的控制程序中，
[0043] 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程序使计算机执行如下工序：通过计算机的输入装置，接收所述转子与所述壳体之间的间隙量的工序；根据所述间隙量，以使所述旋转机械的转速或输出即参数的变化率发生变化的方式设定所述参数的变化率的工序；及根据所述参数的所述变化率，设定改变所述参数的操作端的操作量，并将所述操作量输出至所述操作端的工序。
[0044] 在此，在所述旋转机械的控制程序中，也可以在设定所述参数的所述变化率的所述工序中，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。
[0045] 并且，在以上的任一个所述旋转机械的控制程序中，设定所述参数的所述变化率的所述工序也可以包括：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的工序；根据所述间隙量，求出变更所述基本变化率的变更值的工序；及使用所述变更值，求出变更所述基本变化率的变化量的工序。
[0046] 在执行求出所述变更值的所述工序的所述旋转机械的控制程序中，求出所述变更值的所述工序也可以包括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变更值的工序。在该情况下，在变更所述基本变化率的所述工序中，可以使用所述第1变更值而变更所述基本变化率。
[0047] 在执行求出所述第1变更值的所述工序的所述旋转机械的控制程序中，求出所述变更值的所述工序也可以包括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变更值的工序。在该情况下，在变更所述基本变化率的所述工序中，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。
[0048] 在执行求出所述第1变更值的所述工序的以上的任一个所述旋转机械的控制程序中，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。
[0049] 发明效果
[0051] 图1是表示本发明所涉及的第1实施方式中的燃气涡轮发电成套设备的结构的示意图。
[0052] 图2是本发明所涉及的第1实施方式中的燃气涡轮的主要部分剖视图。
[0053] 图3是图2中的III部的放大图。
[0054] 图4是表示本发明所涉及的第1实施方式中的多个间隙测量仪的配置的说明图。
[0055] 图5是表示本发明所涉及的第1实施方式中的控制装置的结构的功能框图。
[0056] 图6是表示本发明所涉及的第1实施方式中的输出变化率设定部的结构的功能框图。
[0057] 图7是表示本发明所涉及的第1实施方式中的转速变化率设定部的结构的功能框图。
[0059] 图9是表示本发明所涉及的第1实施方式中的控制装置的动作的流程图。
[0060] 图10是表示在本发明所涉及的第1实施方式中的燃气涡轮中，不进行基于间隙量的变化率控制时的伴随时间变化的输出的变化、转速的变化及间隙的变化的曲线图。
[0061] 图11是表示在本发明所涉及的第1实施方式中的燃气涡轮中，进行基于间隙量的变化率控制时的伴随时间变化的转速的变化及间隙的变化的曲线图。
[0062] 图12是表示在本发明所涉及的第2实施方式中的燃气涡轮中，进行基于间隙量的变化率控制时的伴随时间变化的输出的变化及间隙的变化的曲线图。
[0063] 图13是表示本发明所涉及的第2实施方式中的蒸汽涡轮发电成套设备的结构的示意图。
[0064] 图14是表示本发明所涉及的第2实施方式中的控制装置的结构的功能框图。
[0065] 图15是表示本发明所涉及的第3实施方式中的气体压缩成套设备的结构的示意图。
[0066] 图16是表示本发明所涉及的第3实施方式中的控制装置的结构的功能框图。
[0067] 图17是表示本发明所涉及的第4实施方式中的联合循环成套设备的结构的示意图。
[0068] 图18是表示本发明所涉及的第4实施方式中的控制装置的结构的功能框图。
具体实施方式
[0069] 以下，参考附图对本发明所涉及的各种实施方式进行详细说明。
[0070] “第1实施方式”
[0071] 以下，参考图1至图11对本发明所涉及的旋转机械设备的第1实施方式进行说明。
[0072] 如图1所示，本实施方式的旋转机械设备为燃气涡轮发电成套设备。该燃气涡轮发电成套设备具备燃气涡轮1、通过燃气涡轮1的驱动进行发电的发电机9、冷却燃气涡轮1的构成组件的一部分的冷却装置60及控制装置100。
[0073] 燃气涡轮1具备压缩空气的压缩机10、在通过压缩机10压缩的空气中燃烧燃料而生成燃烧气体的燃烧器30及通过燃烧气体驱动的涡轮40。
[0074] 如图1及图2所示，压缩机10具有以轴线Ar为中心进行旋转的压缩机转子11、覆盖压缩机转子11的压缩机壳体18、多个固定叶片列14及调节流入于压缩机壳体18内的空气的流量的IGV(inlet guide vane/进口导叶)21。
[0075] 另外，以下，将轴线Ar延伸的方向设为轴线方向Da，将该轴线方向Da的一侧设为轴线上游侧Dau，将另一侧设为轴线下游侧Dad。轴线上游侧Dau是压缩机10内的空气流动的上游侧，并且还是涡轮40内的燃烧气体流动的上游侧。轴线下游侧Dad是压缩机10内的空气流动的下游侧，并且还是涡轮40内的燃烧气体流动的下游侧。并且，将以该轴线Ar为中心的周向简单设为周向Dc，将相对于轴线Ar垂直的方向设为径向Dr。在该径向Dr上，将靠近轴线Ar的一侧设为径向内侧Dri，将远离轴线Ar的一侧设为径向外侧Dro。
[0076] 压缩机转子11具有以其轴线Ar为中心而沿轴线方向Da延伸的转子轴12及安装于该转子轴12的多个转动叶片列13。多个转动叶片列13排列在轴线方向Da上。各转动叶片列13均由排列在周向Dc上的多个转动叶片构成。在多个转动叶片列13的各轴线下游侧Dad配置有固定叶片列14。各固定叶片列14设置于压缩机壳体18的内侧。各固定叶片列14均由排列在周向Dc上的多个固定叶片构成。转子轴12的径向外侧Dro与压缩机壳体18的径向内侧Dri之间且在轴线方向Da上配置有固定叶片列14及转动叶片列13的区域的环状空间构成空气流动的同时被压缩的空气压缩流路19。即，该压缩机10为多级轴流压缩机。
[0077] 压缩机壳体18具有压缩机主体壳体18a及中间壳体18b。压缩机主体壳体18a在轴线方向Da上配置有固定叶片列14及转动叶片列13的区域中覆盖该区域的外周侧。中间壳体18b与压缩机主体壳体18a的轴线下游侧Dad连接。在该中间壳体18b内流入从压缩机主体壳体18a排出的压缩空气。
[0078] IGV(进气流量调节器)21设置于压缩机主体壳体18a。IGV21具有多个可转动叶片22及改变多个可转动叶片22的角度的驱动器23。多个可转动叶片22配置于比多个转动叶片列13中最靠轴线上游侧Dau的转动叶片列13更靠轴线上游侧Dau的位置。
[0079] 涡轮40具有以轴线Ar为中心进行旋转的涡轮转子41、覆盖涡轮转子41的涡轮壳体48及多个固定叶片列53。涡轮转子41具有以该轴线Ar为中心而沿轴线方向Da延伸的转子轴
42及安装于该转子轴42的多个转动叶片列43。多个转动叶片列43排列在轴线方向Da上。各转动叶片列43均由排列在周向Dc上的多个转动叶片44构成。在多个转动叶片列43的各轴线上游侧Dau配置有固定叶片列53。各固定叶片列53设置于涡轮壳体48的内侧。各固定叶片列
53均排列在沿周向Dc上的多个固定叶片54构成。转子轴42的外周侧与涡轮壳体48的内周侧之间且在轴线方向Da上配置有固定叶片列53及转动叶片列43的区域的环状空间构成来自燃烧器30的燃烧气体流动的燃烧气体流路49。另外，以下，多个转动叶片列43中，将最靠轴线上游侧的转动叶片列设为第1转动叶片列，以下，朝向轴线下游侧，设第2转动叶片列、第3转动叶片列……。
42及安装于该转子轴42的多个转动叶片列43。多个转动叶片列43排列在轴线方向Da上。各转动叶片列43均由排列在周向Dc上的多个转动叶片44构成。在多个转动叶片列43的各轴线上游侧Dau配置有固定叶片列53。各固定叶片列53设置于涡轮壳体48的内侧。各固定叶片列
53均排列在沿周向Dc上的多个固定叶片54构成。转子轴42的外周侧与涡轮壳体48的内周侧之间且在轴线方向Da上配置有固定叶片列53及转动叶片列43的区域的环状空间构成来自燃烧器30的燃烧气体流动的燃烧气体流路49。另外，以下，多个转动叶片列43中，将最靠轴线上游侧的转动叶片列设为第1转动叶片列，以下，朝向轴线下游侧，设第2转动叶片列、第3转动叶片列……。
[0080] 如图2所示，燃烧器30设置于中间壳体18b。该燃烧器30具有将高温高压的燃烧气体G输送至涡轮40的燃烧气体流路49内的燃烧筒(或尾筒)31及向该燃烧筒31内与来自压缩机10的压缩空气一同喷射燃料F的燃料喷射器32。在燃料喷射器32中连接有燃料F流动的燃料管路35。在该燃料管路35设置有燃料调节阀(操作端)36。
[0081] 如图1所示，压缩机转子11及涡轮转子41位于相同轴线Ar上并且彼此连接而构成燃气涡轮转子2。在该燃气涡轮转子2中连接有发电机9的转子。并且，压缩机壳体18与涡轮壳体48彼此连接而构成燃气涡轮壳体5。另外，有时将本实施方式的压缩机壳体18中的中间壳体18b称为燃烧器机室，将本实施方式的压缩机壳体18中的不包含燃烧器机室(中间壳体18b)的部分简称为压缩机壳体。然而，在本申请中，包括该燃烧器机室(中间壳体18b)在内设为压缩机壳体18。
[0082] 在本实施方式中，具备以轴线Ar为中心进行旋转的燃气涡轮转子2及覆盖该燃气涡轮转子2的燃气涡轮壳体5的燃气涡轮1构成轴流式旋转机械。
[0083] 如图1及图2所示，冷却装置60具有抽气管路61、冷却器62及冷却调节器64。抽气管路61具有第1端及第2端。该抽气管路61的第1端与中间壳体18b连接，第2端经由涡轮转子41的转子轴42与构成第1转动叶片列的多个转动叶片即第1列转动叶片44a连接。抽气管路61将从压缩机主体壳体18a排出而流入于中间壳体18b内的压缩空气引向多个第1列转动叶片44a。冷却器62为使流过抽气管路61内的压缩空气与冷却介质进行热交换而冷却压缩空气的热交换器。在冷却器62中连接有冷却介质流动的介质管路63。冷却调节器64设置于该介质管路63。冷却调节器64为通过调节流过介质管路63的冷却介质的流量而调节压缩空气的冷却量的流量调节阀。
[0084] 如图2及图3所示，抽气管路61与涡轮转子41的转子轴42中固定有第1转动叶片列的第1级轴部42a连接。在该第1级轴部42a形成有与抽气管路61连通的冷却通路42c。并且，在构成第1转动叶片列的多个第1列转动叶片44a中形成有与第1级轴部42a的冷却通路42c连通的冷却通路44c。第1列转动叶片44a的冷却通路44c在第1列转动叶片44a的表面中在与燃烧气体G接触的部分开口。因此，来自压缩机10的压缩空气在流过抽气管路61的过程中被冷却器冷却之后，经由形成于第1级轴部42a的冷却通路42c及形成于第1列转动叶片44a的冷却通路44c排出至燃烧气体流路49。
[0085] 燃气涡轮1的构成组件中，转动叶片44、固定叶片54、由涡轮壳体48形成内周面的组件及燃烧筒31均为与高温的燃烧气体G接触的高温组件。在本实施方式中，利用通过冷却器62冷却的压缩空气即冷却空气Am来冷却这些高温组件中的第1列转动叶片44a。
[0087] 如图1所示，控制装置100具有上述的燃料调节阀36、间隙测量仪101、转速计102、输出计103及控制装置主体110。间隙测量仪101测量涡轮壳体48与涡轮转子41之间的间隙量CL。转速计102检测燃气涡轮转子2的转速RPM。输出计103检测燃气涡轮1的输出PW，换言之检测发电机的发电量。转速计102及输出计103均为参数测量仪的一例。
[0088] 如图3所示，在以轴线Ar为中心进行旋转的涡轮转子41的转动叶片44与覆盖该涡轮转子41的涡轮壳体48之间存在间隙。本实施方式的间隙测量仪101测量第1列转动叶片44a与涡轮壳体48之间的间隙量CL。该间隙测量仪101固定于涡轮壳体48。该间隙测量仪101例如为检测第1列转动叶片44a与涡轮壳体48之间的静电电容并将检测到的静电电容值转换为间隙量的静电电容式测量仪。并且，该间隙测量仪101例如也可以是检测涡轮壳体48的温度并将检测到的温度转换为间隙量的测量仪。另外，也可以通过间隙测量仪101检测第2列转动叶片44与涡轮壳体48之间的间隙量。而且，也可以测量第1列转动叶片44a与涡轮壳体48之间的间隙量及第2列转动叶片44与涡轮壳体48之间的间隙量。
[0089] 如图4所示，本实施方式的控制装置100具备多个间隙测量仪101。多个间隙测量仪101中，一个间隙测量仪101设置于涡轮壳体48的上部。并且，另一个间隙测量仪101设置于涡轮壳体48的下部。又一个间隙测量仪101设置于涡轮壳体48的上下方向上的大致中央部且相对于轴线Ar的右侧部。又一个间隙测量仪101设置于涡轮壳体48的上下方向上的中央部且相对于轴线Ar的左侧部。
[0090] 如图5所示，控制装置主体110功能性的具有间隙信号处理部111、输出变化率设定部120、转速变化率设定部140、燃料操作量输出部160、冷却操作量设定部170、冷却操作量输出部179、进气操作量设定部180及进气操作量输出部189。
[0092] 输出变化率设定部120具有基本输出变化率运算部121、变更值运算部124及变更部130。基本输出变化率运算部121根据按照负荷指令或启动指令设定的目标输出PWt与通过输出计103检测到的输出PW的偏差，求出基本输出变化率ΔPWb。变更值运算部124根据从间隙信号处理部111输出的间隙量CL等，求出用于变更基本输出变化率ΔPWb的变更值。变更部130使用变更值而变更基本输出变化率ΔPWb。另外，输出PW的变化率是指，每单位时间的输出PW的变化量。
[0093] 转速变化率设定部140具有基本转速变化率运算部141、变更值运算部144及变更部150。基本转速变化率运算部141根据按照负荷指令或启动指令设定的目标转速RPMt与通过转速计102检测到的转速RPM的偏差，求出基本转速变化率ΔRPMb。变更值运算部144根据从间隙信号处理部111输出的间隙量CL等，求出用于变更基本转速变化率ΔRPMb的变更值。变更部150使用变更值而变更基本转速变化率ΔRPMb。另外，转速RPM的变化率是指，每单位时间的转速RPM的变化量。
[0094] 燃料操作量输出部160具有输出变化率换算部162、转速变化率换算部164及选择部169。输出变化率换算部162将输出变化率设定部120所设定的输出变化率ΔPW换算为操作端即燃料调节阀36的操作量。转速变化率换算部164将转速变化率设定部140所设定的转速变化率ΔRPM换算为操作端即燃料调节阀36的操作量。选择部169在输出变化率换算部162求出的操作量及转速变化率换算部164求出的操作量中，仅将其中一个操作量输出至燃料调节阀36。
[0095] 冷却操作量设定部170具有冷却操作量产生部171及变更部172。冷却操作量产生部171例如产生冷却调节器64的操作量即冷却操作量。在此，冷却操作量产生部171产生燃料操作量输出部160输出的燃料调节阀36的操作量，换言之产生伴随燃料流量的增加而变大的冷却操作量。变更部172根据从间隙信号处理部111输出的间隙量CL而变更冷却操作量。冷却操作量输出部179将已变更的冷却操作量输出至冷却调节器64。
[0096] 进气操作量设定部180具有IGV开度产生部181及变更部182。IGV开度产生部181例如产生IGV21的开度即IGV开度。在此，IGV开度产生部181产生燃料操作量输出部160输出的燃料调节阀36的操作量，换言之产生伴随燃料流量的增加而变大的IGV开度。变更部182根据从间隙信号处理部111输出的间隙量CL而变更IGV开度。进气操作量输出部189将已变更的IGV开度输出至IGV21的驱动器23。
[0097] 如图6所示，基本输出变化率运算部121具有目标输出运算部122及ΔPI运算部123。目标输出运算部122根据负荷指令或启动指令，求出目标输出PWt。ΔPI运算部123求出通过输出计103检测到的输出PW与目标输出PWt的偏差，并求出与该偏差相应的比例及积分控制量(PI控制量)即基本输出变化率ΔPWb。
[0098] 输出变化率设定部120的变更值运算部124具有上限输出变化率运算部125、第1变更值运算部(第1运算部)126及第2变更值运算部(第2运算部)127。上限输出变化率运算部125具有表示实际输出PW与输出变化率ΔPW的上限值即上限输出变化率ΔPWL之间的关系的图表125m。上限输出变化率运算部125使用该图表125m求出与通过输出计103检测到的输出PW对应的上限输出变化率ΔPWL。输出变化率设定部120的第1变更值运算部126具有表示间隙量CL与变更基本输出变化率ΔPWb的第1变更值ΔPWc1之间的关系的图表126m。第1变更值运算部126使用该图表126m求出与从间隙信号处理部111输出的间隙量CL对应的第1变更值ΔPWc1。该图表126m所表示的关系为基本上伴随间隙量CL的增加而第1变更值ΔPWc1变大的关系。因此，该第1变更值运算部126求出的第1变更值ΔPWc1伴随间隙量CL的增加而变大。而且，在该图表126m中，当间隙量CL大于容许最小间隙量CLmin时，第1变更值ΔPWc1表示正值，当间隙量CL为容许最小间隙量CLmin以下时，第1变更值ΔPWc1表示负值。另外，容许最小间隙量CLmin是指，与间隙量相关的容许最小值。输出变化率设定部120的第2变更值运算部127具有容许最小值存储部128及ΔPI运算部129。在容许最小值存储部128存储有容许最小间隙量CLmin。ΔPI运算部129求出容许最小间隙量CLmin与从间隙信号处理部111输出的间隙量CL的偏差，并求出与该偏差相应的比例及积分控制量(PI控制量)即第2变更值ΔPWc2。因此，该第2变更值运算部127求出的第2变更值ΔPWc2随着容许最小间隙量CLmin与间隙量CL的偏差变大而变大。
[0099] 输出变化率设定部120的变更部130具有第1加法器131、第2加法器132及最小值选择器133。第1加法器131对第1变更值运算部126求出的第1变更值ΔPWc1及第2变更值运算部127求出的第2变更值ΔPWc2进行加法运算。第2加法器132对上限输出变化率运算部125求出的上限输出变化率ΔPWL及来自第1加法器131的输出进行加法运算。即，第2加法器132输出对第1变更值ΔPWc1、第2变更值ΔPWc2及上限输出变化率ΔPWL进行了加法运算的值。最小值选择器133在基本输出变化率运算部121求出的基本输出变化率ΔPWb及来自第2加法器132输出的值中，选择小的值，并将其作为输出变化率ΔPW来输出。从最小值选择器133输出的输出变化率ΔPW输入于上述的燃料操作量输出部160的输出变化率换算部162。
[0100] 如图7所示，基本转速变化率运算部141具有目标转速运算部142及ΔPI运算部143。目标转速运算部142根据负荷指令或启动指令，求出目标转速RPMt。ΔPI运算部143求出通过转速计102检测到的转速RPM与目标转速RPMt的偏差，并求出与该偏差相应的比例及积分控制量(PI控制量)即基本转速变化率ΔRPMb。
[0101] 转速变化率设定部140的变更值运算部144具有上限转速变化率运算部145、第1变更值运算部146及第2变更值运算部147。上限转速变化率运算部145具有表示实际转速RPM与转速变化率ΔRPM的上限值即上限转速变化率ΔRPML之间的关系的图表145m。上限转速变化率运算部145使用该图表145m求出与通过转速计102检测到的转速RPM对应的上限转速变化率ΔRPML。转速变化率设定部140的第1变更值运算部146具有表示间隙量CL与变更基本转速变化率ΔRPMb的第1变更值ΔRPMc1之间的关系的图表146m。第1变更值运算部146使用该图表146m求出与从间隙信号处理部111输出的间隙量CL对应的第1变更值ΔRPMc1。该图表146m所表示的关系为基本上第1变更值ΔRPMc1随着间隙量CL的增加而变大的关系。因此，该第1变更值运算部146求出的第1变更值ΔRPMc1伴随间隙量CL的增加而变大。而且，在该图表146m中，当间隙量CL大于容许最小间隙量CLmin时，第1变更值ΔRPMc1表示正值，当间隙量CL小于容许最小间隙量CLmin时，第1变更值ΔRPMc1表示负值。转速变化率设定部140的第2变更值运算部147具有容许最小值存储部148及ΔPI运算部149。在容许最小值存储部148存储有容许最小间隙量CLmin。ΔPI运算部149求出容许最小间隙量CLmin与从间隙信号处理部111输出的间隙量CL的偏差，并求出与该偏差相应的比例及积分控制量(PI控制量)即第2变更值ΔRPMc2。因此，该第2变更值运算部147求出的第2变更值ΔRPMc2随着容许最小间隙量CLmin与间隙量CL的偏差变大而变大。
[0102] 转速变化率设定部140的变更部150具有第1加法器151、第2加法器152及最小值选择器153。第1加法器151对第1变更值运算部146求出的第1变更值ΔRPMc1及第2变更值运算部147求出的第2变更值ΔRPMc2进行加法运算。第2加法器152对上限转速变化率运算部145求出的上限转速变化率ΔRPML及来自第1加法器151的输出进行加法运算。即，第2加法器152输出对第1变更值ΔRPMc1、第2变更值ΔRPMc2及上限转速变化率ΔRPML进行加法运算的值。最小值选择器153在基本转速变化率运算部141求出的基本转速变化率ΔRPMb及来自第2加法器152的输出的值中，选择小的值，并将其作为转速变化率ΔRPM来输出。从最小值选择器153输出的转速变化率ΔRPM输入于上述的燃料操作量输出部160的转速变化率换算部164。
[0103] 如图8所示，控制装置主体110为计算机。因此，该控制装置主体110具备进行各种运算的CPU191、成为CPU191的工作区等的存储器192、硬盘驱动器装置等辅助存储装置193、键盘或鼠标等手动输入装置195a、显示装置195b、手动输入装置195a及显示装置195b的输入输出接口195、来自设置于燃气涡轮1的各种传感器的信号输入的设备I接口196、向燃气涡轮1的各种操作端输出操作量的设备O接口197、用于经由网络N与外部进行通信的通信接口198及对磁盘型存储介质D进行数据的存储处理或播放处理的存储/播放装置194。
[0104] 在辅助存储装置193中预先存储有燃气涡轮固有值数据193a、控制程序193b及OS(Operating System/操作系统)程序193c。作为燃气涡轮固有值数据193a，有先前说明的各种图表125m、126m、145m、146m或容许最小间隙量CLmin等。控制程序193b为用于控制旋转机械即燃气涡轮1的程序。存储于辅助存储装置193的各种数据或程序例如经由存储/播放装置194从磁盘型存储介质D读入于辅助存储装置193。另外，各种数据或程序也可以经由通信接口198从外部装置读入于辅助存储装置193。并且，各种数据或程序也可以从手动输入装置195a经由输入输出接口195读入于辅助存储装置193。
[0105] CPU191在存储器192上展开存储于辅助存储装置193的控制程序193b并执行该控制程序193b，由此实现控制装置主体110的各功能结构。
[0106] 接着，对本实施方式的燃气涡轮发电成套设备的动作进行说明。
[0107] 首先，对燃气涡轮1的基本动作进行说明。燃气涡轮1的压缩机10压缩空气A而生成压缩空气。该压缩空气供给至燃烧器30。并且，对燃烧器30还供给燃料F。燃烧器30的燃料喷射器32向燃烧筒31内喷出燃料F及压缩空气。在燃烧筒31内，燃料F在该压缩空气中燃烧，并且生成高温高压的燃烧气体G。该燃烧气体G从燃烧筒31输送至涡轮40内的燃烧气体流路49，并且使涡轮转子41旋转。通过该涡轮转子41的旋转，与该涡轮转子41连接的发电机9进行发电。
[0108] 接着，对控制装置100的动作进行说明。
[0109] 首先，对启动工序中的控制装置100的动作进行说明。该启动工序为从没有对燃气涡轮1供给燃料F的状态到燃气涡轮1的转速RPM达到额定转速(例如，3600rpm)且发电机9与电力系统连接为止的工序。
[0110] 在启动工序中，使发电机9作为原动机发挥功能而使燃气涡轮转子2旋转。另外，当另行具备启动装置时，通过该启动装置使燃气涡轮转子2旋转。
[0111] 在启动工序中，重复执行图9的流程图所示的工序。首先，转速计102检测燃气涡轮1的转速RPM(S11：参数检测工序)。而且，多个间隙测量仪101测量间隙量CL(S12：间隙测量工序)。控制装置主体110的转速变化率设定部140从转速计102接收转速RPM(S21：参数接收工序)。并且，控制装置主体110的间隙信号处理部111接收来自多个间隙测量仪101的信号，并且在多个间隙测量仪101测量到的间隙量CL中，输出最小的间隙量CL(S22：间隙接收工序)。
[0112] 接着，转速变化率设定部140设定燃气涡轮1的转速变化率ΔRPM(S30：参数变化率设定工序)。在该参数变化率设定工序(S30)中，执行基本变化率运算工序(S31)、上限变化率运算工序(S32)、第1变更值运算工序(S33)、第2变更值运算工序(S34)及变更工序(S35)。
[0113] 在基本变化率运算工序(S31)中，首先，目标转速运算部142根据启动指令求出目标转速RPMt。基本转速变化率运算部141的ΔPI运算部143求出通过转速计102检测到的转速RPM与目标转速RPMt的偏差，并求出与该偏差相应的比例及积分控制量(PI控制量)即基本转速变化率ΔRPMb。
[0114] 在上限变化率运算工序(S32)中，上限转速变化率运算部145使用参考图7进行说明的图表145m求出与通过转速计102检测到的转速RPM对应的上限转速变化率ΔRPML。
[0115] 在第1变更值运算工序(S33)中，转速变化率设定部140的第1变更值运算部146使用参考图7进行说明的图表146m求出与从间隙信号处理部111输出的间隙量CL对应的第1变更值ΔRPMc1。如上所述，该第1变更值ΔRPMc1伴随间隙量CL的增加而变大。
[0116] 第2变更值运算工序(S34)由转速变化率设定部140的第2变更值运算部147执行。第2变更值运算部147的ΔPI运算部149求出存储于容许最小值存储部148的容许最小间隙量CLmin与从间隙信号处理部111输出的间隙量CL的偏差，并求出与该偏差相应的比例及积分控制量(PI控制量)即第2变更值ΔRPMc2。如上所述，该第2变更值ΔRPMc2随着容许最小间隙量CLmin与间隙量CL的偏差变大而变大。
[0117] 在变更工序(S35)中，转速变化率设定部140的变更部150变更基本转速变化率ΔRPMb。变更部150的第1加法器151对第1变更值ΔRPMc1及第2变更值ΔRPMc2进行加法运算。变更部150的第2加法器152对上限转速变化率运算部145求出的上限转速变化率ΔRPML及来自第1加法器151的输出进行加法运算。变更部150的最小值选择器153在基本转速变化率ΔRPMb及来自第2加法器152的输出的值中，选择小的值，并将其作为转速变化率ΔRPM而向燃料操作量输出部160的转速变化率换算部164输出。
[0118] 通过以上，结束参数变化率设定工序(S30)。
[0119] 接着，燃料操作量输出部160向燃料调节阀36输出操作量(S36：操作量输出工序)。燃料操作量输出部160的转速变化率换算部164将转速变化率设定部140所设定的转速变化率ΔRPM换算为燃料调节阀36的操作量。该操作量经由选择部169输出至燃料调节阀36。其结果，对燃烧器30供给燃料流量的燃料F，该燃料流量的燃料F可获得在参数变化率设定工序(S30)中所设定的转速变化率ΔRPM。
[0120] 如上所述，重复执行以上工序的结果，燃气涡轮转子2的转速RPM逐渐提高。而且，若燃气涡轮1的转速RPM达到额定转速(例如，3600rpm)且发电机9与电力系统连接，则结束启动工序。
[0121] 若启动工序结束，则执行负荷运行工序。在该负荷运行工序中，也重复执行与启动工序相同的工序。
[0122] 在该负荷运行工序中，重复执行图9的流程图所示的工序。首先，输出计103检测燃气涡轮1的输出PW(S11a：参数检测工序)。而且，多个间隙测量仪101测量间隙量CL(S12a：间隙测量工序)。控制装置主体110的输出变化率设定部120接收来自输出计103的输出PW(S21a：参数接收工序)。并且，控制装置主体110的间隙信号处理部111接收来自多个间隙测量仪101的信号，并且在多个间隙测量仪101测量到的间隙量CL中，输出最小的间隙量CL(S22a：间隙接收工序)。
[0123] 接着，输出变化率设定部120设定燃气涡轮1的输出变化率ΔPW(S30a：参数变化率设定工序)。在该参数变化率设定工序(S30a)中，执行基本变化率运算工序(S31a)、上限变化率运算工序(S32a)、第1变更值运算工序(S33a)、第2变更值运算工序(S34a)及变更工序(S35a)。
[0124] 在基本变化率运算工序(S31a)中，首先，目标输出运算部122根据负荷指令求出目标输出PWt。基本输出变化率运算部121的ΔPI运算部123求出通过输出计103检测到的输出PW与目标输出PWt的偏差，并求出与该偏差相应的比例及积分控制量(PI控制量)即基本输出变化率ΔPWb。
[0125] 在上限变化率运算工序(S32a)中，上限输出变化率运算部125使用参考图6进行说明的图表125m求出与通过输出计103检测到的输出PW对应的上限输出变化率ΔPWL。
[0126] 在第1变更值运算工序(S33a)中，输出变化率设定部120的第1变更值运算部126使用参考图6进行说明的图表126m，求出与从间隙信号处理部111输出的间隙量CL对应的第1变更值ΔPWc1。如上所述，该第1变更值ΔPWc1伴随间隙量CL的增加而变大。
[0127] 第2变更值运算工序(S34a)由输出变化率设定部120的第2变更值运算部127执行。第2变更值运算部127的ΔPI运算部129求出存储于容许最小值存储部128的容许最小间隙量CLmin与从间隙信号处理部111输出的间隙量CL的偏差，并求出与该偏差相应的比例及积分控制量(PI控制量)即第2变更值ΔPWc2。如上所述，该第2变更值ΔPWc2随着容许最小间隙量CLmin与间隙量CL的偏差变大而变大。
[0128] 在变更工序(S35a)中，输出变化率设定部120的变更部130变更基本输出变化率ΔPWb。变更部130的第1加法器131对第1变更值ΔPWc1及第2变更值ΔPWc2进行加法运算。变更部130的第2加法器132对上限输出变化率运算部125求出的上限输出变化率ΔPWL及来自第1加法器131的输出进行加法运算。变更部130的最小值选择器133在基本输出变化率ΔPWb及来自第2加法器132的输出的值中，选择小的值，并将其作为输出变化率ΔPW向燃料操作量输出部160的输出变化率换算部162输出。
[0129] 通过以上，结束参数变化率设定工序(S30a)。
[0130] 接着，燃料操作量输出部160向燃料调节阀36输出操作量(S36a：操作量输出工序)。燃料操作量输出部160的输出变化率换算部162将输出变化率设定部120所设定的输出变化率ΔPW换算为燃料调节阀36的操作量。该操作量经由选择部169输出至燃料调节阀36。其结果，对燃烧器30供给燃料流量的燃料F，该燃料流量的燃料F可获得在参数变化率设定工序(S30a)中所设定的输出变化率ΔPW的。
[0131] 若控制装置主体110接收新的负荷指令，则重复执行以上处理，直至通过输出计103检测到的输出PW成为新的负荷指令所表示的请求输出。若控制装置主体110接收表示请求输出“0”的负荷指令，则输出PW逐渐下降，在成为规定的输出PW的时间点，发电机9从电力系统被电切段。然后，供给至燃烧器30的燃料流量成为“0”。
[0132] 如上所述，在负荷运行工序中，重复执行以上工序，其结果，当接收了表示大于当前的输出PW的请求输出的负荷指令时，输出PW逐渐提高，直至成为请求输出。并且，当接收了表示小于当前的输出PW的请求输出的负荷指令时，输出PW逐渐下降，直至成为请求输出。
[0133] 接着，参考图10对未进行基于以上说明的间隙量CL的参数变化率控制的变化率未控制时的转速RPM、输出PW及间隙量CL的变化进行说明。
[0134] 若控制装置100在时刻t0接收启动指令，则从该时刻t0起转速RPM逐渐增加。
[0135] 在该启动工序的起初，燃气涡轮1的实际转速RPM与目标转速RPMt的偏差极大，因此基本转速变化率运算部141求出的基本转速变化率ΔRPMb成为极大值。因此，在启动工序的起初，在基本转速变化率ΔRPMb及来自第2加法器152的输出的值中，来自第2加法器152的输出的值变小。因此，变更部150的最小值选择器153选择来自第2加法器152的输出的值，并将该输出的值作为转速变化率ΔRPM而向燃料操作量输出部160的转速变化率换算部164输出。
[0136] 并且，在该启动工序的最后阶段，燃气涡轮1的实际转速RPM与目标转速RPMt的偏差变小，因此基本转速变化率运算部141求出的基本转速变化率ΔRPMb成为小于启动工序的起初值的值。因此，在启动工序的最后阶段，基本转速变化率ΔRPMb与来自第2加法器152的输出的值之差与启动工序的起初相比变小。因此，变更部150的最小值选择器153有选择来自第2加法器152的输出的值并将该输出的值作为转速变化率ΔRPM来输出的情况，也有选择基本转速变化率ΔRPMb并将该基本转速变化率ΔRPMb作为转速变化率ΔRPM来输出的情况。
[0137] 在此，为了简化以下说明，在启动工序中，设为来自第2加法器152的输出的值小于基本转速变化率ΔRPMb。在该情况下，变更部150的最小值选择器153选择来自第2加法器152的输出的值，并将该输出的值作为转速变化率ΔRPM而向燃料操作量输出部160的转速变化率换算部164输出。
[0138] 在变化率未控制时，转速变化率设定部140的变更部150不对上限转速变化率ΔRPML加与转速变化率ΔRPM相关的第1变更值ΔRPMc1及第2变更值ΔRPMc2。因此，变更部150的最小值选择器153作为来自第2加法器152的输出而选择上限转速变化率ΔRPML，并将该上限转速变化率ΔRPML作为转速变化率ΔRPM而向燃料操作量输出部160的转速变化率换算部164输出。上限转速变化率ΔRPML大致恒定。因此，转速RPM自接收启动指令的时间点(t0)起达到额定转速为止线性增加。
[0139] 在时刻t2，若转速RPM达到额定转速，则该时刻t2以后，转速RPM保持该额定转速。在时刻t2后的时刻t3，发电机9与电力系统电连接。其结果，从时刻t3起产生发电机输出PW。
然后，输出PW根据负荷指令所表示的请求输出而增减。
然后，输出PW根据负荷指令所表示的请求输出而增减。
[0140] 在负荷运行工序中，在接收了负荷指令的起初，燃气涡轮1的实际输出PW与负荷指令所表示的请求输出的偏差较大，因此基本输出变化率运算部121求出的基本输出变化率ΔPWb成为较大的值。因此，在接收了负荷指令的起初，在基本输出变化率ΔPWb及来自第2加法器132的输出的值中，来自第2加法器132的输出的值变小。因此，变更部130的最小值选择器133选择来自第2加法器132的输出的值，并将该输出的值作为输出变化率ΔPW而向燃料操作量输出部160的输出变化率换算部162输出。
[0141] 并且，若自接收负荷指令起经过规定时间，则燃气涡轮1的实际输出PW与负荷指令所表示的请求输出的偏差变小，因此基本输出变化率运算部121求出的基本输出变化率ΔPWb成为小于接收了负荷指令的起初的值的值。因此，若自接收负荷指令起经过规定时间，则基本输出变化率ΔPW与来自第2加法器132的输出的值之差与接收了负荷指令的起初相比变小。因此，变更部130的最小值选择器133有选择来自第2加法器132的输出的值并将该输出的值作为输出变化率ΔPW来输出的情况，也有选择基本输出变化率ΔPWb并将该基本输出变化率ΔPWb作为输出变化率ΔPW来输出的情况。
[0142] 在此，为了简化以下说明，在负荷运行工序中，设为来自第2加法器132的输出的值小于基本输出变化率ΔPWb。在该情况下，变更部130的最小值选择器133选择来自第2加法器132的输出的值，并将该输出的值作为输出变化率ΔPW而向燃料操作量输出部160的输出变化率换算部162输出。
[0143] 在未控制变化率时，输出变化率设定部120的变更部130不对上限输出变化率ΔPWL加与输出变化率ΔPW相关的第1变更值ΔPWc1及第2变更值ΔPWc2。因此，变更部130的最小值选择器133作为来自第2加法器132的输出而选择上限输出变化率ΔPWL，并将该上限输出变化率ΔPWL作为输出变化率ΔPW而向燃料操作量输出部160的输出变化率换算部162输出。上限输出变化率ΔPWL大致恒定。因此，输出PW自接收了负荷指令的时间点起成为该负荷指令所表示的请求输出为止线性增加或减少。
[0144] 若燃气涡轮转子2开始旋转(t0)，则离心力作用于转动叶片44而转动叶片44向径向外侧Dro延伸。因此，若燃气涡轮1开始旋转(t0)，则间隙量CL变小。
[0145] 涡轮壳体48的热容大于转动叶片44的热容。因此，涡轮壳体48的每单位时间的热伸长量小于转动叶片44的每单位时间的热伸长量。因此，即便开始向燃气涡轮1供给燃料并且高温的燃烧气体流过涡轮40的燃烧气体流路49而涡轮壳体48及转动叶片44同样被燃烧气体加热，间隙量CL也会变小。若间隙量CL变小到某种程度，则间隙量CL反而逐渐变大。在该过程中，间隙量CL成为最小。该最小的间隙量CL的点被称为窄点。
[0146] 自输出PW开始增加的时间点(t3)起，向燃气涡轮1的燃料供给量增加，流过燃烧气体流路49的燃烧气体的温度上升，在此基础上该燃烧气体的流量也增加。因此，若输出PW开始增加(t3)，则间隙量CL变小。若输出PW成为请求输出(t5)之后输出PW仍维持该状态，则涡轮壳体48与转动叶片44的热伸长差变小，因此间隙量CL逐渐增加。在该过程中，间隙量CL成为最小。该最小的间隙量CL的点被称为窄点。若输出持续规定时间以上的恒定，则间隙量CL维持恒定的值。
[0147] 若向燃气涡轮1的燃料供给量减少，则与涡轮壳体48相比，转动叶片44在更短时间内缩小，因此间隙量CL暂时变大。即，当负荷指令所表示的请求输出小于当前的输出PW时，间隙量CL暂时变大。
[0148] 接着，参考图11对基于以上说明的间隙量CL的变化率控制时的转速RPM及间隙量CL的变化进行说明。另外，在以下说明中，为了简化说明，也设为来自转速变化率设定部140的第2加法器152的输出的值小于基本转速变化率ΔRPMb。在该情况下，变更部150的最小值选择器153选择来自第2加法器152的输出的值，并将该输出的值作为转速变化率ΔRPM而向燃料操作量输出部160的转速变化率换算部164输出。
[0149] 若涡轮转子41的转速RPM自时刻t0起逐渐增加而达到额定转速，则维持该额定转速。时刻t0时的间隙量CL远大于窄点时的间隙量CL及容许最小间隙量CLmin。
[0150] 与转速变化率ΔRPM相关的第1变更值ΔRPMc1及第2变更值ΔRPMc2随着间隙量CL变大而变大。而且，当间隙量CL大于容许最小间隙量CLmin时，这些第1变更值ΔRPMc1及第2变更值ΔRPMc2为正值。因此，时刻t0时的来自第2加法器152的输出的值成为对上限转速变化率ΔRPML加正值的第1变更值ΔRPMc1及第2变更值ΔRPMc2的值。如上所述，来自第2加法器152的输出成为转速变化率设定部140所设定的转速变化率ΔRPM。因此，在时刻t0时，转速变化率设定部140所设定的转速变化率ΔRPM为大于上限转速变化率ΔRPML的值。
[0151] 在启动工序中，间隙量CL伴随时间的经过而逐渐变小。因此，在启动工序中，与转速变化率ΔRPM相关的第1变更值ΔRPMc1及第2变更值ΔRPMc2也伴随时间的经过而逐渐变小。然而，当间隙量CL大于容许最小间隙量CLmin时，第1变更值ΔRPMc1及第2变更值ΔRPMc2为正值，因此即便时刻t0以后，当间隙量CL大于容许最小间隙量CLmin时，在启动工序中，转速变化率设定部140所设定转速变化率ΔRPM为大于上限转速变化率ΔRPML的值。
[0152] 在变化率未控制时，如上所述，转速变化率设定部140所设定转速变化率ΔRPM为上限转速变化率ΔRPML。因此，在控制变化率时，自时刻t0起间隙量CL成为接近容许最小间隙量CLmin的较小的值为止，转速变化率ΔRPM大于变化率未控制时。
[0153] 因此，在本实施方式中，在变化率未控制时转速RPM达到额定转速的时刻t2之前的时刻t1转速RPM达到额定转速。即，在本实施方式中，能够缩短自燃气涡轮1开始启动(t0)起该燃气涡轮1的转速RPM达到额定转速为止的时间。
[0154] 如此，在本实施方式中，自燃气涡轮1开始启动(t0)起该燃气涡轮1的转速RPM达到额定转速为止的时间变短，因此在启动工序中，间隙量CL成为窄点为止的时间也与变化率未控制时的同时间相比变短。
[0155] 当间隙量CL接近容许最小间隙量CLmin时及间隙量CL小于容许最小间隙量CLmin时，与转速变化率ΔRPM相关的第1变更值ΔRPMcI成为负值。并且，当间隙量CL小于容许最小间隙量CLmin时，与转速变化率ΔRPM相关的第2变更值ΔRPMc2成为负值。因此，当间隙量CL接近容许最小间隙量CLmin时及间隙量CL小于容许最小间隙量CLmin时，转速变化率设定部140所设定的转速变化率ΔRPM为小于上限转速变化率ΔRPML的值。
[0156] 因此，在本实施方式中，若间隙量CL接近窄点，则转速变化率ΔRPM与变化率未控制时的转速变化率ΔRPM相比变小。因此，在本实施方式中，能够抑制窄点时的间隙量CL与变化率未控制时相比变小。
[0157] 接着，参考图12对基于以上说明的间隙量CL的变化率控制时的输出PW及间隙量CL的变化进行说明。另外，在以下说明中，为了简化说明，也设为来自输出变化率设定部120的第2加法器132的输出的值小于基本输出变化率ΔPWb。在该情况下，变更部130的最小值选择器133选择来自第2加法器132的输出的值，并将该输出的值作为输出变化率ΔPW而向燃料操作量输出部160的输出变化率换算部162输出。
[0158] 如上所述，若燃气涡轮1的输出PW自时刻t3起逐渐增加而成为请求输出，则维持该输出PW。时刻t3时的间隙量CL大于窄点时的间隙量CL。
[0159] 与输出变化率ΔPW相关的第1变更值ΔPWc1及第2变更值ΔPWc2随着间隙量CL变大而变大。而且，当间隙量CL大于容许最小间隙量CLmin时，这些第1变更值ΔPWc1及第2变更值ΔPWc2为正值。因此，时刻t3时的来自第2加法器132的输出的值成为对上限输出变化率ΔPWL加正值的第1变更值ΔPWc1及第2变更值ΔPWc2的值。如上所述，来自第2加法器132的输出成为输出变化率设定部120所设定的输出变化率ΔPW。因此，在时刻t3时，输出变化率设定部120所设定的输出变化率ΔPW为大于上限输出变化率ΔPWL的值。
[0160] 当增减输出PW时，间隙量CL伴随时间的经过而逐渐变小。因此，与输出变化率ΔPW相关的第1变更值ΔPWc1及第2变更值ΔPWc2也在增加输出PW的过程中伴随时间的经过而逐渐变小。然而，当间隙量CL大于容许最小间隙量CLmin时，第1变更值ΔPWc1及第2变更值ΔPWc2为正值，因此即使在增加输出PW的过程中，当间隙量CL小于容许最小间隙量CLmin时，输出变化率设定部120所设定的输出变化率ΔPW为大于上限输出变化率ΔPWL的值。
[0161] 在未控制变化率时，如上所述，输出变化率设定部120所设定的输出变化率ΔPW为上限输出变化率ΔPWL。因此，在控制变化率时，在自时刻t3起输出PW成为请求输出的时刻t5之前的时刻t4，输出PW成为请求输出。即，在本实施方式中，能够缩短自时刻t3起燃气涡轮1的输出PW成为请求输出为止的时间。
[0162] 如此，在本实施方式中，自时刻t3起燃气涡轮1的输出PW成为请求输出为止的时间变短，因此在增加输出PW的过程中，间隙量CL成为窄点为止的时间也与变化率未控制时的同时间相比变短。
[0163] 当间隙量CL接近容许最小间隙量CLmin时及间隙量CL小于容许最小间隙量CLmin时，与输出变化率ΔPW相关的第1变更值ΔPWc1成为负值。并且，当间隙量CL小于容许最小间隙量CLmin时，与输出变化率ΔPW相关的第2变更值ΔPWc2成为负值。因此，当间隙量CL接近容许最小间隙量CLmin时及当间隙量CL小于容许最小间隙量CLmin时，输出变化率设定部120所设定的输出变化率ΔPW为小于上限转速变化率ΔRPML的值。
[0164] 因此，在本实施方式中，在增加输出PW的过程中，若间隙量CL接近窄点，输出变化率ΔPW与变化率未控制时的输出变化率ΔPW相比变小。因此，在本实施方式中，能够抑制在增加输出PW的过程中窄点时的间隙量CL与变化率未控制时相比变小。
[0165] 如上所述，当输出增加时，间隙量CL暂时变小。另一方面，当输出减少时，相反间隙量CL暂时变大。因此，在本实施方式中，即使在接收了请求输出小于当前的输出PW的负荷指令的情况下，即接收了表示输出减少的负荷指令的情况下，在控制变化率时，与未控制变化率时相比，输出PW在短时间内成为请求输出。
[0166] 进气操作量设定部180的变更部182根据通过间隙测量仪101测量到的间隙量CL，变更该IGV开度(进气量调节器的操作量)。进气操作量输出部189将已变更的IGV开度输出至IGV21的驱动器23。其结果，IGV开度成为已变更的IGV开度。若不改变燃料流量而增加进气流量，则流过燃烧气体流路49的燃烧气体的温度下降，从而间隙量CL发生变化。如上所述，在本实施方式中，根据间隙量CL而IGV开度发生变化，因此能够防止间隙量CL极端变小。
[0167] 从中间壳体18b抽出的压缩空气成为通过冷却器62冷却的冷却空气Am。该冷却空气Am经由抽气管路61等引导至第1列转动叶片44a。而且，该冷却空气Am经由形成于第1列转动叶片44a内的冷却通路44c排除至燃烧气体流路49。该冷却空气Am在通过形成于第1列转动叶片44a内的冷却通路44c的过程中，与第1列转动叶片44a进行热交换而冷却该第1列转动叶片44a。并且，若冷却空气Am从第1列转动叶片44a被排出，则该冷却空气Am的一部分作为用于对第1列转动叶片44a进行薄膜冷却的空气而发挥功能。因此，在本实施方式中，能够防止第1列转动叶片44a因燃烧气体的热而热损伤。
[0168] 但是，若转动叶片44被冷却，则转动叶片44的热伸长量变小，从而间隙量CL增加。在本实施方式中，冷却操作量设定部170的变更部172根据通过间隙测量仪101测量到的间隙量CL，通过冷却调节器64变更流过冷却器62的冷却介质的流量。其结果，冷却空气Am的温度发生变化而基于冷却空气Am的第1列转动叶片44a的冷却量发生变化。因此，在本实施方式中，根据间隙量CL而第1列转动叶片44a的冷却量发生变化，因此能够防止间隙量CL极端变小。
[0169] 如上所述，在本实施方式中，根据间隙量CL而转速变化率ΔRPM发生变化，因此能够缩短转速RPM达到额定转速为止的启动时间。而且，在本实施方式中，根据间隙量CL而输出变化率ΔPW发生变化，因此能够缩短输出PW成为请求输出为止的时间。如此，在本实施方式中，能够缩短转速RPM达到额定转速为止的时间或输出PW成为请求输出为止的时间，在此基础上，根据间隙量CL而转速变化率ΔRPM或输出变化率ΔPW发生变化，因此能够抑制间隙量CL极端变小。并且，在本实施方式中，根据间隙量CL，变更IGV21的开度或压缩空气的冷却量，因此从该观点考虑，也能够抑制间隙量CL极端变小。
[0170] 因此，在本实施方式中，能够抑制燃气涡轮1的损伤并且能够使燃气涡轮1的输出PW或转速RPM在短时间内达到目标值。
[0171] 另外，在燃气涡轮1中，如以上进行的说明，当转速RPM或输出PW增加时，间隙量CL暂时变小，当转速RPM或输出PW减少时，间隙量CL暂时变大。因此，也可以仅在转速RPM或输出PW增加时，进行基于间隙量CL的转速RPM或输出PW的变化率的控制，当转速RPM或输出PW减少时，将转速RPM或输出PW的变化率设为固定值。
[0172] “第2实施方式”
[0173] 以下，参考图13及图14对本发明所涉及的旋转机械设备的第2实施方式进行说明。
[0174] 如图13所示，本实施方式的旋转机械设备为蒸汽涡轮发电成套设备。该蒸汽涡轮发电成套设备具备蒸汽涡轮70、通过蒸汽涡轮70的驱动进行发电的发电机9a及控制装置100a。
[0175] 蒸汽涡轮70具有以轴线Ar为中心进行旋转的蒸汽涡轮转子71、覆盖蒸汽涡轮转子71的蒸汽涡轮壳体78及多个固定叶片列75。蒸汽涡轮转子71具有以该轴线Ar为中心沿轴线方向Da延伸的转子轴72及安装于该转子轴72的多个转动叶片列73。多个转动叶片列73排列在轴线方向Da上。各转动叶片列73均由排列在周向Dc上的多个转动叶片74构成。在多个转动叶片列73的各轴线上游侧Dau配置有固定叶片列75。各固定叶片列75设置于蒸汽涡轮壳体78的内侧。各固定叶片列75均由排列在周向Dc上的多个固定叶片76构成。转子轴72的外周侧与蒸汽涡轮壳体78的内周侧之间且在轴线方向Da上配置有固定叶片列75及转动叶片列73的区域的环状空间构成蒸汽流动的蒸汽主流路79。另外，以下，多个转动叶片列73中，将最靠轴线上游侧Dau的转动叶片列73设为第1转动叶片列，以下，朝向轴线下游侧Dad，设为第2转动叶片列、第3转动叶片列……。
[0176] 在本实施方式中，具有蒸汽涡轮转子71及蒸汽涡轮壳体78的蒸汽涡轮70构成轴流式旋转机械。在蒸汽涡轮转子71中连接有发电机9a的转子。
[0177] 在蒸汽涡轮壳体78中，在自身的轴线上游侧Dau的部分形成有蒸汽入口78i，在自身的轴线下游侧Dad的部分形成有蒸汽出口78o。在蒸汽入口78i连接有主蒸汽管路91。在该主蒸汽管路91中设置有调节流入于蒸汽涡轮壳体78内的蒸汽的流量的蒸汽调节阀92。
[0178] 控制装置100a具有上述的蒸汽调节阀92、间隙测量仪101、转速计102、输出计103及控制装置主体110a。间隙测量仪101测量蒸汽涡轮壳体78与蒸汽涡轮转子71之间的间隙量CL。转速计102检测蒸汽涡轮转子71的转速RPM。输出计103检测蒸汽涡轮70的输出PW，换言之检测发电机9a的发电量。转速计102及输出计103均为参数测量仪的一例。
[0179] 在以轴线Ar为中心进行旋转的蒸汽涡轮转子71的转动叶片74与覆盖该蒸汽涡轮转子71的蒸汽涡轮壳体78之间存在间隙。本实施方式的间隙测量仪101测量第1列转动叶片74a与蒸汽涡轮壳体78之间的间隙量CL。本实施方式的控制装置100a与第1实施方式的控制装置100a相同地，具备多个间隙测量仪101。另外，也可以通过间隙测量仪101来测量第2列转动叶片74与蒸汽涡轮壳体78之间的间隙量。而且，也可以测量第1列转动叶片74a与蒸汽涡轮壳体78之间的间隙量及第2列转动叶片74与蒸汽涡轮壳体78之间的间隙量。
[0180] 如图14所示，控制装置主体110a具有间隙信号处理部111、输出变化率设定部120a、转速变化率设定部140a及蒸汽操作量输出部160a。与第1实施方式的控制装置主体
110相同地，该控制装置主体110a也是计算机。控制装置主体110a的各功能结构通过该计算机的CPU执行存储于计算机的控制程序来实现。
110相同地，该控制装置主体110a也是计算机。控制装置主体110a的各功能结构通过该计算机的CPU执行存储于计算机的控制程序来实现。
[0181] 间隙信号处理部111对来自多个间隙测量仪101的信号进行处理，而在多个间隙测量仪101测量到的间隙量CL中，输出最小的间隙量CL。
[0182] 输出变化率设定部120a与第1实施方式的输出变化率设定部120相同地，具有基本输出变化率运算部121a、变更值运算部124a及变更部130a。
[0183] 基本输出变化率运算部121a基本上与第1实施方式的基本输出变化率运算部121的结构相同，根据按照负荷指令或启动指令设定的目标输出PWt与通过输出计103检测到的输出PW的偏差，求出基本输出变化率ΔPWb。
[0184] 变更值运算部124a基本上与第1实施方式的变更值运算部124的结构相同。因此，虽然未图示，但该变更值运算部124a也与第1实施方式的变更值运算部124相同地，具有上限输出变化率运算部、第1变更值运算部及第2变更值运算部。上限输出变化率运算部使用表示实际输出PW与输出变化率ΔPW的上限值即上限输出变化率ΔPWL之间的关系的图表，求出与通过输出计103检测到的输出PW对应的上限输出变化率ΔPWL。变更值运算部124a的第1变更值运算部使用表示间隙量CL与变更基本输出变化率ΔPWb的第1变更值ΔPWc1之间的关系的图表，求出与从间隙信号处理部111输出的间隙量CL对应的第1变更值ΔPWc1。该图表所表示的关系也与第1实施方式的第1变更值运算部126所具有的图表126m相同地，是基本上伴随间隙量CL的增加而第1变更值ΔPWc1变大的关系。而且，在该图表中，当间隙量CL大于容许最小间隙量CLmin时，第1变更值ΔPWc1表示正值，当间隙量CL为容许最小间隙量CLmin以下时，第1变更值ΔPWc1表示负值。虽然未图示，但变更值运算部124a的第2变更值运算部与第1实施方式的第2变更值运算部127相同地，具有容许最小值存储部及ΔPI运算部。在容许最小值存储部存储有容许最小间隙量CLmin。ΔPI运算部求出容许最小间隙量CLmin与从间隙信号处理部111输出的间隙量CL的偏差，并求出与该偏差相应的比例及积分控制量(PI控制量)即第2变更值ΔPWc2。因此，该第2变更值运算部求出的第2变更值ΔPWc2随着容许最小间隙量CLmin与间隙量CL的偏差变大而变大。
[0185] 变更部130a基本上与第1实施方式的变更部130、150、172、182的结构相同。因此，虽然未图示，但该变更部130a也与第1实施方式的变更部130相同地，具有第1加法器、第2加法器及最小值选择器。第1加法器与第1实施方式的第1加法器131相同地进行动作。第2加法器与第1实施方式的第2加法器132相同地进行动作。最小值选择器与第1实施方式的最小值选择器133相同地进行动作。
[0186] 蒸汽操作量输出部160a具有输出变化率换算部162a、转速变化率换算部164a及选择部169a。输出变化率换算部162a将输出变化率设定部120a所设定的输出变化率ΔPW换算为操作端即蒸汽调节阀92的操作量。转速变化率换算部164a将转速变化率设定部140a所设定的转速变化率ΔRPM换算为操作端即蒸汽调节阀92的操作量。选择部169a在输出变化率换算部162a求出的操作量及转速变化率换算部164a求出的操作量中，仅将其中一个操作量输出至蒸汽调节阀92。
[0187] 转速变化率设定部140a与第1实施方式的转速变化率设定部140相同地，具有基本转速变化率运算部141a、变更值运算部144a及变更部150a。
[0188] 基本转速变化率运算部141a基本上与第1实施方式的基本转速变化率运算部141的结构相同，根据基于启动指令设定的目标转速RPMt与通过转速计102检测到的转速RPM的偏差，求出基本转速变化率ΔRPMb。
[0189] 变更值运算部144a基本上与第1实施方式的变更值运算部144的结构相同。因此，虽然未图示，但该变更值运算部144a也与第1实施方式的变更值运算部144相同地，具有上限转速变化率运算部、第1变更值运算部及第2变更值运算部。上限转速变化率运算部使用表示实际转速RPM与转速变化率ΔRPM的上限值即上限转速变化率ΔRPML之间的关系的图表，求出与通过转速计102检测到的转速RPM对应的上限转速变化率ΔRPML。变更值运算部144a的第1变更值运算部使用表示间隙量CL与变更基本转速变化率ΔRPMb的第1变更值ΔRPMc1之间的关系的图表，求出与从间隙信号处理部111输出的间隙量CL对应的第1变更值ΔRPMc1。该图表所表示的关系也与第1实施方式的第1变更值运算部146所具有的图表146m相同地，是基本上伴随间隙量CL的增加而第1变更值ΔRPMc1变大的关系。而且，在该图表中，当间隙量CL大于容许最小间隙量CLmin时，第1变更值ΔRPMc1表示正值，当间隙量CL为容许最小间隙量CLmin以下时，第1变更值ΔRPMc1表示负值。虽然未图示，但变更值运算部
144a的第2变更值运算部与第1实施方式的第2变更值运算部147相同地，具有容许最小值存储部及ΔPI运算部。在容许最小值存储部存储有容许最小间隙量CLmin。ΔPI运算部求出容许最小间隙量CLmin与从间隙信号处理部111输出的间隙量CL的偏差，并求出与该偏差相应的比例及积分控制量(PI控制量)即第2变更值ΔRPMc2。因此，该第2变更值运算部求出的第
2变更值ΔRPMc2随着容许最小间隙量CLmin与间隙量CL的偏差变大而变大。
144a的第2变更值运算部与第1实施方式的第2变更值运算部147相同地，具有容许最小值存储部及ΔPI运算部。在容许最小值存储部存储有容许最小间隙量CLmin。ΔPI运算部求出容许最小间隙量CLmin与从间隙信号处理部111输出的间隙量CL的偏差，并求出与该偏差相应的比例及积分控制量(PI控制量)即第2变更值ΔRPMc2。因此，该第2变更值运算部求出的第
2变更值ΔRPMc2随着容许最小间隙量CLmin与间隙量CL的偏差变大而变大。
[0190] 变更部150a基本上与第1实施方式的变更部150的结构相同。因此，虽然未图示，但该变更部150a也与第1实施方式的变更部150相同地，具有第1加法器、第2加法器及最小值选择器。第1加法器与第1实施方式的第1加法器151相同地进行动作。第2加法器与第1实施方式的第2加法器152相同地进行动作。最小值选择器与第1实施方式的最小值选择器153相同地进行动作。
[0191] 在第1实施方式中进行说明的燃气涡轮1中，当转速RPM或输出PW增加时，间隙量CL暂时变小，当转速RPM或输出PW减少时，间隙量CL暂时变大。另一方面，在蒸汽涡轮70中，因蒸汽涡轮壳体78的热容与转动叶片74的热容之间的关系等，当转速RPM或输出PW增加时，间隙量CL暂时变大，当转速RPM或输出PW减少时，间隙量CL暂时变小。即，间隙量CL相对于转速RPM或输出PW的增减的变化倾向在燃气涡轮1及蒸汽涡轮70中变得相反。
[0192] 然而，在本实施方式中，也与第1实施方式相同地，当间隙量CL较小时，转速变化率ΔRPM及输出变化率ΔPW变小，当间隙量CL较大时，转速变化率ΔRPM及输出变化率ΔPW变大。因此，在本实施方式中，也与第1实施方式相同地，能够缩短转速RPM达到额定转速为止的启动时间。而且，在本实施方式中，能够缩短输出PW成为请求输出为止的时间。而且，能够抑制间隙量CL极端变小。
[0193] 另外，在蒸汽涡轮70中，如以上进行的说明，当转速RPM或输出PW减少时，间隙量CL暂时变小，当转速RPM或输出PW增加时，间隙量CL暂时变大。因此，也可以仅在转速RPM或输出PW减少时，进行基于间隙量CL的转速RPM或输出PW的变化率的控制，当转速RPM或输出PW增加时，将转速RPM或输出PW的变化率设为固定值。
[0194] “第3实施方式”
[0195] 以下，参考图15及图16对本发明所涉及的旋转机械设备的第3实施方式进行说明。
[0196] 如图15所示，本实施方式的旋转机械设备为气体压缩成套设备。该气体压缩成套设备具备压缩机80、驱动压缩机80的原动机9b及控制装置100b。
[0197] 压缩机80具有以轴线Ar为中心进行旋转的压缩机转子81、覆盖压缩机转子81的压缩机壳体88及多个固定叶片列85。压缩机转子81具有以该轴线Ar为中心沿轴线方向Da延伸的转子轴82及安装于该转子轴82的多个转动叶片列83。多个转动叶片列83排列在轴线方向Da上。各转动叶片列83均由排列在周向Dc上的多个转动叶片84构成。在多个转动叶片列83的各轴线下游侧Dad配置有固定叶片列85。各固定叶片列85设置于压缩机壳体88的内侧。各固定叶片列85均由排列在周向Dc上的多个固定叶片86构成。转子轴82的外周侧与压缩机壳体88的内周侧之间且在轴线方向Da上配置有固定叶片列85及转动叶片列83的区域的环状空间构成气体流动的同时被压缩的气体压缩流路89。即，该压缩机80为多级轴流压缩机。另外，以下，多个转动叶片列83中，将最靠轴线上游侧Dau的转动叶片列83设为第1转动叶片列，以下，朝向轴线下游侧Dad，设为第2转动叶片列、第3转动叶片列、……，将最靠轴线下游侧Dad的转动叶片列83设为最终转动叶片列。
[0198] 在本实施方式中，具有压缩机转子81及压缩机壳体88的压缩机80构成旋转机械。在压缩机转子81中连接有使该压缩机转子81旋转的原动机9b的转子。在原动机9b中连接有改变供给至该原动机9b的电力的供给状态而改变原动机9b的转子的转速RPM的电源电路
94。
94。
[0199] 在压缩机壳体88中，在自身的轴线上游侧Dau的部分形成有气体入口88i，在自身的轴线下游侧Dad的部分形成有气体出口88o。在气体出口88o连接有压缩气体管路93。在该压缩气体管路93中设置有检测从压缩机80排出的气体的流量Q的流量计104。
[0200] 控制装置100b具有上述的电源电路94、间隙测量仪101、转速计102、流量计104及控制装置主体110b。间隙测量仪101测量压缩机壳体88与压缩机转子81之间的间隙量CL。转速计102检测压缩机转子81的转速RPM。流量计104检测作为压缩机80的输出的排出流量。转速计102及流量计104均为参数测量仪的一例。
[0201] 在以轴线Ar为中心进行旋转的压缩机转子81的转动叶片84与覆盖该压缩机转子81的压缩机壳体88之间存在间隙。本实施方式的间隙测量仪101检测最终列转动叶片84a与压缩机壳体88之间的间隙量CL。本实施方式的控制装置100b与第1及第2实施方式的控制装置100、100a相同地，具备多个间隙测量仪101。另外，也可以通过间隙测量仪101测量从最终列第一个轴线上游侧Aru的列的转动叶片84与压缩机壳体88之间的间隙量CL。而且，也可以测量最终列转动叶片84a与压缩机壳体88之间的间隙量CL及从最终列第一个轴线上游侧Aru的列的转动叶片84与压缩机壳体88之间的间隙量CL。
[0202] 如图16所示，控制装置主体110b具有间隙信号处理部111、流量变化率设定部120b及流量操作量输出部160b。与第1实施方式的控制装置主体110相同地，该控制装置主体110b也是计算机。控制装置主体110b的各功能结构通过该计算机的CPU执行存储于计算机的控制程序来实现。
[0203] 间隙信号处理部111对来自多个间隙测量仪101的信号进行处理，而在多个间隙测量仪101测量到的间隙量CL中，输出最小的间隙量CL。
[0204] 流量变化率设定部120b具有基本流量变化率运算部121b、变更值运算部124b及变更部130。
[0205] 基本流量变化率运算部121b具有ΔPI运算部123b。该ΔPI运算部123b求出与来自外部的气体流量指令所表示的请求气体流量与通过流量计检测到的排出流量Q的偏差相应的比例及积分控制量(PI控制量)即基本流量变化率ΔQb。
[0206] 变更值运算部124b基本上与第1实施方式的变更值运算部124的结构相同。因此，该变更值运算部124b也与第1实施方式的变更值运算部124相同地，具有上限流量变化率运算部125b、第1变更值运算部126b及第2变更值运算部127b。上限流量变化率运算部125b具有表示实际排出流量Q与流量变化率的上限值即上限流量变化率ΔQL之间的关系的图表125mb。上限流量变化率运算部125b使用该图表125mb求出与通过流量计104检测到的排出流量Q对应的上限流量变化率ΔQL。第1变更值运算部126b具有表示间隙量CL与变更基本流量变化率ΔQb的第1变更值ΔQc1之间的关系的图表126mb。第1变更值运算部126b使用该图表126mb求出与从间隙信号处理部111输出的间隙量CL对应的第1变更值ΔQc1。该图表
126mb所表示的关系与第1实施方式的第1变更值运算部126所具有的图表126m相同地，是基本上伴随间隙量CL的增加而第1变更值ΔQc1变大的关系。而且，在该图表126mb中，当间隙量CL大于容许最小间隙量CLmin时，第1变更值ΔQc1表示正值，当间隙量CL为容许最小间隙量CLmin以下时，第1变更值ΔQc1表示负值。第2变更值运算部127b具有容许最小值存储部
128b及ΔPI运算部129b。在容许最小值存储部128b存储有容许最小间隙量CLmin。ΔPI运算部129b求出容许最小间隙量CLmin与从间隙信号处理部111输出的间隙量CL的偏差，并求出与该偏差相应的比例及积分控制量(PI控制量)即第2变更值ΔQc2。因此，该第2变更值运算部127、147求出的第2变更值ΔQc2随着容许最小间隙量CLmin与间隙量CL的偏差变大而变大。
126mb所表示的关系与第1实施方式的第1变更值运算部126所具有的图表126m相同地，是基本上伴随间隙量CL的增加而第1变更值ΔQc1变大的关系。而且，在该图表126mb中，当间隙量CL大于容许最小间隙量CLmin时，第1变更值ΔQc1表示正值，当间隙量CL为容许最小间隙量CLmin以下时，第1变更值ΔQc1表示负值。第2变更值运算部127b具有容许最小值存储部
128b及ΔPI运算部129b。在容许最小值存储部128b存储有容许最小间隙量CLmin。ΔPI运算部129b求出容许最小间隙量CLmin与从间隙信号处理部111输出的间隙量CL的偏差，并求出与该偏差相应的比例及积分控制量(PI控制量)即第2变更值ΔQc2。因此，该第2变更值运算部127、147求出的第2变更值ΔQc2随着容许最小间隙量CLmin与间隙量CL的偏差变大而变大。
[0207] 变更部130基本上与第1实施方式的变更部130的结构相同。因此，该变更部130与第1实施方式的变更部130相同地，具有第1加法器131、第2加法器132及最小值选择器133。第1加法器131与第1实施方式的第1加法器131相同地进行动作。第2加法器132与第1实施方式的第2加法器132相同地进行动作。最小值选择器133与第1实施方式的最小值选择器133相同地进行动作。
[0208] 流量操作量输出部160b将流量变化率设定部120b所设定的流量变化率ΔQ换算为操作端即电源电路94的操作量。而且，该流量操作量输出部160b将该操作量输出至电源电路94。其结果，原动机转子的转速RPM发生变化。而且，与原动机转子的转速RPM的变化一同，压缩机转子81的转速RPM发生变化而排出流量Q成为气体流量指令所表示的请求气体流量。
[0209] 在第1实施方式中进行说明的燃气涡轮1中，当转速RPM或输出PW增加时，间隙量CL暂时变小，当转速RPM或输出PW减少时，间隙量CL暂时变大。另一方面，在压缩机80中，通常，因压缩机壳体88的热容与转动叶片84的热容之间的关系等，与蒸汽涡轮70相同地，当排出流量Q或转速RPM增加时，间隙量CL暂时变大，当排出流量Q或转速RPM减少时，间隙量CL暂时变小。即，间隙相对于排出流量Q或转速RPM的增减的变化倾向在燃气涡轮1及压缩机80中变得相反，在蒸汽涡轮70及压缩机80中变得相同。
[0210] 然而，在本实施方式中，与第1实施方式相同地，当间隙量CL较小时，流量变化率ΔQ变小，当间隙量CL较大时，流量变化率ΔQ变大。因此，在本实施方式中，能够缩短实际排出流量Q成为要求流量为止的时间，并且能够抑制间隙量CL极端变小。
[0211] 另外，以上，作为压缩机80的参数，采用作为压缩机80的输出(output)的排出流量Q，替而代之，也可以采用作为压缩机80的输出(output)的排出压力。在该情况下，求出与来自外部的气压指令所表示的请求气压与通过压力计检测到的排出压力的偏差相应的比例及积分控制量(PI控制量)即基本压力变化率。而且，使用基于上限压力变化率、间隙量CL的第1变更值及第2变更值，变更基本压力变化率。并且，作为压缩机80的参数，也可以采用压缩机80的转速RPM。在该情况下，求出与来自外部的转速指令所表示的请求转速与通过转速计102检测到的转速RPM的偏差相应的比例及积分控制量(PI控制量)即基本转速变化率。而且，使用基于上限转速变化率、间隙量的第1变更值及第2变更值，变更基本转速变化率。
[0212] 在压缩机80中，如以上进行的说明，当排出流量Q或转速RPM减少时，间隙量CL暂时变小，当排出流量Q或转速RPM增加时，间隙量CL暂时变大。因此，也可以仅在排出流量Q或转速RPM减少时，进行基于间隙量CL的排出流量Q或转速RPM的变化率的控制，当排出流量Q或转速RPM增加时，将排出流量Q或转速RPM的变化率设为固定值。
[0213] 并且，如在第1、第2及第3实施方式中进行的说明，只要是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，则即便是其他旋转机械，也与以上相同地，也可以根据间隙进行改变作为转速或输出(output)的排出流量等的变化率的控制。
[0214] “第4实施方式”
[0215] 以下，参考图17及图18对本发明所涉及的旋转机械设备的第4实施方式进行说明。
[0216] 如图17所示，本实施方式的旋转机械设备为联合循环成套设备。该联合循环成套设备具备燃气涡轮1、蒸汽涡轮70、发电机9c、废热回收锅炉95、主蒸汽管路91c、冷凝器96、供水管路97、给水泵98及控制装置100c。
[0217] 燃气涡轮1为与第1实施方式的燃气涡轮1相同结构的燃气涡轮1。因此，该燃气涡轮1具备压缩空气A的压缩机10、在通过压缩机10压缩的空气中燃烧燃料F而生成燃烧气体的燃烧器30及由燃烧气体驱动的涡轮40。在燃烧器30中连接有燃料F流动的燃料管路35。在该燃料管路35中设置有燃料调节阀36。在涡轮壳体48中设置有测量涡轮壳体48与第1列转动叶片44a之间的间隙量CLg的燃气涡轮间隙测量仪101a。
[0218] 蒸汽涡轮70为与第2实施方式的蒸汽涡轮70相同结构的蒸汽涡轮。在蒸汽涡轮壳体78中设置有测量蒸汽涡轮壳体78与第1列转动叶片74a之间的间隙量CLs的蒸汽涡轮间隙测量仪101b。
[0219] 发电机9c通过燃气涡轮1及蒸汽涡轮70的驱动进行发电。燃气涡轮转子2、蒸汽涡轮转子71及发电机9c的转子彼此连接而以相同的轴线Ar为中心一体地旋转。因此，本实施方式的联合循环成套设备为单轴型联合循环成套设备。
[0220] 废热回收锅炉95利用从燃气涡轮1排出的废气的热而将水变成蒸汽。主蒸汽管路91c将在废热回收锅炉95中所产生的蒸汽引向蒸汽涡轮70。在该主蒸汽管路91c中设置有调节流入于蒸汽涡轮70的蒸汽的流量的蒸汽调节阀92。冷凝器96冷却从蒸汽涡轮70排出的蒸汽而将该蒸汽变成水。供水管路97将冷凝器96内的水引向废热回收锅炉95。给水泵98将供水管路97中的水输送至冷凝器96。
[0221] 控制装置100c具有上述的燃料调节阀36、上述的蒸汽调节阀92、上述的燃气涡轮间隙测量仪101a、上述的蒸汽涡轮间隙测量仪101b、转速计102、输出计103及控制装置主体110c。转速计102在燃气涡轮转子2、蒸汽涡轮转子71及发电机9c的转子中，检测任一个转速RPM。输出计103检测发电机9c的发电量。另外，在本实施方式中，通过转速计102检测的转速RPM既是与燃气涡轮1相关的参数，也是与蒸汽涡轮70相关的参数。并且，通过输出计103检测的输出PW既是与燃气涡轮1相关的参数，也是与蒸汽涡轮70相关的参数。
[0222] 如图17所示，控制装置主体110c具有第1间隙信号处理部111a、第2间隙信号处理部111b、间隙选择输出部112、燃气涡轮输出变化率设定部120、燃气涡轮转速变化率设定部140、燃料操作量输出部160、蒸汽涡轮输出变化率设定部120a、蒸汽涡轮转速变化率设定部
140a及蒸汽操作量输出部160a。与第1实施方式的控制装置主体110相同地，该控制装置主体110c也是计算机。控制装置主体110c的各功能结构通过该计算机的CPU执行存储于计算机的控制程序来实现。
140a及蒸汽操作量输出部160a。与第1实施方式的控制装置主体110相同地，该控制装置主体110c也是计算机。控制装置主体110c的各功能结构通过该计算机的CPU执行存储于计算机的控制程序来实现。
[0223] 第1间隙信号处理部111a对来自多个燃气涡轮间隙测量仪101a的信号进行处理，而在多个燃气涡轮间隙测量仪101a测量到的间隙量CLg中，输出最小的间隙量CLg。另外，以下，将第1间隙信号处理部111a输出的间隙量CLg设为燃气涡轮间隙量CLg。第2间隙信号处理部111b对来自多个蒸汽涡轮间隙测量仪101b的信号进行处理，而在多个蒸汽涡轮间隙测量仪101b测量到的间隙量CLs中，输出最小的间隙量CLs。另外，以下，将第1间隙信号处理部111a输出的间隙量CLs设为蒸汽涡轮间隙量CLs。
[0224] 当输出PW增加时，间隙选择输出部112输出从第1间隙信号处理部111a输出的燃气涡轮间隙量CLg，当输出PW减少时，间隙选择输出部112输出从第2间隙信号处理部111b输出的蒸汽涡轮间隙量CLs。
[0225] 燃气涡轮输出变化率设定部120与第1实施方式的输出变化率设定部120相同。因此，本实施方式的燃气涡轮输出变化率设定部120也与第1实施方式的输出变化率设定部120相同地，具有基本输出变化率运算部121、变更值运算部124及变更部130。燃气涡轮转速变化率设定部140与第1实施方式的转速变化率设定部140相同。因此，本实施方式的燃气涡轮转速变化率设定部140也与第1实施方式的转速变化率设定部140相同地，具有基本转速变化率运算部141、变更值运算部144及变更部150。燃料操作量输出部160与第1实施方式的燃料操作量输出部160相同。因此，本实施方式的燃料操作量输出部160也与第1实施方式的燃料操作量输出部160相同地，具有输出变化率换算部162、转速变化率换算部164及选择部
169。
169。
[0226] 蒸汽涡轮输出变化率设定部120a与第2实施方式的输出变化率设定部120a相同。因此，本实施方式的蒸汽涡轮输出变化率设定部120a也与第2实施方式的输出变化率设定部120a相同地，具有基本输出变化率运算部121a、变更值运算部124a及变更部130a。蒸汽涡轮转速变化率设定部140a与第2实施方式的转速变化率设定部140a相同。因此，本实施方式的蒸汽涡轮转速变化率设定部140a也与第2实施方式的转速变化率设定部140a相同地，具有基本转速变化率运算部141a、变更值运算部144a及变更部150a。蒸汽操作量输出部160a与第2实施方式的蒸汽操作量输出部160a相同。因此，本实施方式的蒸汽操作量输出部160a也与第2实施方式的蒸汽操作量输出部160a相同地，具有输出变化率换算部162、转速变化率换算部164及选择部169。
[0227] 在联合循环成套设备中，若燃气涡轮1的转速RPM及输出PW增加，则与此联动而蒸汽涡轮70的转速RPM及输出PW增加。并且，如上所述，在燃气涡轮1中，当转速RPM或输出PW增加时，燃气涡轮间隙量CLg暂时变小，当转速RPM或输出PW减少时，燃气涡轮间隙量CLg暂时变大。并且，如上所述，在蒸汽涡轮70中，当转速RPM或输出PW增加时，蒸汽间隙量CLs暂时变大，当转速RPM或输出PW减少时，蒸汽间隙量CLs暂时变小。
[0228] 因此，在本实施方式中，当发电机9c的转速RPM及输出PW(联合循环成套设备整体中的输出PW)增加时，根据暂时变小的燃气涡轮间隙量CLg，设定燃气涡轮1的输出变化率ΔPW及转速变化率ΔRPM，并且设定蒸汽涡轮70的输出变化率ΔPW及转速变化率ΔRPM。并且，在本实施方式中，当发电机9c的转速RPM及输出PW减少时，根据暂时变小的蒸汽涡轮间隙量CLs，设定燃气涡轮1的输出变化率ΔPW及转速变化率ΔRPM，并且设定蒸汽涡轮70的输出变化率ΔPW及转速变化率ΔRPM。
[0229] 因此，在本实施方式中，燃气涡轮间隙量CLg及蒸汽涡轮间隙量CLs中，当因转速RPM或输出PW的增加而变小的蒸汽涡轮间隙量CLs较大时，燃气涡轮1及蒸汽涡轮70这两者的转速变化率ΔRPM及输出变化率ΔPW变大。另一方面，燃气涡轮间隙量CLg及蒸汽涡轮间隙量CLs中，当因转速RPM或输出PW的减少而变大的燃气涡轮间隙量CLg较大时，燃气涡轮1及蒸汽涡轮70这两者的转速变化率ΔRPM及输出变化率ΔPW变大。并且，在本实施方式中，燃气涡轮间隙量CLg及蒸汽涡轮间隙量CLs中，当因转速RPM或输出PW的增加而变小的燃气涡轮间隙量CLg较小时，燃气涡轮1及蒸汽涡轮70这两者的转速变化率ΔRPM及输出变化率ΔPW变小。另一方面，燃气涡轮间隙量CLg及蒸汽涡轮间隙量CLs中，当因转速RPM或输出PW的减少而变大的蒸汽涡轮间隙量CLs较小时，燃气涡轮1及蒸汽涡轮70这两者的转速变化率ΔRPM及输出变化率ΔPW变小。
[0230] 因此，在本实施方式中，也与第1实施方式相同地，能够缩短转速RPM达到额定转速为止的启动时间。而且，在本实施方式中，能够缩短输出PW成为请求输出为止的时间。而且，在本实施方式中，能够抑制燃气涡轮间隙量CLg及蒸汽涡轮间隙量CLs这两者极端变小。
[0231] 在联合循环成套设备中，除了如本实施方式那样的单轴型联合循环成套设备以外，还有多轴型联合循环成套设备。该多轴型联合循环成套设备中，燃气涡轮转子2与蒸汽涡轮转子71未机械连接，而在燃气涡轮转子2及蒸汽涡轮转子71中分别连接有单独的发电机的转子。在这种多轴型联合循环成套设备中，也与以上进行说明的单轴型联合循环成套设备相同地，若燃气涡轮1的转速RPM及输出PW增加，则与此联动而蒸汽涡轮70的转速RPM及输出PW增加。因此，在这种多轴型联合循环成套设备中，也可以进行与本实施方式相同的控制。
[0232] 产业上的可利用性
[0233] 根据本发明的一方式，能够抑制旋转机械的损伤并且在短时间内使旋转机械的转速或输出达到目标值。
[0234] 符号说明
[0235] 1-燃气涡轮(旋转机械)，2-燃气涡轮转子，5-燃气涡轮壳体，9、9a、9c-发电机，9b-原动机，10、80-压缩机，11、81-压缩机转子，12、82-转子轴，13、83-转动叶片列，14、85-固定叶片列，18、88-压缩机壳体，18a-压缩机主体壳体，18b-中间壳体，19-空气压缩流路，21-IGV(进气流量调节器)，22-可转动叶片，23-驱动器，30-燃烧器，31-燃烧筒(或尾筒)，32-燃料喷射器，35-燃料管路，36-燃料调节阀(操作端)，40-涡轮，41-涡轮转子，42-转子轴，42a-第1级轴部，42c-冷却通路，43-转动叶片列，44-转动叶片，44a-第1列转动叶片，44c-冷却通路，48-涡轮壳体，49-燃烧气体流路，53-固定叶片列，54-固定叶片，60-冷却装置，61-抽气管路，62-冷却器，63-介质管路，64-冷却调节器，70-蒸汽涡轮(旋转机械)，71-蒸汽涡轮转子，72-转子轴，73-转动叶片列，74-转动叶片，75-固定叶片列，76-固定叶片，78-蒸汽涡轮壳体，78i-蒸汽入口，78o-蒸汽出口，79-蒸汽主流路，84-转动叶片，84a-最终列转动叶片，86-固定叶片，88i-气体入口，88o-气体出口，89-气体压缩流路，91、91c-主蒸汽管路，92-蒸汽调节阀(操作端)，93-压缩气体管路，94-电源电路(操作端)，95-废热回收锅炉，96-冷凝器，97-供水管路，98-给水泵，100、100a、100b、100c-控制装置，101-间隙测量仪，101a-燃气涡轮间隙测量仪，101b-蒸汽涡轮间隙测量仪，102-转速计(参数测量仪)，103-输出计(参数测量仪)，104-流量计(参数测量仪)，110、110a、110b、110c-控制装置主体，111-间隙信号处理部，111a-第1间隙信号处理部，111b-第2间隙信号处理部，112-间隙选择输出部，120-输出变化率设定部(燃气涡轮输出变化率设定部)，120a-输出变化率设定部(蒸汽涡轮输出变化率设定部)，120b-流量变化率设定部，121、121a-基本输出变化率运算部，122-目标输出运算部，123、129、129b、143、149-ΔPI运算部，124、124a、124b、144、144a-变更值运算部，
125-上限输出变化率运算部，125b-上限流量变化率运算部，126、126b、146-第1变更值运算部(第1运算部)，127、127b、147-第2变更值运算部(第2运算部)，128、128b、148-容许最小值存储部，130、130a、150、150a、172、182-变更部，131、151-第1加法器，132、152-第2加法器，
133、153-最小值选择器，140-转速变化率设定部(燃气涡轮转速变化率设定部)，140a-转速变化率设定部(蒸汽涡轮转速变化率设定部)，141、141a-基本转速变化率运算部，142-目标转速运算部，145-上限转速变化率运算部，160-燃料操作量输出部，160a-蒸汽操作量输出部，160b-流量操作量输出部，162、162a-输出变化率换算部，164、164a-转速变化率换算部，
169、169a-选择部，170-冷却操作量设定部，171-冷却操作量产生部，179-冷却操作量输出部，180-进气操作量设定部，181-IGV开度产生部，189-进气操作量输出部，191-CPU，192-存储器，193-辅助存储装置，193a-燃气涡轮固有值数据，193b-控制程序，193c-OS(Operating System)程序，194-存储/播放装置，195-输入输出接口，195a-手动输入装置，195b-显示装置，196-设备I接口，197-设备0接口，198-通信接口，Ar-轴线，Da-轴线方向，Dau-轴线上游侧，Dad-轴线下游侧，Dc-周向，Dr-径向，Dri-径向内侧，Dro-径向外侧。
125-上限输出变化率运算部，125b-上限流量变化率运算部，126、126b、146-第1变更值运算部(第1运算部)，127、127b、147-第2变更值运算部(第2运算部)，128、128b、148-容许最小值存储部，130、130a、150、150a、172、182-变更部，131、151-第1加法器，132、152-第2加法器，
133、153-最小值选择器，140-转速变化率设定部(燃气涡轮转速变化率设定部)，140a-转速变化率设定部(蒸汽涡轮转速变化率设定部)，141、141a-基本转速变化率运算部，142-目标转速运算部，145-上限转速变化率运算部，160-燃料操作量输出部，160a-蒸汽操作量输出部，160b-流量操作量输出部，162、162a-输出变化率换算部，164、164a-转速变化率换算部，
169、169a-选择部，170-冷却操作量设定部，171-冷却操作量产生部，179-冷却操作量输出部，180-进气操作量设定部，181-IGV开度产生部，189-进气操作量输出部，191-CPU，192-存储器，193-辅助存储装置，193a-燃气涡轮固有值数据，193b-控制程序，193c-OS(Operating System)程序，194-存储/播放装置，195-输入输出接口，195a-手动输入装置，195b-显示装置，196-设备I接口，197-设备0接口，198-通信接口，Ar-轴线，Da-轴线方向，Dau-轴线上游侧，Dad-轴线下游侧，Dc-周向，Dr-径向，Dri-径向内侧，Dro-径向外侧。
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