[发明专利]多分管型燃烧室使用燃烧动态调谐算法的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及燃烧动态控制，更具体地，本发明涉及多分管型燃烧 室使用燃烧动态调谐算法的系统和方法。

背景技术

旋转机械(诸如燃气涡轮发动机)中的燃烧系统的设计和运行比较 复杂。为了运行这种发动机，常规的燃烧动态调谐算法可利用与各种 发动机部件相关的一个或多个传感器来获取发动机的性能和运行特 性。例如，General Electric型号为GE-10的单分管型燃烧室可利用来 自多个燃烧动力传感器的输出，以使用常规的动态调谐算法对燃烧室 进行调谐。在另一个实例中，环管型燃烧室可包括以环状构造布置的 多个分管，并且可利用来自多个燃烧动态传感器(一个传感器用于一个 分管)的输入，以使用另一种常规的动态调谐算法对燃烧室进行调谐。 考虑到分管与分管之间的差异，后一种动态调谐算法可检查各传感器 是否处于预定的范围内，然后将传感器设定到中间特性值，或者备选 地，将所有传感器的输出取平均，以确定需要执行的动态信号。

在某些情况下，与燃烧室(诸如单分管型燃烧室或环管型燃烧室) 相关的一个或多个传感器可能提供不足或错误的数据或测量值。例 如，传感器可能在燃烧室运行过程中失效，来自传感器的数据可能停 止或者另外地被视为错误的或不足的。如果超过一个的传感器提供不 足或错误的数据或测量值，则这种数据或测量值可输入到常规的动态 调谐算法中，并且导致燃烧室的效率下降。在另外的情况下，调谐不 良或效率下降可导致燃烧室产生过大的振动或对燃烧室造成破坏。

因此，需要多分管型燃烧室使用燃烧动态调谐算法的系统和方 法。

发明内容

本发明的实施例可满足上述一些或全部需要。本发明的实施例大 体涉及多分管型燃烧室使用燃烧动态调谐算法的系统和方法。根据本 发明的一个实施例，可利用发动机模型对包括多个分管的发动机实施 用于控制燃气涡轮发动机的方法。该方法可包括获取与发动机的多个 分管相关的运行频率信息。另外，该方法可包括确定至少两个分管的 运行频率信息之间的差异。此外，该方法可包括至少部分地基于该差 异来确定中值(median value)。此外，该方法可包括确定中值是否超出 至少一个运行阈值。该方法还可包括，如果超出至少一个运行阈值， 则执行至少一种发动机控制动作来改变至少一个运行频率。

根据本发明的另一个实施例，可实现用于控制燃气涡轮发动机的 系统。该系统可包括适于获取与相应分管相关的运行频率信息的多个 传感器。该系统还可包括控制器，该控制器适于至少部分地基于运行 频率信息来确定至少两个分管的运行频率信息之间的差异。此外，控 制器可适于至少部分地基于该差异来确定中值。另外，该控制器可适 于，如果超出至少一个运行阈值，则执行至少一种发动机控制动作来 改变至少一个运行频率。

根据本发明的另一个实施例，可实现用于控制带有多个分管的燃 气涡轮发动机的基于模型的控制系统。该系统可包括适于获取与相应 分管相关的运行频率信息的多个传感器。另外，该系统可包括适于从 多个传感器接收信息的模型。该模型可适于确定至少两个分管的运行 频率信息之间的差异。此外，该模型可适于至少部分地基于该差异来 确定中值。另外，该模型可适于至少部分地基于中值来确定输出。此 外，该模型可适于确定中值是否超出至少一个运行阈值。另外，该模 型可适于确定适合于改变至少一个运行频率的输出。此外，该系统可 包括控制器，该控制器适于至少部分地基于来自发动机模型的输出来 确定发动机控制动作，并且还适于输出控制命令以执行发动机控制动 作。

根据以下结合附图所做的描述，本发明的其它实施例以及实施例 的其它方面将变得显而易见。

附图说明

上文概括地描述了本发明，以下将参照未必按比例绘制的附图， 其中：

图1是表示燃气涡轮发动机实例的布置的示意图，该燃气涡轮发 动机可通过本发明的实施例进行控制。

图2是显示根据本发明实施例的发动机控制系统的部件的框图。

图3是显示根据本发明的一个实施例的在执行期间的燃烧动态调 谐模型的框图。

图4-5显示根据本发明实施例的基本燃烧动态调谐工艺和燃气涡 轮发动机的实例流程图。

图6-9显示根据本发明实施例的主动(active)燃烧动态调谐工艺和 燃气涡轮发动机的实例流程图。