[发明专利]用以维持排放和动态的结合增量调谐的燃气涡轮发动机的自动延长下调

说明书

本发明提供了一种自动调谐控制器和调谐过程，该调谐过程由此实施用于测量和调谐相对于预定的上限的GT发动机的燃烧动态和排放。最初，调谐过程包括监测针对多个条件的多个燃烧器的燃烧动态和排放。在确定条件中的一个或更多个超过预定上限时，至发动机上的所有燃烧器上的燃料回路的燃料流分离调节预定的量。控制系统继续监测燃烧动态，并且燃料流分离递归地调节预定的量，直到燃烧动态和/或排放在GT发动机的规定范围内运行。此外，提供了一种用以找到最小负载的GT发动机的自动延长下调的方法。

技术领域

本发明大体上涉及自动调谐燃气涡轮发动机。更具体而言，一种过程和系统被识别为用于提供控制系统来自动地调谐燃气涡轮发动机，通过增量地调节燃烧器内的一个或更多个燃料流分离，增量地调节气体燃料温度，并且/或者通过结合增量调谐增量减少供应至燃气涡轮发动机的负载，用以维持燃气涡轮发动机的排放和动态。

背景技术

燃气涡轮发动机运行成产生机械功或推力。具体而言，陆基燃气涡轮发动机典型地具有为了生成电力目的而联接于其的发电机。燃气涡轮发动机的轴联接于发电机。轴的机械能用于驱动发电机，以至少向电网供应电力。发电机通过主断路器与电网的一个或更多个元件连通。当主断路器闭合时，电流可在存在对电力的需求时从发电机流动至电网。从发电机的电流的抽吸引起了施加于燃气涡轮的负载。该负载本质上为施加于发电机的阻抗，燃气涡轮必须克服该阻抗，以维持发电机的电输出。

控制系统日益用于调整燃气涡轮发动机的运行。在运行中，控制系统接收多个指示，其传达燃气涡轮发动机的当前运行状况(包括压力、温度、燃料流速以及发动机频率)。作为响应，控制系统对燃气涡轮发动机的输入进行调节，由此根据编码到控制系统的存储器中的查找表，基于多个指示来改变燃气涡轮发动机的性能。随着时间的过去，该性能可由于燃气涡轮发动机的机械劣化或运行条件(如环境温度或燃料成分)的改变而落在优选的运行范围之外。例如，燃气涡轮发动机可开始超出规定的排放限值的运行。就此而言，需要多个手动调谐来更新控制系统。手动调谐为劳动密集型的，并且可产生业务相关的低效率，如在调谐过程中燃气涡轮的延长的停机时间和操作者的错误。此外，由于存在特定的时间窗口(其中手动调谐可能不可用(例如，高动态事件)，但是执行调谐运行将有益于保护而免于对硬件的潜在损坏)，所以在这些窗口期间的自动调谐获得益处，这些益处典型地在使用手动调谐时被错失。

发明内容

本发明的各种实施例的主题在本公开中具体地描述，以满足法定要求。然而，该描述不旨在限制权利要求的范围。相反，要求权利的主题可以以各种其它方式实施，以包括不同的特征、构件、元件，组合以及步骤(类似于本文档中且结合其它现在和将来的技术描述的那些)。术语不应当被解释为暗示在本文中公开的各种步骤之中或之间的任何特定顺序，除非明确地要求了步骤的规定顺序。描绘的各种构件的许多不同布置以及未示出的构件的使用在不脱离以下权利要求的范围的情况下为可能的。此外，本发明内容不旨在明确要求权利的主题的关键特征或基本特征，也不旨在孤立地用作辅助来确定要求权利的主题的范围。本发明的范围由权利要求限定。

根据本发明，提供了一种监测燃气涡轮发动机的运行条件并响应超过预定上限的条件的新颖方式。此外，提供了一种新颖方式，该新颖方式通过结合增量调谐增量减少负载来执行燃气涡轮(GT)发动机的自动延长下调(AET)用以维持GT发动机的排放和动态。最初，可监测各种发动机运行条件和标准。经由实例，这些运行条件可包括但不限于排放、燃烧器动态模式，如贫油熄火(LBO)、冷色调(CT)，热色调(HT)以及尖叫声。当监测的运行条件超过一个或更多个预定上限时，可改变发动机参数，以调节该条件，以使其在极限内，由此调节GT发动机。