Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abgasrückführungssystem und insbesondere ein Verfahren und ein System zur Regelung der Abgasmenge, die nach der Behandlung durch ein Rückführungssystem wieder in eine Turbomaschine eintritt.
Es gibt eine zunehmende Besorgnis über die Langzeitwirkungen von Stickoxid (nachstehend NOx) und Kohlendioxid (nachstehend "CO2") und Schwefeloxid (SOx)-Emissionen auf die Umwelt. Die zulässigen Emissionspegel, die von einer Turbomaschine wie zum Beispiel einer Gasturbine emittiert werden dürfen, sind streng reguliert. Die Betreiber von Turbomaschinen wünschen Verfahren, um die emittierten NOx-, CO2- und SOx-Pegel zu reduzieren.
Im Abgasstrom sind signifikante Mengen an kondensierbaren Dämpfen vorhanden. Diese Dämpfe enthalten gewöhnlich verschiedene Bestandteile wie z. B. Wasser, Säuren, Aldehyde, Kohlenwasserstoffe, Schwefeloxide und Chlorverbindungen. Unbehandelt gelassen, beschleunigen diese Bestandteile die Korrosion und Verschmutzung der inneren Bauteile, wenn ihr Eintritt in die Gasturbine zugelassen wird.
Die Abgasrückführung (AGR) beinhaltet allgemein die Rückführung eines Teils der emittierten Abgase durch einen Einlassabschnitt der Turbomaschine. Das Abgas wird dann vor der Verbrennung mit dem Zuluftstrom vermischt. Der AGR-Prozess erleichtert die Entfernung und die Absonderung von konzentriertem CO2und kann auch die NOx- und SOx-Emissionspegel reduzieren.
Bei den aktuell bekannten AGR-Systemen sind einige Probleme vorhanden. Die Menge und Rate des rückgeführten Abgases beeinflusst die Betriebsfähigkeit der Turbomaschine, einschliesslich, aber ohne darauf beschränkt zu sein: die Brennkammerstabilität, die Emissionen, die Verdichterstabilität und die Komponentenlebensdauer.
Aus den obigen Gründen besteht ein Bedarf nach einem Verfahren und System zur Regelung der Zusammensetzung des aus dem AGR-System austretenden Einlassfluids. Das Verfahren und das System sollte die Durchflussrate des Abgases, das wieder in die Turbomaschine eintritt, regeln. Das Verfahren und System sollte die Zusammensetzung des Einlassfluids als Regelparameter verwenden. Das Verfahren und System sollte auch die Empfindlichkeit des AGR-Systems gegenüber unterschiedlichen BrennstoffZusammensetzungen reduzieren.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Regelung eines Abgasstroms bereitgestellt, wobei der Abgasstrom durch eine Turbomaschine erzeugt wird; wobei das Verfahren umfasst: das Vorsehen mindestens eines Abgasrückführungssystems (AGR-Systems), umfassend: mindestens eine AGR-Strom-Konditioniervorrichtung und mindestens eine Durchflussregelvorrichtung; das Verwenden der Durchflussregelvorrichtung, wobei das Verwenden der Durchflussregelvorrichtung die Schritte umfasst des: Empfangens eines Soll-AGR-Anteils, der den Teil des Abgasstroms in einem Einlassfluid enthält, wobei das Einlassfluid in den Einlassabschnitt der Turbomaschine eintritt; Bestimmens des aktuellen AGR-Anteils;
Bestimmens, ob der aktuelle AGR-Anteil in einem Bereich des Soll-AGR-Anteils liegt; und Anpassens einer AGR-Rate des Abgasstroms, wenn der aktuelle AGR-Anteil ausserhalb des Bereichs des Soll-AGR-Anteils liegt.
Nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Regelung eines Abgasstroms bereitgestellt, wobei der Abgasstrom durch eine Turbomaschine erzeugt wird; wobei das Verfahren umfasst: das Vorsehen mindestens eines Abgasrückführungssystems (AGR-Systems), umfassend: das Verwenden eines Durchsatzregelungssystems, wobei die Verwendung der Durchsatzregelung die Schritte umfasst des: Empfangens eines Soll-AGR-Anteils mindestens eines Bestandteils; Bestimmens eines Soll-AGR-Anteils; Bestimmens eines aktuellen AGR-Anteils;
Bestimmens, ob der aktuelle AGR-Anteil innerhalb des Bereichs des Soll-AGR-Anteils liegt; und Anpassens einer AGR-Rate des Abgasstroms, wenn der aktuelle AGR-Anteil ausserhalb des Bereichs des Soll-AGR-Anteils liegt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
<tb>Fig. 1<sep>stellt eine schematische Darstellung der Umgebung dar, in welcher eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrieben wird.
<tb>Fig. 2<sep>ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Verfahrens zur Verwendung eines AGR-Bestand-teilregelungssystems nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
<tb>Fig. 3<sep>ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Verfahrens zur Verwendung eines AGR-Durchsatz-regelungssystems nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
<tb>Fig. 4<sep>ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Verfahrens zur Verwendung eines AGR-Bestand-teilregelungssystems nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
<tb>Fig. 5<sep>ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Verfahrens zur Verwendung eines AGR-Durchsatz-regelungssystems nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
<tb>Fig. 6<sep>ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Systems zur Anpassung einer AGR-Rate nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die folgende ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen bezieht sich auf die beiliegenden Zeichnungen, die spezifische Ausführungsformen der Erfindung veranschaulichen. Andere Ausführungsformen mit abweichender Struktur und Arbeitsweise weichen nicht vom Umfang der vorliegenden Erfindung ab.
Bestimmte Ausdrücke, die hierin verwendet werden, sollen dem Leser nur das Verständnis erleichtern und den Umfang der Erfindung nicht einschränken. Zum Beispiel beschreiben Wörter wie "oberer", "unterer", "linker" "rechter", "vorderer", "hinterer", "oben", "unten", "horizontal", "vertikal", "vorgeordnet", "nachgeordnet", "vor", "hinter" und dergleichen lediglich die Konfiguration, die in den Zeichnungen gezeigt wird. Doch das oder die Element(e) einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können in jede Richtung orientiert sein und es versteht sich, dass die Ausdrücke solche Varianten umfassen sollen, ausser bei anderslautender Angabe.
Eine AGR-Rate kann als die Rate und Menge des Abgasstroms betrachtet werden, die in den Einlassabschnitt der Turbomaschine eintritt. Die Zusammensetzung des Einlassfluids schliesst, aber ohne darauf beschränkt zu sein, den Abgasstrom, die Zuluft und mindestens einen der obigen Bestandteile und Kombinationen davon ein.
Die vorliegende Erfindung kann auf verschiedene Turbomaschinen angewandt werden, die ein gasförmiges Fluid erzeugen, wie z.B., aber ohne darauf beschränkt zu sein, eine Hochleistungsgasturbine, eine aeroderivative Gasturbine oder dergleichen (nachstehend als "Gasturbine" bezeichnet). Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann auf eine einzelne Gasturbine oder auf eine Vielzahl von Gasturbinen angewandt werden. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann auf eine Gasturbine angewandt werden, die in einer Konfiguration mit einem einfachen Prozess oder mit einem kombinierten Prozess betrieben wird.
Nun auf die Zeichnungen Bezug nehmend, wobei die verschiedenen Bezugszeichen überall in den Ansichten gleiche Elemente darstellen, ist Fig. 1eine schematische Darstellung, die die Umgebung zeigt, in welcher eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrieben wird. Fig. 1 zeigt eine Anlage 100 wie z. B., aber ohne darauf beschränkt zu sein, ein Kraftwerk mit einer Turbomaschine 105, einem AGR-System 107, einem Wärmerückgewinnungsdampferzeuger (HRSG) 155 und einem Abgasschornstein 165. Alternativ dazu kann die vorliegende Erfindung mit einer Anlage 100 integriert sein, die keinen HRSG 155 aufweist.
Das AGR-System 107 umfasst mehrfache Elemente. Die Konfiguration und die Reihenfolge der Elemente können von der Zusammensetzung des Abgasstroms 170 und der Art des Kühlfluids abhängig sein, das von den Komponenten des AGR-Systems 107 verwendet wird. Zudem können andere Ausführungsformen des AGR-Systems 107 zusätzliche oder weniger Komponenten als die im Folgenden beschriebenen Komponenten aufweisen. Deshalb können verschiedene Anordnungen und/oder Konfigurationen, die von Fig. 1 abweichen, mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung integriert werden.
Wie in Fig. 1 gezeigt, umfasst das AGR-System 107: eine Mischstation 115, eine Einlassmodulationsvorrichtung 120, eine Bypassmodulationsvorrichtung 125, einen Bypass-Kamin 130, mindestens eine AGR-Strom-Konditioniervorrichtung 135, eine nachgeordnete Temperaturkonditioniervorrichtung 140, ein Bestandteilreduktionssystem 145, eine vorgeordnete Temperaturkonditioniervorrichtung 150, mindestens eine Abgasmodulationsvorrichtung 160 und mindestens eine AGR-Rückkopplungseinrichtung 175. Die mindestens eine AGR-Rückkopplungsvorrichtung 175 kann direkte oder indirekte Daten bereitstellen über mindestens eines von: der aktuellen AGR-Rate, der Konzentration des mindestens einen Bestandteils oder Kombinationen davon.
Allgemein kann der vom AGR-System 107 verwendete Prozess einschliessen: das Kühlen des Abgasstroms 170; die Reduktion und Entfernung der oben genannten Bestandteile im Abgasstrom 170; und dann das Mischen des Abgasstroms 170 mit der Zuluft, wodurch ein Einlassfluid geformt wird, das vom Einlassabschnitt 110 zum Abgasschornstein 165 durchströmt. Das AGR-System 107 kann die Temperatur des Abgasstroms 170 auf eine Sättigungstemperatur senken, bei der die obigen Bestandteile kondensieren und dann entfernt werden können. Alternativ dazu kann das AGR-System 107 auch die Temperatur des Abgasstroms 170 senken und einen Gaswäscheprozess (oder dergleichen) verwenden, um die obigen Bestandteile zu entfernen.
Während das AGR-System 107 in Betrieb ist, kann die mindestens eine AGR-Rückkopplungsvorrichtung 175 die Durchflussrate des Abgasstroms 170 bestimmen, die zur Bestimmung des AGR-Anteils verwendet werden kann. Die mindestens eine AGR-Rückkopplungsvorrichtung 175 kann benachbart zum Einlassabschnitt 110 der Turbomaschine 105 angeordnet sein. Die mindestens eine AGR-Rückkopplungsvorrichtung 175 kann verwendet werden, um die Konzentration des mindestens einen Bestandteils im Einlassfluid zu bestimmen.
Es ist anzumerken, dass die vorliegende Erfindung als ein Verfahren, System oder Computerprogramm-Produkt ausgeführt werden kann. Demnach kann die vorliegende Erfindung die Form einer ausschliesslich hardwaremässigen Ausführungsform, einer ausschliesslich softwaremässigen Ausführungsform (einschliesslich Firmware, speicherresidenter Software, Mikrocode usw.) oder einer Ausführungsform annehmen, die Software- und Hardwareaspekte miteinander verbindet, die hierin allgemein sämtlich als "Schaltkreis", "Modul" oder "System" bezeichnet werden. Überdies kann die vorliegende Erfindung die Form eines Computerprogramm-Produkts auf einem computerlesbaren Speichermedium annehmen, das einen computerlesbaren Programmcode enthält, der im Medium ausgeführt ist.
Jedes geeignete computerlesbare Medium kann verwendet werden. Das computerlesbare Medium kann z. B., aber ohne darauf beschränkt zu sein, ein elektronisches, magnetisches, optisches, elektromagnetisches, Infrarot- oder Halbleiter-System, -Apparat, -Gerät oder -Ausbreitungsmedium sein. Spezifischere Beispiele (eine nicht erschöpfende Liste) des computerlesbaren Mediums würden Folgendes einschliessen:
eine elektrische Verbindung mit einem oder mehreren Drähten, eine tragbare Computerdiskette, eine Festplatte, einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen Nur-Lesen-Speicher (ROM), einen löschbaren programmierbaren Nur-Lesen-Speicher (EPROM oder Flash-Memory), eine optische Faser, einen tragbaren Compact-Disk-Nur-Lesen-Speicher (CD-ROM), ein optisches Speichergerät, ein Übertragungsmedium wie jene, die das Internet oder ein Intranet unterstützen, oder ein magnetisches Speichergerät.
Es ist anzumerken, dass das computerlesbare Medium sogar Papier oder ein sonstiges geeignetes Medium sein kann, auf dem das Programm gedruckt ist, da das Programm z.B. durch optische Abtastung des Papiers oder anderen Mediums elektronisch erfasst und dann auf geeignete Weise kompiliert, interpretiert oder bei Bedarf auf sonstige Weise verarbeitet werden und dann in einem Computerspeicher gespeichert werden kann. Im Kontext dieser Patentschrift kann ein computerlesbares Medium jedes Medium sein, welches das Programm zur Verwendung durch oder in Verbindung mit dem Anweisungsausführungssystem, -apparat oder -gerät enthalten, speichern, übertragen, ausbreiten oder transportieren kann.
Der Computerprogrammcode zur Durchführung der Vorgänge der vorliegenden Erfindung kann in einer objektorientierten Programmiersprache wie z.B. Java7, Smalltalk oder C++ oder dergleichen geschrieben sein. Der Computerprogrammcode zur Durchführung der Vorgänge der vorliegenden Erfindung kann aber auch in konventionellen prozeduralen Programmiersprachen wie die Programmiersprache"C" oder einer ähnlichen Sprache geschrieben sein. Der Programmcode kann als selbstständiges Softwarepaket vollständig auf dem Rechner des Benutzers, teilweise auf dem Rechner des Benutzers und teilweise auf einem Fernrechner oder vollständig auf einem Fernrechner ausgeführt werden.
Im letzteren Szenario kann der Fernrechner über ein lokales Netzwerk (LAN) oder ein Weitverkehrsnetz (WAN) mit dem Rechner des Benutzers verbunden sein, oder die Verbindung zu einem externen Rechner kann hergestellt werden (z.B. über das Internet mit einem Internet-Dienstanbieter).
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend Bezugnehmend auf Flussdiagramme und/oder Blockdiagramme der Verfahren, Vorrichtungen (Systeme) und Computerprogramm-Produkte nach Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Es versteht sich, dass jeder Block der Fluss- und/oder Blockdiagramme und Kombinationen von Blöcken in Fluss- und/ oder Blockdiagrammen durch Computerprogramm-Anweisungen implementiert werden können.
Diese Computerprogramm-Anweisungen können einem Prozessor eines Universalrechners, eines Spezialrechners oder sonstigen programmierbaren Datenverarbeitungsgeräts zur Erzeugung einer Maschine zugeführt werden, sodass die Anweisungen, die vom Prozessor des Rechners oder sonstigen programmierbaren Datenverarbeitungsgeräts ausgeführt werden, Mittel zur Implementierung der im Block oder in Blöcken des Flussdiagramms und/oder Blockdiagramms angegebenen Funktionen/ Vorgänge erzeugen.
Die vorliegende Erfindung hat die technische Wirkung, dass sie die Zusammensetzung eines aus einem AGR-System austretenden und in den Einlassabschnitt einer Turbomaschine eintretenden Einlassfluids regelt, das als Arbeitsfluid betrachtet werden kann.
Diese Computerprogramm-Anweisungen können auch in einem computerlesbaren Speicher gespeichert sein, der einen Rechner oder ein anderes programmierbares Datenverarbeitungsgerät anweisen kann, auf bestimmte Weise zu funktionieren, sodass die im computerlesbaren Speicher gespeicherten Anweisungen ein Produkt mit Anweisungsmitteln ergeben, die die im Block oder in Blöcken des Flussdiagramms und/oder Blockdiagramm angegebenen Funktionen/Vorgänge implementieren.
Die Computerprogramm-Anweisungen können auch in einen Rechner oder ein anderes programmierbares Datenverarbeitungsgerät geladen werden, um im Rechner oder anderen programmierbaren Gerät die Durchführung einer Reihe von Arbeitsschritten zu bewirken, um einen computerimplementierten Prozess zu ergeben, sodass die Anweisungen, die im Rechner oder anderen programmierbaren Gerät ausgeführt werden, Schritte zur Implementierung der im Block oder in Blöcken des Flussdiagramms und/oder Blockdiagramms angegebenen Funktionen/Vorgänge bereitstellen.
Die vorliegende Erfindung kann konfiguriert sein, um das Einlassfluid der Turbomaschine 105 automatisch oder kontinuierlich zu überwachen, um die Menge des Abgasstroms 170 zu bestimmen, die in den Einlassabschnitt 110 eintreten sollte. Alternativ dazu kann das Regelungssystem konfiguriert sein, um zum Start des Betriebs eine Betätigung des Benutzers zu erfordern. Eine Ausführungsform des Regelungssystems der vorliegenden Erfindung kann als eigenständiges System betrieben werden. Alternativ dazu kann das Regelungssystem als Modul oder Ähnliches in ein umfassenderes System wie z. B. ein Turbinen- oder ein Anlagenregelungssystem integriert sein. Zum Beispiel, aber ohne darauf beschränkt zu sein, kann das Regelungssystem der vorliegenden Erfindung mit dem Regelungssystem zum Betreiben des AGR-Systems 107 integriert sein.
Nun wird auf Fig. 2 Bezug genommen, die ein Flussdiagramm ist, das ein Beispiel eines Verfahrens 200 zur Verwendung eines AGR-Bestandteilregelungssystems nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Das Verfahren 200 kann mindestens ein AGR-Bestandteilregelungssystem umfassen, das zum Beispiel, aber ohne darauf beschränkt zu sein, in den Schritten 210 bis 260 betrieben werden kann. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das AGR-System 107 mit einer grafischen Benutzeroberfläche (GUI) oder dergleichen integriert sein. Die GUI kann dem Bediener die Navigation durch das im Folgenden beschriebene Verfahren 200 erlauben. Die GUI kann auch mindestens eine Statusmeldung des AGR-Systems 107 anzeigen.
In Schritt 210 des Verfahrens 200 kann das AGR-System 107 einen Abgasstrom 170 wie beschrieben behandeln. Je nach Typ und/oder Betrieb der Turbomaschine 105 kann das erzeugte Abgas eine Durchflussrate von etwa 10 000 Lb/hr bis etwa 50 000 000 Lb/hr und eine Temperatur von etwa 100[deg.] Fahrenheit bis etwa 1100[deg.] Fahrenheit aufweisen.
In Schritt 220 kann das Verfahren 200 einen Soll-AGR-Anteil empfangen. Der AGR-Anteil kann als die Durchflussrate des Abgasstroms 170 betrachtet werden. Alternativ dazu kann er als die Menge wie z.B., aber ohne darauf beschränkt zu sein, ein Prozentsatz des Abgasstroms 170 im Einlassfluid betrachtet werden. Hier kann der AGR-Anteil bestimmt werden, indem der Massendurchsatz des Abgasstroms 170 durch den Massendurchsatz der Zuluft dividiert wird.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Verfahren 200 den AGR-Anteil automatisch vom Steuersystem empfangen, das das AGR-System 107 betreibt. In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Benutzer den AGR-Anteil eingeben.
In Schritt 230 kann das Verfahren 200 den Sollpegel mindestens eines Bestandteils bestimmen. Das Verfahren 200 kann zur Bestimmung des Sollpegels eine Spezieserhaltungsmaschine oder dergleichen verwenden. Die Spezieserhaltungsmaschine kann eine Vielzahl von Turbomaschinenbetriebsdaten zusammen mit dem Soll-AGR-Anteil integrieren, um den Sollpegel zu berechnen. Die Vielzahl von Turbomaschinenbetriebsdaten kann einschliessen: mindestens eine BrennstoffZusammensetzung; den Verdichterluftstrom der Turbomaschine 105 und den Brennstoffström der Turbomaschine 105.
Die mindestens eine BrennstoffZusammensetzung kann umfassen, ohne aber darauf beschränkt zu sein: die Zusammensetzung des Brennstoffs, der in ein Verbrennungssystem der Turbomaschine 105 eintritt; und die Zusammensetzung des Brennstoffs, der in einem Hilfszündsystem verwendet wird, das mit der Turbomaschine 105 integriert ist, wobei das Hilfszündsystem einen Hilfskessel ein-schliessen kann, oder Kombinationen davon.
Die Spezieserhaltungsmaschine kann eine physikalische Gleichung oder dergleichen enthalten, um den Sollpegel mindestens eines Bestandteils zu berechnen. Wie erläutert, umfasst der mindestens eine Bestandteil mindestens eines von: SOx, NOx, CO2, O2, Wasser, Chloridionen, Säuren, Aldehyde, Kohlenwasserstoffe oder Kombinationen davon.
Die Spezieserhaltungsmaschine kann eine physikalische Gleichung oder dergleichen enthalten, um den Sollpegel mindestens eines Bestandteils zu berechnen. Zum Beispiel, aber ohne darauf beschränkt zu sein, kann die Spezieserhaltungsmaschine einen Soll-Abgas-CO2-Molanteil berechnen in Abhängigkeit von: einem Soll-AGR-Massenanteil, dem Brennstoffström, der BrennstoffZusammensetzung und dem Einlassstrom der Turbomaschine 105. Der Wert des Soll-Abgas-CO2-Molanteils kann mit einem von der mindestens einen AGR-Rückkopplungsvorrichtung 175 gemessenen CO2-Molanteil verglichen werden. Der Vergleichsvorgang kann ein Fehlersignal ergeben, das vom Verfahren 200 zur Rückkopplungsregelung des AGR-Durchflussrate verwendet werden kann.
Zusätzlich kann die Verbrennungsreaktion für die Turbomaschine 105, die einen Kohlenwasserstoff-Brennstoff in Standardluft verbrennt, durch Gleichung 1 mithilfe von Molarkoeffizienten beschrieben werden, wie unten dargestellt:
C[alpha]H[gamma] + (a + e) (02 + 3.76N2) => bCO2 + cH2o + eO2 + (a+e) (3.76) N2 [Gleichung 1]
Hier wird die "Brennstoffzusammensetzung" durch die tiefgestellten Zeichen [alpha] und [gamma] für Kohlenstoff und Wasserstoff definiert. Der Molarkoeffizient für den Sauerstoffüberschuss, e, kann als eine Funktion des AGR-Massenanteils (XEGR) , des Verdichtereinlass-Massendurchsatzes (Wc) und des Brennstoff-Massendurchsatzes (WF) berechnet werden, wie durch Gleichung 2 dargestellt.
<EMI ID=2.1>
Der Soll-Abgas-CO2-Molanteil (yco2_target) auf einer Trockenbasis kann Gleichung 3 entsprechend von der Reaktion in Gleichung 1 ausgehend berechnet werden.
<EMI ID=3.1>
Die Gleichungen 1 bis 3 können angepasst werden, um entsprechende Spezieserhaltungsberechnungen für andere Bestandteile als CO2 oder für eine Turbomaschine 105 durchzuführen, die mit anderen Arbeitsfluiden oder Brennstoffarten betrieben wird. Wie erläutert, umfasst der Bestandteil mindestens eines von: SOx, NOx, CO2, O2, Wasser, Chloridionen, Säuren, Aldehyde, Kohlenwasserstoffe oder Kombinationen davon.
In Schritt 240 kann das Verfahren 200 den aktuellen Pegel des mindestens einen Bestandteils bestimmen. Wie erläutert, kann das AGR-System 107 mindestens eine AGR-Rückkopplungsvorrichtung 175 umfassen. Die mindestens eine AGR-Rückkopplungsvorrichtung 175 kann Sensoren, Sender und ähnliche Vorrichtungen einschliessen, die Daten über den aktuellen Pegel des mindestens einen Bestandteils bereitstellen können. Die Lage der mindestens einen AGR-Rückkopplungsvorrichtung 175 kann eine Rückkopplung über die Zusammensetzung des Einlassfluids erlauben. Die mindestens eine AGR-Rückkopplungsvorrichtung 175 kann allgemein vor und/oder hinter dem Verbrennungssystem der Turbomaschine 105 liegen, wodurch die Genauigkeit der Rückkopplung erhöht wird.
Die mindestens eine AGR-Rückkopplungsvorrichtung 175 kann mit dem Steuersystem integriert sein, das zur Durchführung des Verfahrens 200 verwendet wird. Die Daten, die von der mindestens einen AGR-Rückkopplungsvorrichtung 175 bereitgestellt werden, können direkt oder indirekt benutzt werden, um den aktuellen Pegel des mindestens einen Bestandteils zu bestimmen.
In Schritt 250 kann das Verfahren 200 bestimmen, ob der aktuelle Pegel des mindestens einen Bestandteils innerhalb eines Bestandteilbereichs liegt. Hier vergleicht das Verfahren 200 den Sollpegel, der in Schritt 230 bestimmt wurde, mit dem in Schritt 240 bestimmten aktuellen Pegel des mindestens einen Bestandteils. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Bediener den Bereich festlegen. In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Bereich automatisch festgelegt werden. Zum Beispiel, aber ohne darauf beschränkt zu sein, wenn der Sollpegel 1 ist und der aktuelle Pegel von etwa 0,95 bis etwa 1,05 beträgt, dann kann das Verfahren 200 bestimmen, dass der aktuelle Pegel des mindestens einen Bestandteils innerhalb des Bereichs liegt.
Zusätzlich kann zum Beispiel, aber ohne darauf beschränkt zu sein, die Turbomaschine 105 mit einem Soll-AGR-Massenanteil von 30%, einem Brennstoff/Verdichtereinlass-Strömungsverhältnis nahe 0,019 und einer Brennstoffzusammensetzung mit 97% Methan (CH4), 2% Ethan (C2H6) und 1 % Propan (C3H8) betrieben werden, was einen Soll-Abgas-CO2-Molanteil (trocken) von 0,051 ergibt. Das Verfahren 200 kann die AGR-Durchflussrate anpassen, um den gemessenen Abgas-CO2-Molanteil (trocken) auf +/-0,001 vom Sollwert zu halten, über einen Bereich von gemessenen CO2-Molanteilen von 0,005 bis 0,25 hinweg.
Wenn der Pegel des mindestens einen Bestandteils ausserhalb des Bereichs liegt, dann kann das Verfahren 200 zu Schritt 260 übergehen; andernfalls kann das Verfahren 200 zu Schritt 210 zurückkehren, wo die Schritte 210-250 wiederholt werden können, bis der mindestens eine Bestandteil ausserhalb des Bereichs liegt.
In Schritt 260 kann das Verfahren 200 eine AGR-Rate anpassen. Wie erläutert, kann die AGR-Rate als die Rate und Menge des Abgasstroms 170 betrachtet werden, die in die Mischstation 115 eintritt, wo das Einlassfluid erzeugt wird. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Verfahren 200 die Schritte 210-260 wiederholen, um zu bestätigen, dass der mindestens eine Bestandteil innerhalb des obigen Bereichs bleibt.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Komponenten des AGR-Systems 107 verwenden, um die AGR-Rate anzupassen. Zum Beispiel, aber ohne darauf beschränkt zu sein, kann das Verfahren 200 mindestens eine der folgenden Funktionen integrieren: das Anpassen einer Geschwindigkeit einer AGR-Strom-Konditioniervorrichtung 135 wie z. B., aber ohne darauf beschränkt zu sein, einer AGR-Lüftergeschwindigkeit; das Anpassen einer Neigung mindestens eines AGR-Lüfterblatts; das Modulieren mindestens einer Durchflussregelvorrichtung. Die Durchflussregelvorrichtung kann mindestens eines einschliessen von: einer Einlassklappe, einer Bypass-Klappe, einer Auslassklappe oder Kombinationen davon.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die GUI eine Meldung an den Benutzer ausgeben, wenn die AGR-Rate angepasst werden sollte.
Fig. 3 ist ein Blockdiagram eines beispielhaften Systems 300 zur Regelung der AGR-Rate eines Einlassfluids nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 300 kann mindestens ein AGR-Durchflussrege-lungssystem umfassen, das zum Beispiel, aber ohne darauf beschränkt zu sein, in den Schritten 310 bis 350 betrieben werden kann. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das AGR-System 107 mit einer grafischen Benutzeroberfläche (GUI) oder dergleichen integriert sein. Die GUI kann dem Bediener die Navigation durch das im Folgenden beschriebene Verfahren 300 erlauben. Die GUI kann auch mindestens eine Statusmeldung des AGR-Systems 107 anzeigen.
In Schritt 310 des Verfahrens 300 kann das AGR-System 107 einen Abgasstrom 170 wie beschrieben behandeln. Wie erläutert, kann das erzeugte Abgas eine Durchflussrate von etwa 10 000 Lb/hr bis etwa 50 000 000 Lb/hr und eine Temperatur von etwa 100 Grad Fahrenheit bis etwa 1100 Grad Fahrenheit aufweisen.
In Schritt 320 kann das Verfahren 300 einen Soll-AGR-Anteil empfangen. Der AGR-Anteil kann als die Menge wie z.B., aber ohne darauf beschränkt zu sein, ein Prozentsatz des Abgasstroms 170 im Einlassfluid betrachtet werden. Der AGR-Anteil kann bestimmt werden, indem der Massendurchsatz des Abgasstroms 170 durch den Massendurchsatz der Zuluft dividiert wird. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Verfahren 300 den AGR-Anteil automatisch vom Steuersystem empfangen, das das AGR-System 107 betreibt. In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Benutzer den AGR-Anteil eingeben.
In Schritt 330 kann das Verfahren 300 den aktuellen AGR-Anteil bestimmen. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die aktuellen AGR-Rate-Daten von der mindestens einen AGR-Rückkopplungsvorrichtung 175 empfangen. Die mindestens eine AGR-Rückkopplungsvorrichtung 175 kann Sensoren, Sender und ähnliche Vorrichtungen einschliessen, die Daten über die aktuelle Durchflussrate des mindestens einen Abgasstroms 170 bereitstellen können. Die AGR-Rate-Daten können zur Bestimmung des AGR-Anteils verwendet werden. In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann zur Bestimmung des aktuellen AGR-Anteils mindestens ein Energiegleichgewicht verwendet werden.
Das Energiegleichgewicht basiert allgemein auf der Energieerhaltung, die allgemein besagt, dass die Energie, die in ein System eintritt, der Energie entspricht, die aus diesem System austritt. Das Energiegleichgewicht einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird in Gleichung 4 dargestellt, die für WEGR aufgelöst werden kann, was zur Bestimmung des AGR-Anteils verwendet werden kann.
<EMI ID=4.1>
wobei:
WEGR die Durchflussrate des Abgasstroms 170 ist;
TEGRdie Temperatur des Abgasstroms 170 ist;
CP_EGRdie spezifische Wärme bei konstantem Druck des Abgasstroms 170 ist;
WTin die Gesamtdurchflussrate in den Turbomaschineneinlass ist;
TTindie Temperatur des Turbomaschineneinlassstroms ist;
CP_Tindie spezifische Wärme bei konstantem Druck des Turbomaschineneinlassstroms ist;
Tair die Temperatur der Umgebungsluft ist;
Cp_air die spezifische Wärme bei konstantem Druck der Umgebungsluft ist; und
Tref eine Bezugstemperatur zur Berechnung der absoluten Enthalpie ist.
In Schritt 340 kann das Verfahren 300 bestimmen, ob der aktuelle AGR-Anteil innerhalb eines Bereichs des Soll-AGR-Anteils liegt. Hier vergleicht das Verfahren 300 den in Schritt 320 bestimmten Soll-AGR-Anteil mit dem aktuellen AGR-Anteil, der in Schritt 330 bestimmt wurde. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Bediener den Bereich festlegen, der ein Toleranzbereich oder dergleichen sein kann. In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Bereich automatisch festgelegt werden. Zum Beispiel, aber ohne darauf beschränkt zu sein, wenn der Soll-AGR-Anteil 1 ist und der aktuelle AGR-Anteil etwa 0,95 bis etwa 1,05 beträgt, dann kann das Verfahren 300 bestimmen, dass der aktuelle AGR-Anteil innerhalb des Bereichs liegt.
Wenn der aktuelle AGR-Anteil ausserhalb des Bereichs liegt, dann kann das Verfahren 300 zu Schritt 350 übergehen; andernfalls kann das Verfahren 300 zu Schritt 310 zurückkehren, wo die Schritte 310-340 wiederholt werden können, bis der aktuelle AGR-Anteil ausserhalb des Bereichs liegt.
In Schritt 350 kann das Verfahren 300 eine AGR-Rate anpassen. Wie erläutert, kann die AGR-Rate als die Rate und Menge des Abgasstroms 170 betrachtet werden, die in die Mischstation 115 eintritt, wo das Einlassfluid erzeugt wird. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Verfahren 300 die Schritte 310-350 wiederholen, um zu bestätigen, dass der aktuelle AGR-Anteil innerhalb des Bereichs des Soll-AGR-Anteils liegt.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Komponenten des AGR-Systems 107 verwenden, um die AGR-Rate anzupassen. Zum Beispiel, aber ohne darauf beschränkt zu sein, kann das Verfahren 300 mindestens eine der folgenden Funktionen integrieren: das Anpassen einer Geschwindigkeit einer AGR-Strom-Konditioniervorrichtung 135 wie z.B., aber ohne darauf beschränkt zu sein, einer Luftquelle, wobei die Luftquelle einen Lüfter, ein Gebläse oder Kombinationen davon umfasst; das Anpassen einer Neigung mindestens eines AGR-Lüfterblatts; das Modulieren mindestens einer Durchflussregelvorrichtung. Die Durchflussregelvorrichtung kann mindestens eines einschliessen von: einer Einlassklappe, einer Bypass-Klappe, einer Auslassklappe oder Kombinationen davon.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die GUI eine Meldung an den Benutzer ausgeben, wenn die AGR-Rate angepasst werden sollte.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das AGR-Durchsatzregelungssystem des Verfahrens 300 mit dem AGR-Bestandteilregelungssystem des Verfahrens 200 integriert sein. Allgemein kann das AGR-Durchsatzregelungssystem ein relativ schnelleres Ansprechverhalten auf den Gesamtbetrieb des AGR-Systems 107 gewährleisten als das Bestandteilregelungssystem. Allgemein kann das AGR-Bestandteilregelungssystem eine relativ präzisere Rückkopplung über den Gesamtbetrieb des AGR-Systems gewährleisten als das AGR-Durchsatzregelungssystem. Daher kann die Integration des AGR-Durchsatzregelungssystems und des AGR-Bestandteilregelungssystems für eine schnelle Anfangsrückkopplung sorgen, gefolgt von einem langsameren und präziseren Ansprechverhalten auf den Gesamtbetrieb des AGR-Systems 107.
Fig. 4 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Verfahrens 400 zur Verwendung eines AGR-Bestandteilregelungssystems nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Das Verfahren 400 kann mindestens ein AGR-Bestandteilregelungssystem umfassen, das zum Beispiel, aber ohne darauf beschränkt zu sein, in den Schritten 410 bis 450 betrieben werden kann. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das AGR-System 107 mit einer grafischen Benutzeroberfläche (GUI) oder dergleichen integriert sein. Die GUI kann dem Bediener die Navigation durch das im Folgenden beschriebene Verfahren 400 gestatten. Die GUI kann auch mindestens eine Statusmeldung des AGR-Systems 107 anzeigen.
In Schritt 410 des Verfahrens 400 kann das AGR-System 107 einen Abgasstrom 170 wie beschrieben behandeln.
In Schritt 420 kann das Verfahren 400 einen Sollpegel für mindestens einen Bestandteil empfangen. Der Sollpegel für den mindestens einen Bestandteil kann eine Emissionsbegrenzung einschliessen. Zum Beispiel, aber ohne darauf beschränkt zu sein, kann die Anlage 100 mit einer NOx-Emissionsbegrenzung von 9 PPM betrieben werden. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Verfahren 400 den Sollpegel des mindestens einen Bestandteils automatisch vom Steuersystem empfangen, das das AGR-System 107 oder die Turbomaschine 105 betreibt. In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Benutzer den Sollpegel für den mindestens einen Bestandteil eingeben. Wie erläutert, umfasst der mindestens eine Bestandteil mindestens eines von: SOx, NOx, CO2, O2, Wasser, Chloridionen, Säuren, Aldehyde, Kohlenwasserstoffe oder Kombinationen davon.
In Schritt 430 kann das Verfahren 400 den aktuellen Pegel des mindestens einen Bestandteils bestimmen. Wie erläutert, kann das AGR-System 107 mindestens eine AGR-Rückkopplungsvorrichtung 175 umfassen. Die mindestens eine AGR-Rückkopplungsvorrichtung 175 kann Sensoren, Sender und ähnliche Vorrichtungen einschliessen, die Daten über den aktuellen Pegel des mindestens einen Bestandteils bereitstellen können. Die Lage der mindestens einen AGR-Rückkopplungsvorrichtung 175 kann eine Rückkopplung über die Zusammensetzung des Einlassfluids erlauben. Die mindestens eine AGR-Rückkopplungsvorrichtung 175 kann allgemein vor und/oder hinter dem Verbrennungssystem der Turbomaschine 105 liegen, wodurch die Genauigkeit der Rückkopplung erhöht wird.
Die mindestens eine AGR-Rückkopplungsvorrichtung 175 kann mit dem Steuersystem integriert sein, das zur Durchführung des Verfahrens 400 verwendet wird. Die Daten, die von der mindestens einen AGR-Rückkopplungsvorrichtung 175 bereitgestellt werden, können direkt oder indirekt benutzt werden, um den aktuellen Pegel des mindestens einen Bestandteils zu bestimmen.
In Schritt 440 kann das Verfahren 400 den aktuellen Pegel des mindestens einen Bestandteils bestimmen. Hier vergleicht das Verfahren 400 den Sollpegel, der in Schritt 420 bestimmt wurde, mit dem in Schritt 430 bestimmten aktuellen Pegel des mindestens einen Bestandteils. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Bediener den Bereich festlegen. In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Bereich automatisch festgelegt werden. Zum Beispiel, aber ohne darauf beschränkt zu sein, wenn der Sollpegel 1 ist und der aktuelle Pegel von etwa 0,95 bis etwa 1,05 beträgt, dann kann das Verfahren 400 bestimmen, dass der aktuelle Pegel des mindestens einen Bestandteils innerhalb des Bereichs liegt.
Zusätzlich kann zum Beispiel, aber ohne darauf beschränkt zu sein, die Turbomaschine 105 mit einem Soll-AGR-Massenanteil von 30%, einem Brennstoff/ Verdichtereinlass-Strömungsverhältnis nahe 0,019 und einer BrennstoffZusammensetzung mit 97% Methan (CH4), 2% Ethan (C2H6) und 1% Propan (C3H8) betrieben werden, was einen Soll-Abgas-CO2-Molanteil (trocken) von 0,051 ergibt. Das Verfahren 400 kann die AGR-Durchflussrate anpassen, um den gemessenen Abgas-CO2-Molanteil (trocken) auf +/-0,001 vom Sollwert zu halten, über einen Bereich von gemessenen CO2-Molanteilen von 0,005 bis 0,25 hinweg.
Wenn der Pegel des mindestens einen Bestandteils ausserhalb des Bereichs liegt, dann kann das Verfahren 400 zu Schritt 450 übergehen; andernfalls kann das Verfahren 400 zu Schritt 410 zurückkehren, wo die Schritte 410-440 wiederholt werden können, bis der mindestens eine Bestandteil ausserhalb des Bereichs liegt.
In Schritt 450 kann das Verfahren 400 eine AGR-Rate anpassen. Wie erläutert, kann die AGR-Rate als die Rate und Menge des Abgasstroms 170 betrachtet werden, die in die Mischstation 115 eintritt, wo das Einlassfluid erzeugt wird. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Verfahren 400 die Schritte 410-450 wiederholen, um zu bestätigen, dass der mindestens eine Bestandteil innerhalb des obigen Bereichs bleibt.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Komponenten des AGR-Systems 107 verwenden, um die AGR-Rate anzupassen. Zum Beispiel, aber ohne darauf beschränkt zu sein, kann das Verfahren 400 mindestens eine der folgenden Funktionen integrieren: das Anpassen einer Geschwindigkeit einer AGR-Strom-Konditioniervorrichtung 135 wie z.B., aber ohne darauf beschränkt zu sein, einer AGR-Lüftergeschwindigkeit; das Anpassen einer Neigung mindestens eines AGR-Lüfterblatts; das Modulieren mindestens einer Durchflussregelvorrichtung. Die Durchflussregelvorrichtung kann mindestens eines einschliessen von: einer Einlassklappe, einer Bypass-Klappe, einer Auslassklappe oder Kombinationen davon.
Fig. 5 ist ein Flussdiagram, das ein Beispiel eines Verfahrens 500 zur Verwendung eines AGR-Durchsatzregelungssystems nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Das Verfahren 500 kann mindestens ein AGR-Durchsatzregelungssystem umfassen, das z.B., aber ohne darauf beschränkt zu sein, in den Schritten 510 bis 560 betrieben werden kann. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das AGR-System 107 mit einer grafischen Benutzeroberfläche (GUI) oder dergleichen integriert sein. Die GUI kann dem Bediener die Navigation durch das im Folgenden beschriebene Verfahren 500 gestatten. Die GUI kann auch mindestens eine Statusmeldung des AGR-Systems 107 anzeigen.
In Schritt 510 des Verfahrens 500 kann das AGR-System 107 einen Abgasstrom 170 wie beschrieben behandeln.
In Schritt 520 kann das Verfahren 500 einen Sollpegel des mindestens einen Bestandteils empfangen. Wie erläutert, kann der Sollpegel für den mindestens einen Bestandteil eine Emissionsbegrenzung einschliessen. Zum Beispiel, aber ohne darauf beschränkt zu sein, kann die Anlage 100 mit einer NOx-Emissionsbegrenzung von 9 PPM betrieben werden. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Verfahren 500 den Sollpegel des mindestens einen Bestandteils automatisch vom Steuersystem empfangen, das das AGR-System 107 oder die Turbomaschine 105 betreibt. In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Benutzer den Sollpegel für den mindestens einen Bestandteil eingeben. Wie erläutert, umfasst der mindestens eine Bestandteil mindestens eines von: SOx, NOx, CO2, O2, Wasser, Chloridionen, Säuren, Aldehyde, Kohlenwasserstoffe oder Kombinationen davon.
In Schritt 530 kann das Verfahren 500 die vorgenannte Spezieserhaltungsmaschine verwenden, um einen Soll-AGR-Anteil zu bestimmen. Wie erläutert, kann der AGR-Anteil als die Menge wie z.B., aber ohne darauf beschränkt zu sein, ein Prozentsatz des Abgasstroms 170 im Einlassfluid betrachtet werden. Wie erläutert, kann der AGR-Anteil bestimmt werden, indem der Massendurchsatz des Abgasstroms 170 durch den Massendurchsatz der Zuluft dividiert wird.
In Schritt 540 kann das Verfahren 500 den aktuellen AGR-Anteil bestimmen. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die aktuellen AGR-Rate-Daten von der mindestens einen AGR-Rückkopplungsvorrichtung 175 empfangen. Die mindestens eine AGR-Rückkopplungsvorrichtung 175 kann Sensoren, Sender und ähnliche Vorrichtungen einschliessen, die Daten über die aktuelle Durchflussrate des mindestens einen Bestandteils bereitstellen können. Die AGR-Rate-Daten können zur Bestimmung des AGR-Anteils verwendet werden. In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann zur Bestimmung des aktuellen AGR-Anteils das vorgenannte Energiegleichgewicht verwendet werden.
In Schritt 550 kann das Verfahren 500 bestimmen, ob der aktuelle AGR-Anteil innerhalb eines Bereichs des Soll-AGR-Anteils liegt. Hier vergleicht das Verfahren 500 den in Schritt 530 bestimmten Soll-AGR-Anteil mit dem aktuellen AGR-Anteil, der in Schritt 540 bestimmt wurde. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Bediener den Bereich festlegen, der ein Toleranzbereich oder dergleichen sein kann. In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Bereich automatisch festgelegt werden. Zum Beispiel, aber ohne darauf beschränkt zu sein, wenn der Soll-AGR-Anteil 1 ist und der aktuelle AGR-Anteil etwa 0,95 bis etwa 1,05 beträgt, dann kann das Verfahren 500 bestimmen, dass der aktuelle AGR-Anteil innerhalb des Bereichs liegt.
Wenn der Pegel des mindestens einen Bestandteils ausserhalb des Bereichs liegt, dann kann das Verfahren 500 zu Schritt 560 übergehen; andernfalls kann das Verfahren 500 zu Schritt 510 zurückkehren, wo die Schritte 510-550 wiederholt werden können, bis der mindestens eine Bestandteil ausserhalb des Bereichs liegt.
In Schritt 560 kann das Verfahren 500 eine AGR-Rate anpassen. Wie erläutert, kann die AGR-Rate als die Rate und Menge des Abgasstroms 170 betrachtet werden, die in die Mischstation 115 eintritt, wo das Einlassfluid erzeugt wird. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Verfahren 500 die Schritte 510-560 wiederholen, um zu bestätigen, dass der aktuelle AGR-Anteil innerhalb des Bereichs des Soll-AGR-Anteils liegt.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Komponenten des AGR-Systems 107 verwenden, um die AGR-Rate anzupassen. Zum Beispiel, aber ohne darauf beschränkt zu sein, kann das Verfahren 500 mindestens eine der folgenden Funktionen integrieren: das Anpassen einer Geschwindigkeit einer AGR-Strom-Konditioniervorrichtung 135 wie z. B., aber ohne darauf beschränkt zu sein, einer Luftquelle, wobei die Luftquelle einen Lüfter, ein Gebläse oder Kombinationen davon umfasst; das Anpassen einer Neigung mindestens eines AGR-Lüfterblatts; das Modulieren mindestens einer Durchflussregelvorrichtung. Die Durchflussregelvorrichtung kann mindestens eines einschliessen von: einer Einlassklappe, einer Bypass-Klappe, einer Auslassklappe oder Kombinationen davon.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die GUI eine Meldung an den Benutzer ausgeben, wenn die AGR-Rate angepasst werden sollte.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das AGR-Durchsatzregelungssystem des Verfahrens 500 mit dem AGR-Bestandteilregelungssystem des Verfahrens 400 integriert sein. Allgemein kann das AGR-Durchsatzregelungssystem ein relativ schnelleres Ansprechverhalten auf den Gesamtbetrieb des AGR-Systems 107 gewährleisten als das Bestandteilregelungssystem. Allgemein kann das AGR-Bestandteilregelungssystem eine relativ präzisere Rückkopplung über den Gesamtbetrieb des AGR-Systems gewährleisten als das AGR-Durchsatzregelungssystem. Daher kann die Integration des AGR-Durchsatzregelungssystems und des AGR-Bestandteilregelungssystems für eine schnelle Anfangsrückkopplung sorgen, gefolgt von einem langsameren und präziseren Ansprechverhalten auf den Gesamtbetrieb des AGR-Systems 107.
Fig. 6 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Systems 600 zur Anpassung einer AGR-Rate nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Elemente der Verfahren 200, 300, 400 und 500 können im System 600 ausgeführt sein und von diesem durchgeführt werden. Das System 600 kann eine oder mehrere Benutzer- oder Client-Kommunikationsgeräte 602 oder ähnliche Systeme oder Geräte (in Fig. 6 werden zwei gezeigt) umfassen. Jedes Kommunikationsgerät 602 kann zum Beispiel, aber ohne darauf beschränkt zu sein, ein Computersystem, einen PDA, ein Mobiltelefon oder eine ähnliche Vorrichtung sein, die in der Lage ist, eine elektronische Nachricht zu senden und zu empfangen.
Das Kommunikationsgerät 602 kann einen Systemspeicher 604 oder ein lokales Dateisystem umfassen. Der Systemspeicher 604 kann zum Beispiel, ohne aber darauf beschränkt zu sein, einen Nur-Lesen-Speicher (ROM), einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen Flash-Speicher und andere Speichergeräte einschliessen. Der ROM kann ein Ein-/Aus-gabesystem (BIOS) umfassen. Das BIOS kann elementare Routinen enthalten, die die Informationsübertragung zwischen Elementen oder Komponenten des Kommunikationsgeräts 602 unterstützen. Der Systemspeicher 604 kann ein Betriebssystem 606 enthalten, um den Gesamtbetrieb des Kommunikationsgeräts 602 zu steuern. Der Systemspeicher 604 kann auch ein Zugangsprogramm 608 oder einen Web Browser umfassen.
Der Systemspeicher 604 kann auch Datenstrukturen 610 oder computerausführbaren Code zur Anpassung des Betriebs einer Turbomaschine einschliessen, die den Verfahren 200, 300, 400 und 500 jeweils in Fig. 2, 3, 4 und 5 entsprechen oder Elemente davon umfassen.
Der Systemspeicher 604 kann zudem einen Vorlagen-Cachespeicher 612 umfassen, der in Verbindung mit den Verfahren 200, 300, 400 und 500 in Fig. 2, 3, 4 und 5verwendet werden kann, um eine AGR-Rate anzupassen.
Das Kommunikationsgerät 602 kann auch einen Prozessor oder eine Verarbeitungseinheit 614 umfassen, um den Betrieb der anderen Komponenten des Kommunikationsgeräts 602 zu steuern. Das Betriebssystem 606, das Zugangsprogramm 608 und die Datenstrukturen 610 können auf der Verarbeitungseinheit 614 betreibbar sein. Die Verarbeitungseinheit 614 kann durch einen Systembus 616 mit dem Speichersystem 604 und anderen Komponenten des Kommunikationsgeräts 602 verbunden sein.
Das Kommunikationsgerät 602 kann auch mehrere Ein-/Ausgabe (E/A)-Geräte oder eine Kombination von Ein-/Ausgabegeräten 618 umfassen. Jedes Ein-/Ausgabegerät 618 kann durch eine Ein-/Ausgabe-Schnittstelle (nicht in Fig. 6gezeigt) mit dem Systembus 616 verbunden sein. Die Ein-und Ausgabegeräte oder die Kombination von E/A-Geräten 618 erlauben einem Benutzer die Bedienung und den Zugang zum Kommunikationsgerät 602 und die Steuerung des Zugangsprogramms 608 und der Datenstrukturen 610, um auf die Software zur Anpassung des Betriebs einer AGR-Rate zuzugreifen, sie zu bedienen und zu steuern. Die E/A-Geräte 618 können eine Tastatur und eine Computer-Zeigervorrichtung oder dergleichen umfassen, um die hierin erläuterten Vorgänge durchzuführen.
Die E/A-Geräte 618 können zum Beispiel, aber ohne darauf beschränkt zu sein, auch Festplatten, optische, mechanische, magnetische oder Infrarot-Eingabe/Ausgabe-Geräte, Modems oder Ähnliches umfassen. Die E/A-Geräte 618 können verwendet werden, um auf ein Medium 620 zuzugreifen. Das Medium 620 kann computerlesbare oder computerausführbare Anweisungen und andere Information zur Verwendung durch oder in Verbindung mit einem System wie z.B. den Kommunikationsgeräten 602 enthalten, speichern, übertragen oder transportieren.
Das Kommunikationsgerät 602 kann auch andere Geräte umfassen oder daran angeschlossen sein, wie z.B. ein Display oder einen Bildschirm 622. Der Bildschirm 622 kann als Benutzerschnittstelle zum Kommunikationsgerät 602 dienen.
Das Kommunikationsgerät 602 kann auch eine Festplatte 624 einschliessen. Die Festplatte 624 kann durch eine Festplattenschnittstelle (nicht in Fig. 6gezeigt) mit dem Systembus 616 kommunizieren. Die Festplatte 624 kann auch Bestandteil des lokalen Dateisystems oder Systemspeichers 604 sein. Programme, Software und Daten für den Betrieb des Kommunikationsgeräts 602 können zwischen dem Systemspeicher 604 und der Festplatte 624 übertragen und ausgetauscht werden.
Das Kommunikationsgerät 602 kann mit mindestens einer Anlagensteuerung 626 kommunizieren und über ein Netzwerk 628 auf andere Server oder andere Kommunikationsgeräte wie das Kommunikationsgerät 602 zugreifen. Der Systembus 616 kann durch eine Netzschnittstelle 630 mit dem Netzwerk 628 verbunden sein. Die Netzschnittstelle 630 kann ein Modem, eine Ethernet-Karte, ein Router, ein Gateway oder dergleichen zum Anschluss an das Netzwerk 628 sein. Die Verbindung kann eine verdrahtete oder drahtlose Verbindung sein. Das Netzwerk 628 kann das Internet, ein privates Netzwerk, ein Intranet oder Ähnliches sein.
Die mindestens eine Anlagensteuerung 626 kann auch einen Systemspeicher 632 umfassen, der ein Dateisystem, ROM, RAM, und dergleichen einschliessen kann. Der Systemspeicher 632 kann ein Betriebssystem 634 wie das Betriebssystem 606 in den Kommunikationsgeräten 602 umfassen. Der Systemspeicher 632 kann auch Datenstrukturen 636 zur Anpassung einer AGR-Rate aufweisen. Die Datenstrukturen 636 können die gleichen Vorgänge wie die umfassen, die jeweils in Bezug auf die Verfahren 200, 300, 400 und 500 zur Anpassung einer AGR-Rate beschrieben wurden. Der Server-Systemspeicher 632 kann auch andere Dateien 638, Anwendungen, Module und dergleichen einschliessen.
Die mindestens eine Anlagensteuerung 626 kann auch einen Prozessor 642 oder eine Verarbeitungseinheit zur Steuerung des Betriebs anderer Geräte in der mindestens einen Anlagensteuerung 62 6 umfassen. Die mindestens eine Anlagensteuerung 626 kann auch E/A-Geräte 644 aufweisen. Die E/A-Geräte 644 können den E/A-Geräten 618 der Kommunikationsgeräte 602 entsprechen. Die mindestens eine Anlagensteuerung 626 kann zudem andere Geräte 646 wie einen Bildschirm oder dergleichen umfassen, um zusammen mit den E/A-Geräten 644 eine Schnittstelle zur mindestens einen Anlagensteuerung 626 bereitzustellen. Die mindestens eine Anlagensteuerung 626 kann auch eine Festplatte 648 aufweisen. Ein Systembus 650 kann die verschiedenen Komponenten der mindestens einen Anlagensteuerung 626 verbinden.
Eine Netzschnittstelle 652 kann die mindestens eine Anlagensteuerung 626 über den Systembus 650 mit dem Netzwerk 628 verbinden.
Die Flussdiagramme und Blockdiagramme in den Zeichnungen veranschaulichen die Architektur, Funktionalität und Arbeitsweise möglicher Implementierungen von Systemen, Verfahren und Computerprogramm-Produkten nach verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. In dieser Hinsicht kann jeder Schritt in den Fluss- oder Blockdiagrammen ein Modul, Segment, oder Code-Teil darstellen, die eine oder mehrere ausführbare Anweisungen zum Implementieren der spezifizierten logischen Funktion (en) umfassen. Es ist auch anzumerken, dass in einigen alternativen Implementierungen die Funktionen, die in einem Schritt genannt werden, in einer anderen Reihenfolge als gezeigt auftreten können.
Zum Beispiel können zwei Schritte, die aufeinanderfolgend gezeigt werden, tatsächlich im Wesentlichen gleichzeitig ausgeführt werden, oder die Schritte können je nach der betroffenen Funktionalität manchmal in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt werden. Es ist auch anzumerken, dass jeder Schritt in den dargestellten Blockdiagrammen und/oder Flussdiagrammen und Kombinationen von Schritten in den dargestellten Blockdiagrammen und/oder Flussdiagrammen durch Spezialhardwaresysteme implementiert werden kann, die die spezifizierten Funktionen oder Vorgänge durchführen, oder durch Kombinationen von Spezialhardware und Computeranweisungen.
Die hierin verwendete Terminologie dient nur der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen und soll die Erfindung nicht einschränken. Hierin schliessen die Singularformen "ein(e)", "der/die/das" auch die Pluralformen ein, ausser, wenn der Kontext eindeutig etwas anderes angibt. Ferner versteht es sich, dass die Begriffe "einschliessen" und/oder "umfassen", wenn sie in dieser Patentschrift benutzt werden, das Vorhandensein der genannten Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Vorgänge, Elemente und/oder Komponenten angeben, aber das Vorhandensein oder den Zusatz einer oder mehrerer anderer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Vorgänge, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen daraus nicht ausschliessen.
Auch wenn hierin spezifische Ausführungsformen veranschaulicht und beschrieben wurden, versteht es sich, dass jede Anordnung, die ausgelegt ist, um den gleichen Zweck zu erfüllen, für die gezeigten spezifischen Ausführungsformen eingesetzt werden kann, und dass die Erfindung in anderen Umgebungen andere Anwendungen hat. Es ist beabsichtigt, dass diese Anmeldung Anpassungen oder Varianten der vorliegenden Erfindung einschliesst. Die folgenden Ansprüche sollen den Umfang der Erfindung in keiner Weise auf die hierin beschriebenen spezifischen Ausführungsformen einschränken.