CH701305B1 - Gasturbine mit Steuereinrichtung zur Steuerung der von einem NOx-Konformitätsmodul vorgegebenen Abgastemperatur. - Google Patents

Abstract

Eine Gasturbine weist eine Anzahl von Abgassolltemperaturbestimmungsmodulen (201, 202, 203, 204) auf, umfassend: ein NO X -Konformitätsmodul (201) und ein CO-Begrenzungsmodul (202), die jeweils dazu eingerichtet sind, eine Abgastemperatur auszugeben, bei der das Turbinenabgas mit maximal erlaubten NO X - bzw. CO-Pegeln konform ist; ein Abgastemperatur-Sollwert-Modul (203), das dazu eingerichtet ist, eine erste Solltemperatur für den Gasturbinenbetrieb auszugeben, und ein Maximal-Abgastemperatur-Modul (204), das dazu eingerichtet ist, eine zweite Solltemperatur für den Gasturbinenbetrieb auszugeben, die höher ist als die erste Solltemperatur. Die Gasturbine umfasst ferner wenigstens ein Richtwertmodul (206, 207), das dazu eingerichtet ist, auf einen Ausgang wenigstens eines der Abgassolltemperaturbestimmungsmodule (203, 204) einen Richtwert anzuwenden für den Fall, dass ein NO X -konformer Spitzenlastbetrieb möglich ist; ein Maximalwertauswahlmodul (208), das dazu eingerichtet ist, die CO-Abgastemperatur und die erste Solltemperatur zu empfangen und die höhere der beiden Temperaturen auszugeben, sowie ein Minimalwertauswahlmodul (209), das dazu eingerichtet ist, den Ausgabewert des Maximalwertauswahlmoduls (208), die NO X -Abgastemperatur und die zweite Solltemperatur zu empfangen und die niedrigste dieser Temperaturen auszugeben. Ferner weist die Gasturbine eine Steuereinrichtung (200) auf, die dazu eingerichtet ist, die Gasturbine in einem NO X -konformen Spitzenlastbetrieb zu betreiben, um die NO X -Abgastemperatur zu erzeugen, die durch das NO X -Konformitätsmodul (201) bestimmt worden ist, für den Fall, dass die NO X -Abgastemperatur von dem Minimalwertauswahlmodul (209) ausgegeben worden ist.

Description

Hintergrund zu der Erfindung

[0001] Die im Vorliegenden beschriebene Erfindung betrifft eine Gasturbine mit einer Steuereinrichtung zur Bestimmung einer Abgastemperatur und Begrenzung des NOxim Abgas. Die vorliegende Erfindung betrifft zudem ein Verfahren für einen NOX-konformen Spitzenlastbetrieb einer Gasturbine.

[0002] Industrie- und Kraftwerksgasturbinen können ein auch als Steuereinrichtung bezeichnetes Steuerungssystem aufweisen, das den Turbinenbetrieb überwacht und steuert. Diese Steuereinrichtungen steuern das Verbrennungssystem der Gasturbine in Abhängigkeit von Daten und Datensensoren, die an vielfältigen Positionen in und um die Gasturbine angeordnet sind. Durch die Steuereinrichtung werden Steuerungsplanungsalgorithmen ausgeführt, um das Verbrennungssystem der Gasturbine auf der Grundlage der Sensordaten zu steuern. Verbrennungssysteme von Gasturbinen sprechen gewöhnlich auf Umgebungsbedingungen, wie die Luftfeuchtigkeit und Temperatur der Umgebung, empfindlich an. Insbesondere können jahreszeitliche Unterschiede der Luftfeuchtigkeit oder Temperatur den Betrieb des Brennkammersystems beeinflussen.

[0003] Die Gasturbine erzeugt während des Betriebs möglicherweise Umweltschadstoffe, z.B. Stickstoffoxide (NOX), die als Teil des Turbinenabgases emittiert werden können. Die Pegel der durch die Gasturbine abgegebenen NOX-Emissionen werden möglicherweise durch Umgebungsbedingungen beeinflusst. Beispielsweise kann eine hohe Einlassumgebungstemperatur die Emissionen von NOXauf einen verhältnismässig geringen Pegel senken; eine hohe Feuchtigkeit der Umgebungsluft kann ebenfalls NOX-Emissionen verringern. Zeitabschnitte hoher Umgebungstemperatur oder hoher Umgebungsluftfeuchtigkeit treffen möglicherweise mit Perioden hohen Leistungsbedarfs zusammen, in denen das Verbrennungssystem der Gasturbine bei einer Spitzenlastverbrennungstemperatur betrieben werden kann, um dem hohen Leistungsbedarf zu entsprechen. Allerdings können NOX-Emissionspegel steigen, während die Verbrennungstemperatur des Brennkammersystems steigt. Die von der Gasturbine abgegebenen NOX-Emissionen sind unbedingt unterhalb vorgeschriebener Pegel zu halten, um Emissionsvorschriften konform zu erfüllen.

Kurzbeschreibung der Erfindung

[0004] Es ist die Aufgabe gestellt, eine Gasturbine mit einer Steuereinrichtung zu schaffen, die einen Betrieb bei hohem Leistungsbedarf und entsprechenden Verbrennungstemperaturen konform mit den NOX-Emissionspegeln ermöglicht. Zudem ist die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Gasturbine bereitzustellen.

[0005] Diese Aufgabe wird durch eine Gasturbine gemäss Anspruch 1 gelöst.

[0006] Die Aufgabe wird zudem gemäss Anspruch 6 durch ein Verfahren für einen NOX-konformen Spitzenlastbetrieb einer Gasturbine gemäss Anspruch 1 gelöst.

[0007] Diese und andere Vorteile und Merkmale werden anhand der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen verständlicher.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

[0008] Die vorausgehend erwähnten und sonstige Ausstattungsmerkmale und Vorteile der Erfindung werden nach dem Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Figuren verständlich: <tb>Fig. 1<SEP>zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Gasturbine, die eine Steuereinrichtung aufweist. <tb>Fig. 2<SEP>zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Gasturbinensteuereinrichtung, die einen NOX-konformen Spitzenlastbetrieb aufweist. <tb>Fig. 3<SEP>zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens für einen NOX-konformen Spitzenlastbetrieb. <tb>Fig. 4<SEP>zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Computers, der in Verbindung mit Ausführungsbeispielen einer Steuereinrichtung für eine Gasturbinensteuereinrichtung eingesetzt werden kann, die einen NOX-konformen Spitzenlastbetrieb aufweist.

[0009] Die detaillierte Beschreibung erläutert beispielhaft anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung, zusammen mit Vorteilen und Merkmalen.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

[0010] Geschaffen sind Ausführungsbeispiele von Gasturbinen und Verfahren für einen NOX-konformen Spitzenlastbetrieb für eine Gasturbine. Wenn bestimmt wird, dass Bedingungen der Umgebungstemperatur, der Luftfeuchtigkeit und des Leistungsbedarfs geeignet sind, werden Gasturbinenbrennkammern bis zu einer Grenze einer NOX-Emissionskonformität bei einer Spitzenlastverbrennungstemperatur betrieben, mit dem Ergebnis der Erzeugung hoher Energie, um hohen Bedarfspegeln zu entsprechen.

[0011] Fig. 1 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel einer Gasturbine 100. Die Gasturbine 100 enthält einen Verdichter 104, Brennkammern 106 und 107, eine Turbine 108, die antriebsmässig mit dem Verdichter 104 verbunden ist, und eine Steuereinrichtung 101. Die beiden Brennkammern 106 und 107 sind in der Gasturbine 100 lediglich für Zwecke der Veranschaulichung dargestellt; Ausführungsbeispiele einer Gasturbine 100 weisen eine beliebige geeignete Anzahl von Brennkammern auf. Ein Einlasskanal 102 führt dem Verdichter 104 über Einlassleitschaufeln 103 Umgebungsluft und möglicherweise eingespritztes Wasser zu. Der Einlasskanal 102 kann Kanäle, Filter, Abschirmungen und Schall-absorbierende Einrichtungen aufweisen, die sämtliche zu einem Druckabfall der Umgebungsluft beitragen, die durch den Einlass 102 in die Einlassleitschaufeln 103 des Verdichters 104 strömt. Ein Abgaskanal 109 lenkt Verbrennungsgase aus dem Auslass der Turbine 108 durch Kanäle hindurch, die beispielsweise Einrichtungen zur Emissionsüberwachung und Schalldämpfung enthalten. Der Abgaskanal 109 übt einen Staudruck auf die Turbine aus. Die Intensität des Staudrucks ändert sich im Laufe der Zeit aufgrund des Hinzufügens von Komponenten zu dem Abgaskanal 109 und aufgrund von die Abgaskanäle verstopfendem Staub und Schmutz. Die Turbine 108 treibt einen Generator 110 an, der elektrischen Strom erzeugt. Der Einlassdruckverlust an dem Verdichter 104 und der Abgasauslassdruckverlust der Turbine 108 sind im Wesentlichen eine Funktion eines korrigierten Stroms durch die Gasturbine 100. Demzufolge ändert sich der Betrag des Einlassdruckverlusts und des Turbinenstaudrucks in Abhängigkeit von dem Strom durch die Gasturbine 100.

[0012] Der Betrieb der Gasturbine ist durch Sensoren 111–114 überwacht. Die Sensoren 111–114 erfassen Bedingungen an dem Einlasskanal 102, an dem Abgaskanal 109, an der Turbine 108 und an dem Verdichter 104 sowie Umgebungsbedingungen der Gasturbine 100. Beispielsweise überwachen Temperatursensoren die Umgebungstemperatur der Gasturbine, die Verdichterausstosstemperatur, die Turbinenabgastemperatur und sonstige Temperaturmesswerte des die Gasturbine durchquerenden Gasstroms. Drucksensoren überwachen den Umgebungsdruck und statische und dynamische Druckpegel an dem Einlass und Auslass des Verdichters und an dem Turbinenauslass sowie an sonstigen Stellen in dem Gasstrom. Darüber hinaus erfassen Feuchtigkeitssensoren, z.B. Feucht- und Trockenkugelthermometer, die Umgebungsluftfeuchtigkeit in dem Einlasskanal des Verdichters. Die Sensoren 111–114 beinhalten auch Strömungssensoren, Geschwindigkeitssensoren, Flammendetektorsensoren, Ventilstellungssensoren, Leitschaufelwinkelsensoren, oder dgl., die unterschiedliche Daten erfassen, die für den Betrieb der Gasturbine 100 von Bedeutung sind. Die Sensoren 111–114 sind lediglich als Beispiele zur Veranschaulichung gezeigt; eine beliebige geeignete Anzahl von Sensoren beliebiger Bauart sind an beliebigen geeigneten Orten an der Gasturbine 100 angeordnet.

[0013] Ausführungsbeispiele der Steuereinrichtung 101 regeln den Betrieb der Brennkammern 106 und 107 mittels der durch die Sensoren 111–114 bereitgestellten Daten über ein Brennstoffsteuermodul 105, um an dem Abgaskanal 109 ein Abgas hervorzubringen, das eine Solltemperatur aufweist. Die Abgassolltemperatur wird auf der Grundlage von Überlegungen bestimmt, die beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, Emissionspegel von Kohlenmonoxid (CO) und NOXund Temperaturtoleranzen der physikalischen Komponenten der Gasturbine 100 betreffen. Die Steuereinrichtung 101 ist basierend auf einer beliebigen geeigneten Hardware oder Software verwirklicht. Das Brennstoffsteuermodul 105 regelt die Rate des Brennstoffs, der von einer (nicht gezeigten) Brennstoffzufuhr zu den Brennkammern 106 und 107 strömt, und bestimmt dadurch die Verbrennungstemperatur und die Emissionspegel der Brennkammern 106 und 107. Das Brennstoff-Steuermodul ist in einigen Ausführungsbeispielen eine gesonderte Einheit 105 oder ist in anderen Ausführungsbeispielen eine innere Komponente der Steuereinrichtung 101.

[0014] Fig. 2 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel einer Gasturbinensteuereinrichtung 200, die einen NOX-konformen Spitzenlastbetrieb aufweist. Die Module 201–204 benutzen beliebige massgebende Daten, die von den Sensoren 111–114 ausgegeben sind, beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, Umgebungsluftfeuchtigkeit, Umgebungsdruck, Verdichterdruckverhältnis, spezifische Feuchtigkeit, Einlassdruckverlust, Abgasstaudruck oder Verdichterauslasstemperatur, um eine maximale Temperatur auf der Grundlage von Überlegungen zu bestimmen, die beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, Emissionspegel von CO und NOxoder Temperaturtoleranzen der physikalischen Komponenten der Gasturbine 100 betreffen. An dem Eingang 205 wird eine maximale Nennabgastemperatur für die Gasturbine 100 an das Minimalwertauswahlmodul 209 ausgegeben. Das NOX-Konformitätsmodul 201 bestimmt eine maximale Abgastemperatur, bei der Emissionspegel von NOXmit vorgeschriebenen Pegeln konform sind, und gibt die bestimmte NOX-konforme Temperatur an das Minimalwertauswahlmodul 209 aus. Das CO-Begrenzungsmodul 202 bestimmt eine maximale Abgastemperatur, bei der Emissionspegel von CO mit vorgeschriebenen Pegeln konform sind. Das Abgastemperatur-Sollwertmodul 203 bestimmt eine Abgassolltemperatur, die eine optimale Verbrennungstemperatur widerspiegelt, bei der die Gasturbine 100 konstruktionsbedingt betrieben wird. Jede dieser bestimmten Temperaturen wird an das Maximalwertauswahlmodul 208 ausgegeben, das das Maximum seiner beiden Eingangssignale an das Minimalwertauswahlmodul 209 ausgibt. Das Maximal-Abgastemperatur-Modul 204 bestimmt ferner eine Abgassolltemperatur, die eine maximale Temperatur für eine optimale Verbrennung der Gasturbine widerspiegelt, die in einigen Ausführungsbeispielen die Maximal-Abgastemperatur überschreitet, und gibt den bestimmten Temperaturwert an das Minimalwertauswahlmodul 209 aus. Das Minimalwertauswahlmodul 209 wählt den Minimalwert unter den Werten maximale Betriebstemperatur 205, NOX-Konformitätsmodul 201, Maximalwertauswahlmodul 208 und Maximal-Abgastemperatur-Modul 204 aus, und gibt den Minimalwert als eine Gesamt-Abgassolltemperatur an dem Ausgang 210 aus. Die Steuereinrichtung 200 regelt anschliessend den Betrieb der Brennkammern 106 und 107, um an dem Abgaskanal 109 die Abgassolltemperatur zu erreichen, die an dem Ausgang 210 vorgegeben ist.

[0015] Eine Bedienperson der Gasturbine 100 entscheidet, dass an dem Einlasskanal 102 Bedingungen hoher Umgebungstemperatur und Luftfeuchtigkeit vorliegen, und schaltet, falls erforderlich, einen NOX-konformen Spitzenlastbetrieb ein, um hohen Leistungsbedarfspegeln zu entsprechen. In einer Abwandlung wird ein NOX-konformer Spitzenlastbetrieb automatisch eingeschaltet, falls bestimmt wird, dass Bedingungen geeignet sind. Wenn der NOX-konforme Spitzenlastmodus eingeschaltet ist, sind das Richtwertmodul 206 für das Abgastemperatur-Sollwertmodul 203 und das Richtwertmodul 207 für das Maximal-Abgastemperatur-Modul 204 aktiviert. Die Richtwertmodule 206 und 207 heben die Ausgabesignale des Abgastemperatur-Sollwertmoduls 203 und des Maximal-Abgastemperatur-Moduls 204 an, so dass die Ausgabesignale des Abgastemperatur-Sollwertmoduls 203 und des Maximal-Abgastemperatur-Moduls 204 das Ausgabesignal des NOX-Konformitätsmoduls 201 überschreiten, was dazu führt, dass das NOX-Konformitätsmodul 201 den Steuerungseingabewert an das Minimalwertauswahlmodul 209 ausgibt. Dies ermöglicht es, die Leistungsabgabe der Gasturbine 100 bis zu der Grenze der NOX-Konformität zu steigern.

[0016] Falls Bedingungen verhältnismässig hoher Umgebungsluftfeuchtigkeit und Temperatur vorliegen, überschreitet die durch das NOX-Konformitätsmodul 201 bestimmte Temperatur die maximale Abgastemperatur 205. Unter solchen Umständen ist die maximale Abgastemperatureingabe 205 der an das Minimalwertauswahlmodul 209 ausgegebene Steuerungseingabewert, und die Gasturbine 100 wird bei der maximalen Abgastemperatur 205 arbeiten, was dazu führt, dass NOX-Pegel unterhalb der Begrenzungsgrenze liegen.

[0017] Fig. 3 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens 300 für einen NOX-konformen Spitzenlastbetrieb. In Block 301 wird bestimmt, ob Bedingungen für einen NOX-konformen Spitzenlastbetrieb geeignet sind. Die Bedingungen beinhalten hohe Umgebungsluftfeuchtigkeit, hohe Umgebungstemperatur und hohen Leistungsbedarf. Die Bestimmung wird durch einen Bediener der Gasturbine oder automatisch durchgeführt. Falls Bedingungen geeignet sind, wird der NOX-konforme Spitzenlastbetrieb aktiviert. In Block 302 wird eine Spitzenlastabgastemperatur bestimmt, bei der NOX-Emissionspegel maximal erlaubte Pegel unterschreiten. In Block 303 wird auf die T-Verbrennungs-Solltemperatur und auf die T-Verbrennungs-Begrenzungstemperatur ein Richtwert angewendet, der die T-Verbrennungs-Solltemperatur und die T-Verbrennungs-Begrenzungstemperatur anhebt, so dass sie die in Block 302 bestimmte Spitzenlastabgastemperatur überschreiten. In einigen Ausführungsbeispielen ist die T-Verbrennungs-Solltemperatur und die T-Verbrennungs-Begrenzungstemperatur auf eine maximale Nennabgastemperatur der Gasturbine festgesetzt. In Block 304 arbeitet die Gasturbine bei der in Block 302 bestimmten Spitzenlastabgastemperatur, was die NOX-Emissionen auf erlaubte Pegel begrenzt, während die Energieerzeugung verbessert wird.

[0018] Fig. 4 veranschaulicht ein Beispiel eines Computers 400, der Fähigkeiten aufweist, die durch Ausführungsbeispiele einer Steuereinrichtung für eine Gasturbine genutzt werden, die einen NOX-konformen Spitzenlastbetrieb aufweist, wie er in Form von Software verwirklicht ist. Vielfältige oben erörterte Arbeitsschritte nutzen die Fähigkeiten des Computers 400. Eine oder mehrere Fähigkeiten des Computers 400 werden in beliebigen der hier erörterten Elemente, Module, Anwendungen und/oder Komponenten verwendet.

[0019] Der Computer 400 beinhaltet, jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, PCs, Workstations, Laptops, PDAs, Handgeräte, Server, Speicher und dergleichen. Im Allgemeinen enthält der Computer 400 mit Blick auf die Hardwarearchitektur ein oder mehrere Prozessoren 410, einen Arbeitsspeicher 420 und ein oder mehrere Eingabe- und/oder Ausgabe-I/O)-Einrichtungen 470, die über eine (nicht gezeigte) lokale Schnittstelle verbunden sind. Die lokale Schnittstelle beinhaltet beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, eine oder mehrere Busse oder sonstige verdrahtete oder drahtlose Verbindungen, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die lokale Schnittstelle weist zusätzliche Elemente auf, z.B. Steuereinrichtungen, Puffer (Cachespeicher), Treiber, Verstärker und Empfänger, um Datenaustausch zu ermöglichen. Darüber hinaus beinhaltet die lokale Schnittstelle Adressierungs-, Steuerungs- und/oder Datenverbindungen, um einen zweckmässigen Datenaustausch zwischen den oben erwähnten Komponenten zu ermöglichen.

[0020] Der Prozessor 410 ist eine Hardwareeinrichtung, die dazu dient, eine Software auszuführen, die in dem Arbeitsspeicher 420 gespeichert ist. Der Prozessor 410 ist ein beliebiger massgeschneiderter oder im Handel erhältlicher Prozessor, eine Zentraleinheit (CPU), ein Datensignalprozessor (DSP) oder ein Hilfsprozessor unter mehreren Prozessoren, die dem Computer 400 zugeordnet sind, und der Prozessor 410 ist ein halbleitergestützter Mikroprozessor (in Form eines Mikrochips) oder ein Makroprozessor.

[0021] Der Arbeitsspeicher 420 beinhaltet beliebige flüchtige Speicherelemente (z.B. Direktzugriffsspeicher (RAM), beispielsweise dynamische Direktzugriffsspeicher (DRAM), statische Direktzugriffsspeicher (SRAM) usw.) und Permanentspeicherelemente (z.B. ROM, löschbare programmierbare Festspeicher (EPROM), elektronisch löschbare programmierbare Festspeicher (EEPROM), programmierbare Festspeicher (PROM), Bandspeicher, Compact-Disk-Festspeicher (CD-ROM), Scheiben, Disketten, Patronen, Kassetten oder dergleichen) oder Kombination davon. Darüber hinaus beinhaltet der Arbeitsspeicher 420 elektronische, magnetische, optische und/oder sonstige Arten von Speichermedien. Zu beachten ist, dass der Arbeitsspeicher 420 eine dezentrale Architektur aufweist, bei der vielfältige Komponenten voneinander entfernt angeordnet sind, auf die der Prozessor 410 jedoch zugreift.

[0022] Die in dem Speicher 420 gespeicherte Software beinhaltet ein oder mehrere gesonderte Programme, von denen jedes eine geordnete Liste ausführbarer Anweisungen zum Durchführen logischer Funktionen aufweist. Die Software in dem Speicher 420 beinhaltet in Übereinstimmung mit Ausführungsbeispielen ein geeignetes Betriebssystem (O/S) 450, einen Compiler 440, einen Quellcode 430 und eine oder mehrere Anwendungen 460. Wie zu sehen, weist die Anwendung 460 zahlreiche funktionale Komponenten zum Durchführen der Ausstattungsmerkmale und der Arbeitsschritte der Ausführungsbeispiele auf. Die Anwendung 460 des Computers 400 beinhaltet in Übereinstimmung mit Ausführungsbeispielen vielfältige Anwendungen, Berechnungseinheiten, Logik, funktionale Einheiten, Prozesse, Arbeitsschritte, virtuelle Instanzen und/oder Module, jedoch soll die Anwendung 460 nicht als beschränkend bewertet werden.

[0023] Das Betriebssystem 450 steuert die Ausführung sonstiger Computerprogramme und stellt Planung, Eingabe-/Ausgabesteuerung, Datei- und Datenverwaltung, Arbeitsspeicherverwaltung und Datenaustauschsteuerung sowie verwandte Dienste bereit. Es wird in Betracht gezogen, dass die Anwendung 460, die zur Verwirklichung von Ausführungsbeispielen dient, in sämtlichen im Handel erhältlichen Betriebssystemen anwendbar sein kann.

[0024] Die Anwendung 460 beinhaltet ein Quellenprogramm, ein ausführbares Programm (Objekt-Programmcode), Skript oder eine beliebige sonstige Einheit, die einen Satz von auszuführenden Instruktionen aufweist. Im Falle eines Quellenprogramms wird das Programm gewöhnlich durch einen Compiler (beispielsweise den Compiler 440), Assembler, Interpreter, oder dgl. übersetzt, der in dem Arbeitsspeicher 420 enthalten ist oder auch nicht, um in Verbindung mit dem O/S 450 zweckmässig zu arbeiten. Ausserdem ist die Anwendung 460 geschrieben in: (a) einer objektorientierten Programmiersprache, die Klassen von Daten und Verfahren aufweist, oder (b) einer prozedurenorientierten Programmiersprache, die Programmroutinen, Unterprogramme und/oder Funktionen aufweist, beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, C, C++, C#, Pascal, BASIC, API-Aufrufe, HTML, XHTML, XML, ASP-Skripts, FORTRAN, COBOL, Perl, Java, ADA, .NET, und dergleichen.

[0025] Die Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 470 beinhalten Eingabegeräte, beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, eine Maus, eine Tastatur, einen Scanner, ein Mikrofon, eine Kamera usw. Ausserdem beinhalten die Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 470 auch Ausgabegeräte, beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, einen Drucker, ein Display usw. Zuletzt beinhalten die Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 470 ausserdem Einrichtungen, die sowohl Eingabe- als auch Ausgabedaten austauschen, beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, eine Netzwerkkarte oder einen Modulator/Demodulator (zum Zugreifen auf entfernt angeordnete Einrichtungen, sonstige Dateien, Einrichtungen, Systeme oder ein Netzwerk), eine Funkfrequenz (HF) oder sonstige Transceiver, eine Telefonschnittstelle, eine Brücke, einen Router usw. Die Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 470 beinhalten auch Komponenten, die in der Lage sind, über vielfältige Netzwerke, z.B. das Internet oder Intranetz Daten auszutauschen.

[0026] Falls der Computer 400 ein PC, eine Workstation, ein intelligentes Bauelement oder dergleichen ist, umfasst die Software in dem Speicher 420 ausserdem ein (aus Gründen der Vereinfachung nicht dargestelltes) Basic Input/Output System (BIOS). Das BIOS ist ein Satz von grundlegenden Softwareroutinen, die die Hardware beim Hochfahren initialisieren und testen, das Betriebssystem 450 starten und den Datentransfer zwischen den Hardwareeinrichtungen stützen. Das BIOS ist in einem Festwertspeicher, beispielsweise ROM, PROM, EPROM, EEPROM oder dgl., gespeichert, so dass das BIOS ausgeführt wird, wenn der Computer 400 aktiviert wird.

[0027] Wenn der Computer 400 in Betrieb ist, dient der Prozessor 410 dazu, Software auszuführen, die in dem Arbeitsspeicher 420 gespeichert ist, Daten in den Arbeitsspeicher 420 zu laden und aus diesem auszuladen, und allgemein in Abhängigkeit von der Software Arbeitsschritte des Computers 400 zu steuern. Die Anwendung 460 und das Betriebssystem 450 werden ganz oder teilweise durch den Prozessor 410 eingelesen, möglicherweise in dem Prozessor 410 gepuffert und anschliessend ausgeführt.

[0028] Wenn die Anwendung 460 als Software implementiert ist, sollte beachtet werden, dass die Anwendung 460 auf nahezu jedem von einem Computer auslesbaren Medium gespeichert ist, um durch ein beliebiges computergestütztes System oder Verfahren, oder in Verbindung mit einem solchen genutzt zu werden. Im dem hier verwendeten Sinne beinhaltet ein von einem Computer auslesbares Medium: eine elektronische, magnetische, optische oder sonstige physikalische Einrichtung bzw. Mittel, das ein Rechnerprogramm enthält oder speichert, um durch ein computergestütztes System oder Verfahren, oder in Verbindung mit einem solchen genutzt zu werden.

[0029] Die Anwendung 460 ist basierend auf einem beliebigen, von einem Computer auslesbaren Medium verwirklicht, um durch oder in Verbindung mit einem System, einer Einrichtung oder einer Vorrichtung zur Ausführung von Befehlen, beispielsweise einem rechnergestützten System, einem einen Prozessor aufweisenden System, oder einem sonstigen System genutzt zu werden, das in der Lage ist, die Befehle von dem zur Ausführung von Befehlen dienenden System bzw. der Einrichtung oder der Vorrichtung abzurufen und die Befehle auszuführen. Im dem hier verwendeten Sinne ist ein «von einem Computer auslesbares Medium» ein beliebiges Mittel, das in der Lage ist, das Programm zu speichern, auszutauschen, zu verteilen oder zu übertragen, um durch Systeme, Einrichtungen oder Vorrichtungen zur Ausführung von Befehlen oder in Verbindung mit solchen genutzt zu werden. Die von einem Computer auslesbaren Medien sind beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, elektronische, magnetische, optische, elektromagnetische, Infrarotlicht verwendende oder auf Halbleitertechnik basierende Systeme, Einrichtungen, Vorrichtungen oder Verteilungsmedien.

[0030] Speziellere Beispiele (eine nicht erschöpfende Liste) von Medien, die von einem Computer auslesbar sind, beinhalten: eine elektrische (elektronische) Verbindung, die einen oder mehrere Drähte aufweist, eine tragbare (magnetische oder optische) Computerdiskette, einen (elektronischen) Direktzugriffsspeicher (RAM), einen (elektronischen) Nur-Lese-Speicher (ROM), einen (elektronischen) löschbaren programmierbaren Lesespeicher (EPROM, EEPROM oder Flashmemory), eine (optische) Glasfaser, ein USB-Laufwerk und einen tragbaren (optischen) Compact-Disk-Speicher (CDROM, CD R/W). Zu beachten ist, dass das von einem Computer auslesbare Medium sogar auf Papier oder einem anderen geeigneten Medium basieren könnte, auf dem das Programm ausgedruckt ist oder in das es gestanzt ist, da das Programm beispielsweise über ein optisches Scannen des Papiers oder des sonstigen Mediums elektronisch erfasst, anschliessend kompiliert, interpretiert oder erforderlichenfalls in sonstiger Weise geeignet verarbeitet und anschliessend in dem Arbeitsspeicher eines Computers gespeichert wird.

[0031] Falls die Anwendung 460 in Form von Hardware ausgeführt ist, wird die Anwendung 460 mittels einer beliebigen oder einer Kombination der nachfolgenden Technologien verwirklicht, die alle nach dem Stand der Technik wohlbekannt sind: ein (oder mehrere) diskrete Logikschaltkreis(e) mit Logikgattern zur Durchführung logischer Funktionen in Abhängigkeit von Datensignalen, ein anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis (ASIC) mit geeigneten kombinatorischen Logikgattern, ein (oder mehrere) programmierbare Gate-Array(s) (PGA), ein im Feld programmierbares Gate-Array (FPGA) usw.

[0032] Während die Erfindung lediglich anhand einer beschränkten Anzahl von Ausführungsbeispielen im Einzelnen beschrieben wurde, sollte es ohne weiteres klar sein, dass die Erfindung nicht auf derartige beschriebene Ausführungsbeispiele beschränkt ist.

Bezugszeichenliste

[0033] <tb>100<SEP>Gasturbine <tb>101<SEP>Steuereinrichtung <tb>102<SEP>Einlasskanal <tb>103<SEP>Einlassleitschaufel <tb>104<SEP>Verdichter <tb>105<SEP>Brennstoffsteuermodul <tb>106<SEP>Brennkammer <tb>107<SEP>Brennkammer <tb>108<SEP>Turbine <tb>109<SEP>Abgaskanal <tb>110<SEP>Generator <tb>III<SEP>Sensor <tb>112<SEP>Sensor <tb>113<SEP>Sensor <tb>114<SEP>Sensor <tb>200<SEP>Gasturbinensteuereinrichtung <tb>201<SEP>NOX-Konformitätsmodul <tb>202<SEP>CO-Begrenzungsmodul <tb>203<SEP>Abgastemperatur-Sollwertmodul <tb>204<SEP>Maximal-Abgastemperatur-Modul <tb>205<SEP>Maximale Abgastemperatur <tb>206<SEP>Richtwertmodul <tb>207<SEP>Richtwertmodul <tb>208<SEP>Maximalwertauswahlmodul <tb>209<SEP>Minimalwertauswahlmodul <tb>210<SEP>Abgassolltemperatur <tb>300<SEP>Verfahren zum NOX-konformen Spitzenlastbetrieb <tb>301<SEP>Bestimmen, ob Bedingungen geeignet sind <tb>302<SEP>Bestimmen der Spitzenlastabgastemperatur <tb>303<SEP>Anwenden des Richtwerts <tb>304<SEP>Betreiben der Turbine <tb>400<SEP>Computer <tb>410<SEP>Prozessor <tb>420<SEP>Arbeitsspeicher <tb>430<SEP>Quellcode <tb>440<SEP>Compiler <tb>450<SEP>Betriebssystem <tb>460<SEP>Anwendung <tb>470<SEP>Eingabe-/Ausgabegeräte

Claims (7)

1. Gasturbine (100), aufweisend: eine Anzahl von Abgassolltemperaturbestimmungsmodulen (201, 202, 203, 204), wobei die Anzahl von Abgassolltemperaturbestimmungsmodulen (201, 202, 203, 204) ein Stickstoffoxid(NOX)-Konformitätsmodul (201) aufweist, das dazu eingerichtet ist, eine Abgastemperatur auszugeben, bei der ein Abgas der Gasturbine (100) mit einem maximal erlaubten NOX-Pegel konform ist; wobei die Anzahl von Abgassolltemperaturbestimmungsmodulen (201, 202, 203, 204) ferner aufweisen: ein CO-Begrenzungsmodul (202), das dazu eingerichtet ist, eine CO-Abgastemperatur auszugeben, bei der ein Abgas der Gasturbine (100) mit vorgeschriebenen Maximal-CO-Pegeln konform ist, ein Abgastemperatur-Sollwertmodul (203), das dazu eingerichtet ist, eine erste Solltemperatur für den Betrieb der Gasturbine auszugeben, und ein Maximal-Abgastemperatur-Modul (204), das dazu eingerichtet ist, eine zweite Solltemperatur für den Betrieb der Gasturbine auszugeben, wobei die zweite Solltemperatur höher ist als die erste Solltemperatur; wenigstens ein Richtwertmodul (206, 207), das dazu eingerichtet ist, auf einen Ausgang wenigstens eines aus der Anzahl von Abgassolltemperaturbestimmungsmodulen (203, 204) einen Richtwert anzuwenden für den Fall, dass ein NOX-konformer Spitzenlastbetrieb für die Gasturbine möglich ist; ein Maximalwertauswahlmodul (208), das dazu eingerichtet ist, die CO-Abgastemperatur von dem CO-Begrenzungsmodul (202) und die erste Solltemperatur von Abgastemperatur-Sollwertmodul (203) zu empfangen, und die höhere Temperatur unter der CO-Abgastemperatur und der ersten Solltemperatur auszugeben; ein Minimalwertauswahlmodul (209), das dazu eingerichtet ist, den Ausgabewert des Maximalwertauswahlmoduls (208), die NOX-Abgastemperatur von dem NOX-Konformitätsmodul (201) und die zweite Solltemperatur von dem Maximal-Abgastemperatur-Modul (204) zu empfangen und die niedrigste Temperatur unter der Temperaturausgabe des Maximalwertauswahlmoduls (208), der NOX-Abgastemperatur und der zweiten Solltemperatur auszugeben; und eine Steuereinrichtung (101, 200), die dazu eingerichtet ist, die Gasturbine in einem NOX-konformen Spitzenlastbetrieb zu betreiben, um die NOX-Abgastemperatur zu erzeugen, die durch das NOX-Konformitätsmodul (201) bestimmt worden ist, für den Fall, dass die NOX-Abgastemperatur von dem Minimalwertauswahlmodul (209) ausgegeben worden ist.

2. Gasturbine nach Anspruch 1, wobei das wenigstens eine Richtwertmodul ein erstes Richterwertmodul umfasst, das dazu ausgebildet ist, auf den Ausgabewert der ersten Solltemperatur des Abgastemperatur-Sollwertmoduls (203) einen Richtwert anzuwenden.

3. Gasturbine (100) nach Anspruch 2, wobei das wenigstens eine Richtwertmodul (206, 207) das Ausgangssignal des Abgastemperatur-Sollwertmoduls (203) oder des Maximal-Abgastemperatur-Moduls (204) auf eine maximale Betriebstemperatur (205) der Gasturbine (100) steigert.

4. Gasturbine (100) nach Anspruch 1, wobei das wenigstens eine Richtwertmodul (206, 207) dazu ausgelegt ist, in Reaktion auf eine gemessene Umgebungstemperatur, eine gemessene Umgebungsluftfeuchtigkeit oder einen vorgegebenen Leistungsbedarf aktiviert zu werden.

5. Gasturbine (100) nach Anspruch 1, ferner mit einem Brennstoffsteuermodul (105), das dazu eingerichtet ist, einen Brennstoffstrom zu einer Brennkammer (106, 107) der Gasturbine (100) so zu regeln/steuern, dass die Brennkammer (106, 107) Abgas bei der Abgastemperatur erzeugt, die durch das NOX-Konformitätsmodul (201) bestimmt ist.

6. Verfahren (300) für einen NOX-konformen Spitzenlastbetrieb einer Gasturbine (100) nach Anspruch 1, wobei das Verfahren für den Fall, dass bestimmt wird, dass Bedingungen für einen Spitzenlastbetrieb gegeben sind, Folgendes beinhaltet: Bestimmen einer ersten Spitzenlastabgastemperatur für die Gasturbine (100), bei der Stickstoffoxid(NOX)-Emissionen der Gasturbine einen maximal erlaubten Pegel (302) unterschreiten; Anwenden eines Richtwerts auf das Ausgangssignal des Abgastemperatur-Sollwertmoduls und des Maximal-Abgastemperatur-Moduls (303); und Betreiben der Gasturbine (100) bei der ersten bestimmten Spitzenlastabgastemperatur (304).

7. Verfahren (300) nach Anspruch 6, wobei die Entscheidung darüber, ob Bedingungen für einen Spitzenlastbetrieb gegeben sind, auf einer Umgebungstemperatur, einer Umgebungsluftfeuchtigkeit oder einem Leistungsbedarf begründet ist.