CH702608A2 - Verfahren und System zum Steuern eines Hochfahrvorgangs einer Gasturbine. - Google Patents
Verfahren und System zum Steuern eines Hochfahrvorgangs einer Gasturbine. Download PDFInfo
- Publication number
- CH702608A2 CH702608A2 CH00123/11A CH1232011A CH702608A2 CH 702608 A2 CH702608 A2 CH 702608A2 CH 00123/11 A CH00123/11 A CH 00123/11A CH 1232011 A CH1232011 A CH 1232011A CH 702608 A2 CH702608 A2 CH 702608A2
- Authority
- CH
- Switzerland
- Prior art keywords
- time
- signal
- gas turbine
- parameter
- acceleration
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/26—Starting; Ignition
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2260/00—Function
- F05D2260/85—Starting
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2270/00—Control
- F05D2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
- F05D2270/304—Spool rotational speed
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
Geschaffen ist ein System und Verfahren zum Regeln/Steuern des Hochfahrvorgangs einer Gasturbine. Das System und das Verfahren beinhalten die Schritte: Definieren einer Soll-Hochfahrzeit für den Hochfahrvorgang der Gasturbine; und Ermitteln einer Restzeit, um die Soll-Hochfahrzeit zu erreichen. Das System und das Verfahren beinhalten die Schritte: Überwachen wenigstens eines Parameters, der dem Hochfahrvorgang zugeordnet ist; und Ermitteln eines ersten Arbeitspunkts für den Parameter. Das System und das Verfahren passt den ersten Arbeitspunkt für den Parameter zumindest teilweise auf der Grundlage der Restzeit für den Hochfahrvorgang an einen zweiten Arbeitspunkt an. Das System und das Verfahren regelt/steuert einen Wirkparameter, basierend auf dem zweiten Arbeitspunkt für den Parameter.
Description
Gebiet der Erfindung
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Gasturbinen und speziell Systeme und Verfahren zum Steuern des Hochfahrvorgangs von Gasturbinen.
Hintergrund zu der Erfindung
[0002] Existierende Systeme und Verfahren zum Steuern des Hochfahrvorgangs einer Gasturbine basieren auf definierten Ablaufplänen, die unterschiedliche Hochfahrparameter betreffen, beispielsweise minimalen/maximalen Brennstoffzustrom, Beschleunigungsrate, Anfahrdrehmoment und sonstige geeignete Parameter. Die vordefinierten Ablaufpläne definieren Hochfahrcharakteristika für die Gasturbine. Es werden Hochfahrparameter eingestellt, um nominalen Pfaden zu folgen, die in den Ablaufplänen dargelegt sind. Allerdings kann der Gasturbinenhochfahrvorgang in der Praxis aufgrund von Änderungen, beispielsweise der Umgebungstemperatur oder der Leistung einer Komponente, von den in den Ablaufplänen dargelegten nominalen Pfaden abweichen. Diese Abweichungen lassen sich während des Hochfahrens nicht korrigieren und können zu wesentlichen Abweichungen der Hochfahrzeit für die Gasturbine führen. Dies kann wiederum die Lebensdauer von Komponenten, die Laufschaufelspitzentoleranzen und die Leistung der Gasturbine beeinträchtigen.
[0003] Ein Ansatz einer Behandlung von Abweichungen des Hochfahrvorgangs basiert darauf, während der Hochfahrzeit grosse Toleranzen zuzulassen. Allerdings ist ein derartiger Ansatz aufgrund von Problemen der Berechenbarkeit und des Wirkungsgrads möglicherweise nicht immer erwünscht. Darüber hinaus werden im Handel zunehmend garantierte Hochfahrzeiten für Gasturbinen vorausgesetzt.
[0004] Ein weiterer Ansatz, der bei einem Gasturbinenhochfahrvorgang zur Behandlung von Abweichungen genutzt werden kann, ist der Einsatz eines Soll-Verfolgungsplans. Bei diesem Ansatz wird die Gasturbinendrehzahl oder ein sonstiger geeigneter Hochfahrparameter gegenüber der Zeitachse überwacht. Die Steuerroutine ermittelt, ob fehlerhafte Abweichungen der Gasturbinendrehzahl oder sonstiger geeigneter Parameter auftreten, und stellt vielfältige Wirkparameter ein, z.B. den Brennstoffzustrom und das Anfahrdrehmoment, um jeden Fehler zu korrigieren.
[0005] Nachdem die Gasturbinendrehzahl naturgemäss eine träge Antwortcharakteristik aufweist, kann die Regelung, nachdem ein Fehler aufgetreten ist, bei dem Versuch, den Fehler zu beheben, allerdings rasch an festgelegten Grenzen übersteuern. Gewöhnlich ist es nicht erwünscht, den Betrieb bei Regelungsgrenzen, beispielsweise bei einer maximalen Zündungs- oder Abgastemperatur, aufrechterhalten. Falls der Fehler nahezu Null ist, kann der Mangel an Empfindlichkeit darüber hinaus dazu führen, dass Regelkreise rasch von der einen Grenze zur anderen regeln, was Verschleiss und sonstige Hardwareprobleme hervorruft.
[0006] Somit besteht in der Technik ein Bedarf nach einem verbesserten System und Verfahren zum Steuern eines Gasturbinenhochfahrvorgangs, um garantierte Hochfahrzeiten mit verringerten Toleranzen zu ermöglichen, und um die oben erwähnten Nachteile zu bewältigen.
Kurzbeschreibung der Erfindung
[0007] Aspekte und Vorteile der Erfindung werden zum Teil in der folgenden Beschreibung erörtert, oder können sich offensichtlich aus der Beschreibung ergeben, oder können durch die Praxis der Erfindung erfahren werden.
[0008] Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Hochfahrvorgangs einer Gasturbine. Zu dem Verfahren gehören die Schritte: Definieren einer Soll-Hochfahrzeit, um eine Betriebsdrehzahl für die Gasturbine zu erreichen; und Ermitteln einer Restzeit, um die Soll-Hochfahrzeit zu erreichen. Zu dem Verfahren gehören die Schritte: Überwachen wenigstens eines Parameters, der dem Hochfahrvorgang zugeordnet ist. Das Verfahren bestimmt einen ersten Arbeitspunkt für den Parameter und passt den ersten Arbeitspunkt für den Parameter zumindest teilweise auf der Grundlage der für den Hochfahrvorgang verbleibenden Restzeit an einen zweiten Arbeitspunkt an. Basierend auf dem zweiten Arbeitspunkt für den Parameter stellt das Verfahren einen Wirkparameter ein.
[0009] Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung betrifft ein System zum Steuern des Hochfahrvorgangs einer Gasturbine. Das System beinhaltet ein Überwachungssystem, das dazu eingerichtet ist, einen Parameter für den Gasturbinenhochfahrvorgang zu überwachen, und ein Rückführungssignal bereitzustellen, das den Parameter kennzeichnet ist. Das System beinhaltet ferner ein Steuersystem, das dazu eingerichtet ist, eine Restzeit für den Hochfahrvorgang der Gasturbine zu ermitteln, um eine Soll-Hochfahrzeit zu erreichen. Das Steuersystem ist dazu eingerichtet, einen ersten Arbeitspunkt für den Parameter zu bestimmen, und den ersten Arbeitspunkt für den Parameter basierend auf der Restzeit für den Hochfahrvorgang an einen zweiten Arbeitspunkt anzupassen. Das Steuersystem ist dazu eingerichtet, zumindest teilweise auf der Grundlage des Rückführungssignals und des zweiten Arbeitspunkts für den Parameter ein Fehlersignal zu erzeugen, und ist dazu eingerichtet, auf der Grundlage des Fehlersignals einen Wirkparameter zu steuern.
[0010] Es können Änderungen und Modifikationen an den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden.
[0011] Diese und weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der Beschreibung und der beigefügten Patentansprüche verständlicher. Die beigefügten Zeichnungen, die dieser Beschreibung einverleibt sind und einen Bestandteil davon bilden, veranschaulichen Ausführungsbeispiele der Erfindung, und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Grundzüge der Erfindung zu erläutern.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
[0012] Eine vollständige und in die Praxis umsetzbare Beschreibung der vorliegenden Erfindung, die den besten Modus der Erfindung beinhaltet, die an den Fachmann gerichtet ist, ist in der Beschreibung unterbreitet, die auf die beigefügten Figuren Bezug nimmt:
[0013] Fig. 1 zeigt graphisch exemplarische Beschleunigungskurven, die gemäss Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung genutzt werden können;
[0014] Fig. 2 veranschaulicht graphisch als Funktion der Restzeit abgetragene exemplarische Beschleunigungskurven, die dazu dienen, eine vordefinierte Betriebsdrehzahl zu erreichen, gemäss Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung;
[0015] Fig. 3 veranschaulicht graphisch einen exemplarischen Hochfahrvorgang für eine Gasturbine gemäss einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
[0016] Fig. 4 zeigt eine exemplarische Steuerungs-Topologie für ein Steuersystem gemäss einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
[0017] Fig. 5 zeigt eine exemplarische Steuerungs-Topologie für ein Steuersystem gemäss einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
[0018] Fig. 6 veranschaulicht einen exemplarischen Kurvenanpassungsplan gemäss einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
[0019] Fig. 7 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäss einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
[0020] Es wird nun im Einzelnen auf Ausführungsbeispiele der Erfindung Bezug genommen, wobei einige Beispiele derselben in den Zeichnungen veranschaulicht sind. Sämtliche Beispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und sollen diese nicht beschränken. Der Fachmann wird ohne weiteres erkennen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen an der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne von dem Gegenstand oder Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise können Merkmale, die als Teil eines Ausführungsbeispiels veranschaulicht oder beschrieben sind, in Verbindung mit einem anderen Ausführungsbeispiel verwendet werden, um noch ein weiteres Ausführungsbeispiel hervorzubringen. Die vorliegende Erfindung soll daher solche Modifikationen und Abweichungen abdecken, soweit diese in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche und deren äquivalenten Formen fallen.
[0021] Die vorliegende Beschreibung betrifft allgemein ein System und ein Verfahren für eine verbesserte Hochfahrvorgangssteuerung. Während die vorliegende Beschreibung mit Bezug auf Gasturbinen erstellt ist, sollte der Fachmann anhand der hierin dargelegten Offenbarungen verstehen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Steuerung von Hochfahrvorgängen von Gasturbinen beschränkt ist, sondern gleichermassen auf andere Technologien anwendbar ist. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, benutzen Kurvenplanung, um Abweichungen der Hochfahrzeit wesentlich zu reduzieren, ohne Probleme der Regelungsantwort und Stabilität hervorzurufen. Parameter, die der Steuerung von Hochfahrvorgängen zugeordnet sind, werden in Verbindung mit dem aktuellen Stand der Hochfahrvorgangsdaten genutzt, um Echtzeitanpassungen an Steuerplänen durchzuführen, um eine vordefinierte Soll-Hochfahrzeit zu erreichen.
[0022] Anpassungen an den Steuerungsplänen können mittels Interpolationstabellen oder sonstiger Funktionen erfolgen, die nicht den Einsatz zusätzlicher Regelkreise erfordern. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können mit verhältnismässig geringfügigen Erweiterungen einer bestehenden Konstruktion zur Steuerung von Hochfahrvorgängen einer Gasturbine oder anderer Einrichtungen verwirklicht werden. Da die Anpassungen an Hochfahrparametern unter Berücksichtigung der am Ende eines Hochfahrvorgangs auftretenden kumulativen Wirkung durchgeführt werden, werden Nachstellvorgänge reduziert.
[0023] Die erfindungsgemässen Verfahren und Systeme der Ablaufkurvensteuerung führen auf der Grundlage einer Restzeit Anpassungen an Steuerungsplänen durch, um eine Soll-Hochfahrzeit zu erreichen. Die Soll-Hochfahrzeit ist ein für die Gasturbine oder für eine andere Einrichtung gesetztes Zeitziel, um eine vordefinierte Betriebsdrehzahl für eine Gasturbine zu erreichen, z.B. eine Drehzahl von 100% oder eine volle Drehzahl. Die Soll-Hochfahrzeit kann in Entsprechung zu kundenspezifischen Güteanforderungen oder sonstigen Anforderungen vordefiniert sein. Die zum Erreichen der Soll-Hochfahrzeit verbleibende Restzeit lässt sich durch eine Erfassung der verstrichenen Hochfahrzeit ermitteln oder berechnen.
[0024] In Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung werden mehrere Hochfahrvorgänge mit Abweichungen in den Ablaufplänen nachgeahmt, um eine Familie von Hochfahrcharakteristika zu entwickeln. Diese Charakteristiken können graphisch gegen die Restzeit abgetragen werden, um mehrere Kurven zu definieren, die verfügbar sind, um den Hochfahrvorgang ausgehend von jedem Punkt während des Hochfahrvorgangs bei der Soll-Hochfahrzeit zu vervollständigen (d.h. eine vordefinierte Betriebsdrehzahl zu erreichen). Basierend auf der aktuellen Drehzahl und der zur Vervollständigung des Hochfahrvorgangs verbleibenden Restzeit können zweckmässige Anpassungen an die bestehenden Ablaufpläne durchgeführt werden, um die geforderten Kurven hervorzubringen.
[0025] Beispielsweise veranschaulicht Fig. 1mehrere als Funktion der Drehzahl gegenüber der Zeit abgetragene Beschleunigungskurven 10, 12 und 14 für einen Gasturbinenhochfahrvorgang. Die Beschleunigungskurve 10 repräsentiert einen nominalen Beschleunigungsplan, während die Beschleunigungskurven 12 und 14 jeweils Abweichungen von +10% gegenüber dem nominalen Beschleunigungsplan repräsentieren. Während in Fig. 1lediglich drei Kurven veranschaulicht sind, sollte der Fachmann anhand der hierin dargelegten Offenbarungen verstehen, dass eine beliebige Anzahl von Beschleunigungskurven bereitgestellt werden kann, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die in Fig. 1 gezeigten mehreren Beschleunigungskurven 10, 12 und 14 werden verwendet, um basierend auf der Restzeit Anpassungen an bestehenden Ablaufplänen zu ermitteln, um bei der Soll-Hochfahrzeit eine vordefinierte Betriebsdrehzahl zu erreichen.
[0026] Fig. 2 trägt die Beschleunigungskurven 10, 12, 14 nach Fig. 1als Kurven, die von einer vordefinierten Betriebsdrehzahl, z.B. einer Drehzahl von 100%, stammen, als eine Funktion der Restzeit graphisch ab. Die gestrichelte Linie 15 in Fig. 2und Fig. 3 veranschaulicht einen exemplarischen Hochfahrvorgang. Vor dem Punkt «A» eilt die Beschleunigung der Gasturbine dem nominalen Beschleunigungsplan nach. Dies lässt sich beispielsweise auf eine träge Initialisierung des Anfahrdrehmoments und/oder auf eine allmähliche Beschleunigung der Gasturbine bei reduziertem Brennstoff zurückzuführen.
[0027] An dem Punkt «A» werden die zum Erreichen der Soll-Hochfahrzeit verbleibende Restzeit und die aktuelle Gasturbinendrehzahl bestimmt. Basierend auf der Restzeit und der aktuellen Drehzahl werden Anpassungen an dem Beschleunigungsplan vorgesehen, so dass die Gasturbine mit Ablauf der Soll-Hochfahrzeit eine vordefinierte Betriebsdrehzahl erzielt. Wie beispielsweise in Fig. 2 und 3 gezeigt, ist die geeignete Kurve, um bei der Soll-Hochfahrzeit die vordefinierte Betriebsdrehzahl einer Drehzahl von etwa 100 % zu erreichen, auf der +10%-Beschleunigungskurve 12 begründet. Das Steuersystem und -verfahren steuert auf der Grundlage des angepassten Beschleunigungsplans unterschiedliche Wirkparameter, z.B. den Brennstoffzustrom, die Turbinenzündung und/oder ein auf die Gasturbine ausgeübtes Anfahrdrehmoment, so dass die Gasturbine die vordefinierte Betriebsdrehzahl bei der Soll-Hochfahrzeit erreichen kann.
[0028] Anpassungen an die Ablaufpläne können fortlaufend durchgeführt werden, und es können mehrere Hochfahrpläne gleichzeitig angepasst werden. Beispielsweise können das Anfahrdrehmoment und der Brennstoffzustrom angepasst werden, um die Gasturbinenbeschleunigung ohne Stabilitätsprobleme optimal zu steuern. Da Anpassungen anhand von Interpolationstabellen oder als Funktionen der Restzeit ermittelt werden, sind ausserdem keine zusätzlichen Regelkreise erforderlich.
[0029] Mit Bezug auf Fig. 4wird nun ein exemplarisches Steuersystem 100 gemäss einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Einzelnen erörtert. Das Steuersystem 100 überwacht vielfältige Parameter, die einem Hochfahrvorgang einer Gasturbine zugeordnet sind. Wie veranschaulicht, wird beispielsweise eine Gasturbinendrehzahl N durch ein Überwachungssystem überwacht, und ein Drehzahlsignal 102 wird dem Steuersystem 100 als eine Eingabe bereitgestellt. Ausserdem wird eine Gasturbinenbeschleunigung Ndot überwacht, und es wird auch ein Beschleunigungseingabesignal 104 dem Steuersystem 100 als ein Eingabesignal bereitgestellt. Obwohl das Steuersystem 100 die Drehzahl N und die Beschleunigung Ndot als Betriebsparameter überwacht, die dem Gasturbinenhochfahrvorgang zugeordnet sind, sollte dem Fachmann anhand der hierin unterbreiteten Beschreibung klar sein, dass die vorliegende Erfindung gleichermassen auf andere Hochfahrparameter anwendbar ist, z.B. Brennstoffzustrom, Abgastemperatur, Turbinenzündung und sonstige geeignete Betriebsparameter.
[0030] Das Drehzahlsignal 102 und das Beschleunigungseingabesignal 104 werden von dem Steuersystem 100 genutzt, um Steuerungsausgabesignale zu bestimmen, die dazu dienen, vielfältige Wirkparameter zu steuern. Beispielsweise stellt das Steuersystem 100 ein Brennstoffausgabesteuersignal 182 bereit, um den der Gasturbine während des Hochfahrens zugeführten Brennstoffzustrom zu steuern. Weiter erzeugt das Steuersystem 100 ein Drehmomentausgabesteuersignal 176, um die Grösse eines der Gasturbine bereitgestellten Anfahrdrehmoments zu steuern. Obwohl das Steuersystem 100 mit Bezug auf eine Steuerung von Wirkparametern erörtert ist, die den Brennstoffzustrom und das Anfahrdrehmoment betreffen, sollte der Fachmann anhand der hierin dargelegten Beschreibungen verstehen, dass die vorliegende Erfindung gleichermassen auf andere geeignete Wirkparameter anwendbar ist, um Hochfahrcharakteristiken von Gasturbinen anzupassen.
[0031] Das Drehzahlsignal 102 wird mehreren Hochfahrplänen bereitgestellt, zu denen ein Beschleunigungsplan 130, ein Minimalbrennstoffplan 150 und ein Anfahrdrehmomentplan 170 gehören. Der Beschleunigungsplan 130, der Minimalbrennstoffplan 150 und der Anfahrdrehmomentplan 170 werden von dem Steuersystem 100 genutzt, um einen ersten Arbeitspunkt für einen Hochfahrparameter zu ermitteln. Beispielsweise wird der Beschleunigungsplan 130 verwendet, um basierend auf der aktuellen Drehzahl N der Gasturbine einen ersten Arbeitspunkt für die Gasturbinenbeschleunigung zu ermitteln. Das Steuersystem 100 erzeugt basierend auf dem in dem Beschleunigungsplan 130 dargelegten Arbeitspunkt ein erstes Beschleunigungssteuersignal 132.
[0032] In ähnlicher Weise wird der Minimalbrennstoffplan 150 verwendet, um basierend auf der aktuellen Drehzahl N der Gasturbine einen Arbeitspunkt für einen minimalen Brennstoffzustrom zu der Gasturbine zu ermitteln. Das Steuersystem 100 erzeugt basierend auf dem in dem Minimalbrennstoffplan 150 dargelegten Arbeitspunkt ein minimales Brennstoffsignal 152. Der Anfahrdrehmomentplan 170 wird verwendet, um basierend auf der aktuellen Drehzahl der Gasturbine einen ersten Arbeitspunkt für das Anfahrdrehmoment zu ermitteln. Das Steuersystem 100 erzeugt basierend auf dem in dem Anfahrdrehmomentplan 170 dargelegten Arbeitspunkt ein erstes Anfahrdrehmomentsignal 172.
[0033] Der Beschleunigungsplan 130, der Minimalbrennstoffplan 150 und der Anfahrdrehmomentplan 170 basieren auf nominalen Pfaden für einen Hochfahrvorgang der Gasturbine. Der Gasturbinenhochfahrvorgang kann aufgrund vielfältiger Betriebsbedingungen von den nominalen Pfaden abweichen, die in dem Beschleunigungsplan 130, dem Minimalbrennstoffplan 150 und dem Anfahrdrehmomentplan 170 dargelegt sind. Gemäss Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist das Steuersystem 100 dazu eingerichtet, Anpassungen an den Arbeitspunkten, die in den Hochfahrplänen, z.B. in dem Beschleunigungsplan 130 und in dem Anfahrdrehmomentplan 170, dargelegt sind, durchzuführen, um Abweichungen des Gasturbinenhochfahrvorgangs zu behandeln, so dass die Gasturbine eine vordefinierte Betriebsdrehzahl bei einer vordefinierten Soll-Hochfahrzeit erreichen kann.
[0034] Das Steuersystem 100 führt Anpassungen an den Arbeitspunkten durch, die durch den Beschleunigungsplan 130 und durch den Anfahrdrehmomentplan 170 bereitgestellt sind, in dem es zunächst eine Restzeit ermittelt, die der Gasturbine verbleibt, um eine Soll-Hochfahrzeit zu erreichen. Die Soll-Hochfahrzeit wird durch einen Benutzer oder durch einen sonstigen Anwender des Steuersystems vordefiniert, um kundenspezifischen Güteanforderungen oder sonstigen zweckmässigen Anforderungen zu entsprechen. Die Soll-Hochfahrzeit wird dem Steuersystem 100 als ein T_Soll-Signal 106 bereitgestellt.
[0035] Speziell wird das die Soll-Hochfahrzeit kennzeichnende T_Soll-Signal 106 an die Steuervorrichtung 110 ausgegeben. Die Steuervorrichtung 110 nimmt ausserdem ein Zeitsignal 105 auf, das die verstrichene Zeit kennzeichnet. Die Steuervorrichtung 110 ist dazu eingerichtet, ein Restzeitsignal 112 bereitzustellen, das basierend auf dem T_Soll-Signal 106 und dem Zeitsignal 105 eine Restzeit kennzeichnet. Die Steuervorrichtung 110 kann ein Summierer oder eine sonstige Steuervorrichtung sein, die dazu eingerichtet ist, das Restzeitsignal 112 basierend auf dem T_Soll-Signal 106 und dem Zeitsignal 105 zu erzeugen.
[0036] Das Steuersystem 100 ist dazu eingerichtet, die Arbeitspunkte, die in den Hochfahrplänen, z.B. in dem Beschleunigungsplan 130 und in dem Anfahrdrehmomentplan 170 dargelegt sind, auf der Grundlage des Restzeitsignals 112 anzupassen. Die in den Hochfahrplänen dargelegten Arbeitspunkte werden auf der Grundlage von Kurvenplänen angepasst. Wie oben erörtert, werden die Kurvenpläne entwickelt, indem mehrere Hochfahrvorgänge mit Abweichungen in den Ablaufplänen nachgebildet werden, um eine Familie von Hochfahrcharakteristiken zu entwickeln. Die Entwicklung der Ablaufplane kann eine Änderung einer Rangordnung oder vorgegebener Grenzen beinhalten. Beispielsweise können die Kurvenpläne, um eine gesteigerte Stabilität bei niedrigen Drehzahlen vorzusehen, Änderungen des Anfahrdrehmoments gegenüber Änderungen anderer Hochfahrparameter vorziehen, z.B. der Beschleunigung, des Brennstoffzustroms, der Turbinenzündung, der Abgastemperatur oder sonstiger geeigneter Hochfahrparameter. Diese Charakteristiken können als Funktion der Restzeit vorgesehen sein, um mehrere Kurven zu definieren, die verfügbar sind, um den Hochfahrvorgang ausgehend von jedem Punkt während des Hochfahrvorgangs bei der Soll-Hochfahrzeit zu vervollständigen.
[0037] In einem Ausführungsbeispiel kann der Kurvenplan eine Interpolationstabelle beinhalten, die Anpasswerte bereitstellt, um die in den Hochfahrplänen dargelegten Arbeitspunkte basierend auf der Restzeit und auf der aktuellen Turbinendrehzahl einzustellen. In weiteren Ausführungsbeispielen können die Anpasswerte als eine Funktion der Restzeit und der aktuellen Turbinendrehzahl ermittelt werden. Die Anpasswerte sind auf der Grundlage der Anzahl von Kurven definiert, um bei der Soll-Hochfahrzeit eine vordefinierte Betriebsdrehzahl zu erreichen. Da die Anpassungen anhand von Interpolationstabellen oder als Funktionen der Restzeit ermittelt werden können, sind keine zusätzlichen Regelkreise erforderlich.
[0038] Unter Bezugnahme auf Fig. 4werden das Restzeitsignal 112 und das Drehzahlsignal 102 an den Beschleunigungskurvenplan 120 ausgegeben. Basierend auf dem Restzeitsignal 112 und dem Drehzahlsignal 102 wird anhand des Beschleunigungskurvenplans 120 ein Beschleunigungsanpassungssignal 122 bestimmt. Das Beschleunigungsanpassungssignal 122 wird an die Steuervorrichtung 140 ausgegeben.
[0039] Die Steuervorrichtung 140 nimmt ein erstes Fehlersignal 136 von einer Steuervorrichtung 135 auf. Die Steuervorrichtung 135 ist dazu eingerichtet, das erste Fehlersignal 136 basierend auf dem Beschleunigungssteuersignal 132 und auf dem Beschleunigungseingabesignal 104 zu bestimmen. Die Steuervorrichtung 135 kann ein Summierer oder eine sonstige geeignete Einrichtung sein, die dazu dient, eine fehlerhafte Abweichung zwischen dem Beschleunigungssteuersignal 132 und dem Beschleunigungseingabesignal 104 zu bestimmen.
[0040] Die Steuervorrichtung 140 summiert das Beschleunigungsanpassungssignal 122 mit dem ersten Fehlersignal 136, um ein Beschleunigungssteuersignal 142 zu erzeugen, das einen zweiten Arbeitspunkt für die Beschleunigung der Gasturbine kennzeichnet. Auf diese Weise passt das Steuersystem* 100 den in dem Beschleunigungsplan 130 dargelegten ersten Arbeitspunkt basierend auf der Restzeit an einen zweiten Arbeitspunkt an, um bei der Soll-Hochfahrzeit eine vordefinierte Betriebsdrehzahl zu erreichen. Wie in Fig. 4dargestellt, kann die Anpassung an den in dem Beschleunigungskurvenplan 120 dargelegten Beschleunigungsarbeitspunkt mittels einer verhältnismässig geringen Erweiterung der typischen Konstruktion einer Steuerung von Hochfahrvorgängen einer Gasturbine verwirklicht werden.
[0041] Das Steuersystem 100 ist dazu eingerichtet, einen Wirkparameter, z.B. den Brennstoffzustrom oder das Anfahrdrehmoment, basierend auf dem zweiten Arbeitspunkt für den Hochfahrparameter zu regeln/steuern. Beispielsweise wird das Beschleunigungssteuersignal 142 an den Regler 145 ausgegeben, der basierend auf dem Beschleunigungssteuersignal 142 ein Brennstoffzustromsteuersignal 146 erzeugt. Der Regler 145 kann ein Proportional-Regler, Proportional-Integral-Regler, Proportional-Differential-Regler, Proportional-Integral-Differential-Regler oder ein sonstiger geeigneter Regler sein.
[0042] Das Brennstoffzustromsteuersignal 146 wird bei einer Steuervorrichtung 180 mit einem Minimalbrennstoffzustromsignal 152 verglichen. Die Steuervorrichtung 180 ermittelt welches der Signale Brennstoffzustromsteuersignal 146 und Minimalbrennstoff Zustromsignal 152 grösser ist. Die Steuervorrichtung 180 gibt das grössere der Signale Brennstoffzustromsteuersignal 146 und Minimalbrennstoffzustromsignal 152 als das Brennstoffausgabesteuersignal 182 aus. Auf diese Weise regelt/steuert das Steuersystem 100 einen Wirkparameter, d.h. den Brennstoffzustrom, basierend auf dem zweiten Arbeitspunkt für die Beschleunigung.
[0043] In ähnlicher Weise werden das Restzeitsignal 112 und das Drehzahlsignal 102 dem Anfahrdrehmomentkurvenplan 160 bereitgestellt. Ein Anfahrdrehmomentanpassungssignal 162 wird anhand des Anfahrdrehmomentkurvenplans 160 bestimmt, der auf dem Restzeitsignal 112 und dem Drehzahlsignal 102 basiert. Das Anfahrdrehmomentanpassungssignal 162 wird an eine Steuervorrichtung 175 ausgegeben. Die Steuervorrichtung 175 addiert den Wert des Anfahrdrehmomentanpassungssignals 162 zu dem ersten Anfahrdrehmomentsteuersignal 172 und erzeugt ein Anfahrdrehmomentausgabesteuersignal 176. Das Steuersystem 100 beeinflusst basierend auf dem Anfahrdrehmomentausgabesteuersignal 176 das auf die Gasturbine ausgeübte Anfahrdrehmoment. Auf diese Weise steuert das Steuersystem 100 einen Wirkparameter, d.h. das Anfahrdrehmoment, basierend auf dem zweiten Arbeitspunkt für das Anfahrdrehmoment.
[0044] Unter Bezugnahme auf Fig. 5wird nun ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Einzelnen erörtert. Fig. 5 veranschaulicht ein Steuersystem 200, das ein Drehzahlsignal 202 und ein Beschleunigungssignal 204 als Eingangssignale aufnimmt. Das Steuersystem 200 ist dazu eingerichtet, ein Brennstoffzustromausgabesteuersignal 246 zu erzeugen, um einen Wirkparameter, d.h. den Brennstoffzustrom, zu steuern, so dass bei einer Soll-Hochfahrzeit eine vordefinierte Betriebsdrehzahl für die Gasturbine erreicht wird.
[0045] Das Steuersystem 200 nimmt ein T_Soll-Signal 206, das die vordefinierte Soll-Hochfahrzeit für die Gasturbine kennzeichnet und ein Zeitsignal 205 auf, das die für den Hochfahrvorgang verstrichene Zeit kennzeichnet. Das T_Soll-Signal 206 und das Zeitsignal 205 werden an eine Steuervorrichtung 210 ausgegeben, die auf der Grundlage des T_Soll-Signals 206 und des Zeitsignals 205 ein Restzeitsignal 212 bestimmt. Die Steuervorrichtung 210 kann ein Summierer oder eine sonstige geeignete Einrichtung sein, die dazu dient, das Restzeitsignals 212 anhand des T_Soll-Signals 206 und des Zeitsignals 205 zu bestimmen.
[0046] Sowohl das Restzeitsignal 212 als auch das Drehzahlsignal 202 werden beide an einen Beschleunigungskurvenplan 220 ausgegeben. Im Folgenden wird nun die Steuerlogik für den Beschleunigungskurvenplan 220 im Einzelnen erörtert. Das Drehzahleingabesignal 202 wird an einen Hochfahrrestzeitplan 222 ausgegeben, der eine Soll-Restzeit gegenüber der Drehzahl für die Gasturbine basierend auf einer Soll-Kurve für die Gasturbinenbeschleunigung abträgt. Ein Soll-Restzeitsignal 224 wird anhand des Hochfahrrestzeitplans 222 bestimmt. Das Soll-Restzeitsignal 224 und das Restzeitsignal 212 werden an eine Steuervorrichtung 225 ausgegeben. Die Steuervorrichtung 225 dividiert das Restzeitsignal 212 durch das Soll-Restzeitsignal 224, um ein Restzeitverhältnissignal 226 zu erzeugen.
[0047] Das Restzeitverhältnissignal 226 wird an einen Kurvenanpassungsplan 228 ausgegeben. Ein exemplarischer Kurvenanpassungsplan 228 ist in Fig. 6veranschaulicht. Der Kurvenanpassungsplan 228 gibt Beschleunigungsanpasswerte Δ Ndot als Funktion der Drehzahl wieder. Der geeignete Beschleunigungsanpasswert kann ermittelt werden, indem der Ablaufkurve gefolgt wird, die dem geeigneten Restzeitverhältnissignal 226 zugeordnet ist, das an den Kurvenanpassungsplan 228 ausgegeben ist.
[0048] Beispielsweise beinhaltet ein exemplarischer Kurvenanpassungsplan 228 gemäss Fig. 6drei Ablaufkurven 20, 22 und 24. Die Ablauf kurve 20 kann einem Restzeitverhältnis von etwa 1 zugeordnet sein. Die Ablaufkurve 22 kann einem Restzeitverhältnis von etwa 0 zugeordnet sein. Die Ablaufkurve 24 kann einem Restzeitverhältnis von etwa 2 zugeordnet sein. Anpasswerte Δ Ndot, die Restzeitverhältnissen zugeordnet sind, die nicht genau gleich 0, 1 oder 2 sind, lassen sich durch Interpolation oder durch sonstige geeignete Verfahren ermitteln.
[0049] Basierend auf der Kurve 20 sind, falls das Restzeitverhältnis etwa 1 beträgt (d.h., falls das Restzeitsignal und das Soll-Restzeitsignal im Wesentlichen übereinstimmen), keine Anpassungen erforderlich, was einen Beschleunigungsanpasswert Δ Ndot von etwa 0 ergibt. Basierend auf der Kurve 22 wird, falls das Restzeitverhältnis etwa 0 beträgt oder zwischen 0 und 1 liegt (d.h., falls das Restzeitsignal dem Soll-Restzeitsignal nacheilt), ein anhand der Kurve 22 ermittelter geeigneter Anpasswert Δ Ndot erzeugt, um die zweckmässige Anpassung der Beschleunigung der Gasturbine zu bewirken. Wie in Fig. 6 dargestellt, hängt die Grösse des Anpasswerts Δ Ndot von der aktuellen Drehzahl der Gasturbine ab. In ähnlicher Weise wird, falls das Restzeitverhältnis etwa 2 beträgt oder zwischen 1 und 2 liegt (d.h., falls das Restzeitsignal dem Soll-Restzeitsignal vorauseilt), basierend auf der Kurve 24 ein anhand der Kurve 24 ermittelter geeigneter Anpasswert Δ Ndot erzeugt, um die zweckmässige Anpassung der Beschleunigung der Gasturbine zu bewirken. Die Grösse des Anpasswerts Δ Ndot hängt von der aktuellen Drehzahl der Gasturbine ab.
[0050] Mit weiterem Bezug auf Fig. 5 wird das Anpasswertsignal 250, das den anhand des Kurvenanpassungsplans 228 ermittelten zweckmässigen Anpasswert kennzeichnet, an eine Steuervorrichtung 235 ausgegeben. Das Steuersystem* 200 verwendet das Anpasswertsignal 250, um Anpassungen an Arbeitspunkten durchzuführen, die in einem Hochfahrbeschleunigungsplan 230 dargelegt sind. Speziell wird das Drehzahleingabesignal 202 an den Hochfahrbeschleunigungsplan 230 ausgegeben. Ein erster Arbeitspunkt wird anhand des Hochfahrbeschleunigungsplans 230 bestimmt und wird als ein erstes Beschleunigungssteuersignal 232 bereitgestellt. Das erste Beschleunigungssteuersignal 232 wird an die Steuervorrichtung 235 ausgegeben, die das Anpasswertsignal 250 mit dem ersten Beschleunigungssteuersignal 232 summiert, um ein zweites Beschleunigungssteuersignal 236 zu erzeugen. Die Steuervorrichtung 235 kann ein Summierer oder eine sonstige geeignete Steuervorrichtung sein, die dazu dient, das zweite Beschleunigungssteuersignal 236 anhand des ersten Beschleunigungssteuersignals 232 und des Anpasswertsignals 250 zu erzeugen.
[0051] Das Steuersystem 200 ist dazu eingerichtet, auf der Grundlage des zweiten Beschleunigungssteuersignals 236 einen Wirkparameter zu steuern, z.B. den Brennstoffzustrom oder das Anfahrdrehmoment. Beispielsweise wird das zweite Beschleunigungssteuersignal 236 gemeinsam mit dem Beschleunigungseingabesignal 204 an eine Steuervorrichtung 240 ausgegeben. Die Steuervorrichtung 240 bestimmt basierend auf dem zweiten Beschleunigungssteuersignal 236 und dem Beschleunigungseingabesignal 204 ein Fehlersignal 242. Die Steuervorrichtung 240 kann ein Summierer oder eine sonstige geeignete Einrichtung sein, die dazu dient, eine fehlerhafte Abweichung zwischen dem zweiten Beschleunigungssteuersignal 236 und dem Beschleunigungseingabesignal 204 zu bestimmen. Das Fehlersignal 242 wird an einen Regler 245 ausgegeben, der basierend auf dem Fehlersignal 242 ein Brennstoffzustromausgabesteuersignal 246 erzeugt. Der Regler 245 kann ein Proportional-Regler, ein Proportional-Integral-Regler, ein Proportional-Differential-Regler, Proportional-Integral-Differential-Regler oder ein sonstiger geeigneter Regler sein. Das Brennstoffzustromausgabesteuersignal 246 wird verwendet, um den Brennstoffzustrom zu steuern, so dass bei einer Soll-Hochfahrzeit eine vordefinierte Betriebsdrehzahl für die Gasturbine erreicht wird.
[0052] Mit Bezug auf Fig. 7wird nun ein Flussdiagramm für ein Verfahren 300 gemäss einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Einzelnen erörtert. In Schritt 310 definiert das Verfahren eine Soll-Hochfahrzeit. Die Soll-Hochfahrzeit ist die gewünschte Zeit, in der die Gasturbine die vordefinierte Betriebsdrehzahl erreichen soll. Die Soll-Hochfahrzeit kann auf der Grundlage kundenspezifischer Güteanforderungen oder anderer Anforderungen definiert sein.
[0053] In Schritt 320 bestimmt das Verfahren 300 eine zum Erreichen der Soll-Hochfahrzeit verbleibende Restzeit. Die Restzeit wird von dem Verfahren 300 verwendet, um Anpassungen an Arbeitspunkten für vielfältige Hochfahrparameter durchzuführen. Die Restzeit kann durch Überwachen der verstrichenen Zeit und der Anfangszeit des Hochfahren für den Hochfahrvorgang ermittelt werden. Beispielsweise kann die Restzeit durch Subtraktion der verstrichenen Zeit von der Soll-Hochfahrzeit berechnet werden.
[0054] In Schritt 330 überwacht das Verfahren 300 einen Parameter, der dem Hochfahrvorgang zugeordnet ist. Beispielsweise kann das Verfahren die Gasturbinendrehzahl, die Beschleunigung, das Anfahrdrehmoment, den Brennstoffzustrom, die Abgastemperatur, die Turbinenzündung oder sonstige geeignete Parameter überwachen, die dem Hochfahrvorgang zugeordnet sind. In Schritt 340 bestimmt das Verfahren 300 einen ersten Arbeitspunkt für den Parameter. Der erste Arbeitspunkt kann anhand vordefinierter Hochfahrpläne basierend auf einem nominalen Pfad für den Hochfahrparameter bestimmt werden.
[0055] In Schritt 350 passt das Verfahren 300 den ersten Arbeitspunkt für den Parameter zumindest teilweise auf der Grundlage der Restzeit für den Hochfahrvorgang an einen zweiten Arbeitspunkt an. Beispielsweise kann das Verfahren 300 dem ersten Arbeitspunkt für den Parameter einen Anpasswert bereitstellen, um den ersten Arbeitspunkt an den zweiten Arbeitspunkt anzupassen. In Schritt 360 steuert das Verfahren basierend auf dem zweiten Arbeitspunkt einen Wirkparameter, z.B. den Brennstoffzustrom, das Anfahrdrehmoment, die Turbinenzündung oder einen sonstigen geeigneten Wirkparameter. Somit verwendet das Verfahren 300 einen aktuellen Zustand der Hochfahrvorgangsdaten, um an Steuerplänen Echtzeitanpassungen durchzuführen, so dass eine vordefinierte Soll-Startzeit erreicht wird.
[0056] Die vorliegende Beschreibung verwendet Beispiele, um die Erfindung einschliesslich des besten Modus zu beschreiben, und um ausserdem jedem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung in der Praxis einzusetzen, beispielsweise beliebige Einrichtungen und Systeme herzustellen und zu nutzen, und beliebige damit verbundene Verfahren durchzuführen. Der patentfähige Schutzumfang der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und kann andere dem Fachmann in den Sinn kommende Beispiele umfassen. Solche anderen Beispiele sollen in den Schutzumfang der Ansprüche fallen, falls sie strukturelle Elemente enthalten, die sich von dem wörtlichen Inhalt der Ansprüche nicht unterscheiden, oder falls sie äquivalente strukturelle Elemente mit unwesentlichen Unterschieden gegenüber dem wörtlichen Inhalt der Ansprüche enthalten.
[0057] Geschaffen ist ein System und Verfahren zum Regeln/Steuern des Hochfahrvorgangs einer Gasturbine. Das System und das Verfahren beinhalten die Schritte: Definieren einer Soll-Hochfahrzeit für den Hochfahrvorgang der Gasturbine; und Ermitteln einer Restzeit, um die Soll-Hochfahrzeit zu erreichen. Das System und das Verfahren beinhalten die Schritte: Überwachen wenigstens eines Parameters, der dem Hochfahrvorgang zugeordnet ist; und Ermitteln eines ersten Arbeitspunkts für den Parameter. Das System und das Verfahren passt den ersten Arbeitspunkt für den Parameter zumindest teilweise auf der Grundlage der Restzeit für den Hochfahrvorgang an einen zweiten Arbeitspunkt an. Das System und das Verfahren regelt bzw. steuert einen Wirkparameter basierend auf dem zweiten Arbeitspunkt für den Parameter.
Bezugszeichenliste
[0058]
<tb>10<sep>Beschleunigungskurve
<tb>12<sep>Beschleunigungskurve
<tb>14<sep>Beschleunigungskurve
<tb>15<sep>Exemplarischer Hochfahrvorgang
<tb>20<sep>Ablaufkurve
<tb>22<sep>Ablaufkurve
<tb>24<sep>Ablaufkurve
<tb>100<sep>Steuersystem
<tb>102<sep>Drehzahlsignal
<tb>104<sep>Beschleunigungseingabesignal
<tb>105<sep>Zeitsignal
<tb>106<sep>T Soll-Signal-Eingabe
<tb>108<sep>T Start-Signal
<tb>110<sep>Steuervorrichtung
<tb>112<sep>Restzeitsignal
<tb>120<sep>Beschleunigungskurvenplan
<tb>122<sep>Beschleunigungsanpassungssignal
<tb>130<sep>Beschleunigungsplan
<tb>132<sep>Erstes Beschleunigungssteuersignal
<tb>135<sep>Steuervorrichtung
<tb>136<sep>Erstes Fehlersignal
<tb>140<sep>Steuervorrichtung
<tb>142<sep>Beschleunigungssteuersignal
<tb>145<sep>Regler
<tb>146<sep>Brennstoffzustromsteuersignal
<tb>150<sep>Minimalbrennstoffplan
<tb>152<sep>Minimalbrennstoffzustromsignal
<tb>160<sep>Anfahrdrehmomentkurvenplan
<tb>162<sep>Anfahrdrehmomentanpassungssignal
<tb>170<sep>Anfahrdrehmomentplan
<tb>172<sep>Erstes Anfahrdrehmomentsteuersignal
<tb>175<sep>Steuervorrichtung
<tb>176<sep>Anfahrdrehmomentausgabesteuersignal
<tb>180<sep>Steuervorrichtung
<tb>182<sep>Brennstoffausgabesteuersignal
<tb>200<sep>Steuersystem*
<tb>202<sep>Drehzahleingabesignal
<tb>204<sep>Beschleunigungseingabesignal
<tb>205<sep>Zeitsignal
<tb>206<sep>T Soll-Signal
<tb>210<sep>Steuervorrichtung
<tb>212<sep>Restzeitsignal
<tb>214<sep>T Rest-(Min.)-Signal
<tb>215<sep>Steuervorrichtung
<tb>216<sep>Zeitausgabesignal
<tb>220<sep>Beschleunigungskurvenplan
<tb>222<sep>Hochfahrrestzeitplan
<tb>224<sep>Soll-Restzeitsignal
<tb>225<sep>Steuervorrichtung
<tb>226<sep>Restzeitverhältnissignal
<tb>228<sep>Kurvenanpassungsplan
<tb>230<sep>Hochfahrbeschleunigungsplan
<tb>232<sep>Erstes Beschleunigungssteuersignal
<tb>235<sep>Steuervorrichtung
<tb>236<sep>Zweites Beschleunigungssteuersignal
<tb>240<sep>Steuervorrichtung
<tb>242<sep>Fehlersignal
<tb>245<sep>Regler
<tb>246<sep>Brennstoffzustromausgabesteuersignal
<tb>250<sep>Anpasswertplan
<tb>255<sep>Steuervorrichtung
<tb>260<sep>Steuervorrichtung
<tb>300<sep>Verfahren
<tb>310<sep>Verfahrensschritt
<tb>320<sep>Verfahrensschritt
<tb>330<sep>Verfahrensschritt
<tb>340<sep>Verfahrensschritt
<tb>350<sep>Verfahrensschritt
<tb>360<sep>Verfahrensschritt
<tb>N<sep>Gasturbinendrehzahl
<tb>Ndot<sep>Gasturbinenbeschleunigung
Claims (10)
1. Verfahren (300) zum Steuern eines Hochfahrvorgangs einer Gasturbine mit den Schritten:
Definieren einer Soll-Hochfahrzeit, um eine Betriebsdrehzahl für die Gasturbine zu erreichen (310);
Ermitteln einer Restzeit, um die Soll-Hochfahrzeit zu erreichen (320);
Überwachen wenigstens eines Parameters, der dem Hochfahrvorgang zugeordnet ist (330);
Ermitteln eines ersten Arbeitspunkts für den Parameter (340);
Anpassen des ersten Arbeitspunkts für den Parameter zumindest teilweise auf der Grundlage der Restzeit für den Hochfahrvorgang an einen zweiten Arbeitspunkt (350);
Einstellen eines Wirkparameters basierend auf dem zweiten Arbeitspunkt für den Parameter (360).
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Soll-Hochfahrzeit eine für die Gasturbine vordefinierte Zeit ist, um die Betriebsdrehzahl zu erreichen.
3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Arbeitspunkt für den Parameter teilweise anhand eines nominalen Pfades bestimmt wird, der in einem Hochfahrplan definiert ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Hochfahrplan zumindest teilweise auf der Drehzahl der Gasturbine begründet ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Anpassen des ersten Arbeitspunkts für den Parameter an den zweiten Arbeitspunkt zumindest teilweise auf einem Anpasswert begründet ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Anpasswert wenigstens zu einem Teil anhand eines Parameterkurvenplans bestimmt wird, wobei der Parameterkurvenplan auf mehreren verschiedenen Hochfahrkurven begründet ist, die dazu dienen bei der Soll-Hochfahrzeit eine vordefinierte Betriebsdrehzahl zu erreichen.
7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren ferner die Schritte beinhaltet:
Ermitteln eines Restzeitverhältnisses anhand der Restzeit;
Verwenden des Restzeitverhältnisses, um einen Anpasswert für den Parameter zu ermitteln; und
Anpassen des ersten Arbeitspunkts an den zweiten Arbeitspunkt auf der Grundlage des Anpasswerts.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Anpasswert wenigstens zu einem Teil anhand eines Kurvenanpassungsplans bestimmt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Parameter wenigstens entweder eine Gasturbinenbeschleunigung oder ein Anfahrdrehmoment ist.
10. System (100) zum Steuern eines Hochfahrvorgangs einer Gasturbine, wobei das System dazu eingerichtet ist, das Verfahren jedes der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US12/694,334 US8833085B2 (en) | 2010-01-27 | 2010-01-27 | System and method for gas turbine startup control |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CH702608A2 true CH702608A2 (de) | 2011-07-29 |
CH702608B1 CH702608B1 (de) | 2016-08-15 |
Family
ID=44294936
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CH00123/11A CH702608B1 (de) | 2010-01-27 | 2011-01-25 | Verfahren zum Starten einer Gasturbine und System zum Steuern eines Hochfahrvorgangs einer Gasturbine. |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8833085B2 (de) |
JP (1) | JP5860594B2 (de) |
CN (1) | CN102135037B (de) |
CH (1) | CH702608B1 (de) |
DE (1) | DE102011000148B4 (de) |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9671797B2 (en) | 2009-05-08 | 2017-06-06 | Gas Turbine Efficiency Sweden Ab | Optimization of gas turbine combustion systems low load performance on simple cycle and heat recovery steam generator applications |
US9267443B2 (en) | 2009-05-08 | 2016-02-23 | Gas Turbine Efficiency Sweden Ab | Automated tuning of gas turbine combustion systems |
US9354618B2 (en) | 2009-05-08 | 2016-05-31 | Gas Turbine Efficiency Sweden Ab | Automated tuning of multiple fuel gas turbine combustion systems |
US8437941B2 (en) | 2009-05-08 | 2013-05-07 | Gas Turbine Efficiency Sweden Ab | Automated tuning of gas turbine combustion systems |
US8555653B2 (en) * | 2009-12-23 | 2013-10-15 | General Electric Company | Method for starting a turbomachine |
US9611786B2 (en) * | 2012-01-09 | 2017-04-04 | Honeywell International Inc. | Engine systems with enhanced start control schedules |
US9140192B2 (en) * | 2012-01-11 | 2015-09-22 | Alstom Technology Ltd. | Startup method for large steam turbines |
JP5840015B2 (ja) * | 2012-02-01 | 2016-01-06 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | ガスタービン運転制御装置及び方法並びにプログラム、ガスタービン |
FR2995345B1 (fr) * | 2012-09-10 | 2018-06-15 | Safran Helicopter Engines | Procede et systeme de demarrage d'un turbomoteur d'aeronef |
US20140123664A1 (en) * | 2012-11-05 | 2014-05-08 | General Electric Company | Systems and Methods for Generating a Predictable Load Upon Completion of a Start Sequence of a Turbine |
US9157406B2 (en) * | 2014-02-05 | 2015-10-13 | General Electric Company | Systems and methods for initializing a generator |
WO2015133994A1 (en) * | 2014-03-04 | 2015-09-11 | Sikorsky Aircraft Corporation | Electrical augmentation of a gas turbine engine |
US9988928B2 (en) * | 2016-05-17 | 2018-06-05 | Siemens Energy, Inc. | Systems and methods for determining turbomachine engine safe start clearances following a shutdown of the turbomachine engine |
CN110886656B (zh) * | 2018-09-11 | 2024-06-18 | 普拉特-惠特尼加拿大公司 | 用于为发动机启动设定加速度计划的方法与系统 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4337615A (en) | 1979-03-21 | 1982-07-06 | The Garrett Corporation | Gas turbine fuel control system |
US5241817A (en) * | 1991-04-09 | 1993-09-07 | George Jr Leslie C | Screw engine with regenerative braking |
JP2799792B2 (ja) | 1991-10-05 | 1998-09-21 | 川崎重工業株式会社 | ガスタービン起動制御方式 |
US5718111A (en) * | 1995-08-04 | 1998-02-17 | Alliedsignal Inc. | Fuzzy start logic for jet engines |
JPH1037762A (ja) * | 1996-04-26 | 1998-02-10 | Toshiba Corp | ガスタービン発電プラントの制御方法及び装置 |
JP3673020B2 (ja) * | 1996-06-26 | 2005-07-20 | 株式会社東芝 | ガスタービン発電プラントの制御装置 |
JPH11229898A (ja) * | 1998-02-19 | 1999-08-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービンの起動制御装置 |
US5986438A (en) * | 1998-04-21 | 1999-11-16 | Heller-Dejulio Corporation | Rotary induction machine having control of secondary winding impedance |
US6810676B2 (en) * | 2001-12-14 | 2004-11-02 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Method of engine starting in a gas turbine engine |
JP4723884B2 (ja) * | 2005-03-16 | 2011-07-13 | 株式会社東芝 | タービン起動制御装置およびその起動制御方法 |
JP2007138856A (ja) * | 2005-11-21 | 2007-06-07 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 蒸気タービンプラントの起動スケジュール予測システムおよび予測方法、ならびに予測用プログラムおよび該プログラムを格納した記録媒体 |
JP2009281248A (ja) * | 2008-05-21 | 2009-12-03 | Toshiba Corp | タービンシステムおよびタービンシステム起動制御方法 |
JP2009295853A (ja) | 2008-06-06 | 2009-12-17 | Sony Corp | 素子転写装置、素子転写方法及び表示装置の製造方法 |
JP5223476B2 (ja) * | 2008-06-09 | 2013-06-26 | 株式会社Ihi | ガスタービン発電プラントの発電量制御方法および装置 |
US8195339B2 (en) * | 2009-09-24 | 2012-06-05 | General Electric Company | System and method for scheduling startup of a combined cycle power generation system |
US8555653B2 (en) * | 2009-12-23 | 2013-10-15 | General Electric Company | Method for starting a turbomachine |
-
2010
- 2010-01-27 US US12/694,334 patent/US8833085B2/en active Active
- 2010-12-27 CN CN201010624840.7A patent/CN102135037B/zh active Active
-
2011
- 2011-01-14 DE DE102011000148.4A patent/DE102011000148B4/de active Active
- 2011-01-18 JP JP2011007394A patent/JP5860594B2/ja active Active
- 2011-01-25 CH CH00123/11A patent/CH702608B1/de not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102011000148B4 (de) | 2023-02-02 |
US8833085B2 (en) | 2014-09-16 |
US20110179802A1 (en) | 2011-07-28 |
JP5860594B2 (ja) | 2016-02-16 |
JP2011153621A (ja) | 2011-08-11 |
CN102135037A (zh) | 2011-07-27 |
CN102135037B (zh) | 2014-10-29 |
DE102011000148A1 (de) | 2011-07-28 |
CH702608B1 (de) | 2016-08-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CH702608A2 (de) | Verfahren und System zum Steuern eines Hochfahrvorgangs einer Gasturbine. | |
EP0230636B1 (de) | Wassergetriebener Maschinensatz mit wirkungsgradoptimaler Vorgabe des Drehzahlsollwertes | |
DE102005006008B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Niveauregelung bei Dampfkesseln des Trommeltyps | |
EP2093419B1 (de) | Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage und Windenergieanlage | |
WO2015106994A1 (de) | Verfahren und regel- und/oder steuereinrichtung zum betrieb einer windenergieanlage und/oder eines windparks sowie windenergieanlage und windpark | |
DE102018102220A1 (de) | Verfahren zum Einspeisen elektrischer Leistung in ein elektrisches Versorgungsnetz | |
DE102014114620A1 (de) | Blindleistungsregelung für erneuerbare Energieanlagen | |
DE102016118414A1 (de) | Vorsteuerung mit intermittierender Reinitialisierung auf Basis geschätzter Zustandsinformationen | |
DE112016004974T5 (de) | Ausgleichssteuerungsverfahren und System zur abrupten Änderung einer Vorrichtungsleistung | |
EP2579112A1 (de) | Regeleinrichtung | |
EP3497780B1 (de) | Gleichspannungs-konverter und verfahren zur regelung eines gleichspannungs-konverters | |
DE3037780C2 (de) | Verfahren und Anordnung zum Regeln des Betriebes einer Entnahmeturbine | |
DE2363270A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur regelung eines dampferzeugers | |
EP3101250A1 (de) | Betrieb einer gasturbine mit einer interpolierten fahrlinienabweichung | |
WO2020148313A1 (de) | Windenergieanlage zum einspeisen elektrischer leistung in ein elektrisches versorgungsnetz | |
DE102008047444B4 (de) | Systemsteuervorrichtung | |
CH619509A5 (de) | ||
DE3910869C2 (de) | Reglereinheit für Gasturbinen | |
DE102016217748A1 (de) | Erbringung von Primärregelleistung | |
DE102010045699A1 (de) | Windenergieanlage sowie Verfahren zum geregelten Herunterfahren einer Windenergieanlage | |
EP2443320B1 (de) | Verfahren zum betrieb eines kraftwerks | |
EP3511564B1 (de) | Verfahren und system zum steuern einer windenergieanlage | |
DE102014103027A1 (de) | Nachführregler für eine U/f-gesteuerte Asynchronmaschine | |
WO2016131561A1 (de) | Verfahren zum betreiben einer turbinenanlage und turbinenanlage | |
EP2732343A1 (de) | Automatisierte adaptierung einer kraftwerksregelung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NV | New agent |
Representative=s name: GENERAL ELECTRIC TECHNOLOGY GMBH GLOBAL PATENT, CH |
|
PL | Patent ceased |