CN101981293B - 燃气轮机控制方法和设备 - Google Patents

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Abstract

通过缓和燃料成分或热值与燃烧振动特征之间的关系，并且通过更精确地抓取燃烧振动特征，更准确地约束燃烧振动。检测燃气轮机(1)的燃烧器(32)生成的燃烧振动以及提供到燃烧器的燃料f的成分或热量以及其它设备状态量。基于检测值抓取燃烧振动特征。当增加/减少提供到燃烧器的燃烧流量或空气流量以获得使不会发生燃烧振动的运转条件时，燃烧振动的检测值以及燃料的成分或热量和其它设备状态量被划分并且存储在对应于燃料的成分或热量的值的多个数据库中。以该方式，改善了用于近似为每个数据库中存储的每项数据执行的燃烧振动特征的处理的精确性。当两个数据库冗余地存储燃料成分或热量的边界区中的数据时，减少了表现在数据处理期间通过近似处理得到的燃烧振动特征的模型的不连续性。

Description

燃气轮机控制方法和设备
技术领域
本发明涉及一种燃气轮机控制方法及其设备；由此，增加和减少要被提供到燃烧室的燃料流量或空气流量，以便获得在其下不会出现燃烧振动的运转条件。
背景技术
在常规燃气轮机设备中，相对于诸如发电机的功率输出和环境温度的参数，提供到燃烧室的燃料和空气的流量是预定的；燃料流量或空气流量在燃气轮机的测试运行中被细致地调节。在试运转之后，燃气轮机基于作为所建立的标准设置值的被细致调节的燃料流量和空气流量来运转。
然而，根据如上所述的控制方法，存在这样的可能性，实际运转中的燃料成分、燃料流量和空气流量不同于试运转条件中的那些值，因为提供到燃气轮机的燃料的成分和热值可能改变，并且可能发生长期变化，例如发电机性能的退化或过滤器堵塞。
此外，因为上述的偏差，可能造成这样的担忧，燃烧稳定性可能受到妨碍并且因此出现燃烧振动，燃气轮机设备的运转被严重地牵制。因此，鉴于设备中设施的保护以及燃气轮机可用性(利用率)的增强，强烈地需要避免燃烧振动的出现。
专利参考文献1(JP1993-187271)公开了一种控制方法，用于控制燃气轮机设备以维持稳定的燃烧；由此，基于燃料中的内含物(成分)响应于燃料的热值变化，控制相关于燃气轮机的燃烧室的空气流量或燃料流量。
在专利参考文献1中公开的控制方法中，利用了关于空气流量或燃料流量的偏置控制；即，基于燃料中的成分，响应于燃料的热值变化，建立偏置系数；并且，热值的变化与偏置系数相乘以获得校正值，该校正值被添加到关于燃料流量或空气流量的标准设置值或者从其中减去；因此，调节了燃料流量或空气流量。
然而，根据上述方法，唯一地建立了对应于燃料热值变化的偏置系数；因此，关于控制调节的自由度受到限制；并且，难于调节空气流量或燃料流量以使得流量中的每一个趋向于最优受控值。
为此，本发明的发明者提出了专利参考文献2(JP2006-183652)中的燃气轮机控制装置，以改善上述问题。首先，现在相关于图4和5来解释所提出的控制装置；专利参考文献2(JP2006-183652)的全部内容由此被合并作为参考。
在图4中，燃气轮机设备100包括由所提供燃料的燃烧产生的热能旋转驱动的燃气轮机102，和控制燃气轮机102的燃气轮机控制单元104。
燃气轮机102配备有：过程变量测量设备106，其测量表示关于燃气轮机102的运转条件或运转状态的每个过程变量(设备状态变量)；压力变化测量设备108和加速度测量设备110，其配合于安装在燃气轮机102中的燃烧室(随后详细描述)32(参照图1)；机动机制112，其操作燃气轮机102的每个激励部分。顺便地，过程变量例如包括关于提供到每个燃烧室32的燃料和空气的流量。
燃气轮机控制单元104配备有：控制器114，其基于来自过程变量测量设备106、压力变化测量设备108和加速度测量设备110的信号生成要发送到机动机制112的控制信号；自动调谐部件120，其调节控制器114生成的控制信号。
接下来，现在参考图5说明自动调谐部件120的配置。如图5中所示，自动调谐部件120包括：
输入装置122，作为在燃气轮机102每一个部分处的测量结果(值)的过程变量(例如燃料流量或空气流量)被输入其中；
频率分析装置124，其按每个预定频率带宽分析关于每个燃烧室32的压力波动或加速度；
运转状态抓取装置126，其抓取燃气轮机102的(运转)状态；
燃烧特征抓取装置128，其基于关于燃气轮机102的过程变量并且基于按照每个预定频率带宽的燃烧振动分析结果来建立建模燃烧特征的数学公式(模型)，以确认燃气轮机的运转状态，所述分析结果存储在燃烧特征抓取装置126中提供的数据库(数据表)中；
对策判定装置130，其基于所建立的数学公式(模型)来建立关于燃气轮机的每个(激励)部分的调节(增量)；
输出装置132，其将对策判定装置130中建立的调节输出到控制器114内。
此外，燃气轮机102配备有作为过程变量测量设备106的部件的燃料特性测量装置116，燃料特性测量装置116用于测量提供到燃烧室的燃料气体的燃料成分。例如，燃料特性测量装置116配置为测量燃料气体的燃料成分的气体分析器。在燃料特性测量装置116中，测量关于燃料中多种燃料气体成分的体积比；根据获得的体积比，执行燃料成分分析，或者计算燃料气体的热值。关于燃料成分分析或燃料热值的结果作为测量结果而输出。
对应于燃料特性测量装置116输出的测量结果的信号输入到运转状态抓取装置126；对应于除燃料特性测量装置116所获得之外的、由过程变量测量设备106所获得的测量结果的信号输入到输入装置122。此外，对应于压力变化测量设备108和加速度测量设备110输出的测量结果的信号也输入到输入装置122。
压力变化测量设备108测量多个燃烧室32中的压力波动，而加速度测量设备110测量作为加速度的燃烧室振动；因此，测量了每个燃烧室32的燃烧振动。关于压力波动(压力振动)以及加速度(加速度振动)的数据经由输入装置122发送到频率分析装置124；在频率分析装置124中，执行频率分析。在执行频率分析当中，要处理的整个频率范围预先划分为n个频率带宽；在每个频率带宽中，分析振动的强度(等级)；因此，求得关于每个带宽的振动强度的最大值，并且该最大值输入到运转状态抓取装置126。
基于关于从输入装置122发送的过程变量的数据、关于由燃料特性测量装置116测量和获得的燃料的成分或热值的信息和关于通过频率分析装置124获得的与燃烧振动相关的最大振动强度的数据，运转状态抓取装置126判断每个燃烧室的燃烧振动程度是否必须立即通过执行控制调节来约束。此外，当运转状态抓取装置126识别了某个带宽中的异常情况时，诸如设备负载需要量或吸入空气温度的设备运转状态的改变，那么有关包括关于振动强度的最大值的信息以及关于燃料的成分或热值的信息的每个过程变量的数据，被累积作为日志数据。
日志数据发送到燃烧特征抓取装置128；在抓取装置128中，基于日志数据，用于建模燃烧特征的数学模型用公式表示。换言之，在燃烧特征抓取装置128中，关于每个频率带宽中压力振动的强度的最大值相关于诸如燃料成分或热值或者空气流量的过程变量来表示，过程变量视为独立的变量；例如，通过使用线性多元回归方法，最大值以一组独立变量的线性函数来表示(建模)。另外，在通过线性多元回归方法建模的情况下，例如通过使用最小二乘法，确定(求解)关于线性表达式中独立变量的系数。
顺便地，燃料特性测量装置116中的测量信息数据以及运转状态抓取装置126中累积的信息数据发送到燃烧特征抓取装置128内。
根据数学模型，对策判定装置130标识出容易导致每个频率带宽中的燃烧振动的至少一个过程变量；而且，对策判定装置130建立每个过程变量(主要是燃料流量或空气流量)和燃烧振动的程度(等级)之间的关系；通过使用所建立的关于多个过程变量的关系(例如等式)，例如通过如在线性规划领域中使用的方法的帮助，区分了其中燃烧振动倾向于(或者较不倾向于)发生的关于多个过程变量的可行域(feasible domain)。此外，基于关于燃烧振动倾向于(或者较不倾向于)发生的分界域(demarcated domain)的信息，校正值在对策判定装置130中建立；由此，校正值与每个过程变量(例如燃料流量或空气流量)和用于操纵和控制燃气轮机102的对应激励变量相关。关于所建立的校正值的数据从输出装置132输入到控制器114。
如上所述，确定燃气轮机运转条件，在该燃气轮机运转条件下难于出现燃烧振动；根据运转条件运转燃气轮机以防止燃烧振动发生。
然而，尽管操作者期望容易地控制燃气轮机，但是即使执行了专利参考文献2中公开的上述控制方法，仍然不易于用较高的精确度来控制燃气轮机；原因是造成燃烧振动的条件和燃料特性(例如燃料的成分或热值)之间的关系可被视为强非线性关系，而且燃烧振动严重波动。因此，根据如上所述的现有方法，难于完全地约束燃烧振动。
发明内容
鉴于如上所述的现有技术的难点，本发明的目的在于通过改善燃烧振动特征和燃料成分或热值之间的所抓取近似关系上出现的非线性特性，以正确地抓取燃烧振动特征，从而精确地约束燃气轮机设备中的燃烧振动。
为了达到上述针对的目的，本发明公开了一种燃气轮机控制方法，用于控制燃气轮机设备及其燃气轮机，所述方法包括步骤：
检测在燃气轮机的每个燃烧室中出现的燃烧振动、提供到燃烧室的燃料的成分或热值和其它设备的运转状态变量；
基于检测步骤中获得的检测值，抓取燃烧振动特征；和
基于所抓取的燃烧振动特征，增加和减少提供到燃烧室的燃料或空气的流量，以维持运转条件，在该运转条件下不太可能出现燃烧振动；
其中，响应于检测值的等级，把关于燃烧振动、燃料的成分或热值以及其它设备的运转状态变量的检测值的数据划分并存储在多个数据库内，由此增强了按每个数据库中存储的数据执行的近似处理的精确性；并且
关于燃料的成分或热值的边界区的数据存储在两个数据库内，以使得两个数据库中存储的数据具有公共区间，该公共区间是具有在两个数据库之间重叠的数据的区域，由此减少了在近似处理的过程中数学地建模燃烧振动特征中的不连续性。
根据本发明，响应于检测值的等级，把关于燃烧振动、燃料的成分或热值以及其它设备的运转状态变量的检测值的数据划分并存储在多个数据库内，以使得，当按每个数据库来执行的数据处理被执行时，建模燃烧振动和成分等之间的关系中的非线性减少，由此增强了按每个数据库中存储的数据执行的近似处理的精确性。
此外，根据如上所公开的本发明，通过将关于燃料的成分或热值的边界区的数据存储到两个数据库内，可以减少在近似处理的过程中数学地建模燃烧振动特征中的不连续性。
以这种方式，可以正确地抓取燃烧振动特征；因此，可以精确地约束燃烧振动。
另外，由此注意到，除了在应用最小二乘法中简单的线性表达式，用作数值计算近似值的数学模型可以是二次形式、高次形式(高于2)、或者非线性表达式，如在神经网络领域中所使用的。
另外，在上面的方法发明中，燃料的成分或热值可以由燃料分析器来测量；或者，通过使用气体分析器，可以测量关于燃料中多种燃料气体成分的体积比，以执行燃料成分或者燃料热值分析。此外，燃料成分或燃料热值可以通过测量发电机输出、发电机效率或者燃料流量来算术地计算，而不是直接地测量燃料成分或燃料热值。
关于上述方法发明的优选实施例是如下燃气轮机控制方法，其中两个数据库之间的公共区间按阈值划分为较高范围和较低范围，以使得当要处理较之另一数据库的等级位置具有更高等级位置的数据库中的数据时，选择该具有更高等级位置的数据库的较低范围中的数据，并且当要处理较之另一数据库的等级位置具有更低等级位置的数据库中的数据时，选择该具有更低等级位置的数据库的较高范围中的数据；
由此，从要被处理的数据库中存储的数据和所选择数据抓取燃烧振动特征。
如上所述，可以改善关于燃烧振动特征的不连续性，该不连续性出现在(邻近)数据库之间，即在第一数据库中的公共区间的数据和第二数据库中的公共区间的数据之间。
本发明公开了一种燃气轮机控制装置，用于控制燃气轮机设备及其燃气轮机，由此
检测在燃气轮机的每个燃烧室中出现的燃烧振动、提供到燃烧室的燃料的成分或热值和其它设备的运转状态变量；
基于检测步骤中获得的检测值，抓取燃烧振动特征；并且
基于所抓取的燃烧振动特征，增加和减少提供到燃烧室的燃料或空气的流量，以维持运转条件，在该运转条件下不大可能出现燃烧振动；
其中，燃气轮机控制装置配备有多个数据库，每一个数据库存储有关于燃烧振动、燃料的成分或热值以及其它设备运转状态变量的检测值，响应于关于燃料成分或热值的检测值的等级把检测值的全部数据划分在每个数据库中，并且关于燃料成分或热值的边界区的数据存储在两个数据库内，以使得两个数据库中存储的数据具有公共区间，该公共区间是具有在两个数据库之间重叠的数据的区域。
使用如上所述的配置，可以改善燃烧振动和燃料成分或热值之间的非线性关系，该关系出现在通过按每个数据库使用数据在关于燃烧振动特征的近似处理过程中。因此，增强了在近似燃烧振动特征中的精确程度；此外，如上所述，两个数据库形成了作为具有重叠数据的区域的公共区间。因此，两个数据库的公共区间包括关于燃料成分或热值的公共数据点。因此，可以减少在近似处理的过程中数学建模振动特征中的不连续性。
其次，上述设备发明的优选实施例是如下燃气轮机控制装置，其中提供有用于将两个数据库之间的公共区间划分为较高范围和较低范围的阈值；并且该装置被构造为使得，当要处理较之另一数据库的等级位置具有更高等级位置的数据库中的数据时，选择该具有更高的等级位置的数据库的较低范围中的数据，并且当要处理较之另一数据库的等级位置具有更低等级位置的数据库中的数据时，选择该具有更低等级位置的数据库的较高范围中的数据；
由此，从数据库中存储的要处理的数据和所选择数据抓取燃烧振动特征。
如上所述，可以改善关于燃烧振动特征的不连续性，该不连续性出现在(邻近)数据库之间，即在两个数据库中的公共区间的数据之间。
根据上述方法发明，提供了一种燃气轮机控制方法，用于控制燃气轮机设备及其燃气轮机，所述方法包括步骤：
检测在燃气轮机的每个燃烧室中出现的燃烧振动、提供到燃烧室的燃料的成分或热值和其它设备的运转状态变量；
基于检测步骤中获得的检测值，抓取燃烧振动特征；并且
基于所抓取的燃烧振动特征，增加和减少提供到燃烧室的燃料或空气的流量，以维持运转条件，在该运转条件下不大可能出现燃烧振动；
其中，响应于检测值的等级，把关于燃烧振动、燃料的成分或热值以及其它设备的运转状态变量的检测值的数据划分并存储在多个数据库内，由此增强了按每个数据库中存储的数据执行的近似处理的精确性；并且
关于燃料的成分或热值的边界区的数据存储在两个数据库内，以使得两个数据库中存储的数据具有公共区间，该公共区间是具有在两个数据库之间重叠的数据的区域，由此减少了在近似处理的过程中数学地建模燃烧振动特征中的不连续性。
因此，增强了在近似燃烧振动特征中的精确程度；此外，如上所述，两个数据库形成了作为具有公共数据的区域的公共区间。因此，两个数据库中的公共区间包括关于燃料成分或热值的公共数据点。因此，可以减少在近似处理的过程中数学地建模振动特征中的不连续性。
以这种方式，因为可以正确地抓取燃烧振动特征，所以可以精确地约束(控制)燃烧振动。
根据上述的方法发明，提供了一种燃气轮机控制装置，用于控制燃气轮机设备及其燃气轮机；由此检测在燃气轮机的每个燃烧室中出现的燃烧振动、提供到燃烧室的燃料的成分或热值和其它设备的运转状态变量；
基于检测步骤中获得的检测值，抓取燃烧振动特征；并且
基于所抓取的燃烧振动特征，增加和减少提供到燃烧室的燃料或空气的流量，以维持运转条件，在该运转条件下不大可能出现燃烧振动；
其中，燃气轮机控制装置配备有多个数据库，每一个存储有关于燃烧振动、燃料的成分或热值以及其它设备运转状态变量的检测值，响应于关于燃料成分或热值的检测值的等级把检测值的全部数据划分在每个数据库中，并且关于燃料成分或热值的边界区的数据存储在两个数据库内，以使得两个数据库中存储的数据具有公共区间，该公共区间是具有在两个数据库之间重叠的数据的区域。
因此，本设备发明可以提供与上述方法发明相同的效果。
附图说明
图1示出了根据本发明第一实施例的燃气轮机设备的配置；
图2示出了关于根据第一实施例的燃气轮机控制单元的框图；
图3示出了根据第一实施例的数据库的配置机制；
图4示出了整个燃气轮机设备的框图；
图5示出了常规燃气轮机控制单元的框图。
具体实施方式
以下，将参考图中示出的实施例详细描述本发明。然而，这些实施例中所述的部件的尺寸、材料、形状、相对位置等不应解释为将本发明的范围局限于此，除非做出了特别明确的提及。
现在参考图1到3说明作为根据本发明的第一实施例的设备。图1示出了根据本发明第一实施例的燃气轮机设备的配置。在图1中，燃气轮机1配备有燃气轮机体10和燃烧室组件30。燃气轮机体10配备有具有多个入口导向器14的压缩机12、旋转轴16和涡轮机18；发电机20连接到涡轮机18。提供了用于检测通过各入口导向器14之间的空间的吸入空气s的温度的吸入空气温度传感器22；由吸入空气温度传感器22所检测的检测值输入到图2中示出的燃气轮机控制单元60的控制器62内；燃气轮机控制单元60对应于图4的燃气轮机控制单元104，并且控制器62对应于图4的控制器114。
涡轮机18连接到燃烧气体导流管26和将燃烧废气e向外排放的废气管28；此外，涡轮机18经由旋转轴16连接到压缩机12和发电机20。所产生的燃烧气体通过燃烧气体导流管26提供到涡轮机18；废气旋转涡轮机18；旋转运动传动到发电机20和压缩机12。用于发电的燃烧气体通过废气管28向外排放，作为废气e。
压缩机12连接到环境空气导流管13和压缩气体导流槽24；压缩机12经由旋转轴16与涡轮机18和发电机20联接；涡轮机18的旋转运动传动到压缩机12以使得压缩机12旋转。通过压缩机12的旋转运动，环境空气通过环境空气导流管13被吸入；因此吸入的吸入空气s被压缩和递送到燃烧室32。
压缩机12的入口导向器14被设置在吸入空气s的通路处；即使当压缩机的旋转速度恒定时，吸入空气s的流量也可以通过调节入口导向器14的迎角来调节。燃气轮机控制单元60控制迎角。
接下来，说明燃烧室组件30。燃烧室32连接到压缩空气导流槽24和燃烧空气导流管26。吸入空气s通过压缩空气导流槽24被导向到燃烧室32。旁通管34连接到压缩空气导流槽24和压缩空气导流管26；在旁通管34的中途(part way)上，安装旁通阀36。旁通阀36控制导向到燃烧室32的吸入空气的流量。燃气轮机控制单元60响应于燃气轮机的功率输出(或者发电机上的负载)或者其它过程变量来控制旁通阀的打开。
燃料f从燃料供应主管38通过三个支管40、42和44提供到燃烧室32。在燃料供应主管38上，提供了用于检测燃料f的热值的热量计46；
热量计46配置形成图2中(燃气轮机控制单元60的)控制器62的一部分的燃料特性测量装置64；
热量计46是用于测量燃料f的含量的气体分析器，由此测量关于多种燃料成分的体积比(以百分比计)并且燃料的热值基于所测量体积比来计算。
在支管40处，即主燃料供应管40处，安装主燃料流量控制阀48，并且在控制阀48和燃烧室32之间，安装主燃料供应阀50。在支管42处，即顶帽燃料(top-hat fuel)供应管42处，安装顶帽燃料流量控制阀52，并且在控制阀52和燃烧室32之间，安装顶帽燃料供应阀54。在支管44处，即引燃燃料(pilot fuel)供应管44处，安装引燃燃料流量控制阀56，并且在控制阀56和燃烧室32之间，安装引燃燃料供应阀58。通过每个燃料供应管40、42或44的燃料经由分别对应于每个燃料供应管或每个燃料供应阀50、54或58的燃料喷嘴(未示出)输送到燃烧室32。
压缩机12将吸入空气s压缩为高温和高压的压缩空气。压缩空气首先与顶帽燃料混合，并且然后空气-燃料混合物流送到燃烧室的内部管的内侧。在内部管内，(空气和顶帽燃料的)空气-燃料混合物与主燃料混合以产生预混合空气燃料混合物的旋转流，并且旋转流流送到排气尾管内。另一方面，(空气和顶帽燃料的)空气-燃料混合物与引燃燃料混合并且燃烧，以产生喷到排气尾管内的部分燃烧气体。由此，喷到排气尾管内的部分燃烧气体与排气尾管中的火焰传播相附和，以使得燃烧气体扩散；因此，使预混合空气-燃料混合物的旋转流点火；以这种方式，实现了稳定的燃烧。
如上所述，用于预混合燃烧的主燃料和用于扩散燃烧的引燃燃料独立地提供到燃烧室32；因此，目的在于在较高负载运转期间NOx的减少以及在较低负载操作期间燃烧的稳定性。此外，用于预混合燃烧的顶帽燃料通过不同于主燃料管路和引燃燃料管路的燃料管路(燃料喷嘴)提供到燃烧室32；因此，目的在于进一步的NOx减少。顺便提及，如上所述的燃料供应方法是众所周知的方法(例如参照专利参考文献JP2008-25910)。
图2示出了燃气轮机控制单元60的配置。图2中的燃气轮机控制单元60对应于图4中的燃气轮机控制单元104，图2中的控制器62对应于图4中的控制器114，并且图2中的自动调谐部件70对应于图4中的自动调谐部件120。另外，在自动调谐部件70中，燃料特性测量装置64、输入装置72、频率分析装置74、运转状态抓取装置76、燃烧特征抓取装置78、对策判定装置80和输出装置82分别与燃料特性测量装置116、输入装置122、频率分析装置124、运转状态抓取装置126、燃烧特征抓取装置128、对策判定装置130和输出装置132具有相同的功能。然而，在抓取装置78外部提供了燃烧特征抓取装置78的数据库，而在抓取装置128中布置了燃烧特征抓取装置128的数据库。
如图3中所示，在包括多个再划分的数据库的数据库84(即，整个数据库包括多个数据库)中，响应于燃料特性测量装置64测量的燃料f的热值把关于每个过程变量的数据存储在再划分的数据库中，所述每个过程变量包括关于振动强度最大值的信息以及关于燃料成分或热值的信息。因此，关于每个过程变量的数据以日志数据的形式从运转状态抓取装置76(随后说明)发送。此外，如图3中所示，每个再划分的数据库包括燃料热值的区间的数据；由此，一再划分的数据库的区间和邻近的再划分的数据库的区间具有重叠的区域。
在本实施例中，使用如上所述的数据库的配置，执行专利参考文献2中公开的控制过程；即，基于与燃烧振动、燃料热值和其它过程变量相关的测量结果，通过调节提供到燃烧室32的燃料和空气的流量来执行燃气轮机1的燃烧控制。
关于来自输入装置72的过程变量的数据、由燃料特性测量装置64测量和获得的燃料热值、和关于与在频率分析装置74中获得的燃烧振动相关的振动强度的最大值被输入到运转状态抓取装置76内。基于输入到运转状态抓取装置76的数据，评估关于在每个燃烧室32处的燃烧振动的状态。在频率带宽中，在判断燃烧室中出现异常条件的情况下，以及在诸如设备需求负荷或吸入空气波动的某些设备运转变量变化的情况下，关于每个过程变量的数据作为日志数据被累积，所述过程变量包括关于振动强度最大值的信息以及关于燃料成分或热值的信息。
如上所述的累积数据发送到数据库84内；基于(多个)数据库84中存储的所发送数据，燃烧特征抓取装置78用公式表示了用于建模燃烧特征的数学模型。换言之，在燃烧特征抓取装置78中，关于每个频率带宽中的压力振动强度的最大值相对于过程变量来表示，所述过程变量例如为燃料的成分或热值，或者空气流量，过程变量被视为独立变量；例如，通过使用线性多元回归方法，最大值用一组独立变量的线性函数来表示(建模)。另外，在通过线性多元回归方法建模的情况下，例如通过使用最小二乘法来确定关于线性表达式中独立变量的系数。
另外，由此注意到，除了在应用最小二乘法中简单的线性表达式，用作数值计算近似值的数学模型可以是二次形式、高次形式(高于2)、或者非线性表达式，如在神经网络领域中所使用的。
根据数学模型，对策判定装置80标识出易于造成每个频率带宽中的燃烧振动的至少一个过程变量；对策判定装置80建立每个过程变量(主要是提供到燃烧室32的燃料或空气的流量)和燃烧振动的程度(等级)之间的关系；通过使用所建立的关于多个过程变量的关系(例如等式)，例如通过如在线性规划领域中使用的方法的帮助，区分了其中燃烧振动倾向于(或者较不倾向于)发生的关于多个过程变量的可行域。此外，基于关于燃烧振动倾向于(或者较不倾向于)发生的分界域的信息，校正值在对策判定装置80中建立；由此，校正值与每个过程变量(例如燃料流量或空气流量)和用于操纵和控制燃气轮机1的对应激励变量相关。关于所建立校正值的数据从输出装置82输入到控制器60。
如上所述，确定燃气轮机运转条件，在该燃气轮机运转条件下难于出现燃烧振动；根据运转条件运转燃气轮机以防止燃烧振动发生。
参考图3，现在说明用来检索数据库1号到4号中存储的数据的方法。数据库1号和数据库2号具有在范围A内重叠的公共区间；数据库1号和数据库2号中的公共区间包括关于燃料成分或热值的相同数据。公共区间由作为公共区间(即范围A)的中间位置的阈值B划分为其中的较高范围a2和较低范围a1。
在从数据库1号检索要处理的数据的情况下，检索数据库1号较低范围a1中的数据；在从数据库2号检索要处理的数据的情况下，检索数据库2号较高范围a2中的数据。
根据本实施例，关于燃气轮机1的过程变量的数据存储在多个数据库的每一个中，所述数据响应于关于燃料的所检测成分或者所检测热值的数据而被存储；即，每个数据库处理其中包括燃料的成分或热值的数据，使得处于预定区间内；每个数据库包括其中存在有关于燃料成分或热值的点的集中块(concentrated lump)的数据。按每个数据库来执行数据处理。因此，通过减少建模燃烧振动和燃料成分或热值之间的关系中的非线性，增强了按每个数据库中存储的数据执行的近似处理的精确度。
此外，因为数据库1号和数据库2号中的公共区间(即图3中的范围A)包括关于燃料成分或热值的相同数据，公共区间(即范围A)由阈值B划分为较高范围a2和较低范围a1。
另外，在从数据库1号检索要处理的数据的情况下，检索数据库1号的较低范围a1中的数据；在从数据库2号检索要处理的数据的情况下，检索数据库2号的较高范围a2中的数据。
因此，通过使用范围A中存储的数据，可以减少在数学地近似燃烧振动特征中的不连续性。
因此，可以在数据处理中使用范围A中的数据的情况下正确地抓取燃烧振动特征；因此，在实际识别振动现象之前，可以防止燃烧振动出现。
顺便地，根据本实施例，在燃料特性测量装置64中，热量计64用于测量燃料热值，代替了用于测量燃料热值的热量计，可以提供测量燃料气体的燃料成分的气体分析器，以便测量关于燃料中多种燃料气体成分的体积比；根据所获得的体积比，执行燃料成分分析，或者计算燃料气体的热值。因此，关于燃料成分分析或燃料热值的结果可以输出作为测量结果。
工业适用性
根据本发明，在燃气轮机设备的燃烧控制中，仅仅通过重新布置关于常规燃气轮机设备控制装置中的数据库的配置，就可以精确地抓取燃烧振动特征；因此，有效地防止了燃气轮机的燃烧振动。

Claims (2)

1.一种燃气轮机控制方法，用于控制燃气轮机设备及其燃气轮机，所述方法包括步骤：
检测在所述燃气轮机的每个燃烧室中出现的燃烧振动、提供到所述燃烧室的燃料的成分或热值和其它设备的运转状态变量；
基于所述检测步骤中获得的检测值，抓取燃烧振动特征；和
基于所抓取的燃烧振动特征，增加和减少提供到所述燃烧室的燃料或空气的流量，以维持一运转条件，在该运转条件下不太可能出现所述燃烧振动，
其中，响应于所述检测值的等级，把关于所述燃烧振动、所述燃料的成分或热值以及所述其它设备的运转状态变量的所述检测值的数据划分并存储在多个数据库内，由此增强了按每个数据库中存储的数据执行的近似处理的精确性，
其中，关于所述燃料的成分或热值的边界区的数据存储在两个数据库内，使得所述两个数据库中存储的所述数据具有公共区间，所述公共区间是具有在所述两个数据库之间重叠的数据的区域，由此减少了在所述近似处理的过程中数学建模所述燃烧振动特征中的不连续性，其中，所述两个数据库之间的公共区间以阈值划分为较高范围和较低范围，以使得当要处理较之另一数据库的等级位置具有更高等级位置的数据库中的数据时，选择该具有更高等级位置的数据库的较低范围中的数据，并且当要处理较之另一数据库的等级位置具有更低等级位置的数据库中的数据时，选择该具有更低等级位置的数据库的较高范围中的数据。
2.一种燃气轮机控制装置，通过下述步骤控制燃气轮机设备及其燃气轮机：
检测在所述燃气轮机的每个燃烧室中出现的燃烧振动、提供到所述燃烧室的燃料的成分或热值和其它设备的运转状态变量；
基于所述检测步骤中获得的检测值，抓取燃烧振动特征；并且
基于所抓取的燃烧振动特征，增加和减少提供到所述燃烧室的燃料或空气的流量，以维持一运转条件，在该运转条件下不大可能出现所述燃烧振动，
其中，所述燃气轮机控制装置配备有多个数据库，每一个数据库存储有关于所述燃烧振动、所述燃料的成分或热值以及所述其它设备运转状态变量的所述检测值，响应于关于所述燃料成分或热值的所述检测值的等级把所述检测值的全部数据划分在每个数据库中，
其中，关于所述燃料成分或热值的边界区的数据存储在两个数据库内，以使得所述两个数据库中存储的所述数据具有公共区间，所述公共区间是具有在所述两个数据库之间重叠的数据的区域，其中提供有用来把所述两个数据库之间的所述公共区间划分为较高范围和较低范围的阈值，并且所述装置被构造为使得，当要处理较之另一数据库的等级位置具有更高等级位置的数据库中的数据时，选择该具有更高等级位置的数据库的较低范围中的数据，并且当要处理较之另一数据库的等级位置具有更低等级位置的数据库中的数据时，选择该具有更低等级位置的数据库的较高范围中的数据。
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