CN102889134A - 用于自动调整燃气涡轮燃烧系统的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于自动调整燃气涡轮燃烧系统的系统和方法。控制器、燃气涡轮以及用于自动调整燃气涡轮的燃烧系统的方法。该方法包括从用于燃气涡轮的一组调整曲线选择第一调整曲线；通过基于预先限定的处方修改一个或多个运行参数来使燃气涡轮的稳定运行点不平衡；在使燃气涡轮的当前运行点回到第一调整曲线上时确定调整参数并且存储它们；以及产生调整参数的备份以恢复该稳定运行点。

Description

用于自动调整燃气涡轮燃烧系统的系统和方法
技术领域
本文公开的主题的实施例大体涉及方法和系统，且更具体而言，涉及用于自动地自动调整燃气涡轮燃烧系统的机构和技术。
背景技术
燃气涡轮用于许多工业界，从军事到发电。它们主要用于产生电能。然而，一些燃气涡轮用来驱动各种车辆、飞机、船舶等。取决于应用，需要涡轮在不同的设置和条件下运行。这就使得开发控制系统来维持运行成为必须。控制系统设计为用来控制燃气涡轮的燃烧系统。不幸的是，这些控制系统中的许多控制系统使用基于固定值的静态分析来执行涡轮控制。而且，这些系统中的许多系统需要至少某些程度上的人工干预，这会提高成本并且提高错误的可能性。例如，燃气涡轮的常规的燃烧系统必须在燃气涡轮的寿命期间被调节几次。专业技术人员人工地执行该步骤。这些技术人员必须部署在各个燃气涡轮的现场，这是一种缓慢而且昂贵的过程。尽管有这些考虑，燃气涡轮还是要服从要求它们至少表现出最低水平的排放控制的法规。这些所谓的“绿色”法规充当了控制燃气涡轮的运行的进一步的推动力。因此，将合乎需要的是提供避免前述问题和缺点的系统和方法。
发明内容
根据一个示例性实施例，存在一种用于自动调整燃气涡轮的燃烧系统的方法。该方法包括从燃气涡轮的一组调整曲线选择第一调整曲线的步骤；通过基于预先限定的处方(recipe)修改一个或多个运行参数来使燃气涡轮的稳定运行点不平衡的步骤；在使燃气涡轮的当前运行点回到第一调整曲线上时确定调整参数以及存储它们的步骤；以及产生调整参数的备份以恢复稳定运行点的步骤。
根据另一个示例性实施例，存在一种燃气涡轮中的控制器，其用于自动调整该燃气涡轮的燃烧系统。该控制器包括：配置成存储燃气涡轮的调整曲线的存储装置；处理器，其连接到存储装置且配置成从用于燃气涡轮的一组调整曲线选择第一调整曲线；通过基于预先限定的处方修改一个或多个运行参数来使燃气涡轮的稳定运行点不平衡；在使燃气涡轮的当前运行点回到第一调整曲线上时确定调整参数并存储它们；以及产生调整参数的备份以恢复稳定运行点。
根据另外的另一示例性实施例，存在一种燃气涡轮，其包括：燃烧系统；控制器，其具有配置成存储燃气涡轮的燃烧系统的调整曲线的存储装置；以及连接到存储装置的处理器。该处理器配置成：从用于燃气涡轮的一组调整曲线中选择第一调整曲线；通过基于预先限定的处方修改一个或多个运行参数来使燃气涡轮的稳定运行点不平衡；在使燃气涡轮的当前运行点回到第一调整曲线上时确定调整参数并存储它们；以及产生调整参数的备份以恢复稳定运行点。
根据又一个示例性实施例，存在一种包括计算机可执行指令的计算机可读介质，其中，指令在被执行时会实施如上所述用于自动调整燃气涡轮的燃烧系统的方法。
附图说明
结合在说明书中且构成说明书的一部分的附图示出了一个或多个实施例，并且与描述一起阐述这些实施例。在附图中：
图1显示了用于控制燃气涡轮的系统的一个实施例。
图2显示了燃气涡轮的一个实例。
图3显示了用于控制燃气涡轮的方法的一个实施例。
图4概念性地显示了可如何执行适应性控制。
图5显示了用于控制燃气涡轮的方法的另一个实施例。
图6显示了自动调整模块的一个实施例。
图7显示了用于自动调整燃气涡轮的方法的一个实施例。
图8显示了在其中实施自动调整方法的控制器的一个实施例。
具体实施方式
示例性实施例的以下描述参照了附图。不同图中的相同的参考标号指示相同或者相似的元件。以下详细描述并不限制本发明。相反，本发明的范围由所附的权利要求限定。为了简化，以下实施例参照燃气涡轮的燃烧系统的术语和结构来论述。然而，接下来将论述的实施例不限于燃气涡轮，而是可应用于其它涡轮机。
贯穿说明书对“一个实施例”或“实施例”的参照表示结合实施例描述的特定的特征、结构或特性包括在所公开的主题的至少一个实施例中。因而，在整个说明书的各种位置出现短语“在一个实施例中”或“在实施例中”并不一定指代同一实施例。此外，特定的特征、结构或特性可以任何合适的方式在一个或多个实施例中进行组合。
图1显示了用于控制燃气涡轮的系统的一个实施例。与静态系统不同，通过自动地产生状态、设置、排放以及其它与性能有关的信息的历史存档，以及然后适应性地调节控制数据来改进涡轮的运行、涡轮的效率、减少来自涡轮的排放或以其它方式使得涡轮在一个或多个预期的范围内运行，图1的系统适应性地控制燃气涡轮的燃烧系统。通过该动态控制，系统在不需要任何或最小的用户干预的情况下自动地“学习”什么样的控制数据最适用于预期的涡轮应用。
如图1中所示，第一实施例包括处理器10，存储装置20，燃气涡轮30，传感器40以及负载50。虽然第一实施例具体地涉及控制涡轮的运行，但在其它实施例中，该系统可应用于动态地且适应性地控制不同类型的功率源或发生器的运行。
处理器10贯穿运行的各种阶段监测涡轮，且然后基于储存在内部或外部存储器上的规划和控制数据和算法自动地控制燃气涡轮的燃烧系统，将在下文更详细地论述。在结构上，处理器可为例如由前述规划和控制程序驱动的微型计算机、控制器或者其它类型的处理芯片或芯片组。内部存储器的一个实例由参考标号15显示。
根据一个应用，处理器可为或可包括基于规则的引擎、神经网络或执行认知建模和动态控制的虚拟机或状态机中的一种或多种。存储装置20可存储规划和控制数据以有助于这种建模。该存储装置还可用作用于存储原始传感器以及其它数据(从该数据可得到涡轮性能、效率以及排放信息)的存档。
如果处理器是或者包括基于规则(或推理)的引擎，存储装置20可用作存储信息的知识库，该信息包括例如：初始设置集，规则，约束，安全余量和/或对燃气涡轮燃烧系统的运行进行映射以及建模时使用的其它控制数据。代替存储在存储器15中的算法或者除了存储在存储器15中的算法之外，该存储装置还可存储用来管理涡轮的各种控制算法。此外，随着涡轮继续运行，性能、效率、包括或源自传感器数据的与排放有关的数据，以及燃烧动态特性(dynamics)可存档在存储装置20中。
基于该存档的数据，可自动地调节初始设置、规则、约束和/或其它控制数据，以实现预期的性能水平。例如，对于实现预定的性能水平的目的而言，存储装置中的初始控制数据可能不是最优的。备选地，可能需要使燃烧系统回到期望的运行条件。随着时间的过去，可存档和分析状态信息和传感器数据，以使用基于规则的引擎来确定可如何调节控制数据来改进性能。引擎的规则可管理这些调节，且然后可作为涡轮的新的控制数据来存储这些调节。
通过这些“学习”技术，处理器可动态地且适应性地构建备份曲线，其将用于在燃烧问题的情况下保持单元运行。该备份曲线或新曲线能够最小化燃烧动态特性，这将会降低跳脱的风险，并且还将减少对曲线的人工调整的需求。
如果处理器是或者包括神经网络(或其它技术)，该网络可包括对应于不同参数、设置、约束和/或条件的多个神经元(例如，程序设计构造)来对涡轮的运行建模。神经元可互连，以限定涡轮如何在不同运行和/或负载条件下受控制。可基于从传感器和存档的信息反馈回来的信息调节、删除和/或替换该互连和/或神经元本身，以使得涡轮在一个或多个预期的范围内运行。
根据一种实施方式，神经网络可基于具有对应于预定的条件或运行参数的状态和过渡的有限状态机。可从其初始构造动态地修改该(有限状态)机，以便基于例如一个或多个存储的算法来控制涡轮。可在其它实施例中使用不同的数学建模技术来执行图1的系统中的处理器的功能。
此外，虽然人工智能可证实对一些应用有优势，但可在其它实施例中使用不同的处理架构。例如，处理器可为带有预加载的控制程序的微型处理器受驱的电路，该预加载的控制程序基于存档的传感器、性能和/或排放数据执行涡轮的适应性控制。在其它实施例中，处理器可为执行本文所述的类型的适应性控制的笔记本或其它类型的计算机。
不管处理架构如何，在示例性应用中，存储装置20都可存储在各种运行条件和阶段下用于燃气涡轮的燃烧系统的初始控制数据集。正如所指出的，该控制数据可包括运行参数、约束和/或规划数据。对于DLE燃气涡轮，参数可包括但不限于燃烧温度、压缩机比、压缩机入口压力和温度、压缩机出口压力和温度、涡轮排气温度、入口导叶设置、燃烧基准温度和/或其它燃烧参数，以及入口排放热流量，以及其它。
约束可包括排放水平、燃烧动态压力、贫燃熄火(lean-blow-out)、压缩机喘振极限、压缩机结冰、燃料流量极限、燃烧器燃料分配水平(或分流)、效率极限、压缩机裕度(clearance)以及其它运行和/或环境设置或限制。
规划数据可包括排气温度对比于(vs.)压缩机压力比，燃料分流对比于燃烧基准温度，入口排放热对比于入口导叶设置，以及压缩机运行极限线对比于校正速度和入口导叶设置以及其它。可关于其它类型的涡轮和它们的应用使用不同或另外的参数。
联系在一起，存储装置20中的信息允许在各种条件下对燃气涡轮的燃烧系统的运行建模。不同地考虑，该信息可“映射”燃气涡轮及其相关联的负载的运行空间，该映射可用作用于控制燃烧和/或其它运行方面以便保持燃气涡轮以稳定、最优或其它预期的范围运行的基础。关于结构，存储装置可为以下中的一个或多个：存储器、数据库、规则或知识库或它们的组合。
燃气涡轮30可为任何类型的涡轮，包括干式低排放(DLE)燃气涡轮或干式低含氮(NOX)涡轮，以及用于电力、车辆或工业应用的一些其它涡轮中的任何一个。DLE涡轮的实例包括用于基于涡轮喷气机、基于涡轮风扇以及基于涡轮螺旋桨的引擎的一些涡轮。
图2显示了燃气涡轮的一个实例，该燃气涡轮可根据本文所述的一个或多个实施例来控制。燃气涡轮包括压缩机112，至少一个燃烧器114，联接到压缩机112的涡轮116以及计算机控制系统118，其例如可包括或对应于图1中的处理器10。
燃气涡轮还包括一些导管。例如，入口导管120通过一组入口导叶121将环境空气供给压缩机112，且排气导管122将燃烧气体从涡轮116引导到或引导通过例如发电机124。还可包括一个或多个排放控制及消声器来遵守法规。
燃气涡轮还包括燃料控制系统128，以用于调节从燃料供应到燃烧器114(燃烧系统)的燃料流动，且通过在不同组喷嘴中流动的燃料之间的一个或多个分流(来调节)。例如，燃烧器可包括主喷嘴和副喷嘴，而其它燃烧器可包括三个不同的燃烧装置组，它们有许多可能的分流组合。燃料控制系统还可选择用于燃烧器的燃料类型。燃料控制系统128可为单独的单元或可为主控制器118的构件。
控制器118(其可对应于图1中的处理器10)可为具有至少一个处理器的计算机系统，处理器执行程序和运行来使用传感器输入和来自人类操作者的指令控制燃气涡轮的燃烧系统的运行。如之前所指出的，由控制器执行的程序和运行可包括(除了其它之外)对运行参数进行感测或建模，对运行边界建模，应用运行边界模型，应用规划算法，以及应用边界控制逻辑来在边界上闭合环路。
由控制器产生的命令可使得燃气涡轮的燃烧系统上的促动器来例如调节燃料供应和燃烧器之间的调整流入燃烧器的燃料的流量、燃料分流和类型的阀(例如，促动器127)；调节压缩机上的入口导叶121(促动器129)；调节入口排放热；以及起动燃气涡轮上的其它控制设置。
在本文中使用时，用语“燃气涡轮”不仅可指涡轮本身，而且还可指所有它的伴随特征，包括但不限于入口导管、导叶、压缩机、燃料控制器、燃烧器以及出口导管。用于这些元件的传感器数据可反馈回到处理器，以用于调节初始建模数据以及执行与适应性动态控制相关的其它方面。
返回图1，传感器40在整个涡轮架构－且在一些情况下为负载－上位于预定的位置处。实例包括温度传感器、流量传感器、压力传感器、燃烧动态压力传感器和湿度传感器以及图2中的传感器126。
传感器还可包括成组的冗余温度传感器，以监测例如燃气涡轮周围的环境温度，压缩机排放温度，涡轮排气温度，以及通过涡轮的气流的其它温度测量结果。
其它传感器可包括监测环境压力和压缩机入口和出口涡轮排气处以及气流中的其它位置处的静态和动态压力水平的一些传感器。另外的实例包括湿式和干式球管温度计，压缩机入口导管中的湿度传感器，流量传感器，速度传感器，火焰探测器传感器，阀位置传感器，导叶角度传感器。
负载50取决于应用而有所不同。例如，负载可为发电机或基于引擎/节流阀的负载。
图3显示了用于控制燃气涡轮的方法的一个实施例。可例如由图1的系统或另一种系统执行该方法，且该方法可用于动态地控制涡轮，以实现例如特定水平的性能效率和/或满足某些排放标准。出于说明性的目的，将参照图1的系统描述该方法。
在初始步骤中，与燃气涡轮的燃烧系统有关的信息被存储在存储装置中(框210)。如之前所指出的，该信息可为初始控制数据集，包括但不限于用于初始地控制涡轮的运行的设置、参数、约束和/或规划数据。该信息可由系统制造商装载到存储装置中，且因此可认为其是涡轮运行点和条件的初始映射或建模。该初始建模可能不会控制涡轮来在最优的或预定的范围内运行，且因此需要根据本文所述的随后的步骤进行的调节。
可存储伴随的算法集，以便与存储装置中的信息一起使用。该算法可基于存储的控制数据来控制涡轮的各种部件的运行定时。根据一个实施例，算法本身可能不会经受调节。在这种情况下，仅可调节设置、约束和其它存储的控制数据来影响性能。在其它实施例中，除了控制数据之外，可自动地对算法本身进行调节。
在已经存储信息和算法之后，可基于初始映射和建模数据来运行该涡轮。在运行期间，状态信息、传感器数据和性能统计数值由处理器以基于实时或接近实时的方式从传感器接收(框220)。该信息存档在存储装置20或另一存储装置中，和/或可通过网络发送到远程位置以便存储和分析。
在预定的运行时间已经过去之后，逐渐形成涡轮运行的燃烧系统的性能、排放和/或其它方面的历史记录。现在可由处理器分析该信息(框230)。预定的过去时间可对应于例如运行的一定时间和/或可对应于用于在运行的各种阶段期间控制涡轮的一定的规划。该分析可涉及例如比较各种性能统计数值与预定的标准或约束，和/或比较排放水平与政府或者其它预期极限。基于这些比较的结果，处理器可确定燃气涡轮是否以可接受的或最优的水平运行。
当基于例如存档的信息和/或传感器数据确定燃气涡轮在预期的水平或范围外运行时，处理器可自动地“调整”所存储的用于对燃气涡轮映射或建模的一个或多个初始控制数据(例如，存储的设置、约束或其它信息)(框240)。该调整过程可以多种方式执行。
例如，如果确定效率或性能参数或保护参数(例如，燃烧动态压力是用来通过过量的振动保护引擎的一种量度)处于一定范围之外，则可以预定的正或负增量自动地调节燃烧温度。然后可测量涡轮的性能来确定是否进行了任何改进。如果没有，则可反复进行额外的增量调节，直到传感器和/或其它性能数据指示涡轮在预期的范围内运行。增加的数据然后可作为修改的控制数据集的一部分来存储，以便随后使用－当例如相同或者类似的条件或情况集自身出现时(框250)。以这种方式，可随着时间的过去适应性地调节控制燃气涡轮的燃烧系统的运行的建模数据，从而提供涡轮的自动动态调整。此外，燃料分流是可以相同的方式调节以最小化燃烧动态特性的参数。
根据另一实例，当确定涡轮在范围之外运行时，燃烧温度可设定为一个或多个预定的固定值。在另外的其它实施例中，可使用不同的调节技术。还可调节其它参数来实现燃烧动态特性控制。这些参数可包括压缩机比，压缩机入口压力和温度，压缩机出口压力和温度，涡轮排气温度，入口导叶设置，燃烧基准温度和/或其它燃烧参数，以及入口排放热流量，它们全部涉及涡轮效率。当然，在执行调节时还可将负载状态和条件考虑在内。
基于由处理器进行的比较，还可自动地调节各种约束。例如，如果在运行的一个或多个阶段期间确定涡轮的排放水平超出某些极限，则可将燃气涡轮的燃烧系统的对应的设置控制为极限之下的那些排放。而且，当现有的法规改变或实行新法规时，可在存储装置中更新对应于这些约束的控制数据，以使得涡轮以顺应性(compliant)的方式运行。
其它约束包括但不限于气体燃料组分，贫燃熄火，压缩机喘振极限，压缩机结冰，燃料流量极限，燃烧器燃料分配水平(或分流)以及压缩机裕度。
基于由处理器进行的比较，还可自动地调节各种规划数据。该数据可包括排气温度对比于压缩机压力比，燃料分流对比于燃烧基准温度，入口排放热对比于入口导叶设置，以及压缩机运行极限线对比于校正速度和入口导叶设置。
这些步骤的结果是形成用于对涡轮的运行进行建模和控制的改进的控制数据集。经调节的控制数据可存储在图1的存储装置20中，并且可基于来自处理器10的信号25而受调节。经调节的控制数据则可在随后通过信号线45由处理器调用，且控制信号可产生，并且通过该信号线35被发送到涡轮。
图4概念性地显示了可如何执行前述适应性方法。在存储了初始控制数据集之后，使涡轮运行，且将性能、排放，和/或其它与涡轮有关的数据存档，以产生历史记录(框260)。以程序化的次数或规则的间隔，有意地改变燃气涡轮的运行(例如，使运行不平衡)，且分析当前数据和存档的数据(框270)，以识别处于预定的范围之外的或超过某些约束或极限的涡轮性能的方面(框280)。然后调节控制数据，以使性能处于范围或极限之内(框290)。通过该过程，适应性地调节控制数据来改进涡轮的性能，且控制系统“学习”燃气涡轮在变化的参数上如何做出反应，以及可如何使燃气涡轮回到标称运行条件之内。
图5显示了用于控制燃气涡轮的方法的另一个实施例。该方法可以软件、专用硬件或它们的组合来实施。如在之前的方法中，可通过图1的系统或另一个系统来执行图5的实施例，以控制涡轮在一个或多个预定的性能或排放范围内运行。该方法类似地在图2中所显示的控制器118中实施。后面会论述控制器118的更详细的结构。
在初始步骤中，选择初始调整曲线以用于控制燃气涡轮的燃烧系统(框310)。给定的燃气涡轮具有存储且用于使燃气涡轮的燃烧系统运行的多个调整曲线。该调整曲线可指定一个或多个设置、参数、或涡轮的不同元素的约束，包括但不限于之前在其它实施例中论述的一些中的任何一个。因此，可认为该调整曲线提供了燃气涡轮的初始映射，以用于在稳态时在其运行的各种阶段对运行建模。
根据一个实例，调整曲线可为使涡轮温度排气(ttx)与涡轮压力比(tpr)关联的调整曲线。涡轮温度排气可对应于涡轮出口处的温度，且涡轮压力比可对应于压缩机的排放压力与涡轮的排气压力之间的比。备选地，压力读数可在燃气涡轮的其它位置处获得。根据与燃烧系统相关的另一个实例，调整曲线可为使燃烧装置组的火焰温度与燃烧器入口温度相关的调整曲线。
其它调整曲线可使以下参数的组合相关：燃烧温度，速度，入口闸阀角度，湿度，以及排放条件(仅举几个例子)。此外，可在不同环境条件下使用不同曲线。例如，可在湿度处于比较高的水平时使用一个曲线，且可在湿度处于较低的水平时使用另一曲线。基于环境温度，情况可能是相同的。另外的其它曲线可涉及气体-燃料比或其它与燃烧有关的参数，以便允许调节效率、排放和(可接受的)燃烧动态特性。
在运行已经基于初始调整曲线开始之后，两个事件其中之一可发生。第一事件对应于接收警报的情况(框320)。当检测到的燃烧参数落入或落出预定的范围时和/或当检测到的排放参数偏离预定的约束时，可由内部控制算法产生该警报。当该情况发生时，警报信息发送至控制器118以实施不平衡步骤(框340)，这会在下文论述。用于产生警报的范围、约束或阈值可例如由制造商或由现场技术人员编程到系统中。要注意，排放参数可在燃气涡轮处直接测量或由专用模块基于燃气涡轮的运行参数来估计。
触发不平衡步骤340的第二事件对应于执行预定的规划算法的情况(框330)。该规划算法(自动调整算法)可使得控制器贯穿运行时段以规则的或预定的间隔接收和分析传感器数据，以便确定性能效率和/或排放。这可例如在初始学习时段期间每天发生几次。要注意，当步骤330发生时，燃气涡轮在稳态下运行。
当执行不平衡步骤时，控制器确定燃气涡轮的一个或多个参数。燃气涡轮刚好在该步骤之前在稳态下操作。该控制器修改燃气涡轮的一个或多个参数，使得燃气涡轮离开该稳态。换言之，在不平衡步骤340之后，燃气涡轮的运行点离开在步骤310中选择的具体的调整曲线。在该阶段，需要采取措施，使得燃气涡轮移回调整曲线上且在稳态下运行。
然而，如果步骤320触发了不平衡步骤340，存在两种可选方案。或者是认为产生警报的事件已经使系统不平衡且不需要任何进一步的不平衡，或者是不平衡步骤340进一步使燃气涡轮不平衡。可用于使燃气涡轮不平衡的参数的实例在步骤350中示出，且它们包括但不限于燃气涡轮的各种环中的燃料分流，燃烧装置之间的燃料分流，燃料/空气比，偏置等。然而，这些参数的边界在该时段期间被限定，以防止使燃气涡轮不平衡至超过临界状态－不能使燃气涡轮自此回到稳态。
不平衡可涉及偏离初始调整曲线，例如，通过自动地增量或以其它方式反复地或以基于一次的方式来调节一个或多个相关的参数(如之前所述)。这些参数可与燃气涡轮的燃烧系统有关。
在不平衡步骤(对于学习时段，例如3到12个月，其可在一天中发生几次)之后，控制器监测燃气涡轮的性能和/或排放的变化(框360)。记录调整参数来映射不平衡对系统的影响，以及系统如何响应不平衡。
在步骤370中，控制器调节合适的参数(依赖于它，参数已经在步骤350中不平衡)以便使燃气涡轮在稳态下运行。利用参数的各种组合使燃气涡轮不平衡以及然后使燃气涡轮的运行点回到期望的曲线中的这些过程构成了学习步骤370。在该步骤期间，产生了用于所研究的具体调整曲线的备份。在“学习时段”期间该备份得以改进或延长。可选地，在燃气涡轮变得不平衡的真实情况中时，可由控制器为操作者建议该备份。
调整曲线新接受标准在步骤380中公式化/存储，此后，控制器返回步骤310来选择另一调整曲线。重复以上所描述的步骤，直到所有的调转(turning)曲线都已被研究。该过程反复执行，每次都进行更进一步的调节，直到自动地产生适应性地产生的调整曲线，以优化燃气涡轮性能或以其它方式使得调转在一个或多个预期的范围或水平内运行。
可包括一些可选的步骤。例如，在已经修改调整曲线之后，对应于经修改的调整曲线的备份信息可存储在外部存储装置中，以便如果发生故障则允许曲线恢复。备份信息可传递到外部存储装置－例如，通过因特网或反向信道(back-channel)通讯链路。而且，如果需要，存储该曲线将允许操作者进行进一步的调节。
以上所论述的方法可在如图6所示的控制器中实施。控制器400可为燃气涡轮402的燃烧系统的控制器或相对于燃气涡轮远程定位的控制器。控制器400通过链路404从燃气涡轮接收运行数据，并且通过链路406将该信息供馈到自动调整模块408。自动调整模块408可为控制器400的一部分或独立于控制器400。控制器408包括基本上实施图5中论述的方法的优化算法。优化常数集410由模块408产生，且这些常数或者直接提供给控制器400，或者提供给控制器400的操作者来考虑。燃气涡轮的操作者然后可基于优化常数集410修改用来控制燃气涡轮的初始常数集412。
因而，具有自动调整模块408的燃气涡轮将使用运行参数和燃气涡轮日常记录来限定运行点的面。该模块确认运行点与临界条件之间的距离，以便限定调整常数的备份(例如，标识的调整常数可为使燃烧温度T燃烧与不同燃烧模式中以及用于不同的燃烧环的T3相联系的表格)，以恢复稳定运行和保持燃气涡轮生产。使用该映射和分析当前运行点，模块将提出和校正使能可靠的运行和系统自调节的新的燃烧参数集。因而，将提供给燃气涡轮的这种新颖的模块从燃气涡轮的历史有利地进行学习，以限定安全状态映射，从燃气涡轮收集数据来限定可操作性的安全余量，帮作操作者管理燃气涡轮来减少调整燃烧系统的需要，提供一组诊断指示器来理解燃烧区段中的潜在问题，以及提供通过基于之前的优化状态更新燃烧调整常数来减少排放的系统。
根据图7中所示的示例性实施例，存在一种用于自动调整燃气涡轮的燃烧系统的方法。该方法包括从用于该燃气涡轮的一组调整曲线选择第一调整曲线的步骤700；通过基于预先限定的处方修改一个或多个运行参数来使燃气涡轮的稳定运行点不平衡的步骤702；在使燃气涡轮的当前运行点回到第一调整曲线上时确定调整参数和存储它们的步骤704；以及产生调整参数的备份以便恢复稳定运行点的步骤706。
可选地，该方法包括通过选择第二调整曲线以及针对第二调整曲线重复以上步骤来学习燃气涡轮的行为的步骤，或存储燃气涡轮的日常运行参数的步骤，以及基于存储的日常运行参数和当前运行参数产生调整参数的备份的步骤。此外，该方法可包括检查燃气涡轮的临界条件与调整参数的备份之间的距离的步骤，接收与燃烧动态和燃气涡轮排放有关的警报的步骤，以及基于存储的日常运行参数、当前运行参数和燃气涡轮排放产生调整参数的备份的步骤。
根据另一个实施例，可提供用于存储计算机指令和代码的计算机可读介质，以执行之前描述的控制方法的实施例的步骤的全部或者一部分。计算机可读介质可例如对应于图1中的存储器15或者另一存储装置。
能够根据以上论述的示例性实施例执行运行的典型的控制器和/或模块的实例在图8中示出。硬件、固件、软件或它们的组合可用于执行本文所述的各种步骤和运行。图8的结构800是可结合这种系统使用的示例性控制器/模块。
适用于执行示例性实施例中所描述的行为的示例性结构800可包括服务器801，其可对应于图2和6中显示的控制器中的任一种。这种服务器801可包括联接到随机存取存储器(RAM)804且联接到只读存储器(ROM)806的中央处理器(CPU)802。ROM806还可为用来存储程序的其它类型的存储介质，诸如可编程ROM(PROM)，可擦除PROM(EPROM)等。处理器802可通过输入/输出(I/O)电路808和总线810与其它内部和外部构件通讯，以便提供控制信号等等。处理器802执行本领域已知的多种功能－如由软件和/或固件指令所指示。
服务器801还可包括一个或多个数据存储装置，包括硬盘及软盘驱动器812，CD-ROM驱动器814，以及能够读取和/或存储信息的其它硬件，诸如DVD等。在一个实施例中，用于执行上述步骤的软件可存储和分布在CD-ROM816、磁盘818或能够便携地存储信息其它形式的介质上。这些存储介质可插入诸如CD-ROM驱动器814、盘驱动器812等的装置中且由该装置读取。服务器801可联接到显示器820，显示器820可为任何类型的已知的显示器或展示屏，诸如LCD显示器，等离子体显示器，阴极射线管(CRT)等。提供用户输入接口822，包括一个或多个用户接口机构，诸如鼠标、键盘、麦克风、触摸垫、触摸屏、语音识别系统等。
服务器801可联接到其它计算装置，诸如燃气涡轮的构件。服务器可为全局网络(GAN)－诸如因特网828中的更大的网络构造的一部分，这允许最终连接到各种陆上线路和/或移动客户/监视装置。
这种结构800(控制器)可配置成以便执行以下步骤中的一个或多个：通过选择第二调整曲线和针对该第二调整曲线重复以上步骤来学习燃气涡轮的行为；存储燃气涡轮的日常运行参数；基于存储的日常运行参数和当前运行参数产生调整参数的备份；检查燃气涡轮的临界条件与调整参数的备份之间的距离；接收与燃烧动态和燃气涡轮排放有关的警报；以及基于存储的日常运行参数、当前运行参数和燃气涡轮排放产生调整参数的备份。
本领域技术人员还将了解，示例性实施例可作为方法在无线通讯装置、电信网络中实施，或以计算机程序产品实施。因此，示例性实施例可采用完全硬件实施例或结合了硬件和软件方面的实施例的形式。此外，示例性实施例可采用存储在计算机可读存储介质(具有体现在介质中的计算机可读指令)上的计算机程序产品的形式。可使用任何合适的计算机可读介质，包括硬盘、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)、光学存储装置或磁存储装置，诸如软盘或磁带。计算机可读介质的其它非限制性实例包括闪存型存储器或其它已知的存储器。
所公开的示例性实施例提供了用于自动调整燃气涡轮的控制器、方法和计算机软件。应当理解，该描述并不意图限制本发明。相反，示例性实施例意图覆盖包括在所附的权利要求限定的本发明的精神和范围内的备选方式、修改和等效物。此外，在示例性实施例的详细描述中，阐述了许多具体细节，以便提供所要求保护的发明的全面的理解。然而，本领域技术人员将理解，各种实施例可在没有这样的具体细节的情况下实施。
虽然以特定的组合在实施例中描述了当前的示例性实施例的特征和元件，但可在没有实施例的其它特征和元件的情况下单独使用各个特征或元件，或在具有或没有本文所公开的其它特征和元件的情况下以各种组合使用各个特征或元件。
该书面描述使用所公开的主题的实例来使本领域任何技术人员能实施它，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。主题的可获得授权的范围由权利要求限定，且可包括本领域技术人员想到的其它实例。这样的其它实例意图处于权利要求的范围之内。

Claims (10)

1. 一种用于自动调整燃气涡轮的燃烧系统的方法，所述方法包括：
从用于所述燃气涡轮的一组调整曲线选择第一调整曲线；
通过基于预先限定的处方修改一个或多个运行参数来使所述燃气涡轮的稳定运行点不平衡；
在使所述燃气涡轮的当前运行点回到所述第一调整曲线上时确定调整参数并且存储它们；以及
产生调整参数的备份来恢复所述稳定运行点。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
通过选择第二调整曲线以及对所述第二调整曲线重复上述步骤来学习所述燃气涡轮的行为。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
存储所述燃气涡轮的日常运行参数。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：
基于所述存储的日常运行参数和当前运行参数产生调整参数的所述备份。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
检查所述燃气涡轮的临界条件和调整参数的所述备份之间的距离。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
接收与燃烧动态特性和燃气涡轮排放相关的警报。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：
基于所述存储的日常运行参数，当前运行参数以及燃气涡轮排放产生调整参数的所述备份。
8. 一种燃气涡轮中的控制器，用于自动调整所述燃气涡轮的燃烧系统，所述控制器包括：
配置成存储所述燃气涡轮的调整曲线的存储装置；
处理器，连接到所述存储装置，且配置成，
从用于所述燃气涡轮的一组调整曲线选择第一调整曲线；
通过基于预先限定的处方修改一个或多个运行参数使所述燃气涡轮的稳定运行点不平衡；
当使所述燃气涡轮的当前运行点回到所述第一调整曲线上时确定调整参数并存储它们；以及
产生调整参数的备份来恢复所述稳定运行点。
9. 一种燃气涡轮，包括：
燃烧系统；
控制器，具有配置成存储所述燃气涡轮的所述燃烧系统的调整曲线的存储装置；以及
处理器，连接到所述存储装置且配置成，
从用于所述燃气涡轮的一组调整曲线选择第一调整曲线；
通过基于预先限定的处方修改一个或多个运行参数使所述燃气涡轮的稳定运行点不平衡；
在使所述燃气涡轮的当前运行点回到所述第一调整曲线上时确定调整参数并存储它们；以及
产生调整参数的备份来恢复所述稳定运行点。
10. 一种计算机可读介质，包括计算机可执行指令，其中，所述指令在被执行时实施用于自动调整燃气涡轮的燃烧系统的方法，所述方法包括：
从用于所述燃气涡轮的一组调整曲线选择第一调整曲线；
通过基于预先限定的处方修改一个或多个运行参数使所述燃气涡轮的稳定运行点不平衡；
在使所述燃气涡轮的当前运行点回到所述第一调整曲线上时确定调整参数并存储它们；以及
产生调整参数的备份来恢复所述稳定运行点。
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