CN106460676B - 用于运行燃烧装置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行燃烧装置、尤其燃气轮机的燃烧装置的方法，其中确定代表燃烧稳定性的评估变量，以及当所确定的评估变量不处于事先限定的期望范围之内时，至少基于所确定的评估变量改变至少一个操纵变量，其中评估变量的期望范围在机器的整个功率范围上是恒定的，以及基于在事先限定的频带中测量出的最大实际幅值和燃烧装置的测量出的实际功率确定评估变量。

Description

用于运行燃烧装置的方法
技术领域
本发明涉及一种用于运行燃烧装置、尤其燃气轮机的燃烧装置的方法，其中确定代表燃烧稳定性的评估变量，以及至少基于所确定的评估变量改变至少一个操纵变量。
背景技术
在燃气轮机设备的运行时，除了遵循功率、效率和排放极限值以外尤其保持在可靠的运行范围中的燃烧稳定性。在此，将燃烧稳定性理解为燃烧器和燃烧室的组合的热声性能。因此，能够通过激发热声模式引起在燃烧室中的强的相互作用，所述相互作用能够引起在机器上的机械损害。相应地需要避开产生有害的最大幅值的频带。在这方面，近期越来越经常使用闭合的调节回路，所述调节回路的目的是防止临界的频带并且以这种方式控制热声性能。对此，在单独的调节回路中监控临界的频带，所述调节回路在调节器中汇总。输送给燃烧装置的总燃料体积流，总燃料体积流到燃烧装置的各个燃烧级的分配和燃烧装置的可调节的进口导向叶片的定位尤其用作为操纵变量，以仅提出一些示例。然而，这种调节的缺点在于，多个调节回路的设置带来高的成本。此外，临界的频带与燃烧装置的功率范围相关地变化。在第一功率范围中没有对燃烧稳定性产生显著影响的频带能够在其他功率范围中对燃烧稳定性产生不利影响并且反之亦然。相应地，当在同一功率范围中出现不同的频率且辅助措施或操纵变量不同时，不同的调节目标能够彼此冲突。
发明内容
以现有技术为出发点，本发明的目的是实现一种开头时提到的类型的替代的方法，借助于所述方法实现可靠地且价格低廉地调节燃烧稳定性。
为了实现所述目的，本发明实现一种开头时提到的类型的方法，所述方法的特征在于，评估变量的期望范围在机器的整个功率范围上是恒定的并且基于在事先限定的频带中测量出的最大实际幅值和燃烧装置的测量出的实际功率确定评估变量。以这种方式能够借助于简单的机构基于各个评估变量进而经由各个调节回路在机器的整个功率范围上在安全的运行范围中没有冲突的调节目标的情况下保持燃烧稳定性。
考虑到热声模式的控制，实际幅值优选是交变压力实际幅值或构件加速实际幅值。
有利地，在使用功率相关的加权系数和/或频率相关的加权系数的情况下确定评估变量。
功率相关的加权系数用于：与燃烧装置的功率范围相关地限定频带的不利影响。因此，随着不利影响增大或高或低地选择功率相关的加权系数。由于这种功率相关的加权系数能够“排除”如下频率范围，以至于在确定评估变量时不考虑所述频率范围：所述频率范围在行驶曲线的特定的功率范围中对燃烧稳定性不具有不利影响，因为在该频率范围中没有出现对于燃烧稳定性有害的最大幅值。以这种方式，能够防止不相关的频率范围对所确定的伴随变量的失真的影响。其他频率范围能够与其对于各个功率范围的重要性相关地被单独地加权，以至于所述其他频率范围或多或少地计入到确定的评估变量值中，其中所述其他频率范围在行驶曲线的特定的功率范围中由于有害的最大幅值对燃烧稳定性有不利影响。由此，功率相关的加权系数实现在机器的或燃烧装置的整个功率范围上的评估。
频率相关的加权系数用于：限定用于评估变量的相应的频带的最大幅值或相应的频带的绝对值。在此，背景例如能够是各个频带的最大幅值对燃烧稳定性的不同的意义。因此，能够与功率相关的加权系数类似地随着不利影响的增大或高或低地选择频率相关的加权系数。换言之，能够选择频率相关的加权系数，使得各个频带的最大幅值鉴于其对燃烧稳定性的不利影响到达类似的水平，以至于所述最大幅值相应加权地计入确定的评估变量中。以这种方式可行的是，在整个功率范围上保持评估变量的期望范围恒定。
尤其将评估变量限定为总和：gf1·k1·A1 2+gf2·k2·A2 2+……+gfn·kn·An 2，其中A1至An表示在所述频带f1至fn中的最大幅值，gf1至gfn表示所述频带f1至fn的功率相关的加权系数，以及k1至kn表示频带相关的加权系数。
有利地，功率相关的加权系数gf1至gfn具有在0和1之间的数值。因此，例如能够在燃烧装置的相对功率上部分地限定加权系数gfi(其中i＝1至n)。例如，当a<P*≤b时，功率相关的加权系数gfi能够得到数值0，其中P*表示燃烧装置的实际功率；当c<P*≤d时，功率相关的加权系数gfi能够得到数值0.5；以及当e<P*≤f时，功率相关的加权系数gfi能够得到数值1，其中变量a、b、c、d、e和f表示功率范围，在所述功率范围中相应的频带提供评估变量的数值。所述数值以机器特定的方式变化并且能够根据情况进行匹配。同样能够以机器特定的方式选择功率相关的加权系数gfi的相应的数值，例如0、0.5或1。类似地，频率相关的加权系数k1至kn能够与0至1的数值相关联。
依照根据本发明的方法的一个设计方案，至少一个操纵变量是输送给燃烧装置的总燃料体积流和/或是输送给燃烧装置的总燃烧空气体积流和/或是输送给燃烧装置的总燃料体积流到所述燃烧装置的各个燃烧级的分配和/或是燃烧装置的可调节的进口导向叶片的定位。
已知的方法单独地监控临界的频带并且在出现临界频率时改变操纵变量以便防止对燃烧稳定性的不利影响，根据本发明的方法相对于所述已知的方法的主要优点在于，不会出现彼此冲突的调节目标。相应地，总是确保按照规定的工作方式。此外能够借助唯一的调节简单地且价格低廉地实现根据本发明的方法。

Claims (7)

1.一种用于运行燃烧装置的方法，其中确定代表燃烧稳定性的评估变量以及当所确定的所述评估变量不处于事先限定的期望范围之内时，至少基于确定的所述评估变量改变至少一个操纵变量，其特征在于，所述评估变量的期望范围在机器的整个功率范围上是恒定的，以及基于在事先限定的频带中测量出的最大实际幅值和所述燃烧装置的测量出的实际功率确定所述评估变量。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述实际幅值是交变压力实际幅值或构件加速实际幅值。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在使用功率相关的加权系数和/或频率相关的加权系数的情况下确定所述评估变量。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述评估变量限定为总和：
gf1·k1·A1 2+gf2·k2·A2 2+……+gfn·kn·An 2
其中A1至An表示在所述频带f1至fn中的最大幅值，gf1至gfn表示所述频带f1至fn的功率相关的加权系数，以及k1至kn表示频带相关的加权系数。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述功率相关的加权系数gf1至gfn和所述频率相关的加权系数k1至kn具有在0和1之间的数值。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，至少一个所述操纵变量是输送给所述燃烧装置的总燃料体积流，和/或是输送给所述燃烧装置的总燃烧空气体积流，和/或是输送给所述燃烧装置的总燃料体积流到所述燃烧装置的各个燃烧级的分配，和/或是所述燃烧装置的可调节的进口导向叶片的定位。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃烧装置是燃气轮机的燃烧装置。
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