CN109690053B - 用于控制具有多个燃烧区的燃气涡轮发动机中的燃料分配的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于燃气涡轮发动机的分配方法基于通过燃气涡轮发动机中所有燃烧区的已燃烧空气流与总空气流的计算的比值来分配燃料。该比值用于在燃气涡轮发动机中获得预定的火焰温度。

Description

用于控制具有多个燃烧区的燃气涡轮发动机中的燃料分配的 方法

背景

1.技术领域

公开的实施方式总体上涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地涉及对燃气涡轮发动机的多个燃烧区的燃料的分配。

2.相关技术的描述

燃气涡轮发动机通常具有压缩机部分、具有多个燃烧器的燃烧部分以及涡轮机部分。环境空气在压缩机部分中被压缩并被输送至燃烧部分中的燃烧器。燃烧器将压缩空气与燃料进行混合，并且点燃该混合物，从而产生燃烧产物。燃烧产物以湍流的方式且以高速流动。燃烧产物经由过渡管道输送至涡轮机部分。在涡轮机部分内具有成排的轮叶组件。旋转叶片组件联接至涡轮机转子。当燃烧产物通过涡轮机部分膨胀时，燃烧产物引起叶片组件和涡轮机转子旋转。涡轮机转子可以连接至发电机并用于产生电力。

在燃气涡轮发动机的运行期间，对燃料分配进行计划以确保燃烧器在限定的温度内运行。除了确保运行之外，燃烧器还必须为了控制排放的目的而运行。此外，在陆基燃气涡轮发动机和空基燃气涡轮发动机两者中，可能需要适应快速加速和快速减速。燃料分配必须能够快速响应，以避免熄火和燃烧器过热。此外，燃气涡轮发动机需要在各种环境条件下在宽的功率水平范围内运行。

因此，有必要尽可能准确地计划燃烧器周围的燃料分配，以便维持运行温度，从而满足最佳的排放要求。此外，还需要足够快速地计划燃烧器周围的燃料分配，以避免熄火和燃烧器过热。

发明内容

简要描述，本公开的方面涉及燃气涡轮发动机中的燃料的分配。

本公开的一方面是用于分配燃气涡轮发动机中的燃料的方法，该方法包括：确定通过燃气涡轮发动机中的所有燃烧区的已燃烧空气流与总空气流的比值，其中，确定通过所有燃烧区的已燃烧空气流的比值包括建立每单位质量的燃烧产物的焓的总加权和，其中，建立每单位质量的燃烧产物的焓的总加权和包括确定主加权和以及确定副加权和，其中，主加权和是在主燃烧区中的主燃烧温度下的每单位质量的燃烧产物的焓，副加权和是在副燃烧区中的副燃烧温度下的每单位质量的燃烧产物的焓；确定在快速瞬态条件期间要燃烧的空气流的瞬态分数，其中，使用喷射器燃料流与在燃烧器处的入口压力的比值来确定瞬态分数；以及使用所确定的通过燃气涡轮发动机中的所有燃烧区的已燃烧空气流与总空气流的比值来分配燃气涡轮发动机中的燃料，以获得预定的火焰温度。

本公开的另一方面是一种燃气涡轮发动机，该燃气涡轮发动机包括：控制器，该控制器构造成在燃气涡轮发动机内传送燃料分配信号，其中，控制器确定通过燃气涡轮发动机中的所有燃烧区的已燃烧空气流与总空气流的比值，其中，确定通过所有燃烧区的已燃烧空气流的比值包括建立每单位质量的燃烧产物的焓的总加权和，其中，建立每单位质量的燃烧产物的焓的总加权和包括：确定主加权和以及确定副加权和，其中，主加权和是在主燃烧温度下每单位质量的燃烧产物的焓，副加权和是在副燃烧温度下每单位质量的燃烧产物的焓；其中，控制器还构造成确定在快速瞬态条件期间要燃烧的空气流的瞬态分数，其中，使用喷射器燃料流与在燃烧器处的入口压力的比值来确定瞬态分数；并且其中，控制器使用所确定的通过燃气涡轮发动机中的所有燃烧区的已燃烧空气流与总空气流的比值来分配燃气涡轮发动机中的燃料，以获得预定的火焰温度。

本公开的又一方面是一种用于分配燃气涡轮发动机中的燃料的方法，该方法包括：确定用于稳态条件的通过燃气涡轮发动机中的所有燃烧区的已燃烧空气流与总空气流的比值，其中，确定通过所有燃烧区的已燃烧空气流的比值包括建立每单位质量的燃烧产物的焓的总加权和；确定在快速瞬态条件期间要燃烧的空气流的瞬态分数；以及使用所确定的通过燃气涡轮发动机中的所有燃烧区的已燃烧空气流与总空气流的比值和要燃烧的空气流的瞬态分数来分配燃气涡轮发动机中的燃料，以获得预定的火焰温度。

附图说明

图1是燃气涡轮发动机的构型的示意图。

图2是示出了在稳态条件期间计算燃料分配的方法的流程图。

图3是燃气涡轮发动机的不同构型的另一示意图。

图4是燃气涡轮发动机的不同构型的另一示意图。

图5是燃气涡轮发动机的不同构型的另一示意图。

图6是描绘稳态方法与快速瞬态方法之间相关性的算法图。

具体实施方式

为了便于理解本公开的实施方式、原理和特征，在下文中参照说明性实施方式中的实现方式来对本公开的实施方式、原理和特征进行说明。然而，本公开的实施方式并不限于在所描述的系统或方法中使用。

在下文中描述为组成各种实施方式的部件和材料旨在是说明性的而非限制性的。许多适合的部件和将执行与本文中描述的材料相同或类似的功能的材料旨在包含在本公开的实施方式的范围内。

用于控制燃气涡轮发动机中的火焰温度的先前方法需要复杂的表参考和复杂的计算。这些计算可能特别针对某些构型且需要大量的输入参数和其他输入数据。本文中描述的方法能够通过如下方法控制燃烧器火焰温度，以调节燃料分配来获得所需的燃气涡轮发动机性能：该方法通过使用燃气涡轮发动机的基本物理参数来调节燃料分配而以较简单的方式控制燃料分配。

用于控制本文中所描述的燃料分配的方法的优点中的一个优点在于，该方法适用于燃气涡轮发动机的许多构型，并且只需要进行少量修改就能应对一系列的构型。对于稳态运行条件而言，用于不同构型的许多计算都是类似的。这些计算容易适应不同数量的喷射器阀和不同的气流分流。通常，这些计算是非迭代的并且计算效率高，因此不需要消耗计算时间或代码行数。此外，所使用的计算不需要大量的输入数据。

用于计算瞬态燃料分配的方法的优点在于，该方法的响应性很好，因为该方法的主要输入是总燃料需求的输入，并且可以对其他测量值作出响应。此外，用于将稳态方法与瞬态方法相结合的方法具有对稳态方法和瞬态方法进行去耦合的优点。在不对另一种方法产生显著影响的情况下，可以对瞬态方法或稳态方法中的任一种方法进行优化。

所提出的方法的一方面涉及确定在稳态运行条件下和瞬态条件下的燃料分配。应当理解的是，所提出的方法是在下述控制器中实施的，该控制器构造成基于输入和所需的输出来引导并控制燃气涡轮发动机中的燃料分配。这些输入和输出还基于位于燃气涡轮发动机中的传感器而被进一步确定。本文对所提出的方法进行讨论，并且还就该方法在用于燃气涡轮发动机的各种构型中的实现方式的方面作了进一步讨论。

现在将对用于确定稳态运行条件下的燃料分配的方法进行讨论。“稳态运行条件”指燃气涡轮发动机运行的环境条件基本相同并且所需的或预定的输出水平也相同的环境条件。稳态方法基于两个焓平衡。第一焓平衡从所有燃烧区的出口得到。这包括那些不起作用的燃烧区以及在其到达涡轮机入口的路径中绕过燃烧器区的冷却空气。

第二焓平衡从点燃的燃烧区中的每个点燃的燃烧区的入口至出口获得。第二焓平衡用于确定通过燃料计量阀(FMVs)分配至主燃烧阶段和副燃烧阶段的燃料。

第一焓平衡和第二焓平衡采用下述两个等式表示：

Wx＝(h42*(1+FAR)-hWZ*FAR-h32)/(k2*(hWZ-h32)) (1)

WFEQ＝((Wx-k1)/k1)*(hSZ-h32)/(hPZ-h32) (2)

第一焓平衡由等式1表示。该等式提供了燃烧的能量。燃烧的能量是在燃烧器出口处的能量减去在燃烧器入口处的能量。值Wx是通过所有燃烧器区的已燃烧的空气流与通过所有燃烧器区的总空气流(可以燃烧的总空气流)的比值。值h42是在涡轮机入口温度下每单位质量的空气的焓。值FAR是涡轮机入口处的燃料空气比。值hWZ是每单位质量的焓hPZ和焓hSZ的加权和，其中，hPZ是在主燃烧温度下每单位质量的燃烧产物的焓，hSZ是在副燃烧温度下每单位质量的燃烧产物的焓。值h32是在燃烧部入口温度下每单位质量的空气的焓。值k2是在所有阀都被打开的情况下燃烧产物的流与包括所有冷却空气的总涡轮机入口流的比值。

第二焓平衡由等式2表示。值WFEQ是副燃料流与主燃料流的比值。该值是副燃烧气流与副比焓的乘积除以主燃烧气流与主比焓的乘积。Wx的值是通过所有燃烧器区的已燃烧空气流与总空气流(可以被燃烧的总空气流)的比值。值k1是通过主区的空气流与通过所有燃烧区比如主区、副区等的空气流的比值。

等式1和等式2用于确定所需或预定的火焰比焓的燃料分配需要。第一焓平衡的实现方式和第二焓平衡的实现方式适于燃气涡轮发动机的各种构型。下面对这些构型中的一些构型进行讨论，并且随后将第一焓平衡和第二焓平衡应用至用于稳态条件的构型中的每一种构型。

使用等式1和等式2，这些等式可以用于在图1中所示出的构型中分配燃料，以获得预定的、所需的结果。在使用等式1和等式2时，计算了加权焓hWZ。应当理解的是，在讨论图1中所示出的构型时，存在两个燃烧区。在一些实施方式中，可能存在更多或更少的燃烧区。在这些实施方式中，加权焓hWZ基于构型来确定。下面将进一步讨论这些构型中的一些构型。

图1示意性地示出了燃气涡轮发动机5的可能的构型。燃气涡轮发动机5具有控制器10、燃料供给器20、压缩机25、燃烧器30、涡轮机机40、燃料计量阀(FMV)60和阀61。在示意图中，等式中使用的变量在示意图中示出。

图1中示出的燃气涡轮发动机5的构型具有经由燃烧器入口32连接至燃烧器30的一个或更多个压缩机25。燃烧器30经由涡轮机入口42进一步连接至涡轮机40。环境空气11在压缩机25中被压缩并且被输送至燃烧器30。燃烧器30将压缩空气与来自燃料供给器20的燃料进行混合，来自燃料供给器20的燃料经由FMV 60和阀61分配并且点燃该混合物，从而产生燃烧产物。阀61控制流至周向喷射器(图中未示出)的流。燃烧产物以湍流的方式并以高速流动至涡轮机40。当燃烧产物通过涡轮机40膨胀时，燃烧产物引起叶片组件和涡轮机转子旋转。涡轮机转子可以连接至发电机并用于产生电力。燃烧产物的流通过涡轮机出口44排出。

由传感器对在燃气涡轮发动机5内发现的、燃气涡轮发动机5的运行期间产生的温度进行测量，并且这些温度生成发送至控制器10的信号。然后，由控制器10使用这些信号来产生发送至FMV 60和阀61的输出信号，以便控制燃料分配。FMV 60和阀61是用于控制流至多于一个的燃烧区的燃料流的轴向燃料阀和周向燃料阀。

在图1中所示出的实施方式中，存在两个轴向燃烧器区，即主燃烧区12和副燃烧区13，主燃烧区12和副燃烧区13经由燃料供给器20和FMV 60供给燃料。主燃烧区12和副燃烧区13具有由阀61控制的多个周向燃料喷射器。从压缩机25进入燃烧器30的气流被分流，使得部分k2进入主燃烧区12和副燃烧区13，部分1-k2用于冷却。通过主区12的流与通过副燃烧区13的流的比值为k1。总共进入主区12的部分为k1*k2，而总共进入第二区13的部分为(1-k1)*k2。

为了实现以上所讨论的等式1和等式2，向控制器10提供了各种输入。QDEM是总燃料流能量需求，且FHV是总燃料热值。QDEM在控制器10中由算法确定，该算法调节QDEM以获得所需的功率或轴速度。在确定燃料分配时，QDEM是输入值。FHV以单个值的方式作为常量直接输入到控制器10中，或者燃料百分比组分可以作为常量直接输入，或者燃料组分可以使用气象色谱仪测量。在燃料组分是输入的情况下，则控制器10中的算法根据组分来计算FHV。在确定燃料分配时，FHV是输入值。

控制器10的附加输入是用于主区12和副区13的预定温度。这些预定温度用变量TPZ和TSZ表示。测量的温度取自燃气涡轮发动机5的入口处的环境空气11，以便在压缩机25处给出温度T11并在涡轮机出口44处给出温度T44。温度T11和温度T14的值也可以输入至控制器10。还可以在燃烧器入口32处和涡轮机入口42处确定测量或计算的温度，以分别给出温度值T32和温度值T42。此外，可以在涡轮机入口42处确定测量或计算的燃料空气比(FAR)。也可以将这些值提供给控制器10。

控制器10使用提供的值来输出用于FMV 60的燃料流需求，FMV 60对分配至主区12和副区13的燃料流进行控制，用变量WFES表示主燃料流的值，并用WFES表示副燃料流的值。控制器10还输出要打开的周向阀61的数目，周向阀61打开使得燃料经由喷射器喷射至主区12和副区13，用变量WxP表示用于主区12的要打开的周向阀61的数目且用WxS表示用于副区13的要打开的周向阀61的数目。

在图1中所示出的构型中，如果Wx小于或等于k1，则加权焓hWZ等于hPZ，这在副区13中没有阀61被打开的情况下发生。此外，如果Wx大于k1，则加权焓hWZ等于(hPZ*k1+hSZ*(Wx-k1))/Wx，这在副区13中FMV 60中的一些FMV被打开的情况下发生。根据副区13是否启用，将确定使用上述两个等式中的哪个等式，以便确定加权焓hWZ。应当指出的是，等式1和等式hWZ＝(hPZ*k1+hSZ*(Wx-k1))/Wx在Wx大于k1的情况下需要迭代计算。

为了确定图1中所示出的构型中的燃料分配，参照图2，图2示出了在确定燃气涡轮发动机5中的燃料分配时由控制器10执行的计算流程。在步骤202中，加权焓hWZ被设定成等于用于主区12的焓，即，hPZ。在步骤204中，确定了通过所有燃烧区的已燃烧空气流与总空气流的比值，即Wx。如果Wx小于或等于k1，则控制器10移动通过步骤209和步骤210，否则控制器10移动通过步骤206、步骤207和步骤208。

在Wx小于或等于k1的情况下，在步骤209中，用于主区12和副区13的要打开的FMV60的数目为WxP＝(Wx/k1)和WxS＝0。在步骤210中，副燃料流与主燃料流的比值WFEQ被设定为零。

在Wx大于k1的情况下，在步骤206中，使用hWZ＝(hPZ*k1+hSZ*(Wx-k1))/Wx计算加权焓hWZ。在步骤207中，重复步骤204和步骤206，直到Wx与hWZ之间达到收敛为止。用于主区12和副区13的要打开的FMV 60的数目为WxP＝1和WxS＝(Wx-k1)/(1-k1)。在步骤208中，使用WFEQ＝((Wx-k1)/k1)*(hSZ-h32)/(hPZ-h32)计算副燃料流与主燃料流的比值WFEQ。

在步骤212中，主燃料流WFEP和副燃料流WFES根据WFEQ和总燃料流WFE确定，总燃料流WFE由WFE＝QDEM/FHV获得。这导致WFEP-WFE/(1+WFEQ)且WFES＝WFE-WFEP。这些结果用于确定燃料供给通过所示出的两个FMV 60的分配，其中，对于燃烧区中的每个燃烧区即主区12和副区13，都有一个FMV 60。

图3示出了用于燃气涡轮发动机5的另一可能构型。图3中所示出的构型与图1中所示出的构型的主要区别在于，图3中所示出的构型只有一个FMV 60来控制主区12和副区13两者的燃料流。单个FMV 60计划对主区12和副区13两者的燃料分配。用于图3中所示出的构型所执行的计算与图1中所示出的构型所执行的计算的不同之处在于，步骤210和步骤212没有被执行，这是因为由于经由阀61只有单个燃料流流至主燃烧区11和副燃烧区12两者而没有副燃料流和主燃料流。

图4示出了燃气涡轮发动机5的与图1和图3中所示出的构型不同的另一构型。在该构型中，部件是相同的，除了存在额外的简化之外，该简化在于所需的主火焰温度和副火焰温度是相同的(TPZ＝TSZ)，并且现在主火焰温度和副火焰温度两者都被标记为TPZ。此外，类似于图3中所示出的构型，图4的构型只有一个FMV 60。

在确定用于图4中所示出的构型的燃料流时，等式1中的hWZ可以用hPZ代替，因为温度是相等的。这导致修改的等式Wx＝(h42*(1+FAR)-(hPZ*FAR-h32)/(k2*(hPZ-h32))。如果Wx≤k1，则用于主区12和副区13的要打开的阀61的数目为WxP＝(Wx/k1)和WxS＝0。如果Wx大于k1，则用于主区12和副区13的要打开的阀61的数目为WxP＝1和WxS＝(Wx-k1)/(1-k1)。

图5示出了燃气涡轮发动机5的与图1、图3和图4中所示出的构型不同的另一构型。图5中所示出的构型具有两个FMV 60，这两个FMV 60控制流至主区12和副区13的流。然而，与其他构型不同的是，阀61被移除，或者替代性地全部处于打开位置。通过该构型，只能控制主区12的火焰温度。这导致所执行的计算的简化。该构型使用等式Wx＝(h42*(1+FAR)-(hPZ*FAR-h32)/(k2*(hPZ-h32)，并且然后，该等式的结果使用WFEQ＝(Wx-k1)/k1计算副燃料与主燃料的比值。

通过所有燃烧区的已燃烧空气流与总空气流的比值Wx是连续的实数。如果与喷射器相关联的数目的阀61是开/关式的并且没有进行完全调节，则需要将实数转换成要打开的开/关阀的整数。用于控制FMV 60和阀61的信号由控制器10进行传送。通常，只有当所有主喷射器都已经被打开时，才会打开副喷射器。因此，以下等式组将确定要打开多少用于主区12的阀61和用于副区13的阀61。如果Wx≤k1，则Wx*NP四舍五入最接近的整数为用于主区12的开/关阀61的数目，其中，NP是用于主区12的阀61的数目。如果Wx>k1，则打开用于主区12的所有阀61，然后，(Wx-k1)*NS四舍五入最接近的整数为用于副区13的开/关阀的数目。优选地，滞后回线用于限制阀61的过度切换。

虽然以上用于建立信号传输以控制火焰温度并且因此控制排放的方法足以满足稳态运行条件，但是这些方法都没有解决在快速瞬态条件下计算燃料分配的问题。这种情况在总燃料流快速变化时发生。所谓快速是指以速率等同于在1分钟或更短的时间内在0功率与全功率之间加速或减速的速率改变燃气涡轮机的功率。就燃料流而言，这对应于每秒0.5％的阈值速率。这是因为在稳态运行条件下使用的参数中的一个参数是涡轮机出口温度T44，由于燃气涡轮发动机5的响应特性和测量滞后，涡轮机出口温度T44的响应比总燃料流的变化慢得多。

在快速瞬态条件期间，需要不同的控制参数。选择的参数需要与火焰温度相关并快速响应。QP32是喷射器燃料流Q与燃烧器入口32处压力的比值。该比值与燃料空气比有关。燃料空气比与燃烧温度升高值有关。目标是维持恒定的燃烧火焰温度。火焰温度等于在燃烧器入口32处的温度加上温度升高值。燃烧器入口温度T32具有相关联的测量滞后，这使得燃烧器入口温度T32在瞬态操纵期间没有响应。然而，燃烧器入口温度T32与压缩机25的速度很好地相关，压缩机25的速度是响应性测量，并在此作为基本参数来使用。

QP32的计划是作为压缩机的速度的函数创建的。待燃烧的气流的由WxTR表示的瞬态分数为(QDEM/P32)/QP32，其中，QDEM为所需的总燃料流。

如稳态计算的Wx那样，WxTR的计算一直在进行。对两种计算进行结合以获得最终值。该算法在图6中用图示的方式示出。输出是具有适用于其的偏差的瞬态计划。该偏差等于稳态计划的输出与瞬态计划的输出之间的差值；然而，该偏差可以改变的速度受到速率的限制。在稳态运行期间或在缓慢瞬态阶段期间，由图6表示的算法使瞬态计划的输出偏差成与稳态运行计划的输出相等。偏差的速率限制被设定成允许上述情况。在这些情况下，最终的结果与简单地遵循稳态计划Wx没有区别。然而，在快速瞬态期间，对偏差的速率限制使得该偏差保持基本恒定并且最终的计划严格遵循WxTR。

图6中所示出的稳态计划是在0与1之间的流分数。瞬态计划也是在0与1之间的流分数。0表示用于喷射器的阀61中的所有阀处于关闭状态，并且1表示用于喷射器的阀61中的所有阀处于打开状态。流分数的差值在0与1之间。在所示出的实施方式中，所选择的对差值的速率限制为每秒0.005。然而，应当理解的是，速率限制可以被改变，并且可以在每秒0.001与每秒0.05之间变化。由于在0功率和全功率下的流分数分别为约0.5和约1，因此每秒0.005表示每秒约1％功率。

功率水平的改变将引起稳态的流分数和瞬态的流分数两者发生改变。由于稳态计划受测量滞后的影响，而瞬态计划不受测量滞后的影响，因此功率和流分数的变化越快，两种计划将发散地越快。以下提供了两个示例。

在第一示例中，如果功率变化速率使得两个计划以小于或等于每秒0.005流分数的速度发散，则这低于配平速率。结果将是：最终的流分数需求与稳态流分数相同。在该速率下，判断稳态计划中的测量滞后小到足以避免引起问题。

在第二示例中，如果功率变化速率快，并且在0.5秒内瞬态计划从1降至0.2，则稳态运行计划将很难移动。这是因为测量滞后，并且因此，瞬态计划和稳态计划将以每秒(1-0.2)/0.5＝1.6的速率发散。在这种情况下，在0.5秒之后，配平速率将被限制在0.005*0.5＝0.0025，并且因此，最终的需求将等于瞬态运行计划加上配平。因此0.2+0.0025-0.2025。结果将是，最终的计划将在很大程度上遵循瞬态计划。

采用稳态运行条件和瞬态运行条件两者以便控制燃气涡轮发动机5中的燃料分配。通过使用上述两种条件和参照图1以及图3至图5中示出的构型所讨论的上述因素，技术人员能够分配燃料，以便维持燃烧器30的稳定的火焰温度。通过维持稳定的火焰温度，可以满足最佳的排放要求。此外，能够足够快速地执行燃烧器30周围的燃料分配以避免熄火并且避免燃烧器30的过热。执行瞬态运行计算允许在宽范围的环境条件和变化条件下维持燃烧器30的预定火焰温度。此外，本文所描述的方法容易地实现用于许多构型的性能和适应性。

虽然已经以示例性形式公开了本公开的实施方式，但对于本领域技术人员而言将明显的是，在不背离如所附权利要求中阐述的本发明的精神和范围及其等同物的情况下，可以在本公开的实施方式中进行许多修改、添加和删除。

Claims (19)

1.一种用于分配燃气涡轮发动机(5)中的燃料的方法，所述方法包括：

确定通过所述燃气涡轮发动机(5)中所有燃烧区的已燃烧空气流与总空气流的比值，其中，确定通过所有燃烧区的已燃烧空气流的比值包括建立每单位质量的燃烧产物的焓的总加权和，其中，建立每单位质量的燃烧产物的焓的所述总加权和包括确定主加权和以及确定副加权和，其中，所述主加权和是在主燃烧区(12)中的主燃烧温度下的每单位质量的燃烧产物的焓，所述副加权和是在副燃烧区(13)中的副燃烧温度下的每单位质量的燃烧产物的焓；

确定在快速瞬态条件期间要燃烧的空气流的瞬态分数，其中，使用喷射器燃料流与在燃烧器(30)处的入口压力的比值确定所述瞬态分数；以及

使用所确定的通过所述燃气涡轮发动机中的所有燃烧区的已燃烧空气流与总空气流的比值来分配所述燃气涡轮发动机(5)中的燃料以获得预定的火焰温度。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

使用通过所述燃气涡轮发动机中的所有燃烧区的已燃烧空气流与总空气流的比值确定所述燃气涡轮发动机(5)中的副燃料流与主燃料流的比值。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括：

确定所述燃气涡轮发动机(5)中的总燃料流。

4.根据权利要求3所述的方法，还包括：

根据所述燃气涡轮发动机中的副燃料流与主燃料流的比值和所述燃气涡轮发动机(5)中的所述总燃料流确定所述副燃料流和所述主燃料流。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中，确定通过所述燃气涡轮发动机(5)中的所有燃烧区的已燃烧空气流与总空气流的比值还包括确定在涡轮机入口温度下每单位质量的空气的焓。

6.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中，确定通过所述燃气涡轮发动机(5)中的所有燃烧区的已燃烧空气流与总空气流的比值还包括确定在燃烧部入口温度下每单位质量的空气的焓。

7.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中，确定通过所述燃气涡轮发动机(5)中的所有燃烧区的已燃烧空气流与总空气流的比值还包括确定在涡轮机入口处的燃料空气比。

8.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中，确定通过所述燃气涡轮发动机(5)中的所有燃烧区的已燃烧空气流与总空气流的比值还包括确定燃烧产物的流与总涡轮机入口流的比值。

9.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中，每单位质量的燃烧产物的焓的所述总加权和等于所述主加权和。

10.一种燃气涡轮发动机(5),包括：

控制器(10)，所述控制器(10)构造成在所述燃气涡轮发动机(10)内传送燃料分配信号，其中，所述控制器确定通过所述燃气涡轮发动机中的所有燃烧区的已燃烧空气流与总空气流的比值，其中，确定通过所有燃烧区的已燃烧空气流的比值包括建立每单位质量的燃烧产物的焓的总加权和，其中，建立每单位质量的燃烧产物的焓的所述总加权和包括确定主加权和以及确定副加权和，其中，所述主加权和是在主燃烧温度下每单位质量的燃烧产物的焓，所述副加权和是在副燃烧温度下每单位质量的燃烧产物的焓；

其中，所述控制器(10)还构造成确定在快速瞬态条件期间要燃烧的空气流的瞬态分数，其中，使用喷射器燃料流与在燃烧器处的入口压力的比值来确定所述瞬态分数；并且

其中，所述控制器(10)使用所确定的通过所述燃气涡轮发动机中的所有燃烧区的已燃烧空气流与总空气流的比值来分配所述燃气涡轮发动机(5)中的燃料，以获得预定的火焰温度。

11.根据权利要求10所述的燃气涡轮发动机，其中，所述控制器(10)构造成使用通过所述燃气涡轮发动机中的所有燃烧区的已燃烧空气流与总空气流的比值来确定所述燃气涡轮发动机中的副燃料流与主燃料流的比值。

12.根据权利要求11所述的燃气涡轮发动机，其中，所述控制器(10)构造成确定所述燃气涡轮发动机中的总燃料流。

13.根据权利要求12所述的燃气涡轮发动机，其中，所述控制器(10)构造成根据所述燃气涡轮发动机中的副燃料流与主燃料流的比值和所述燃气涡轮发动机中的所述总燃料流来确定所述副燃料流和所述主燃料流。

14.根据权利要求10至13中的任一项所述的燃气涡轮发动机，其中，所述控制器(10)构造成使得确定通过所述燃气涡轮发动机中的所有燃烧区的已燃烧空气流与总空气流的比值还包括确定在涡轮机入口温度下每单位质量的空气的焓。

15.根据权利要求10至13中的任一项所述的燃气涡轮发动机，其中，所述控制器(10)构造成使得确定通过所述燃气涡轮发动机中的所有燃烧区的已燃烧空气流与总空气流的比值还包括确定在燃烧部入口温度下每单位质量的空气的焓。

16.根据权利要求10至13中的任一项所述的燃气涡轮发动机，其中，所述控制器(10)构造成使得确定通过所述燃气涡轮发动机中的所有燃烧区的已燃烧空气流与总空气流的比值还包括确定在涡轮机入口处的燃料空气比。

17.根据权利要求10至13中的任一项所述的燃气涡轮发动机，其中，所述控制器(10)构造成使得确定通过所述燃气涡轮发动机中的所有燃烧区的已燃烧空气流与总空气流的比值还包括确定燃烧产物的流与总涡轮机入口流的比值。

18.根据权利要求10至13中的任一项所述的燃气涡轮发动机，其中，每单位质量的燃烧产物的焓的所述总加权和等于所述主加权和。

19.一种用于分配燃气涡轮发动机(5)中的燃料的方法，所述方法包括：

确定用于稳态条件的通过所述燃气涡轮发动机中的所有燃烧区的已燃烧空气流与总空气流的比值，其中，确定通过所有燃烧区的已燃烧空气流的比值包括建立每单位质量的燃烧产物的焓的总加权和；

确定在快速瞬态条件期间要燃烧的空气流的瞬态分数；以及

使用所确定的通过所述燃气涡轮发动机中的所有燃烧区的已燃烧空气流与总空气流的比值和所述要燃烧的空气流的所述瞬态分数分配所述燃气涡轮发动机(5)中的燃料，以便获得预定的火焰温度。

Images