DE102008002911A1 - Systeme und Verfahren für die Anwendung eines Verbrennungsdynamik-Abstimmalgorithmus bei einer Mehrbrennkammerrohr-Brennkammer - Google Patents

Systeme und Verfahren für die Anwendung eines Verbrennungsdynamik-Abstimmalgorithmus bei einer Mehrbrennkammerrohr-Brennkammer Download PDF

Info

Publication number
DE102008002911A1
DE102008002911A1 DE102008002911A DE102008002911A DE102008002911A1 DE 102008002911 A1 DE102008002911 A1 DE 102008002911A1 DE 102008002911 A DE102008002911 A DE 102008002911A DE 102008002911 A DE102008002911 A DE 102008002911A DE 102008002911 A1 DE102008002911 A1 DE 102008002911A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gas turbine
block
operating
threshold
frequency data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102008002911A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102008002911B4 (de
Inventor
Giovanni Tonno
Jesse Floyd Stewart
Mariateresa Paci
Antonio Asti
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Technology GmbH
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of DE102008002911A1 publication Critical patent/DE102008002911A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102008002911B4 publication Critical patent/DE102008002911B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/04—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators
    • G05B13/041—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators in which a variable is automatically adjusted to optimise the performance
    • 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
    • F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
    • F02C9/26—Control of fuel supply
    • F02C9/28—Regulating systems responsive to plant or ambient parameters, e.g. temperature, pressure, rotor speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/42—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers
    • F23R3/46—Combustion chambers comprising an annular arrangement of several essentially tubular flame tubes within a common annular casing or within individual casings
    • 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
    • F05D2260/80—Diagnostics
    • 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
    • F05D2270/31—Fuel schedule for stage combustors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2223/00—Signal processing; Details thereof
    • F23N2223/40—Simulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2223/00—Signal processing; Details thereof
    • F23N2223/44—Optimum control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2241/00—Applications
    • F23N2241/20—Gas turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R2900/00—Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/00013—Reducing thermo-acoustic vibrations by active means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)
  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
  • Testing Of Engines (AREA)

Abstract

Ausführungsformen der Erfindung können Systeme und Verfahren für die Anwendung eines Verbrennungsdynamik-Abstimmalgorithmus bei einer Mehrbrennkammerrohrbrennkammer zur Verfügung stellen. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann ein Verfahren (200) zur Steuerung einer Gasturbine (210) mit einem Gasturbinenmodell (230) bei einer Gasturbine (210) mit mehreren Brennkammerrohren (102-112) angewendet werden. Das Verfahren (200) kann das Sammeln von Frequenzdaten (Y) umfassen, die mehreren Brennkammerrohren der Gasturbine zugeordnet sind. Das Verfahren (200) kann außerdem das Ermitteln der Abweichung zwischen den Betriebsfrequenzdaten (Y) von zumindest zwei Brennkammerrohren beinhalten. Ferner kann das Verfahren (200) das Ermitteln eines Medianwerts umfassen, der zumindest zum Teil auf der Abweichung beruht. Das Verfahren (200) kann darüber hinaus beinhalten, zu ermitteln, ob der Medianwert mindestens eine Betriebsschwelle überschreitet. Außerdem kann das Verfahren (200) die Anwendung mindestens eines Gasturbinensteuervorgangs umfassen, um zumindest eine der Betriebsfrequenzen (Y) zu ändern, wenn mindestens eine Betriebsschwelle überschritten wird.

Description

  • FACHGEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung bezieht sich auf die Steuerung der Verbrennungsdynamik, insbesondere auf Systeme und Verfahren für die Anwendung eines Verbrennungsdynamik-Abstimmalgorithmus bei einer Mehrbrennkammerrohrbrennkammer.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Konstruktion und Betrieb eines Verbrennungssystems in einer drehenden Maschine wie beispielsweise einer Gasturbine können komplex sein. Zum Betreiben derartiger Antriebe können konventionelle Verbrennungsdynamik-Abstimmalgorithmen einen oder mehrere mit verschiedenen Gasturbinenkomponenten verbundene Sensoren benutzen, um die Leistungs- und Betriebsdaten der Gasturbine zu erhalten. Eine GE-10 Einbrennkammerrohrbrennkammer von General Electric kann beispielsweise die Ausgaben mehrerer Verbrennungsdynamiksensoren benutzen, um die Brennkammer unter Verwendung eines konventionellen Verbrennungsdynamik-Abstimmalgorithmus einzustellen. Ein weiteres Beispiel ist eine Brennkammerrohrbrennkammer des ringförmigen Typs, die mehrere Brennkammerrohre in einer ringförmigen Anordnung umfassen kann und die Eingaben mehrerer Verbrennungsdynamiksensoren – einer pro Brennkammerrohr – nutzen kann, um die Brennkammer unter Verwendung eines anderen konventionellen Verbrennungsdynamik-Abstimmalgorithmus einzustellen. Um Ab weichungen zwischen den einzelnen Brennkammerrohren Rechnung zu tragen, kann ein Verbrennungsdynamik-Abstimmalgorithmus der letzteren Art prüfen, ob die Messergebnisse eines jeden Sensors in einem vorgegebenen Messbereich liegen. Dann können die Sensoren auf einen mittleren Leistungswert eingestellt werden oder es können alternativ die Ausgaben aller Sensoren gemittelt werden, um ein Dynamiksignal zu ermitteln, auf das zu reagieren ist.
  • In einigen Fällen können ein oder mehrere mit einer Brennkammer – wie zum Beispiel einer Einbrennkammerrohrbrennkammer oder einer Brennkammerrohringbrennkammer – verbundene Sensoren mangelhafte oder fehlerhafte Daten oder Messergebnisse ausgeben. Beispielsweise kann ein Sensor während des Brennkammerbetriebs versagen und keine Daten mehr liefern bzw. fehlerhafte oder mangelhafte Daten liefern. Liefern mehr als ein Sensor mangelhafte oder fehlerhafte Daten oder Messwerte, können derartige Daten oder Messwerte bei Eingabe in den konventionellen Verbrennungsdynamik-Abstimmalgorithmus eine reduzierte Effizienz der Brennkammer zur Folge haben. In anderen Fällen können eine mangelhafte Abstimmung oder reduzierte Effizienz übermäßige Schwingungen in der Brennkammer oder eine Beschädigung der Brennkammer zur Folge haben.
  • Es existiert daher ein Bedarf an Systemen und Verfahren für die Anwendung eines Verbrennungsdynamik-Abstimmalgorithmus bei einer Mehrbrennkammerrohrbrennkammer.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Einige oder alle der oben beschriebenen Bedürfnisse können durch Ausführungsformen der Erfindung erfüllt werden. Die Ausführungsformen der Erfindung sind allgemein auf Systeme und Verfahren für die Anwendung eines Verbrennungsdynamik-Abstimmalgorithmus bei einer Mehrbrennkammerrohrbrennkammer gerichtet. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann ein Verfahren zur Steuerung einer Gasturbine mit einem Gasturbinenmodel bei einer Gasturbine mit mehreren Brennkammerrohren durchgeführt werden. Das Verfahren kann das Sammeln von Betriebsfrequenzdaten umfassen, die mehreren Brennkammerrohren der Gasturbine zugeordnet sind. Zusätzlich kann das Verfahren die Ermittlung der Abweichung zwischen den Betriebsfrequenzdaten von mindestens zwei Brennkammerrohren umfassen. Das Verfahren kann weiter die Ermittlung eines Medianwerts umfassen, der zumindest teilweise auf der Abweichung beruht. Darüber hinaus kann das Verfahren es beinhalten, zu ermitteln, ob der Medianwert mindestens eine Betriebsschwelle überschreitet. Das Verfahren kann auch die Durchführung zumindest eines Gasturbinensteuervorgangs beinhalten, um mindestens eine der Betriebsfrequenzen zu ändern, wenn mindestens eine Betriebsschwelle überschritten wird.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann ein System zur Steuerung einer Gasturbine umgesetzt werden. Das System kann eine Vielzahl von Sensoren umfassen, die dafür eingerichtet sind, einem jeweiligen Brennkammerrohr zugeordnete Betriebsfrequenzdaten zu sammeln. Das System kann auch eine Steuervorrichtung beinhalten, die dafür eingerichtet ist, zumindest teilweise auf der Grundlage der Betriebsfrequenzdaten die Abweichung zwischen den Betriebsfrequenzdaten von mindestens zwei Brennkammerrohren zu ermitteln. Die Steuervorrichtung kann fer ner für die Ermittlung eines Medianwerts eingerichtet sein, der zumindest teilweise auf der Abweichung beruht. Außerdem kann die Steuervorrichtung dafür eingerichtet sein, zumindest einen Gasturbinensteuervorgang durchzuführen, um mindestens eine der Betriebsfrequenzen zu ändern, wenn zumindest eine Betriebsschwelle überschritten wird.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann ein modellbasiertes Steuerungssystem zur Steuerung einer Gasturbine mit mehreren Brennkammerrohren umgesetzt werden. Das System kann eine Vielzahl von Sensoren umfassen, die dafür eingerichtet sind, einem jeweiligen Brennkammerrohr zugeordnete Betriebsfrequenzdaten zu sammeln. Das System kann ein Modell umfassen, das dafür eingerichtet ist, Daten von der Vielzahl der Sensoren zu erhalten. Das Modell kann dafür eingerichtet sein, eine Abweichung zwischen den Betriebsfrequenzdaten von mindestens zwei Brennkammerrohren festzustellen.
  • Das Modell kann für die Ermittlung eines Medianwerts eingerichtet sein, der zumindest teilweise auf der Abweichung beruht. Das Modell kann außerdem für die Ermittlung einer Ausgabe eingerichtet sein, die zumindest teilweise auf dem Medianwert beruht. Darüber hinaus kann das Modell dafür eingerichtet sein, zu ermitteln, ob der Medianwert zumindest eine Betriebsschwelle überschreitet. Das Modell kann außerdem für die Ermittlung einer Ausgabe eingerichtet sein, die dafür eingerichtet ist, mindestens eine der Betriebsfrequenzen zu ändern. Darüber hinaus kann das System eine Steuervorrichtung enthalten, die dafür eingerichtet ist, einen Gasturbinensteuervorgang zu ermitteln, der zumindest teilweise auf der Ausgabe des Gasturbinenmodells beruht, wobei die Steuervorrichtung ferner dafür eingerich tet ist, einen Steuerbefehl auszugeben, um den Gasturbinensteuervorgang durchzuführen.
  • Aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen sind andere Ausführungsformen und Gesichtspunkte von Ausführungsformen der Erfindung ersichtlich.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Nach der allgemeinen Beschreibung der Erfindung wird nun auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen, die nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind.
  • 1 ist ein Schemadiagramm, das die Anordnung einer beispielhaften Gasturbine zeigt, die von einer Ausführungsform dieser Erfindung gesteuert werden könnte.
  • 2 ist ein Blockdiagramm, das Komponenten eines Gasturbinensteuersystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt.
  • 3 ist ein Blockdiagramm, das ein beispielhaftes Verbrennungsdynamik-Abstimm-Modell während der Ausführung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt.
  • Die 4–5 stellen beispielhafte Flussdiagramme für ein elementares Verbrennungsdynamik-Abstimmverfahren und einr Gasturbine gemäß Ausführungsformen der Erfindung dar.
  • Die 6–9 stellen beispielhafte Flussdiagramme für ein aktives Verbrennungsdynamik-Abstimmverfahren und eine Gasturbine gemäß Ausführungsformen der Erfindung dar.
  • 10 stellt beispielhafte Betriebsfrequenzdaten eines Verbrennungsdynamik-Abstimmverfahrens und einer Gasturbine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dar.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen, die beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung zeigen, umfassender beschrieben. Die Erfindung kann jedoch in vielen Formen ausgeführt werden und sollte nicht als auf die hier dargestellten Ausführungsformen beschränkt angesehen werden; vielmehr werden diese Ausführungsformen zur Verfügung gestellt, damit Fachleute aus dieser Offenbarung den Anwendungsbereich dieser Erfindung entnehmen können. Dieselben Bezugszeichen kennzeichnen in allen Zeichnungen dieselben Elemente.
  • Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf Blockdiagramme und Schemadarstellungen von Verfahren und Systemen gemäß Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Es ist ersichtlich, dass jeder Block der Diagramme, wie auch Kombinationen von Diagrammblocken, durch Computerprogrammanweisungen ausgeführt werden können. Diese Computerprogrammanweisungen können auf einen oder mehrere Allzweck- oder Spezialcomputer oder andere programmierbare Datenverarbeitungsgeräte zur Herstellung von Maschinen aufgespielt werden, sodass die Anweisun gen, die auf dem Computer oder sonstigen programmierbaren Datenverarbeitungsgerät ausgeführt werden, Mittel zur Ausführung der in dem Block oder den Blöcken spezifizierten Funktionen erzeugen. Derartige Computerprogrammanweisungen können auch in einem computerlesbaren Speicher gespeichert werden, der einen Computer oder ein sonstiges programmierbares Datenverarbeitungsgerät so steuern kann, dass es auf eine bestimmte Weise funktioniert, sodass die in dem computerlesbaren Speicher gespeicherten Anweisungen ein Produkt einschließlich der Anweisungen herstellen, die die in dem Block oder den Blöcken spezifizierten Funktionen implementieren.
  • In Ausführungsformen dieser Erfindung kann jedes physische System, jedes Steuersystem, jede Eigenschaft der Gasturbine oder eines Gasturbinensubsystems modelliert werden, darunter unter anderem die Gasturbine selbst, der Gasweg und die Gaswegdynamik, Aktoren, Effektoren oder andere Steuervorrichtungen, die jedes Verhalten der Gasturbine abwandeln oder ändern, Sensoren, Monitore oder Sensorsysteme, das Brennstoffmesssystem, das Brennstoffzufuhrsystem, das Schmiersystem und/oder das Hydrauliksystem. Die Modelle dieser Komponenten und/oder Systeme können physikbasierte Modelle (einschließlich ihrer linearen Annäherungen) sein. Zusätzlich oder alternativ können die Modelle auf linearer und/oder nichtlinearer Systemidentifikation, neuralen Netzwerken und/oder deren Kombinationen basieren.
  • Gasturbinen sind luftatmende Maschinen, die auf der Grundlage des thermodynamischen Joule-Prozesses (Brayton-Kreisprozess) Arbeit erzeugen. Einige nichteinschränkende Beispiele für Gasturbinen sind unter anderem:
    Flugzeugtriebwerke, Energiesysteme, Antriebsmaschinen für Schiffsanwendungen, als Pumpen eingesetzte Turbinen, in GuD-Kraftwerken eingesetzte Turbinen und Gasturbinen für andere industrielle Anwendungen. Bei Gasturbinen wird thermische Energie aus der Verbrennung von Brennstoff mit Luft, der Verbrennung von Brennstoff mit einem Oxydator, chemischen Reaktionen und/oder Wärmetausch mit einer thermischen Quelle gewonnen. Die thermische Energie wird dann in nutzbare Arbeit umgewandelt. Diese Arbeit kann eine Ausgangsleistung in der Form von Schub, Wellenleistung oder Elektrizität sein. Die Leistung oder der Betrieb dieser Gasturbinen wird durch die Verwendung von Aktoren gesteuert. Zu den nichteinschränkenden Beispielen für Aktoren in Gasturbinen gehören Brennstoffmessventile, Einlassleitschaufeln, variable Leitschaufeln, variable Geometrie, Anzapfventile, Startventile, Spaltregelungsventile (clearance control valves), Einlassabzapfwärme (inlet bleed heat), variable Schubdüsen und Ähnliches. Zu den nichteinschränkenden Beispielen für erfasste Gasturbinenwerte gehören Temperaturen, Drücke, Rotordrehzahlen, Aktorpositionen und/oder Ströme.
  • Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung können Verbrennungsdynamik-Abstimmverfahren zur Verfügung stellen. Bei einer Ausführungsform kann ein Verbrennungsdynamik-Abstimmverfahren während eines transienten Betriebs einer Gasturbine ein elementares Verbrennungsdynamik-Abstimmverfahren nutzen, und während des Betriebs im stationären Zustand ein aktives Verbrennungsdynamik-Abstimmverfahren nutzen. Beim Anfahren der Gasturbine kann das elementare Verbrennungsdynamik-Abstimmverfahren genutzt werden, um die den Zustand der Gasturbine zu überwachen und zu diagnostizieren. Wenn das Verhalten der Gasturbine während des Anfahrens bestimmten vorgegebenen Kriterien entsprochen hat, kann das aktive Verbrennungsdynamik-Abstimmverfahren initiiert werden, um aktive bestimmten Betriebsfrequenzen aktiv entgegenzuwirken und die Überwachung und Diagnose des Zustands der Gasturbine fortsetzen.
  • Ein beispielhaftes Schaubild einer beispielhaften Gasturbine 100 für die Anwendung mit einer Ausführungsform der Erfindung wird in 1 gezeigt. Die gezeigte Beispielturbine 100 hat ein Brennkammerrohrringbrennkammersystem wie beispielsweise die „GE-Energy-Heavy-Duty"-Gasturbinenserie. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Gasturbine 100 eine von General Electric Power Systems Oil & Gas hergestellte GE Model MS5002E-Gasturbine sein. Mehrere Brennkammerrohre 102, 104, 106, 108, 110, 112, auch als Nummer 1–14 bezeichnet, können in einer ringförmigen Konfiguration ausgerichtet sein. Jedes Brennkammerrohr 102–112 kann zumindest einen Sensor umfassen, wie beispielsweise einen Staudruckwandler, der in der Lage ist, eine Betriebsfrequenz des Brennkammerrohrs oder der Gasturbinenkomponente zu messen oder auf andere Weise zu erfassen. Bei anderen Ausführungsformen von Gasturbinen kann eine unterschiedliche Anzahl von Brennkammerrohren und den mit ihnen verbundenen Sensoren verwendet werden. Ein Beispiel für einen geeigneten Sensor ist eine Staudrucksonde vom Typ des Vibrometers CP233. Signale jeden Sensors können unter Verwendung der Spektralanalyse oder ähnlicher Verfahren zur Isolierung einer interessierenden Frequenz verarbeitet werden.
  • Bei einer Ausführungsform können Betriebsfrequenzdaten von jedem Brennkammerrohr 102–112, wie beispielsweise Messungen des Staudrucks, unter Anwendung einer Fast-Fourier-Transformation zur Ermittlung des Frequenzge halts und der Frequenzamplituden, wie beispielsweise Betriebsamplituden, verarbeitet werden. Durch die Verwendung dieser Daten kann eine Frequenzverteilung wie beispielsweise ein Histogramm erzeugt werden. Zumindest teilweise auf der Grundlage des Histogramms kann für ein bestimmtes Brennkammerrohr oder eine bestimmte Gasturbinenkomponente eine repräsentative Betriebsfrequenz ausgewählt werden. Wie in 3 dargestellt, können Betriebsfrequenzdaten oder ausgewählte repräsentative Betriebsfrequenzen für jedes Brennkammerrohr 102–112 als Eingabe, wie beispielsweise 330, für ein beispielhaftes Verbrennungsdynamik-Abstimmmodell und einen Abstimmalgorithmus benutzt werden. Es ist ersichtlich, dass „Betriebsfrequenzinformationen" und „Betriebsfrequenzdaten" denselben Inhalt beschreiben können, und das beide Begriffe unter anderem Folgendes umfassen können: Betriebsdaten, Betriebsdrücke, Staudrücke und Betriebsamplitudendaten.
  • Bei einer Ausführungsform können Betriebsfrequenzdaten in der Zeitdomäne auf den Effektivwert (RMS) skalierte Spitzenwertdaten umfassen. Auf den Effektivwert (RMS) skalierte Spitzenwertdaten können zum Beispiel durch Anwendung der Gleichung 1,41*RMS ermittelt werden.
  • Fachleute werden erkennen, dass die hier beschriebenen Ausführungsformen auf eine Vielzahl verschiedener Systeme angewendet werden können und nicht auf Gasturbinen oder andere Vorrichtungen beschränkt sind, die den in 1 beschriebenen gleichen.
  • 2 stellt eine Steueranordnung dar, bei der ein beispielhaftes Modell gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ausgeführt wird. Das in 2 gezeigte Steu erungssystem 200 ist dafür eingerichtet, die physische Triebwerksanlage oder die Gasturbine 210 zu überwachen und zu steuern, um unter einer Vielzahl von Bedingungen eine im Wesentlichen optimale Leitung zu erreichen. Die Anlage oder Gasturbine 210 kann Sensoren umfassen, die Werte Y bestimmter Parameter erfassen oder messen. Diese Parameter können unter anderem folgende umfassen: Bläserdrehzahl, Betriebsfrequenzen, Staudrücke, Betriebsdrücke, Betriebsdruckverhältnisse und Temperaturen. Die Anlage oder die Gasturbine 210 kann auch einen oder mehrere Aktoren umfassen, die durch eine oder mehrere Steuereingaben U gesteuert werden. Die Anlage oder die Gasturbine 210 kann zum Beispiel der in 1 dargestellten Gasturbine 100 gleichen.
  • Die Werte Y der erfassten oder gemessenen Parameter werden an den Zustandsschätzer 220 geliefert. Die in den Zustandsschätzer 220 eingegebenen Werte, wie beispielsweise Sensoreingaben, Betriebsfrequenzen oder Staudrücke können dafür verwendet werden, einen oder mehrere Werte in dem Zustandsschätzer 220 zu initialisieren. Der Zustandsschätzer 220 kann ein Modell 230 der Anlage oder der Gasturbine 210 umfassen. Das Modell 230 kann von dem Zustandsschätzer 220 dafür verwendet werden, einen oder mehrere Zustandsparameter zu erzeugen, darunter Schätzungen von Leistungsparametern. Ein Beispiel eines geeigneten Modells wird als 300 in 3 detaillierter beschrieben.
  • Die vom Zustandsschätzer 220 und dem zugehörigen Modell 230 erzeugten Zustandsparameter können an ein modellbasiertes Steuer- und Vorhersagemodul oder Steuermodul 240 übermittelt werden. Bei einer Ausführungsform kann das Steuermodul eine Steuervorrichtung mit einer zugehörigen Ausgabevorrichtung oder einer zugehörigen Anzeige wie beispielsweise einer grafischen Benutzeroberfläche sein. Das Modul 240 kann die Zustandsparameter dafür nutzen, eine Optimierung durchzuführen, um Anweisungen für einen oder mehrere Aktoren der Anlage oder der Gasturbine 210 zu ermitteln. Das Steuermodul 240 kann beispielsweise eine Optimierung durchführen, um einen oder mehrere Gasturbinensteuervorgänge und die entsprechenden Steueranweisungen für einen oder mehrere Aktoren der Gasturbine zu ermitteln. Im Hinblick darauf kann das Steuermodul 240 einen Optimierer 250 und ein Modell 260 umfassen. Das zugehörige Modell 260 des Steuermoduls 240 kann mit dem zugehörigen Modell 230 des Zustandsschätzers 220 identisch sein. Für Fachleute ist ersichtlich, dass ein Modell entweder im Zustandsschätzer 220 oder dem Steuermodul 240 oder in beiden ausgeführt werden kann. Die Ausführung von einem oder beiden Modellen 230, 260 ermöglicht eine schnelle Konvergenz der Gasturbinenoptimierung.
  • Bei der Anwendung können Ausführungsformen der Erfindung dafür verwendet werden, die Modelle 230, 260 beim Anfahren der Anlage oder der Gasturbine 210 zu initialisieren. Ausführungsformen der Erfindung können ferner dafür verwendet werden, die dynamischen Zustände der Modelle 230, 260 nach einem Ereignis, wie beispielsweise einem Lastabwurf oder einem Sensorversagen, zu re-initialisieren. Andere Ausführungsformen der Erfindung können unter anderen Umständen dazu verwendet werden, dynamische Zustände anderer Maschinentypen oder Vorrichtungen zu initialisieren.
  • 3 ist ein Schemadiagramm, das ein Beispielmodell während der anfänglichen Konfiguration und der normalen Ausführung gemäß Ausführungsformen der Erfindung zeigt. Dieses Diagramm stellt die Datenverarbeitung durch verschiedene Module dar, die einem Modell 300, wie beispielsweise einem Verbrennungsdynamik-Abstimmungsalgorithmus-Modell zugeordnet sind. Wie dargestellt, kann das Modell 300 einige oder alle der folgenden Module gemäß Ausführungsformen der Erfindung umfassen: Sensorenzustandsblock 302, Medianblock 304, Transferfunktions(TF)-Abstimmblock 306, Speicherblock 308, Mediandynamikblock 310, modellbasierter Steueralgorithmusblock 312, Standardabweichungsblock 314, Durchschnittsblock 316, Kovarianzblock 318, Konstantenblock 320, Mediandynamikblock 322, Medianzielblock 324 sowie einen Speicherblock 326. Die Modulblöcke 302–326 stellen verschiedene Module des „Runtime"-Typs dar, für die verschiedene Parameter in jedes der Module 302–326 eingegeben werden können, und für die man jeweils entsprechende Ausgaben von den Modulen 302–326 gemäß Ausführungsformen der Erfindung erhalten kann. Für Fachleute ist ersichtlich, dass verschiedene Ein- und Ausgaben als Dateneingaben, Vektoren, Matritzen, Funktionen und andere mathematische Mittel konfiguriert werden können. In jedem Fall kann das gezeigte Beispielmodell 300 Modellvorhersagen ermitteln und Verbrennungsmodell-Vorhersagen auf gemessene Leistungen in einer Echtzeitumgebung einer Gasturbine, wie beispielsweise 100 in 1 oder eine ähnliche Vorrichtung, abstimmen. Das Beispielmodell 300 kann mit der als 100 in 1 gezeigten Gasturbine und dem als 200 in 2 gezeigten System angewendet werden.
  • Der Sensorzustandsblock 302 empfängt eine oder mehrere Eingaben 328 von einer Gasturbine 330, die der in 1 gezeigten Gasturbine 100 ähnelt. Die Eingaben können zum Beispiel Betriebsfrequenzdaten oder Staudruckdaten von einem oder mehreren Sensoren sein, die jeweils Brennkammerrohren zugeordnet sind, die in einer ringförmi gen Konfiguration ausgerichtet sind. In der in 3 gezeigten Ausführungsform kann man Eingaben von 6 Sensoren – ein Sensor pro Brennkammerrohr einer Gasturbine mit Brennkammerrohrringbrennkammer – erhalten. Zusätzlich kann der Sensorenzustandsblock 302 durch Vergleichen der Eingaben 328 mit einem zuvor gespeicherten Datensatz ermitteln, ob einige oder alle der Eingaben 328 innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegen.
  • Bei anderen Ausführungsformen kann jede beliebige Anzahl von Eingaben der Gasturbine oder jede beliebige Anzahl von der Gasturbine zugeordneten Brennkammerrohren in den Sensorenzustandsblock 302 eingegeben werden.
  • Bei einer Ausführungsform kann in Abhängigkeit davon, ob alle der Eingaben 328 innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegen, ermittelt werden, ob einige oder alle Eingaben 328 genutzt werden sollen. In dem Fall, dass einige oder alle Eingaben 328 nicht innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegen, können einige oder alle Eingaben 328 zurückgewiesen werden, und es kann in Bezug auf einige oder alle Eingaben 328 auf weitere Maßnahmen verzichtet werden. Alternativ können einige oder alle Eingaben 328 durch zusätzliche Daten ersetzt werden. In dem Fall, dass einige oder alle Eingaben 328 innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegen, können einige oder alle Eingaben 328 von anderen Komponenten des Modells 300 weiter verarbeitet werden.
  • In dem Fall, dass einige oder alle Eingaben 328 innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegen, können einige oder alle Eingaben über 332 an den Medianblock 304 übermittelt werden. Der Medianblock 304 kann auf der Grund lage einiger oder aller übermittelter Eingaben 328 einen Medianwert 334 ermitteln. Der Medianwert 334 kann an den Transferfunktions(TF)-Abstimmblock 306 übermittelt werden, um im Speicherblock 308 gespeichert und später aus diesem wieder abgerufen zu werden. Der Medianwert 334 kann außerdem in den Mediandynamik-Transferfunktions(TF)-Block 310 eingegeben werden.
  • Der Mediandynamik-Transferfunktions(TF)-Block 310 verwendet den Medianwert 334 mit einer Mediandynamik-Transferfunktion, um eine Eingabe „M hat" 336 für den modellbasierten Steueralgorithmusblock 312 zu ermitteln. Wie die vielen auf den Mediandynamik-Transferfunktions(TF)-Block 310 gerichteten Eingabepfeile zeigen, können zusätzliche Medianwerte für andere Betriebsfrequenzen eingegeben und gleichzeitig verarbeitet werden.
  • Bei ausschließlicher Verwendung des der Eingabe „M hat" 336 zugeordneten Medianwerts 334, kann die Steuerung der Gasturbine 330 durch den modellbasierten Steueralgorithmusblock 312 anfällig für Probleme sein, wenn die Abweichungen zwischen Betriebsfrequenzen der einzelnen Brennkammerrohre der Gasturbine 330 relativ groß sind.
  • In Bezug auf den Sensorzustandsblock 302 werden einige oder alle Eingaben 328, wie beispielsweise die Betriebsfrequenzdaten, durch 338 in den Standardabweichungsblock 314 eingegeben, wo eine Standardabweichung 340 ermittelt werden kann. Weiter werden einige oder alle Eingaben 328, wie beispielsweise die Betriebsfrequenzdaten, durch 342 in den Mittelwertblock 316 eingegeben, wo ein Mittelwert 344 ermittelt werden kann. Zumindest teilweise auf der Grundlage der Eingabe der Standard-Abweichung 340 und des Mittelwerts 344 in den Kovarianzblock 318 kann der Kovarianzblock 318 die Kovarianz zwischen den Eingaben 328, die den Brennkammerrohren der Gasturbine 330 zugeordnet sind, ermitteln. Der Mittelwert 344 kann zum Beispiel durch die Standardabweichung 340 dividiert werden, um einen Kovarianzwert 346 zu ermitteln, der repräsentativ für den Betrieb der Gasturbine 330 ist.
  • Bei einer Ausführungsform kann der Kovarianzwert 346 durch eine gasturbinenabhängige Funktion, wie beispielsweise 348, modifiziert werden. Eine gasturbinenabhängige Funktion kann beispielsweise auf der Grundlage früherer Daten ermittelt werden, die über einen gewissen Zeitraum von einem oder mehreren aus einer Reihe ähnlicher Gasturbinen übernommen wurden. Wir wenden uns nun dem konstanten Block 320 zu, wo der Kovarianzwert 346 durch die gasturbinenabhängige Funktion 348 multipliziert oder anderweitig angepasst werden kann, um ein „Maximum bis Median"-Dynamikverhältnis 350 zu ermitteln, das repräsentativ für den Betrieb der Gasturbine 330 ist.
  • In Abhängigkeit von der früheren Betriebsleistung der Gasturbine 330 kann ein oberer Spezifikationsgrenzwert (USL) 352 vorgegeben werden, der auf der höchsten oder maximalen Betriebsfrequenz oder dem höchsten Staudruck basiert, mit denen die Gasturbine 330 sicher betrieben werden kann, oder es kann ein beliebiger anderer gewünschter Betriebsgrenzwert vorgegeben werden. Wie durch den Mediandynamikblock 322 dargestellt, kann das „Maximum bis Median"-Dynamikverhältnis 350 durch den USL 352 angepasst oder anderweitig modifiziert werden. In diesem Fall kann das „Maximum bis Median"-Dynamikverhältnis 350 durch den USL 352 geteilt werden, um einen Medianzielwert 354 oder Medianwert zu erhalten.
  • Der Medianzielwert 354 kann durch den Medianzielwertblock 324 übermittelt und im Speicherblock 326 für einen späteren Abruf gespeichert werden. Schließlich kann der Medianzielwert 354 in den modellbasierten Steueralgorithmusblock 312 eingegeben werden.
  • Bei der Verwendung des Medianzielwertes 354 kann die Steuerung der Gasturbine 330 durch den modellbasierten Steueralgorithmusblock 312 verbessert werden, da hierbei Abweichungen zwischen Brennkammerrohren der Gasturbine 330 Rechnung getragen werden kann. Die Gasturbine 330 auf diese Weise zu steuern, kann den Einfluss mangelhafter Sensormesswerte minimieren, indem ein maximaler Verbrennungsdynamikgrenzwert für einige oder alle der Gasturbine 330 zugeordneten Brennkammerrohre beibehalten wird. Bei einer Ausführungsform ist, während der Medianzielwert 354 kontinuierlich berechnet und in den modellbasierten Steueralgorithmusblock 312 einegegeben wird, der Regelkreis 302–310, 314–328, 332–354 fortwährend „geschlossen", was eine bessere Steuerung der Gasturbine 330 bewirken kann. Bei einer anderen Ausführungsform kann durch das gezeigte Modell 300 eine gleichzeitige oder anderweitige Echtzeitverarbeitung anderer Betriebsfrequenzen durchgeführt und verarbeitet werden.
  • Beim Gebrauch können einige oder alle der oben genannten Verfahren und Anweisungen angewendet und nach Bedarf wiederholt werden, um die Verbrennung in mehreren Brennkammerrohren einer Gasturbine, wie beispielsweise einer Gasturbine mit Brennkammerrohrringbrennkammer, wäh rend der Ausführung des Modells zu jeder Zeit automatisch und dynamisch abzustimmen.
  • Die 4–9 stellen beispielhafte Flussdiagramme von Verbrennungsdynamik-Abstimmverfahren für eine Gasturbine gemäß Ausführungsformen der Erfindung dar. 4 stellt insbesondere ein beispielhaftes Anfahr-Verbrennungsdynamik-Abstimmverfahren dar. Die 5-6 stellen beispielhafte elementare Verbrennungsdynamik-Abstimmverfahren dar, und die 7, 8 und 9 stellen beispielhafte aktive Verbrennungsdynamik-Abstimmverfahren dar. Einige oder alle der in den 4–9 dargestellten Verfahren können mit dem beispielhaften Steuersystem 200 in 2 und dem Beispielmodell 300 in 3 angewendet werden. Bei einer Ausführungsform kann ein Verbrennungsdynamik-Abstimmverfahren in Abhängigkeit von den gemessenen dynamischen Betriebsfrequenzen einer bestimmten Gasturbine einige oder alle der Verfahren aus den 4–9 ausführen.
  • 4 zeigt ein beispielhaftes Anfahr-Verbrennungsdynamik-Abstimmverfahren 400. Im Allgemeinen kann das Anfahr-Verfahren aus 4 beim Anfahren einer Gasturbine angewendet werden. Das Beispielverfahren 400 testet im Interesse einer geeigneten Steuerung der Gasturbine insbesondere, ob die mit einer Gasturbine verbundenen Sensoren funktionstüchtig sind, und ob einige oder alle der Sensormesswerte innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegen, wie zum Beispiel zwischen einem oberen Betriebsgrenzwert und einem unteren Betriebsgrenzwert. Dieses besondere Verfahren 400 kann mit der beispielhaften Gasturbine 100 aus 1, dem modellbasierten Steuersystem 200 aus 2 und dem dynamischen Verbrennungs-Abstimmmodell 300 in 3 ausgeführt werden. Andere Ausführungsformen des Anfahrverfahrens können mit anderen Gasturbinentypen, modellbasierten Steuersystemen oder Steuersysteme anderen Typs und dynamischer Verbrennungs-Abstimmung oder anderen Verbrennungs-Abstimmungsmodellen ausgeführt werden.
  • Der Anfahrprozess 400 beginnt bei Block 402. Im Block 402 werden Betriebsfrequenzdaten von mindestens einem Sensor, der einem Brennkammerrohr zugeordnet ist, empfangen. Bei dieser Ausführungsform kann zumindest ein Signal eines Drucktransmitters, wie beispielsweise einem A96KF-Drucktransmitter, von einer Steuervorrichtung, wie beispielsweise dem modellbasierten Steuermodul 240 in 2, empfangen werden.
  • Auf Block 402 folgt der Entscheidungsblock 404, wo bestimmt wird, ob ein bestimmter Sensor funktionstüchtig ist (sensor health). Bei dieser Ausführungsform kann diese Feststellung von einer Steuervorrichtung, wie beispielsweise 240, getroffen werden und basiert darauf, ob eine vorgegebene Zeit lang – beispielsweise 2 Sekunden – ein Signal des zumindest einen Sensors empfangen wird. Wird über den vorgegebenen Zeitraum kein Signal des zumindest einen Sensors empfangen, kann der „Ja"-Zweig 406 zum Block 408 ausgeführt werden.
  • In Block 408 kann eine Fehleranzeige an einen Benutzer übermittelt werden. Bei dieser Ausführungsform kann die Steuervorrichtung, wie beispielsweise 240, über eine geeignete Benutzeroberfläche, wie beispielsweise eine grafische Benutzeroberfläche, eine Fehleranzeige an einen Benutzer übermitteln. Eine beispielhafte Fehleranzeige kann aus einer Meldung bestehen, dass zumindest ein Sensorfehler gefunden wurde, oder dass es eine den Brennkammer-Staudruckeingang betreffende Störungsmeldung gibt. Messwerte des betreffenden Sensors, bei dem eine Störung angezeigt wird, können von späteren statistischen Berechnungen oder der Behandlung der Betriebsfrequenzdaten ausgenommen werden. Beispielsweise können Messungen eines bestimmten Sensors von den Eingaben in den Sensorzustandsblock 302 in 3 und weiter von späteren Berechnungen unter Anwendung des Modells 300 aus 3 – auch der Berechnung eines Medianwerts – ausgenommen werden. In dem Fall, dass nur ein einziger Sensor defekt ist, kann ein aktiver Verbrennungsdynamik-Abstimmprozess, wie beispielsweise 700, 800, 900, initiiert werden, während spätere Sensoreingaben von der Berechnung des Medianwertes ausgeschlossen werden.
  • Wieder auf den Entscheidungsblock 404 bezogen: Bei Empfang eines „funktionstüchtigen" Signals von dem zumindest einen Sensor, kann der „Nein"-Zweig 410 bis zum Entscheidungsblock 412 ausgeführt werden. Im Entscheidungsblock 412 wird festgestellt, ob der zumindest eine Sensormesswert unterhalb eines unteren Betriebsgrenzwerts liegt. Bei dieser Ausführungsform bestimmt eine Steuervorrichtung, wie beispielsweise 240, ob der zumindest eine Sensormesswert unterhalb eines unteren Betriebsgrenzwerts liegt. Ein beispielhafter unterer Betriebsgrenzwert kann eine untere physische Grenze für die Betriebsfrequenzdaten sein, wie beispielsweise circa 0,3 KPa Spitze-Spitze. Liegt der Messwert unterhalb des unteren Betriebsgrenzwerts, kann der „Ja"-Zweig 414 bis zu dem oben beschriebenen Block 408 ausgeführt werden.
  • Wieder auf den Entscheidungsblock 412 bezogen: Liegt der zumindest eine Messwert nicht unterhalb des unteren Betriebsgrenzwerts, kann der „Nein"-Zweig 416 bis zu dem Entscheidungsblock 418 ausgeführt werden. Im Entscheidungsblock 418 wird festgestellt, ob der Sensormesswert oberhalb eines oberen Betriebsgrenzwerts liegt. Bei dieser Ausführungsform bestimmt eine Steuervorrichtung, wie beispielsweise 240, ob der Sensormesswert oberhalb eines oberen Betriebsgrenzwerts liegt. Ein beispielhafter oberer Betriebsgrenzwert kann eine obere physische Grenze für die Betriebsfrequenzdaten sein, wie beispielsweise circa 100 kPa Spitze-Spitze. Liegt der Messwert oberhalb des oberen Schwellenwerts, kann der „Ja"-Zweig 420 bis zum Entscheidungsblock 422 ausgeführt werden.
  • Im Entscheidungsblock 422 wird festgestellt, ob die anderen Sensormesswerte unterhalb eines unteren bzw. grünen Schwellenwerts liegen. Bei dieser Ausführungsform kann eine Steuervorrichtung, wie beispielsweise 240, bestimmen, ob die anderen Sensormesswerte unterhalb eines unteren bzw. grünen Schwellenwerts liegen. Liegen die anderen Sensormesswerte unterhalb eines unteren bzw. grünen Schwellenwerts, ist es wahrscheinlich, dass nur ein einziger Sensor defekt ist, und der „Ja"-Zweig 424 wird bis zu dem oben beschriebenen Block 408 ausgeführt.
  • Wieder auf den Entscheidungsblock 422 bezogen: Liegen die anderen Sensormesswerte nicht unterhalb eines unteren bzw. grünen Schwellenwerts, ist es wahrscheinlich, dass mehr als ein Sensor defekt ist, und der „Nein"-Zweig 426 wird bis zu dem Block 428 ausgeführt. Im Block 428 kann ein Verbrennungsdynamik-Abstimmverfahren initiiert werden. Beispielhafte Verbrennungsdynamik-Abstimmverfahren sind, mit Bezug auf die unten beschriebenen 5 und 6, als 500 und 600 dargestellt. In dem Fall, dass nur ein oder zwei Sensoren defekt sind, kann ein aktives Verbrennungsdynamik-Abstimmverfahren, wie beispielsweise 700, 800, 900, initiiert werden. In dem Fall, dass mehr als zwei Sensoren defekt sind, kann ein elementares Verbrennungsdynamik-Abstimmverfahren, wie beispielsweise 500, 600, initiiert werden.
  • Wieder auf den Entscheidungsblock 418 bezogen: Liegt ein Messwert nicht oberhalb des oberen Betriebsgrenzwerts, kann der „Nein"-Zweig 430 bis zum Entscheidungsblock 432 ausgeführt werden. Im Block 432 kann eine Fehlerfrei-Anzeige an einen Benutzer übermittelt werden. Bei dieser Ausführungsform kann eine Steuervorrichtung, wie beispielsweise 240, bestimmen, ob der Messwert oberhalb des oberen Betriebsgrenzwerts liegt. Eine beispielhafte Fehlerfrei-Anzeige kann eine Meldung sein, die anzeigt, dass kein Sensordefekt gefunden wurde. Messwerte einiger oder aller funktionstüchtiger Sensoren können in die späteren statistischen Berechnungen oder Behandlungen der Betriebsfrequenzdaten einbezogen werden. Zum Beispiel können Messwerte eines bestimmten Sensors in die Eingaben in den Sensorzustandsblock 302 in 3 und weiter in spätere Berechnungen unter Anwendung des Modells 300 aus 3 – die Berechnung eines Medianwerts eingeschlossen – einbezogen werden. In dem Fall, dass kein Sensordefekt vorliegt, kann ein aktives Verbrennungsdynamik-Abstimmverfahren, wie beispielsweise 700, 800, 900, initiiert werden.
  • Nach Bedarf können einige oder alle Elemente des Verfahrens 400 bedarfsweise für jeden der anderen Sensoren wiederholt werden.
  • Die 5 und 6 stellen beispielhafte elementare Verbrennungsdynamik-Abstimmverfahren dar. Im Allgemeinen ist ein elementares Verbrennungsdynamik-Abstimmverfahren, wie beispielsweise 500, 600, dafür eingerichtet, das anfängliche Anfahren einer Gasturbineriebwerks durch Überwachung der dynamischen Betriebsfrequenzen und bedarfsweise Ausgabe von Alarmmeldungen zu überwachen. 5 stellt insbesondere ein Verfahren 500 zur Überwachung der dynamischen Betriebsfrquenzen einer Gasturbine und bedarfsweise Ausgabe eines Schnellabschaltungsalarms dar.
  • Das Verfahren 500 beginnt am Entscheidungsblock 502. Im Entscheidungsblock 502 wird bestimmt, ob zumindest einer der Sensormesswerte einen Schwellenwert von circa 8 psi überschreitet. Bei dieser Ausführungsform kann eine Steuervorrichtung, wie beispielsweise 240, Signale der jeweiligen Drucktransmitter, wie beispielsweise A96KF-Drucktransmitter, empfangen und mit einem Schwellenwert vergleichen, wie beispielsweise circa 8 psi.
  • Überschreitet ein bestimmter Sensormesswert den Schwellenwert, wird der „Ja"-Zweig 504 bis zum Block 506 ausgeführt. Im Block 506 ermittelt die Steuervorrichtung, wie beispielsweise 240, die Stabilität des Sensormesswerts. Stellt die Steuervorrichtung 240 zum Beispiel fest, dass der Sensormesswert während einer vorgegebenen Zeitspanne stabil ist, beispielsweise eine Stabilität von circa 50% für circa 60 Sekunden aufweist, kann das Verfahren 500 zum Block 508 fortschreiten. In diesem Beispiel kann die Stabilitätsmaßnahme so definiert werden, dass sie den Betrieb der Gasturbine schützt, indem sie die Zeitspanne überwacht, während der die Gasturbine mit oder oberhalb einer bestimmten Betriebsfrequenz arbeitet. Bei anderen Ausführungsformen können die Stabilitäts-Inkremente und die Zeitplanung nach Bedarf eingestellt werden.
  • In Block 508 kann eine Schnellabschaltanweisung initiiert und eine entsprechende Gasturbinensteueranweisung durch die Steuervorrichtung übermittelt werden. Bei dieser Ausführungsform kann eine Schnellabschaltanweisung eine Gasturbinensteueranweisung sein, die von einer Steuervorrichtung, wie beispielsweise 240, ausgeführt wird, die bestimmte Arbeitsvorgänge der Gasturbine beendet.
  • Auf Block 508 folgt Block 510, wo eine Anzeige an einen Benutzer übermittelt werden kann. In diesem Beispiel kann eine Steuervorrichtung, wie beispielsweise 240, über eine mit der Steuervorrichtung verbundene Benutzeroberfläche eine Anzeige an einen Benutzer übermitteln. Es kann zum Beispiel eine Alarmmeldung wie „Vor dem Wiederanfahren der Maschine wird eine Boroskopuntersuchung des Übergangsteils empfohlen – setzen Sie sich zur Fehlersuche und -behebung mit dem Originalgerätehersteller in Verbindung" durch eine grafische Benutzeroberfläche oder Anzeige übermittelt werden.
  • Wieder auf den Entscheidungsblock 502 bezogen: Liegt der jeweilige Messwert nicht oberhalb des Schwellenwerts, wird der „Nein"-Zweig 512 zum Entscheidungsblock 514 ausgeführt. Im Block 514 können ein oder mehrere Teilprozesse oder Tests von einer Steuervorrichtung, wie beispielsweise 240, durchgeführt werden, bevor zu einem zusätzlichen elementaren Verbrennungsdynamik-Abstimmverfahren übergegangen wird.
  • Auf Block 514 folgt Block 516, wo das elementare Verbrennungsdynamik-Abstimmverfahren 600 aus 6 beginnt.
  • Das Verfahren 600 aus 6 kann die dynamischen Frequenzen einer Gasturbine überwachen und bei Bedarf einen zusätzlichen Alarm ausgeben. Das Verfahren 600 beginnt bei Block 602.
  • In Block 602 wird festgestellt, ob einer der Sensormesswerte einen Schwellenwert von circa 4 psi überschreitet. Bei dieser Ausführungsform können die Signale entsprechender Drucktransmitter, wie beispielsweise A96KF-Drucktransmitter, von einer Steuervorrichtung, wie beispielsweise 240, empfangen und mit einem Schwellenwert wie beispielsweise circa 4 psi verglichen werden.
  • Überschreitet ein bestimmter Messwert den Schwellenwert, wird der „Ja"-Zweig 604 zum Block 606 ausgeführt. Im Block 606 kann die Steuervorrichtung für eine vorgegebene Zeitspanne einen Zeitmesser-Messvorgang auslösen. In diesem Beispiel kann eine Steuervorrichtung, wie beispielsweise 240, für circa 240 Sekunden einen Zeitmesser (timer) auslösen. Bei anderen Ausführungsformen kann der Zeitmesser für eine andere Zeitspanne ausgelöst werden.
  • Auf Block 606 folgt Block 608, wo die Stabilität des Sensormesswerts festgestellt wird. Stellt zum Beispiel die Steuervorrichtung, beispielsweise 240, fest, dass der Sensormesswert während einer vorgegebenen Zeitspanne stabil ist, beispielsweise 50% Stabilität für circa 240 Sekunden aufweist, kann das Verfahren 600 zum Block 610 fortschreiten. Bei anderen Ausführungsformen können die Stabilitäts-Inkremente und die Zeitplanung je nach Bedarf eingestellt werden.
  • In Block 610 kann einem Benutzer eine Anzeige übermittelt werden. In diesem Beispiel kann eine Steuervorrichtung, beispielsweise 240, einem Benutzer durch eine grafische Benutzeroberfläche eine Anzeige übermitteln. Eine beispielhafte Anzeige kann folgende Alarmmeldung sein: „Das gegenwärtige Dynamikniveau kann sich nachteilig auf die Lebensdauer der Brennkammer auswirken. Eine Boroskopuntersuchung der „Prallhülse" (impingement sleeve) des Übergangsteils bei der nächstmöglichen Gelegenheit wird empfohlen."
  • Wieder auf den Entscheidungsblock 602 bezogen: Liegt der jeweilige Messwert nicht oberhalb des Schwellenwerts, wird der „Nein"-Zweig 612 zurück zum Zweigblock „B" 614 ausgeführt. Auf den Zweigblock „B" 614 folgt der Entscheidungsblock 616. Im Entscheidungsblock 616 wird bestimmt, ob einer der Sensormesswerte einen unteren Schwellenwert von circa 2 psi überschreitet. Bei dieser Ausführungsform kann eine Steuervorrichtung, wie beispielsweise 240, Signale der jeweiligen Drucktransmitter, wie beispielsweise A96KF-Drucktransmitter, empfangen und mit einem unteren Schwellenwert vergleichen, wie beispielsweise circa 2 psi.
  • Überschreitet ein bestimmter Messwert den Schwellenwert, wird der „Ja"-Zweig 618 zum Block 620 ausgeführt. In Block 620 kann die Steuervorrichtung bezogen auf jedes Brennkammerrohr einen Zeitmesser-Messvorgang um eine vorgegebene Zeitspanne verlängern. In diesem Beispiel kann ein Zeitmesser für eine Zeitspanne von circa 1080 Sekunden ausgelöst werden. Bei anderen Ausführungsformen kann der Messvorgang des Zeitmessers um eine andere Zeitspanne verlängert werden.
  • Wieder auf den Entscheidungsblock 616 bezogen: Liegt der jeweilige Messwert nicht oberhalb des Schwellenwerts, wird der „Nein"-Zweig 622 zum Block 624 ausgeführt. Im Block 624 wird dem Benutzer keine Alarmanzeige übermittelt.
  • Das Verfahren 600 endet beim Block 624. Nach Bedarf können einige oder alle Elemente des Verfahrens 600 wiederholt werden.
  • Die 7,8 und 9 stellen beispielhafte aktive Verbrennungsdynamik-Abstimmverfahren dar. Ein aktives Verbrennungsdynamik-Abstimmverfahren, wie beispielsweise 700, 800, 900, ist im Allgemeinen dafür eingerichtet, den Betrieb einer Gasturbine im stationären Zustand zu überwachen, indem die dynamischen Betriebsfrequenzen überwacht und bei Bedarf Alarmmeldungen ausgegeben werden, bestimmten Verbrennungsdynamiken entgegengewirkt wird und bestimmte Gasturbinensteueranweisungen für die Gasturbine ausgeführt werden. Bei dieser Ausführungsform kann nach der Durchführung eines elementaren Verbrennungsdynamik-Abstimmverfahrens, wie beispielsweise 600, ein aktives Verbrennungsdynamik-Abstimmverfahren, wie beispielsweise 700, von einer Steuervorrichtung einer Gasturbine ausgeführt werden. 7 stellt speziell ein Verfahren 700 für die Überwachung der dynamischen Frequenzen und die bedarfsweise Ausgabe eines Schnellabsschaltalarms (trip alarm) dar.
  • Das Verfahren 700 beginnt beim Entscheidungsblock 702. Im Entscheidungsblock 702 wird bestimmt, ob zwei oder mehr Sensoren fehlerhaft arbeiten. Bei dieser Ausführungsform kann eine Steuervorrichtung, wie beispielsweise 240, Signale der jeweiligen Drucktransmitter, wie beispielsweise A96KF-Drucktransmitter, empfangen und eine Prüfung durchführen, ob zwei oder mehrere der Sensoren sich in einem Fehlfunktionszustand befinden, wie beispielsweise einem der in 4 beschriebenen Zustände. Liegt ein Fehlfunktionszustand für zwei oder mehrere Sensoren vor, sollte die Gasturbine wahrscheinlich nicht unter Verwendung eines aktiven Verbrennungsdynamik-Abstimmverfahrens, wie beispielsweise 700, betrieben werden, und es wird der „Ja"-Zweig 704 zum Block 706 ausgeführt.
  • In Block 706 wird ein elementares Verbrennungsdynamik-Abstimmverfahren, wie beispielsweise 500 aus 5, initiiert, und das Verfahren 700 beendet.
  • Wieder auf den Entscheidungsblock 702 bezogen: Liegt nicht bei zwei oder mehr Sensoren ein Fehlfunktionszustand vor, wird der „Nein"-Zweig 708 zum Block 710 ausgeführt. Im Entscheidungsblock 710 wird festgestellt, ob ein Medianwert der Betriebsfrequenzdaten oberhalb einer oberen oder roten Logikschwelle liegt. Bei dieser Ausführungsform kann eine Steuervorrichtung, wie beispielsweise 240, bestimmen, ob der Medianwert der den Brennkammerrohren der Gasturbine zugeordneten Betriebsfrequenzdaten über einem oberen Schwellenwert von circa 8 psi Spitze-Spitze liegt. Ein Medianwert kann auf gleiche Weise wie in den Medianwert-Berechnungen in 3 ermittelt werden.
  • Wird der obere Schwellenwert überschritten, wird der „Ja"-Zweig 712 zum Block 714 ausgeführt. Im Block 714 kann eine Steuervorrichtung, wie beispielsweise 240, für eine vorgegebene Zeitspanne einen Zeitmesser-Messvorgang auslösen. In diesem Beispiel kann der Zeitmesser für circa 60 Sekunden ausgelöst werden. Bei anderen Ausführungsformen kann der Zeitmesser-Messvorgang für andere Zeitspannen ausgelöst oder verlängert werden.
  • Auf den Block 714 folgt der Block 716, in dem die Stabilität der Sensormesswerte bestätigt wird. Die Steuervorrichtung 240 kann beispielsweise feststellen, ob der Sensormesswert während einer vorgegebenen Zeitspanne stabil ist, beispielsweise 50% Stabilität für circa 60 Sekunden aufweist. In diesem Fall, wenn die Stabilität des Sensormesswerts festgestellt wird, kann die Steuervorrichtung 240 die Dauer des Gasturbinenbetriebs bei dieser Frequenz feststellen, und das Verfahren 700 kann zum Block 718 fortschreiten. Bei anderen Ausführungsformen können die Stabilitäts-Inkremente und die Zeitplanung nach Bedarf angepasst werden.
  • In Block 718 kann eine Schnellabschaltanweisung ausgelöst werden, und die Steuervorrichtung kann eine entsprechende Gasturbinensteueranweisung übermitteln. Bei dieser Ausführungsform kann eine Schnellabschaltanweisung eine Gasturbinensteueranweisung sein, die von einer Steuervorrichtung, wie beispielsweise 240, ausgeführt wird, die bestimmte Arbeitsvorgänge der Gasturbine beendet.
  • Auf Block 718 folgt Block 720, wo eine Anzeige an einen Benutzer übermittelt werden kann. In diesem Beispiel kann eine Steuervorrichtung, wie beispielsweise 240, über eine mit der Steuervorrichtung verbundene Benutzeroberfläche eine Anzeige an einen Benutzer übermitteln. Es kann zum Beispiel eine Alarmmeldung wie „Vor dem Wiederanfahren der Maschine wird eine Boroskopuntersuchung des Übergangsteils empfohlen – setzen Sie sich zur Fehlersuche und -behebung mit dem Originalgerätehersteller in Verbindung" durch eine grafische Benutzeroberfläche oder Anzeige übermittelt werden.
  • Wieder auf den Entscheidungsblock 710 bezogen: Überschreitet der Medianwert nicht den oberen Schwellenwert, wird der „Nein"-Zweig 722 zum Block 724 ausgeführt. In Block 724 kann ein zusätzliches aktives Verbrennungsdynamik-Abstimmverfahren, wie beispielsweise 800 aus 8, beginnen, und das Verfahren 700 wird beendet.
  • 8 stellt ein Verfahren 800 zur Überwachung der dynamischen Frequenzen einer Gasturbine, Ausgabe eines Alarms und bedarfsweiser Ausführung einer Gasturbinensteuerung dar.
  • Das Verfahren 800 beginnt beim Entscheidungsblock 802. Im Entscheidungsblock 802 wird festgestellt, ob ein Medianwert der Betriebsfrequenzdaten oberhalb einer Zwischenschwelle oder gelben Logikschwelle liegt. Bei dieser Ausführungsform kann eine Steuervorrichtung, wie beispielsweise 240, bestimmen, ob der Medianwert der den Brennkammerrohren der Gasturbine zugeordneten Betriebsfrequenzdaten über einem Zwischenschwellenwert von circa 4 psi Spitze-Spitze liegt.
  • Ist der Zwischenschwellenwert überschritten, wird der „Ja"-Zweig 804 bis zum Block 806 ausgeführt. Im Block 806 kann die Steuervorrichtung einen Zeitmesser-Messvorgang um eine vorgegebene Zeitspanne verlängern. In diesem Beispiel kann eine Steuervorrichtung, wie beispielsweise 240, einen Zeitmesser für circa 240 Sekunden auslösen. Bei anderen Ausführungsformen kann der Zeitmesser-Messvorgang für andere Zeitspannen ausgelöst oder um andere Zeitspannen verlängert werden.
  • Auf den Block 806 folgt der Block 808, in dem die Stabilität des Sensormesswerts bestätigt wird. Die Steuervorrichtung 240 kann beispielsweise feststellen, ob der Sensormesswert während einer vorgegebenen Zeitspanne stabil ist, beispielsweise 50% Stabilität für circa 240 Sekunden aufweist. In diesem Fall, wenn die Stabilität des Sensormesswerts festgestellt wird, kann die Steuervorrichtung 240 die Dauer des Gasturbinenbetriebs bei dieser Frequenz feststellen, und das Verfahren 800 kann zum Block 810 fortschreiten. Bei anderen Ausführungsformen können die Stabilitäts-Inkremente und die Zeitplanung je nach Bedarf angepasst werden.
  • In Block 810 kann eine Anzeige an einen Benutzer übermittelt und eine Gasturbinensteueranweisung von der Steuervorrichtung ausgeführt werden. In diesem Beispiel kann eine Steuervorrichtung, wie beispielsweise 240, über eine mit der Steuervorrichtung verbundene Benutzeroberfläche eine Anzeige an einen Benutzer übermitteln. Die Anzeige kann zum Beispiel eine Alarmmeldung wie „Das gegenwärtige Dynamikniveau kann sich nachteilig auf die Lebensdauer der Brennkammer auswirken – betriebliche Anpassungen werden vorgenommen" sein, die durch eine grafische Benutzeroberfläche oder Anzeige übermittelt wird. Ferner kann die Steuervorrichtung 240 eine Gasturbinensteueranweisung übermit teln, um die Brennstoffverteilungen unter den mit der Gasturbine verbundenen Brennern anzupassen. Zum Beispiel kann die PM1A-Brennstoffverteilung graduell um eine vorgegebene Menge, wie circa 3%, erhöht werden. Bei anderen Ausführungsformen kann die Brennstoffverteilung um andere Mengen erhöht werden oder es können andere Anzeigen oder Gasturbinensteueranweisungen ausgeführt werden.
  • Bei einer Ausführungsform kann der Medianwert der Betriebsfrequenzdaten fortlaufend von einer Steuervorrichtung, wie beispielsweise 240, mit dem oberen Schwellenwert verglichen werden, wie beim Block 710 in 7 beschrieben, während im Block 808 die Stabilität geprüft und im Block 810 die Gasturbinensteueranweisung ausgeführt wird.
  • Auf den Block 810 folgt der Block 812, in dem die Stabilität des neuen Sensormesswerts bestätigt wird. Nach der Ausführung der Gasturbinensteueranweisung – beispielsweise eine Erhöhung der PM1A-Brennstoffverteilung – durch die Steuervorrichtung 240 können sich die Betriebsfrequenzen entsprechend ändern, und der Sensormesswert sollte überprüft werden. Bleibt beispielsweise der neue Sensormesswert für eine vorgegebene Zeitspanne stabil und weist zum Beispiel circa 50% Stabilität während 240 Sekunden auf, kann der Sensormesswert bestätigt werden und das Verfahren 800 kann zum Zweigblock „C" 814 fortschreiten, der der gleiche wie der Zweigblock „C" 902 in 9 ist. Bei anderen Ausführungsformen kann die Stabilität nach Bedarf angepasst werden.
  • Wieder auf den Entscheidungsblock 802 bezogen: Überschreitet der Medianwert den Zwischenschwellenwert nicht, wird der „Nein"-Zweig 816 bis zum Zweigblock „B" 818 ausgeführt. Auf den Zweigblock „B" 818 folgt der Entscheidungsblock 820.
  • Im Entscheidungsblock 820 wird festgestellt, ob einer der Sensormesswerte eine untere oder grüne Logikschwelle von circa 2 psi überschreitet. Bei dieser Ausführungsform kann eine Steuervorrichtung, wie beispielsweise 240, Signale der jeweiligen Drucktransmitter, wie beispielsweise A96KF-Drucktransmitter, empfangen und mit einem unteren Schwellenwert vergleichen, wie beispielsweise circa 2 psi.
  • Überschreitet ein bestimmter Messwert den Schwellenwert, wird der „Ja"-Zweig 822 zum Block 824 ausgeführt. In Block 824 kann eine Steuervorrichtung bezogen auf jedes Brennkammerrohr einen Zeitmesser-Messvorgang für eine vorgegebene Zeitspanne initiieren oder um eine vorgegebene Zeitspanne verlängern. In diesem Beispiel kann durch die Steuervorrichtung ein Zeitmesser-Messvorgang für eine Zeitspanne von circa 1080 Sekunden ausgelöst oder um diese verlängert werden. Bei anderen Ausführungsformen kann der Messvorgang des Zeitmessers für eine andere Zeitspanne ausgelöst oder um eine andere Zeitspanne verlängert werden.
  • Wieder auf den Entscheidungsblock 820 bezogen: Überschreitet der der jeweilige Sensormesswert den unteren Schwellenwert nicht, wird der „Nein"-Zweig 826 bis zum Block 828 ausgeführt. Im Block 828 übermittelt die Steuervorrichtung keine Alarmanzeige an den Benutzer, und es müssen keine weiteren Maßnahmen getroffen werden.
  • Das Verfahren 800 endet beim Block 828.
  • 9 stellt ein Verfahren 900 zur Überwachung der dynamischen Frequenzen einer Gasturbine, Ausgabe eines Alarms und bedarfsweiser Ausführung einer Gasturbinensteuerung dar.
  • Das Verfahren 900 beginnt beim Zweigblock "C" 902 in 9. Auf den Zweigblock "C" 902 folgt der Entscheidungsblock 904.
  • Im Entscheidungsblock 904 wird festgestellt, ob ein Medianwert der Betriebsfrequenzdaten oberhalb einer Zwischenschwelle oder gelben Logikschwelle liegt. Bei dieser Ausführungsform bestimmt eine Steuervorrichtung, wie beispielsweise 240, ob der Medianwert der den Brennkammerrohren der Gasturbine zugeordneten Betriebsfrequenzdaten über einem Zwischenschwellenwert von circa 4 psi Spitze-Spitze liegt.
  • Wird der Zwischenschwellenwert überschritten, wird der „Ja"-Zweig 906 bis zum Block 908 ausgeführt. Im Block 908 kann die Steuervorrichtung einen Zeitmesser-Messvorgang um eine vorgegebene Zeitspanne verlängern und den oberen Schwellenwert prüfen. In diesem Beispiel kann die Steuervorrichtung 240 einen Zeitmesser für circa 240 Sekunden auslösen oder den Zeitmesser-Messvorgang um circa 240 Sekunden verlängern. Überdies wird der Medianwert der Betriebsfrequenzdaten mit der oberen Schwelle verglichen, um festzustellen, ob die obere oder rote Logikschwelle überschritten wird. Bei anderen Ausführungsformen kann der Messvorgang des Zeitmessers für eine andere Zeitspanne ausgelöst oder um eine andere Zeitspanne verlängert werden.
  • Auf den Block 908 folgt der Block 910, in dem eine Anzeige an einen Benutzer übermittelt wird und eine Gasturbinensteueranweisung von der Steuervorrichtung ausgeführt werden kann. Eine beispielhafte Anzeige kann eine Alarmmeldung sein, wie: „Das gegenwärtige Dynamikniveau kann sich nachteilig auf die Lebensdauer der Brennkammer auswirken – betriebliche Anpassungen werden vorgenommen." Überdies kann die Steuervorrichtung 240 eine Anweisung übermitteln, die Last der Gasturbine zu reduzieren. Die Last der Gasturbine kann beispielsweise graduell um eine vorgegebene Menge, wie zum Beispiel circa 10%, reduziert werden. Bei anderen Ausführungsformen kann die Last der Gasturbine um andere Mengen reduziert werden oder es können andere Anzeigen oder Gasturbinensteueranweisungen ausgeführt werden.
  • Bei einer Ausführungsform mit einem mechanischen Antrieb kann die gleiche Anzeige mit der oben beschriebenen Alarmmeldung an einen Benutzer übermittelt werden, und es kann eine Gasturbinensteueranweisung ausgeführt werden, um die Reduzierung der Verbrennungsreferenztemperatur (TTRF) zu ermöglichen.
  • Auf den Block 910 folgt der Entscheidungsblock 912, in dem festgestellt wird, ob ein Medianwert der Betriebsfrequenzdaten oberhalb einer Zwischenschwelle oder gelben Logikschwelle liegt. Bei dieser Ausführungsform kann eine Steuervorrichtung, wie beispielsweise 240, bestimmen, ob der Medianwert der den Brennkammerrohren der Gasturbine zugeordneten Betriebsfrequenzdaten über einem Zwischenschwellenwert von circa 4 psi Spitze-Spitze liegt.
  • Wird der Zwischenschwellenwert nicht überschritten, wird der „Nein"-Zweig 914 bis zum Block 916 aus geführt. Im Block 916 kann der Medianwert mit der unteren oder grünen Logikschwelle verglichen werden. Bei dieser Ausführungsform kann die Steuervorrichtung 240 bestätigen, dass der Medianwert oberhalb des unteren Schwellenwerts liegt, wie beispielsweise 2 psi Spitze-Spitze.
  • Auf Block 916 folgt der Block 918, in dem eine Anzeige an einen Benutzer übermittelt wird. In diesem Beispiel kann die Steuervorrichtung 240 einem Benutzer eine Anzeige übermitteln. Ein Beispiel für eine Anzeige könnte folgende Alarmmeldung sein: „Reduzierte Last aufgrund der Verbrennungsdynamik". In diesem Fall kann ein Benutzer die Last der Gasturbine bei gleichzeitiger Überwachung der Betriebsfrequenzen graduell erhöhen. Bei anderen Ausführungsformen können andere Anzeigen ausgegeben werden.
  • Bei einer Ausführungsform kann ein Benutzer, wenn er nicht in der Lage ist, die Gasturbine mit einer ausreichenden Last zu betreiben, um die Genehmigung bitten, die Gasturbine unter Anwendung eines elementaren Verbrennungsdynamik-Abstimmverfahrens, wie beispielsweise 500 oder 600 zu betreiben.
  • Wieder auf den Entscheidungsblock 912 bezogen: Wird der Zwischenschwellen-wert überschritten, wird der „Ja"-Zweig 920 bis zum Block 922 ausgeführt. Im Block 922 kann die Steuervorrichtung 240 einen Zeitmesser-Messvorgang um eine vorgegebene Zeitspanne verlängern und den oberen Schwellenwert prüfen. In diesem Beispiel kann eine Steuervorrichtung einen Zeitmesser-Messvorgang für circa 240 Sekunden auslösen oder um circa 240 Sekunden verlängern. Überdies wird der Medianwert der Betriebsfrequenzdaten mit der oberen Schwelle verglichen, um festzustellen, ob die obere oder rote Logikschwelle überschritten wird. Bei anderen Ausführungsformen kann der Zeitmesser-Messvorgang für andere Zeitspannen ausgelöst oder um andere Zeitspannen verlängert werden.
  • Auf den Block 922 folgt der Block 924, in dem die Steuervorrichtung eine Gasturbinensteueranweisung ausführen kann. In diesem Beispiel kann die Steuervorrichtung 240 die Gasturbine in einem relativ sicheren Diffusionsmodus oder in einem anderen Modus betreiben, um die Gasturbine zu schützen. Bei anderen Ausführungsformen können andere Gasturbinensteueranweisungen von der Steuervorrichtung 240 ausgeführt werden.
  • Auf den Block 924 folgt der Entscheidungsblock 926, in dem bestimmt wird, ob ein Medianwert der Betriebsfrequenzdaten oberhalb einer Zwischenschwelle oder gelben Logikschwelle liegt. Bei dieser Ausführungsform kann eine Steuervorrichtung, wie beispielsweise 240, bestimmen, ob der Medianwert der den Brennkammerrohren der Gasturbine zugeordneten Betriebsfrequenzdaten über einem Zwischenschwellenwert von circa 4 psi Spitze-Spitze liegt.
  • Wird der Zwischenschwellenwert überschritten, wird der „Ja"-Zweig 928 bis zum Block 930 ausgeführt. Im Block 930 kann die Steuervorrichtung 240 einen Zeitmesser-Messvorgang für eine vorgegebene Zeitspanne auslösen oder um eine solche verlängern und den oberen Schwellenwert prüfen. In diesem Beispiel kann der Zeitmesser-Messvorgang für circa 240 Sekunden ausgelöst oder um dieselbe Zeitspanne verlängert werden. Überdies wird der Medianwert der Betriebsfrequenzdaten mit der oberen Schwelle verglichen, um festzustellen, ob die obere oder rote Schwelle überschrit ten wird. Bei anderen Ausführungsformen kann der Zeitmesser-Messvorgang für andere Zeitspannen ausgelöst oder um andere Zeitspannen verlängert werden.
  • Auf den Block 930 folgt der Block 932, in dem eine Anzeige an einen Benutzer übermittelt wird. In diesem Beispiel kann die Steuervorrichtung 240 einem Benutzer eine Anzeige übermitteln. Ein Beispiel für eine Anzeige kann folgende Alarmmeldung sein: „Stabile Dynamik bei Diffusion". In diesem Fall muss ein Benutzer die Gasturbine im Diffusionsmodus betreiben, und das Verfahren 900 wird beendet.
  • Wieder auf den Entscheidungsblock 926 bezogen: Wird der Zwischenschwellenwert nicht überschritten, wird der „Nein"-Zweig 934 bis zum Block 936 ausgeführt. Im Block 936 kann eine Steuervorrichtung einem Benutzer eine Anzeige übermitteln. In diesem Beispiel kann die Anzeige folgende Alarmmeldung sein: „Setzen Sie sich zur Fehlersuche und -behebung mit dem Originalgerätehersteller in Verbindung und stellen Sie 'Premix Lockout' ein". Bei anderen Ausführungsformen können andere Anzeigen ausgegeben werden.
  • Auf den Block 936 folgt der Zweigblock "B" 938, der der gleiche ist, wie der Zweigblock "B" 614 in 6, wo das Verfahren 600 weitergeht.
  • Wieder auf den Entscheidungsblock 904 bezogen: Wird der Zwischenschwellenwert nicht überschritten, wird der „Nein"-Zweig 940 bis zum Block 942 ausgeführt. Im Block 942 kann der Medianwert mit der unteren oder grünen Logikschwelle verglichen werden. Bei dieser Ausführungsform kann die Steuervorrichtung 240 bestätigen, dass der Median wert oberhalb des unteren Schwellenwerts liegt, wie beispielsweise 2 psi Spitze-Spitze.
  • Auf den Block 942 folgt der Block 944, in dem eine Anzeige an einen Benutzer übermittelt wird und die Steuervorrichtung eine Gasturbinensteueranweisung ausführen kann. In diesem Beispiel kann die Steuervorrichtung 240 einem Benutzer eine Anzeige übermitteln. Die Anzeige kann folgende Alarmmeldung sein: „Mögliche Nichtübereinstimmung der Emissionen". Überdies kann die Steuervorrichtung 240 eine Gasturbinensteueranweisung übermitteln, die Brennstoffverteilungen der zu der Gasturbine gehörenden Brenner auf eine ursprüngliche Einstellung zurückzusetzen. Beispielsweise können die Brennstoffverteilungen graduell um eine vorgegebene Menge, beispielsweise circa 3% pro Stunde, auf die ursprüngliche PM1A-Brennstoffverteilung zurückgeführt werden. Zusätzlich kann die Steuervorrichtung feststellen, ob der Zwischenschwellenwert während der Ausführung der Steueranweisung überschritten wird, und bei Bedarf eine zusätzliche Gasturbinensteueranweisung initiieren. Beispielsweise kann für jeden Fall, in dem der Zwischenschwellenwert überschritten wird, die PM1A-Brennstoffverteilung um circa 0,5% erhöht werden, bei einem Nominalgrenzwert von PM1A + 3%. Bei anderen Ausführungsformen, kann die Brennstoffverteilung um andere Mengen erhöht oder reduziert werden, und die Steuervorrichtung kann andere Gasturbinensteueranweisungen ausführen.
  • Bei einer Ausführungsform kann die Steuervorrichtung, wie beispielsweise 240, einen Zeitmesser-Messvorgang initiieren, um die Dauer der Zeitspanne festzustellen, während der die PM1A-Brennstoffverteilung über dem Normalwert liegt.
  • Auf den Block 944 folgt der Entscheidungsblock 946, in dem festgestellt wird, ob ein Medianwert der Betriebsfrequenzdaten oberhalb einer Zwischenschwelle oder gelben Logikschwelle liegt. Bei dieser Ausführungsform kann eine Steuervorrichtung, wie beispielsweise 240, bestimmen, ob der Medianwert der den Brennkammerrohren der Gasturbine zugeordneten Betriebsfrequenzdaten über einem Zwischenschwellenwert von circa 4 psi Spitze-Spitze liegt.
  • Wird der Zwischenschwellenwert nicht überschritten, wird der „Nein"-Zweig 948 bis zum Zweigblock „B" 950 ausgeführt, der der gleiche wie der Zweigblock „B" 614 in 6 ist, und das Verfahren 600 beginnt.
  • Wieder auf den Entscheidungsblock 946 bezogen: Wird der Zwischenschwellenwert überschritten, wird der „Ja"-Zweig 952 bis zum Block 954 ausgeführt. Im Block 954 kann die Steuervorrichtung 240 einen Zeitmesser-Messvorgang um eine vorgegebene Zeitspanne verlängern und den oberen Schwellenwert prüfen. In diesem Beispiel kann die Steuervorrichtung 240 einen Zeitmesser-Messvorgang für circa 240 Sekunden auslösen oder um dieselbe Zeitspanne verlängern. Überdies wird der Medianwert der Betriebsfrequenzdaten mit der oberen Logikschwelle verglichen, um festzustellen, ob die obere oder rote Logikschwelle überschritten wird. Bei anderen Ausführungsformen kann der Zeitmesser-Messvorgang für andere Zeitspannen ausgelöst oder um andere Zeitspannen verlängert werden.
  • Auf Block 954 folgt Block 956, wo eine Anzeige an einen Benutzer übermittelt werden kann. In diesem Beispiel kann eine Steuervorrichtung, wie beispielsweise 240, eine Anzeige an einen Benutzer übermitteln. Es kann zum Beispiel eine Alarmmeldung wie „Stabile Dynamik beim Vormischen, Verteilungskorrektur aktiv und mögliche Nichterfüllung von Emissionslimits" übermittelt werden. In diesem Fall behält die Steuervorrichtung 240 die ursprüngliche PM1A-Brennstoffverteilung + 3% für die Gasturbine bei.
  • Auf den Block 956 folgt der Zweigblock "B" 950, der der gleiche wie der Zweigblock „B" 614 in 6 ist, und das Verfahren 600 beginnt.
  • 10 stellt die Umsetzung einer Ausführungsform eines Verbrennungsdynamik-Abstimmverfahrens bei einer bestimmten Gasturbine dar. 10 zeigt eine Reihe beispielhafter Betriebsfrequenzdaten 1000 einer beispielhaften Gasturbine im stationären Zustand. Circa 260 Betriebsfrequenzdatenpunkte 1000 sind entlang der x-Achse 1002 geplotted, und die Spitze-Spitze-Staudrücke (psi) der Datenpunkte werden durch die y-Achse 1004 gezeigt. Für jeden Datenpunkt ist auch eine gleitende gelbe Schwelle 1006 geplottet. Auf die Daten in dieser Figur bezogen, wird die gelbe Schwelle 1006 nur in drei Fällen 1008, 1010, 1012, überschritten. In diesen Fällen führt das aktive Verbrennungsdynamik-Abstimmverfahren eine Gasturbinensteueranweisung aus, um die Betriebsfrequenz der Gasturbine zu reduzieren. Wie die verbleibenden Daten zeigen, bleiben die Betriebsfrequenzdaten bei der Mehrzahl der gezeigten Datenpunkte unterhalb der gleitenden gelben Schwelle 1008.
  • Fachleuten werden aufgrund der in der vorangehenden Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen präsentierten Lehren viele Abwandlungen und andere Ausführungsformen der hier dargelegten Erfindungen einfallen. Es ist daher für Durchschnittsfachleute ersichtlich, dass die Erfindung in vielen Formen verkörpert werden kann und nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt sein sollte. Daher ist zu beachten, dass die Erfindungen nicht auf die offenbarten spezifischen Ausführungsformen beschränkt sein sollen, und dass Abwandlungen und andere Ausführungsformen in dem Anwendungsbereich der angefügten Ansprüche enthalten sein sollen. Obwohl spezifische Begriffe benutzt werden, werden diese nur in einem generischen und beschreibenden, nicht einschränkenden Sinn gebraucht.
  • Ausführungsformen der Erfindung können Systeme und Verfahren für die Anwendung eines Verbrennungsdynamik-Abstimmalgorithmus bei einer Mehrbrennkammerrohrbrennkammer zur Verfügung stellen. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann ein Verfahren 200 zur Steuerung einer Gasturbine 210 mit einem Gasturbinenmodell 230 bei einer Gasturbine 210 mit mehreren Brennkammerrohren 102–112 angewendet werden. Das Verfahren 200 kann das Sammeln von Frequenzdaten Y umfassen, die mehreren Brennkammerrohren der Gasturbine zugeordnet sind. Das Verfahren 200 kann außerdem das Ermitteln der Abweichung zwischen den Betriebsfrequenzdaten Y von zumindest zwei Brennkammerrohren beinhalten. Ferner kann das Verfahren 200 das Ermitteln eines Medianwerts umfassen, der zumindest zum Teil auf der Abweichung beruht. Das Verfahren 200 kann darüber hinaus beinhalten, zu ermitteln, ob der Medianwert mindestens eine Betriebsschwelle überschreitet. Außerdem kann das Verfahren 200 die Anwendung mindestens eines Gasturbinensteuervorgangs umfassen, um zumindest eine der Betriebsfrequenzen Y zu ändern, wenn mindestens eine Betriebsschwelle überschritten wird.
    • 100
    Gasturbine
    102
    Brennkammer
    104
    Brennkammer
    106
    Brennkammer
    108
    Brennkammer
    110
    Brennkammer
    112
    Brennkammer
    200
    Steuersystem
    210
    Anlage oder Gasturbine
    220
    Zustandsschätzer
    230
    Modell
    240
    modellbasiertes Steuer- u. Vorhersagemodul o. Steuermodul
    250
    Optimierer
    260
    Modell
    Y
    Betriebsfrequenzdaten
    U
    Gasturbinen-Steuereingabe
    300
    Modell
    302
    Modellblock
    304
    Modellblock
    306
    partiell abgeleiteter Modellblock
    308
    partiell abgeleiteter Modellblock
    310
    Filterblock
    312
    Heißlagerungsblock
    314
    Leistungsparameter
    316
    Leistungsausgang des Modellblocks 302
    318
    Leistungsausgang des Modellblocks 304
    320
    phasenverschobene Variablen
    322
    Multiplier
    324
    vorhergesagter Wärmeübergang der Gasturbine
    326
    Multiplier
    330
    Ausgang des partiell abgeleiteten Modellblocks 306
    332
    Ausgang des partiell abgeleiteten Modellblocks 306
    334
    Ausgang des partiell abgeleiteten Modellblocks 308
    336
    Leistungsparameter der Gasturbine
    338
    Kovarianz-Ausgabe
    342
    Metalltemperaturen
    400
    Verfahren
    402
    Block 402
    404
    Entscheidungsblock 404
    406
    Ja-Zweig
    408
    Block 408
    410
    Nein-Zweig
    412
    Entscheidungsblock 412
    414
    Ja-Zweig
    416
    Nein-Zweig
    418
    Entscheidungsblock 418
    420
    Ja-Zweig
    422
    Entscheidungsblock 422
    424
    Ja-Zweig
    426
    Nein-Zweig
    428
    Block 428
    430
    Nein-Zweig
    432
    Block 432
    500
    Verfahren
    502
    Entscheidungsblock 502
    504
    Ja-Zweig
    506
    Block 506
    508
    Block 508
    510
    Block 510
    512
    Nein-Zweig
    514
    Block 514
    516
    Block 516
    600
    Verfahren
    602
    Block 602
    604
    Ja-Zweig
    606
    Block 606
    608
    Block 608
    610
    Block 610
    612
    Nein-Zweig
    614
    Zweigblock B
    616
    Entscheidungsblock 616
    618
    Ja-Zweig
    620
    Block 620
    622
    Nein-Zweig
    624
    Block 624
    700
    Verfahren
    702
    Entscheidungsblock 702
    704
    Ja-Zweig
    706
    Block 706
    708
    Nein-Zweig
    710
    Entscheidungsblock 710
    712
    Ja-Zweig
    714
    Block 714
    716
    Block 716
    718
    Block 718
    720
    Block 720
    722
    Nein-Zweig
    724
    Block 724
    800
    Verfahren
    802
    Entscheidungsblock 802
    804
    Ja-Zweig
    806
    Block 806
    808
    Block 808
    810
    Block 810
    812
    Block 812
    814
    Zweigblock C
    816
    Nein-Zweig
    818
    Zweigblock B
    820
    Entscheidungsblock 820
    822
    Ja-Zweig
    824
    Block 824
    826
    Nein-Zweig
    828
    Block 828
    900
    Verfahren
    902
    Zweigblock 902
    904
    Entscheidungsblock 904
    906
    Ja-Zweig
    908
    Block 908
    910
    Block 910
    912
    Entscheidungsblock 912
    914
    Nein-Zweig
    916
    Block 916
    918
    Block 918
    920
    Ja-Zweig
    922
    Block 922
    924
    Block 924
    926
    Entscheidungsblock 926
    928
    Ja-Zweig
    930
    Block 930
    932
    Block 932
    934
    Nein-Zweig
    936
    Block 926
    938
    Zweigblock B
    940
    Nein-Zweig
    942
    Block 942
    944
    Block 944
    946
    Entscheidungsblock 946
    948
    Nein-Zweig
    950
    Zweigblock B
    952
    Ja-Zweig
    954
    Block 954
    956
    Block 956
    1000
    Betriebsfrequenzdaten
    1002
    x-Achse
    1004
    y-Achse
    1006
    gleitender gelber Schwellenwert
    1008
    Punkt, an dem die Betriebsdaten den gleitenden gelben Schwellenwert überschreiten
    1010
    Punkt, an dem die Betriebsdaten den gleitenden gelben Schwellenwert überschreiten
    1012
    Punkt, an dem die Betriebsdaten den gleitenden gelben Schwellenwert überschreiten

Claims (10)

  1. Verfahren (300, 400) zur Steuerung einer Gasturbine (100), wobei die Gasturbine (100) mehrere Brennkammerrohre (102–112) umfasst und das Verfahren gekennzeichnet ist durch: Sammeln (302, 402) der mehreren Brennkammerrohren (102–112) der Gasturbine zugeordneten Betriebsfrequenzdaten (328); Ermittlung (346) der Abweichung zwischen den Betriebsfrequenzdaten (328) mindestens zweier Brennkammerrohre, zumindest zum Teil auf der Grundlage der Betriebsfrequenzdaten (328); Ermittlung (354) eines Medianwerts (334), zumindest zum Teil auf der Grundlage der Abweichung; Ermittlung (422), ob der Medianwert (334) mindestens eine Betriebsschwelle überschreitet; Ausführung (428) zumindest eines Gasturbinensteuervorgangs, um zumindest eine der Betriebsfrequenzen zu ändern, wenn mindestens eine Betriebsschwelle überschritten wird.
  2. System (200) zur Steuerung einer Gasturbine (210), wobei die Gasturbine (210) mehrere Brennkammerrohre (102–112) umfasst und das System (200) gekennzeichnet ist durch: eine Vielzahl von Sensoren, die dafür eingerichtet sind, Betriebsfrequenzdaten (Y) zu sammeln, die jeweils einem Brennkammerrohr zugeordnet sind; eine Steuervorrichtung (240), die eingerichtet ist für: Ermittlung der Abweichung zwischen den Betriebsfrequenzdaten (Y) von mindestens zwei Brennkammerrohren, zumindest teilweise auf der Grundlage der Betriebsfrequenzdaten (Y); Ermittlung eines Medianwertes, zumindest teilweise auf der Grundlage der Abweichung; Ermittlung, ob der Medianwert zumindest eine Betriebsschwelle überschreitet, und Anwendung mindestens eines Steuervorgangs zur Änderung von zumindest einer der Betriebsfrequenzen (Y) bei Überschreitung von zumindest einer Betriebsschwelle.
  3. Verfahren (300, 400) nach Anspruch 1 oder das System 200 nach Anspruch 2, wobei die Betriebsfrequenzdaten (328) zumindest eines der folgenden Elemente umfassen: Betriebsamplituden oder Betriebsstaudrücke.
  4. Verfahren (300, 400) nach Anspruch 1 oder das System 200 nach Anspruch 2, wobei der Medianwert (334) zumindest teilweise auf einer Standardabweichung und dem Mittel aus mindestens einem Teil der Betriebsfrequenzdaten, die zumindest einem Teil der Vielzahl der Brennkammerrohre zugeordnet sind, basiert.
  5. Verfahren (300, 400) nach Anspruch 1 oder das System 200 nach Anspruch 2, wobei die zumindest eine Betriebsschwelle zumindest eines der folgenden Elemente umfassen kann: einen Spitze-Spitze-Wert der dynamischen Amplitude, einen erwarteten Wert der dynamischen Amplitude, einen Maximalwert der dynamischen Amplitude.
  6. Verfahren (300, 400) nach Anspruch 1 oder das System 200 nach Anspruch 2, wobei der zumindest eine Gasturbinensteuervorgang (U) zumindest eines der folgenden Elemente umfassen kann: Last verringern, Brennstoffverteilung (fuel splits) regeln oder Schnellabschaltung der Gasturbine.
  7. Verfahren (300, 400) nach Anspruch 1 oder das System 200 nach Anspruch 2, wobei die zumindest eine Betriebsschwelle zumindest eines der folgenden Elemente umfassen kann: einen gelben Schwellenwert oder einen roten Schwellenwert.
  8. Modellbasiertes Steuerungssystem (200) zur Steuerung einer Gasturbine (210) mit mehreren Brennkammerrohren (102–112), wobei das System (200) gekennzeichnet ist durch: eine Vielzahl von Sensoren, die dafür eingerichtet sind, Betriebsfrequenzdaten (Y) zu sammeln, die einem entsprechenden Brennkammerrohr zugeordnet sind; ein Modell (230), das dafür eingerichtet ist, Daten (Y) von der Vielzahl der Sensoren zu empfangen, wobei das Modell (230) für Folgendes eingerichtet ist: Ermitteln einer Abweichung zwischen den Betriebsfrequenzdaten (Y) von zumindest zwei Brennkammerrohren; Ermitteln eines Medianwertes, der zumindest teilweise auf der Abweichung basiert; Ermitteln einer Ausgabe, die zumindest teilweise auf dem Medianwert basiert; Ermitteln, ob der Medianwert zumindest eine Betriebsschwelle überschreitet, und Ermitteln einer Ausgabe, die dafür eingerichtet ist, zumindest eine der entsprechenden Brennkammerrohren der Gasturbine zugeordneten Betriebsfrequenzen (Y) zu ändern, wenn zumindest eine Betriebsschwelle überschritten wird, und eine Steuervorrichtung (240), die dafür eingerichtet ist, eine Gasturbinensteueranweisung zu bestimmen, die zumindest teilweise auf der Ausgabe der Gasturbinenmodells beruht, und die ferner dafür eingerichtet ist, eine Steueranweisung (U) auszugeben, um den Gasturbinensteuerungsvorgang auszuführen.
  9. System (200) nach Anspruch 8, wobei das Modell (230) ferner eingerichtet ist für die Wiederholung zumindest eines Teils der früheren Schritte, wobei zusätzliche Betriebsfrequenzdaten in das Modell eingegeben werden, um die Gasturbinensteuerung zu verbessern.
  10. System (200) nach Anspruch 8, wobei das Modell (230) automatisch durch einen Computer ausgeführt wird.
DE102008002911.4A 2007-06-26 2008-06-26 Systeme und Verfahren für die Anwendung eines Verbrennungsdynamik-Abstimmalgorithmus bei einer Mehrbrennkammerrohr-Brennkammer Active DE102008002911B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/768,771 2007-06-26
US11/768,771 US7908072B2 (en) 2007-06-26 2007-06-26 Systems and methods for using a combustion dynamics tuning algorithm with a multi-can combustor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102008002911A1 true DE102008002911A1 (de) 2009-01-02
DE102008002911B4 DE102008002911B4 (de) 2024-05-29

Family

ID=40076135

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102008002911.4A Active DE102008002911B4 (de) 2007-06-26 2008-06-26 Systeme und Verfahren für die Anwendung eines Verbrennungsdynamik-Abstimmalgorithmus bei einer Mehrbrennkammerrohr-Brennkammer

Country Status (6)

Country Link
US (2) US7908072B2 (de)
JP (1) JP2009008077A (de)
CN (2) CN104595038B (de)
CH (1) CH703224B1 (de)
DE (1) DE102008002911B4 (de)
RU (1) RU2478807C2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2241726A3 (de) * 2009-04-09 2013-09-18 General Electric Company Reparaturverfahren von einem Triebwerk und entsprechende Anordnungen zum Überwachen dieses Triebwerkes

Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7853392B2 (en) * 2007-01-26 2010-12-14 General Electric Company Systems and methods for initializing dynamic model states using a Kalman filter
US7620461B2 (en) * 2007-06-26 2009-11-17 General Electric Company Systems and methods for using a combustion dynamics tuning algorithm with a multi-can combustor
US7908072B2 (en) * 2007-06-26 2011-03-15 General Electric Company Systems and methods for using a combustion dynamics tuning algorithm with a multi-can combustor
US7822512B2 (en) * 2008-01-08 2010-10-26 General Electric Company Methods and systems for providing real-time comparison with an alternate control strategy for a turbine
US8478473B2 (en) * 2008-07-28 2013-07-02 General Electric Company Method and systems for controlling gas turbine engine temperature
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
US8437941B2 (en) 2009-05-08 2013-05-07 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
US9890714B2 (en) 2009-05-26 2018-02-13 Ansaldo Energia Ip Uk Limited Automated extended turndown of a gas turbine engine combined with incremental tuning to maintain emissions and dynamics
US9097185B2 (en) * 2009-05-26 2015-08-04 Alstom Technology Ltd Stabilizing a gas turbine engine via incremental tuning
US8408004B2 (en) * 2009-06-16 2013-04-02 General Electric Company Resonator assembly for mitigating dynamics in gas turbines
US8417433B2 (en) 2010-04-30 2013-04-09 Alstom Technology Ltd. Dynamically auto-tuning a gas turbine engine
US9927818B2 (en) 2010-05-24 2018-03-27 Ansaldo Energia Ip Uk Limited Stabilizing a gas turbine engine via incremental tuning during transients
US8919131B2 (en) * 2010-11-09 2014-12-30 General Electric Company System and method for combustion dynamics control by acoustic control/cancellation of fuel flow fluctuation at fuel injection location
US9074530B2 (en) * 2011-01-13 2015-07-07 General Electric Company Stoichiometric exhaust gas recirculation and related combustion control
EP2520863B1 (de) * 2011-05-05 2016-11-23 General Electric Technology GmbH Verfahren zum Schutz eines Gasturbinenmotors gegen hochdynamische Prozesswerte und Gasturbinenmotor zur Durchführung des besagten Verfahrens
US8899488B2 (en) 2011-05-31 2014-12-02 United Technologies Corporation RFID tag system
US9181878B2 (en) 2011-12-19 2015-11-10 Honeywell International Inc. Operations support systems and methods for calculating and evaluating engine emissions
US9298173B2 (en) * 2012-02-02 2016-03-29 General Electric Company System and method to performance tune a system
US9222409B2 (en) 2012-03-15 2015-12-29 United Technologies Corporation Aerospace engine with augmenting turbojet
US8720258B2 (en) * 2012-09-28 2014-05-13 United Technologies Corporation Model based engine inlet condition estimation
US10088165B2 (en) 2015-04-07 2018-10-02 General Electric Company System and method for tuning resonators
US9745896B2 (en) 2013-02-26 2017-08-29 General Electric Company Systems and methods to control combustion dynamic frequencies based on a compressor discharge temperature
US9481473B2 (en) 2013-03-15 2016-11-01 Rolls-Royce North American Technologies, Inc. Distributed control system with smart actuators and sensors
DE102013226049A1 (de) * 2013-12-16 2015-06-18 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung sowie Verfahren zum Erfassen des aktuellen Schädigungszustandes einer Maschine
US9556799B2 (en) 2014-02-03 2017-01-31 General Electric Company System and method for operating a gas turbine
US9964045B2 (en) 2014-02-03 2018-05-08 General Electric Company Methods and systems for detecting lean blowout in gas turbine systems
US9689317B2 (en) 2014-02-03 2017-06-27 General Electric Company System and method for operating a gas turbine
US9709279B2 (en) 2014-02-27 2017-07-18 General Electric Company System and method for control of combustion dynamics in combustion system
US9494086B2 (en) 2014-02-28 2016-11-15 General Electric Company Systems and methods for improved combined cycle control
US9709278B2 (en) 2014-03-12 2017-07-18 General Electric Company System and method for control of combustion dynamics in combustion system
US9644846B2 (en) 2014-04-08 2017-05-09 General Electric Company Systems and methods for control of combustion dynamics and modal coupling in gas turbine engine
US9845956B2 (en) 2014-04-09 2017-12-19 General Electric Company System and method for control of combustion dynamics in combustion system
US9845732B2 (en) 2014-05-28 2017-12-19 General Electric Company Systems and methods for variation of injectors for coherence reduction in combustion system
US9551283B2 (en) 2014-06-26 2017-01-24 General Electric Company Systems and methods for a fuel pressure oscillation device for reduction of coherence
FR3032273B1 (fr) * 2015-01-30 2019-06-21 Safran Aircraft Engines Procede, systeme et programme d'ordinateur pour phase d'apprentissage d'une analyse acoustique ou vibratoire d'une machine
US10113747B2 (en) 2015-04-15 2018-10-30 General Electric Company Systems and methods for control of combustion dynamics in combustion system
EP3104078A1 (de) * 2015-06-12 2016-12-14 IFTA Ingenieurbüro Für Thermoakustik GmbH Thermoakustisches vorläuferverfahren und vorrichtung
KR20170001104A (ko) * 2015-06-25 2017-01-04 두산중공업 주식회사 진동제어를 통한 제어방법
US10227932B2 (en) 2016-11-30 2019-03-12 General Electric Company Emissions modeling for gas turbine engines for selecting an actual fuel split
US11867397B2 (en) * 2019-05-10 2024-01-09 Electric Power Research Institute, Inc. Gas turbine
US11713725B2 (en) 2020-05-28 2023-08-01 Electric Power Research Institute, Inc. Lean blowout precursor detection for gas turbines
US11333082B2 (en) * 2020-06-12 2022-05-17 General Electric Company Systems and methods for determination of gas turbine fuel split for head end temperature control
US20230332544A1 (en) * 2020-10-14 2023-10-19 King Abdullah University Of Science And Technology Adjustable fuel injector for flame dynamics control
CN116817306B (zh) * 2023-08-29 2023-12-01 奥德集团有限公司 一种可监测并控制燃气流量的燃气设备

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000069289A (ko) * 1996-12-03 2000-11-25 번함.더글라스 알. 환형연소기를 갖는 발전시스템
GB2362481B (en) * 2000-05-09 2004-12-01 Rolls Royce Plc Fault diagnosis
US7121097B2 (en) * 2001-01-16 2006-10-17 Catalytica Energy Systems, Inc. Control strategy for flexible catalytic combustion system
US6823675B2 (en) 2002-11-13 2004-11-30 General Electric Company Adaptive model-based control systems and methods for controlling a gas turbine
US6823253B2 (en) 2002-11-27 2004-11-23 General Electric Company Methods and apparatus for model predictive control of aircraft gas turbine engines
US6976351B2 (en) * 2003-04-04 2005-12-20 General Electric Company Methods and apparatus for monitoring gas turbine combustion dynamics
US20050193739A1 (en) * 2004-03-02 2005-09-08 General Electric Company Model-based control systems and methods for gas turbine engines
US7552005B2 (en) * 2004-03-16 2009-06-23 Honeywell International Inc. Method for fault diagnosis of a turbine engine
US7278266B2 (en) * 2004-08-31 2007-10-09 General Electric Company Methods and apparatus for gas turbine engine lean blowout avoidance
US7461509B2 (en) * 2005-05-06 2008-12-09 General Electric Company Method and system for determining lean blow out condition for gas turbine combustion cans
US7441411B2 (en) * 2005-09-16 2008-10-28 General Electric Company Method and apparatus to detect onset of combustor hardware damage
US7549282B2 (en) * 2005-10-25 2009-06-23 General Electric Company Multi-slot inter-turbine duct assembly for use in a turbine engine
US7584617B2 (en) * 2006-03-17 2009-09-08 Siemens Energy, Inc. Monitoring health of a combustion dynamics sensing system
US7503177B2 (en) * 2006-03-17 2009-03-17 Siemens Energy, Inc. Combustion dynamics monitoring
US7762074B2 (en) * 2006-04-04 2010-07-27 Siemens Energy, Inc. Air flow conditioner for a combustor can of a gas turbine engine
US7620461B2 (en) * 2007-06-26 2009-11-17 General Electric Company Systems and methods for using a combustion dynamics tuning algorithm with a multi-can combustor
US7908072B2 (en) 2007-06-26 2011-03-15 General Electric Company Systems and methods for using a combustion dynamics tuning algorithm with a multi-can combustor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2241726A3 (de) * 2009-04-09 2013-09-18 General Electric Company Reparaturverfahren von einem Triebwerk und entsprechende Anordnungen zum Überwachen dieses Triebwerkes

Also Published As

Publication number Publication date
RU2478807C2 (ru) 2013-04-10
JP2009008077A (ja) 2009-01-15
CN101333966A (zh) 2008-12-31
US20110137536A1 (en) 2011-06-09
CH703224B1 (de) 2011-12-15
US7908072B2 (en) 2011-03-15
US8285468B2 (en) 2012-10-09
DE102008002911B4 (de) 2024-05-29
US20090005952A1 (en) 2009-01-01
RU2008125921A (ru) 2009-12-27
CN104595038B (zh) 2016-11-16
CN101333966B (zh) 2015-01-07
CN104595038A (zh) 2015-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008002911B4 (de) Systeme und Verfahren für die Anwendung eines Verbrennungsdynamik-Abstimmalgorithmus bei einer Mehrbrennkammerrohr-Brennkammer
DE102008002907A1 (de) Systeme und Verfahren für die Anwendung eines Verbrennungsdynamik-Algorithmus bei einer Mehrrohrbrennkammer
DE102004052433B4 (de) Gasturbinen-Regelungsvorrichtung, Gasturbinensystem und Gasturbinen-Regelungsverfahren
CH708978A2 (de) System und Verfahren zur Detektion einer fehlerhaften Brennkammer.
CH700957B1 (de) Fehlererkennungs- und Schutzsystem für mehrstufige Rotationsmaschinen.
DE102014103084A1 (de) Systeme und Verfahren zur Gasturbinenabstimmung und -Steuerung
DE102014116551A1 (de) Automatisierte Inbetriebnahme eines Gasturbinen-Verbrennungssteuersystems
DE10142514B4 (de) Verfahren zum Feststellen eines Flammenrückschlags in einem Gasturbinensystem, sowie Gasturbinensystem
DE112018001684T5 (de) Indikatorerfassungssystem und Indikatorerfassungsverfahren
WO2004034166A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur überwachung einer mehrere systeme umfassenden technischen anlage, insbesondere einer kraftwerksanlage
EP2706422B1 (de) Verfahren zur rechnergestützten Überwachung des Betriebs eines technischen Systems, insbesondere einer elektrischen Energieerzeugungsanlage
DE112014001000T5 (de) Gasturbinensystem, Steuer- bzw. Regelungseinrichtung und Gasturbinenbetriebsverfahren
DE102011054006A1 (de) Überwachung und Diagnostizierung des Betriebs eines Generators
DE102012101069A1 (de) Energieerzeugungssystem und Verfahren zur Überwachung seines Betriebs
EP1198739A1 (de) Diagnoseverfahren und diagnosesystem für eine technische anlage
DE19707173C1 (de) Maschinendiagnosesystem und Verfahren zur zustandsorientierten Betriebsüberwachung einer Maschine
DE112016006642B4 (de) Eigenschaftsbewertungsvorrichtung für eine gasturbine und eigenschaftsbewertungsverfahren für eine gasturbine
DE102015122873A1 (de) Systeme und Verfahren zur Erzeugung variabler Rampenraten für Turbomaschinen
DE102017124016A1 (de) Verfahren und Systeme zum Detektieren einer Sensorabschaltung
DE102008037532A1 (de) Automatische Detektion und Meldung von Verschleiss innerer Turbinenkomponenten
CH708626A2 (de) Verfahren und System zum Betreiben eines Gasturbinen-Verbrennungs-Systems.
DE102016124150A1 (de) Wahrscheinlichkeitssteuerung bei der Gasturbineneinstellung von Leistungsabgabeemissionsparametern, damit zusammenhängende Steuersysteme, Computerprogrammprodukte und Verfahren
DE202017104979U1 (de) Systeme zur Verbesserung der Abschaltspülströmung in einem Gasturbinensystem
DE102015119968A1 (de) Anwendung einer brennstoffströmungsbasierten Wahrscheinlichkeitssteuerung beim Einstellen von Gasturbinen unter Teillast, damit zusammenhängende Steuersysteme, Computerprogrammprodukte und Verfahren
DE102021133261A1 (de) Verbesserte methode zur erkennung fehlerhafter variablen für datengesteuerte fehlererkennung in einer prozessanlage

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R012 Request for examination validly filed

Effective date: 20150506

R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: GENERAL ELECTRIC TECHNOLOGY GMBH, CH

Free format text: FORMER OWNER: GENERAL ELECTRIC CO., SCHENECTADY, N.Y., US