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HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG
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Die
im Vorliegenden beschriebene Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung
für eine
Gasturbine.
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Industrie-
und Kraftwerksgasturbinen können
ein auch als Steuereinrichtung bezeichnetes Steuerungssystem aufweisen,
das den Turbinenbetrieb überwacht
und steuert. Diese Steuereinrichtungen steuern das Verbrennungssystem
der Gasturbine in Abhängigkeit
von Daten und Datensensoren, die an vielfältigen Positionen in und um
die Gasturbine angeordnet sind. Durch die Steuereinrichtung werden
Steuerungsplanungsalgorithmen ausgeführt, um das Verbrennungssystem
der Gasturbine auf der Grundlage der Sensordaten zu steuern. Verbrennungssysteme
von Gasturbinen sprechen gewöhnlich
auf Umgebungsbedingungen, wie die Luftfeuchtigkeit und Temperatur
der Umgebung, empfindlich an. Insbesondere können jahreszeitliche Unterschiede
der Luftfeuchtigkeit oder Temperatur den Betrieb des Brennkammersystems
beeinflussen.
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Die
Gasturbine erzeugt während
des Betriebs möglicherweise
Umweltschadstoffe, z. B. Stickstoffoxide (NOx),
die als Teil des Turbinenabgases emittiert werden können. Die
Pegel der durch die Gasturbine abgegebenen NOx-Emissionen
werden möglicherweise
durch Umgebungsbedingungen beeinflusst. Bei spielsweise kann eine
hohe Einlassumgebungstemperatur die Emissionen von NOx auf
einen verhältnismäßig geringen
Pegel senken; eine hohe Feuchtigkeit der Umgebungsluft kann ebenfalls NOx-Emissionen verringern. Zeitabschnitte hoher Umgebungstemperatur
oder hoher Umgebungsluftfeuchtigkeit treffen möglicherweise mit Perioden hohen
Leistungsbedarfs zusammen, in denen das Verbrennungssystem der Gasturbine
bei einer Spitzenlastverbrennungstemperatur betrieben werden kann, um
dem hohen Leistungsbedarf zu entsprechen. Allerdings können NOx-Emissionspegel steigen, während die
Verbrennungstemperatur des Brennkammersystems steigt. Die von der
Gasturbine abgegebenen NOx-Emissionen sind
unbedingt unterhalb vorgeschriebener Pegel zu halten, um Emissionsvorschriften
konform zu erfüllen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung enthält eine
Gasturbine: eine Anzahl von Abgassolltemperaturbestimmungsmodulen,
wobei die Anzahl von Abgassolltemperaturbestimmungsmodulen ein Stickstoffoxid-(NOx)-Konformitätsmodul aufweist, das dazu
eingerichtet ist, eine Abgastemperatur zu bestimmen, bei der ein
Abgas der Gasturbine mit einem maximal erlaubten NOx-Pegel konform ist;
wenigstens ein Vorspannmodul, wobei das wenigstens eine Vorspannmodul
dazu eingerichtet ist, auf einen Ausgang wenigstens eines aus der
Anzahl von Abgassolltemperaturbestimmungsmodulen einen Vorspannwert
anzuwenden; und eine Steuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist,
die Gas turbine zu steuern, um die Abgastemperatur hervorzubringen, die
durch das NOx-Konformitätsmodul bestimmt ist.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Regeln/Steuern einer
Gasturbine die Schritte: Bestimmen, ob Bedingungen für einen
Spitzenlastbetrieb geeignet sind, und falls bestimmt wird, dass
Bedingungen für
einen Spitzenlastbetrieb geeignet sind: Bestimmen einer ersten Spitzenlastabgastemperatur
für die
Gasturbine, bei der Stickstoffoxid-(NOx)-Emissionen
der Gasturbine einen maximal erlaubten Pegel unterschreiten; Anwenden
eines Vorspannwerts auf eine zweite bestimmte Abgastemperatur; und
Betreiben der Gasturbine bei der ersten bestimmten Spitzenlastabgastemperatur.
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Diese
und andere Vorteile und Merkmale werden anhand der nachfolgenden
Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen verständlicher.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Der
als die Erfindung erachtete behandelte Gegenstand, wird in den der
Beschreibung beigefügten
Patentansprüchen
speziell aufgezeigt und gesondert beansprucht. Die vorausgehend
erwähnten
und sonstige Ausstattungsmerkmale und Vorteile der Erfindung werden
nach dem Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung
mit den beigefügten
Figuren verständlich:
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1 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
einer Gasturbine, die eine Steuereinrichtung aufweist.
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2 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
einer Gasturbinensteuereinrichtung, die einen NOx-konformen
Spitzenlastbetrieb aufweist.
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3 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
eines Verfahrens für
einen NOx-konformen Spitzenlastbetrieb.
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4 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
eines Computers, der in Verbindung mit Ausführungsbeispielen einer Steuereinrichtung
für eine
Gasturbinensteuereinrichtung eingesetzt werden kann, die einen NOx-konformen Spitzenlastbetrieb aufweist.
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Die
detaillierte Beschreibung erläutert
beispielhaft anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung,
zusammen mit Vorteilen und Merkmalen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Geschaffen
sind Ausführungsbeispiele
von Systemen und Verfahren für
einen NOx-konformen Spitzenlastbetrieb für eine Gasturbine.
Wenn bestimmt wird, dass Bedingungen der Umgebungstemperatur, der
Luftfeuchtigkeit und des Leistungsbedarfs geeignet sind, können Gasturbinenbrennkammern
bis zu einer Grenze einer NOx-Emissionskonformität bei einer
Spitzenlastverbrennungstemperatur betrieben werden, mit dem Ergebnis
der Erzeugung hoher Energie, um hohen Bedarfspegeln zu entsprechen.
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1 veranschaulicht
ein Ausführungsbeispiel
einer Gasturbine 100. Die Gasturbine 100 enthält einen
Verdichter 104, Brennkammern 106 und 107,
eine Turbine 108, die antriebsmäßig mit dem Verdichter 104 verbunden
ist, und eine Steuereinrichtung 101. Die beiden Brennkammern 106 und 107 sind
in der Gasturbine 100 lediglich für Zwecke der Veranschaulichung
dargestellt; Ausführungsbeispiele
einer Gasturbine 100 können
eine beliebige geeignete Anzahl von Brennkammern aufweisen. Ein
Einlasskanal 102 führt
dem Verdichter 104 über
Einlassleitschaufeln 103 Umgebungsluft und möglicherweise
eingespritztes Wasser zu. Der Einlasskanal 102 kann Kanäle, Filter,
Abschirmungen und Schall absorbierende Einrichtungen aufweisen,
die sämtliche zu
einem Druckabfall der Umgebungsluft beitragen können, die durch den Einlass 102 in
die Einlassleitschaufeln 103 des Verdichters 104 strömt. Ein
Abgaskanal 109 lenkt Verbrennungsgase aus dem Auslass der
Turbine 108 durch Kanäle
hindurch, die beispielsweise Einrichtungen zur Emissionsüberwachung
und Schalldämpfung
ent halten. Der Abgaskanal 109 übt einen Staudruck auf die
Turbine aus. Die Intensität
des Staudrucks kann sich im Laufe der Zeit aufgrund des Hinzufügens von
Komponenten zu dem Abgaskanal 109 und aufgrund von die
Abgaskanäle verstopfendem
Staub und Schmutz ändern.
Die Turbine 108 kann einen Generator 110 antreiben,
der elektrischen Strom erzeugt. Der Einlassdruckverlust an dem Verdichter 104 und
der Abgasauslassdruckverlust der Turbine 108 sind im Wesentlichen
eine Funktion eines korrigierten Stroms durch die Gasturbine 100.
Demzufolge ändert
sich der Betrag des Einlassdruckverlusts und des Turbinenstaudrucks
in Abhängigkeit
von dem Strom durch die Gasturbine 100.
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Der
Betrieb der Gasturbine kann durch Sensoren 111–114 überwacht
sein. Die Sensoren 111–114 erfassen
Bedingungen an dem Einlasskanal 102, an dem Abgaskanal 109,
an der Turbine 108 und an dem Verdichter 104 sowie
Umgebungsbedingungen der Gasturbine 100. Beispielsweise
können Temperatursensoren
die Umgebungstemperatur der Gasturbine, die Verdichterausstoßtemperatur,
die Turbinenabgastemperatur und sonstige Temperaturmesswerte des
die Gasturbine durchquerenden Gasstroms überwachen. Drucksensoren können den Umgebungsdruck
und statische und dynamische Druckpegel an dem Einlass und Auslass
des Verdichters und an dem Turbinenauslass sowie an sonstigen Stellen
in dem Gasstrom überwachen.
Darüber
hinaus können
Feuchtigkeitssensoren, z. B. Feucht- und Trockenkugelthermometer,
die Umgebungsluftfeuchtigkeit in dem Einlasskanal des Verdichters
erfassen. Die Sensoren 111–114 können auch
Strömungssensoren,
Geschwindigkeitssensoren, Flammendetektorsensoren, Ventilstellungssensoren,
Leitschaufelwinkelsensoren, oder dgl. beinhalten, die unterschiedliche
Daten erfassen, die für
den Betrieb der Gasturbine 100 von Bedeutung sind. Die
Sensoren 111–114 sind
lediglich als Beispiele zur Veranschaulichung gezeigt; eine beliebige
geeignete Anzahl von Sensoren beliebiger Bauart können an
beliebigen geeigneten Orten an der Gasturbine 100 angeordnet sein.
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Ausführungsbeispiele
der Steuereinrichtung 101 können den Betrieb der Brennkammern 106 und 107 mittels
der durch die Sensoren 111–114 bereitgestellten
Daten über
ein Brennstoffsteuermodul 105 regeln, um an dem Abgaskanal 109 ein
Abgas hervorzubringen, das eine Solltemperatur aufweist. Die Abgassolltemperatur
wird auf der Grundlage von Überlegungen
bestimmt, die beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränken zu
wollen, Emissionspegel von Kohlenmonoxid (CO) und NOx und
Temperaturtoleranzen der physikalischen Komponenten der Gasturbine 100 betreffen.
Die Steuereinrichtung 101 kann basierend auf einer beliebigen
geeigneten Hardware oder Software verwirklicht sein. Das Brennstoffsteuermodul 105 regelt
die Rate des Brennstoff, der von einer (nicht gezeigten) Brennstoffzufuhr
zu den Brennkammern 106 und 107 strömt, und
bestimmt dadurch die Verbrennungstemperatur und die Emissionspegel
der Brennkammern 106 und 107. Das Brennstoffsteuermodul
kann in einigen Ausführungsbeispielen
eine gesonderte Einheit 105 sein oder kann in anderen Ausführungsbeispielen
eine innere Komponente der Steuereinrichtung 101 sein.
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2 veranschaulicht
ein Ausführungsbeispiel
einer Gasturbinensteuereinrichtung 200, die einen NOx-konformen Spitzenlastbetrieb aufweist.
Die Module 201–204 können belie bige
maßgebende
Daten benutzen, die von den Sensoren 111–114 ausgegeben
sind, beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, Umgebungsluftfeuchtigkeit, Umgebungsdruck,
Verdichterdruckverhältnis,
spezifische Feuchtigkeit, Einlassdruckverlust, Abgasstaudruck oder
Verdichterauslasstemperatur, um eine maximale Temperatur auf der
Grundlage von Überlegungen
zu bestimmen, die beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränken zu
wollen, Emissionspegel von CO oder NOx oder
Temperaturtoleranzen der physikalischen Komponenten der Gasturbine 100 betreffen.
An dem Eingang 205 wird eine maximale Nennabgastemperatur
für die
Gasturbine 100 an das Minimalwertauswahlmodul 209 ausgegeben.
Das NOx-Begrenzungsmodul 201 bestimmt
eine maximale Abgastemperatur, bei der Emissionspegel von NOx mit vorgeschriebenen Pegeln konform sind,
und gibt die bestimmte NOx-konforme Temperatur
an das Minimalwertauswahlmodul 209 aus. Das CO-Begrenzungsmodul 202 bestimmt
eine maximale Abgastemperatur, bei der Emissionspegel von CO mit
vorgeschriebenen Pegeln konform sind. Das T-Verbrennungs-Sollwertmodul 203 bestimmt
eine Abgassolltemperatur, die eine optimale Verbrennungstemperatur
widerspiegelt, bei der die Gasturbine 100 konstruktionsbedingt
betrieben wird. Jede dieser bestimmten Temperaturen wird an das
Maximalwertauswahlmodul 208 ausgegeben, das das Maximum seiner
beiden Eingangssignale an das Minimalwertauswahlmodul 209 ausgibt.
Das T-Verbrennungs-Begrenzungsmodul 204 bestimmt ferner
eine Abgassolltemperatur, die eine maximale Temperatur für eine optimale
Verbrennung der Gasturbine widerspiegelt, die in einigen Ausführungsbeispielen
die T-Verbrennungs-Abgassolltemperatur überschreiten kann, und gibt
den bestimmten Temperaturwert an das Minimalwertauswahlmodul 209 aus.
Das Minimalwertauswahlmodul 209 wählt den Minimalwert unter den
Werten maximale Betriebstemperatur 205, NOx-Begrenzungsmodul 201,
Maximalwertauswahlmodul 208 und T-Verbrennungs-Begrenzungsmodul 204 aus,
und gibt den Minimalwert als eine Gesamt-Abgassolltemperatur an dem Ausgang 210 aus.
Die Steuereinrichtung 200 regelt anschließend den
Betrieb der Brennkammern 106 und 107, um an dem
Abgaskanal 109 die Abgassolltemperatur zu erreichen, die
an dem Ausgang 210 vorgegeben ist.
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Eine
Bedienperson der Gasturbine 100 kann entscheiden, dass
an dem Einlasskanal 102 Bedingungen hoher Umgebungstemperatur
und Luftfeuchtigkeit vorliegen, und kann, falls erforderlich, einen NOx-konformen Spitzenlastbetrieb einschalten,
um hohen Leistungsbedarfspegeln zu entsprechen. In einer Abwandlung
kann ein NOx-konformer Spitzenlastbetrieb
automatisch eingeschaltet werden, falls bestimmt wird, dass Bedingungen
geeignet sind. Wenn der NOx-konforme Spitzenlastmodus
eingeschaltet ist, sind das Vorspannmodul 206 für das T-Verbrennungs-Sollwertmodul 203 und
das Vorspannmodul 207 für
das T-Verbrennungs-Begrenzungsmodul 204 aktiviert. Die
Vorspannmodule 206 und 207 heben die Ausgabesignale
des T-Verbrennungs-Sollwertmoduls 203 und des T-Verbrennungs-Begrenzungsmoduls 204 an,
so dass die Ausgabesignale des T-Verbrennungs-Sollwertmoduls 203 und
des T-Verbrennungs-Begrenzungsmoduls 204 das Ausgabesignal
des NOx-Begrenzungsmoduls 201 überschreiten,
was dazu führt,
dass das NOx-Begrenzungsmodul 201 den
Steuerungseingabewert an das Minimalwertauswahlmodul 209 ausgibt.
Dies ermöglicht
es, die Leistungsabgabe der Gasturbine 100 bis zu der Grenze
der NOx-Konformität zu steigern.
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Falls
Bedingungen verhältnismäßig hoher Umgebungsluftfeuchtigkeit
und Temperatur vorliegen, kann die durch das NOx-Begrenzungsmodul 201 bestimmte
Temperatur die maximale Abgastemperatur 205 überschreiten.
Unter solchen Umständen kann
die maximale Abgastemperatureingabe 205 der an das Minimalwertauswahlmodul 209 ausgegebene Steuerungseingabewert
sein, und die Gasturbine 100 wird bei der maximalen Abgastemperatur 205 arbeiten,
was dazu führen
kann, dass NOx-Pegel unterhalb der Konformitätsgrenze
liegen.
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3 veranschaulicht
ein Ausführungsbeispiel
eines Verfahrens 300 für
einen NOx-konformen Spitzenlastbetrieb.
In Block 301 wird bestimmt, ob Bedingungen für einen
NOx-konformen Spitzenlastbetrieb geeignet
sind. Die Bedingungen können
hohe Umgebungsluftfeuchtigkeit, hohe Umgebungstemperatur und hohen
Leistungsbedarf beinhalten. Die Bestimmung kann durch einen Bediener
der Gasturbine oder automatisch durchgeführt werden. Falls Bedingungen
geeignet sind, wird der NOx-konforme Spitzenlastbetrieb
aktiviert. In Block 302 wird eine Spitzenlastverbrennungstemperatur
bestimmt, bei der NOx-Emissionspegel maximal
erlaubte Pegel unterschreiten. In Block 303 wird auf die
T-Verbrennungs-Solltemperatur und auf die T-Verbrennungs-Begrenzungstemperatur ein
Vorspannwert angewendet, der die T-Verbrennungs-Solltemperatur und
die T-Verbrennungs-Begrenzungstemperatur anhebt, so dass sie die
in Block 302 bestimmte Spitzenlastverbrennungstemperatur überschreiten.
In einigen Ausführungsbeispielen
kann die T-Verbrennungs-Solltemperatur und die T-Verbrennungs-Begrenzungstemperatur
auf eine maximale Nennabgastemperatur der Gasturbine festgesetzt
sein. In Block 304 arbeitet die Gasturbine bei der in Block 302 bestimmten
Spitzenlastverbrennungstemperatur, was die NOx-Emissionen
auf erlaubte Pegel begrenzt, während
die Energieerzeugung verbessert wird.
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4 veranschaulicht
ein Beispiel eines Computers 400, der Fähigkeiten aufweist, die durch Ausführungsbeispiele
einer Steuereinrichtung für eine
Gasturbine genutzt werden können,
die einen NOx-konformen Spitzenlastbetrieb
aufweist, wie er in Form von Software verwirklicht ist. Vielfältige oben erörterte Arbeitsschritte
können
die Fähigkeiten
des Computers 400 nutzen. Eine oder mehrere Fähigkeiten
des Computers 400 können
in beliebigen der hier erörterten
Elemente, Module, Anwendungen und/oder Komponenten verwendet werden.
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Der
Computer 400 beinhaltet, jedoch ohne darauf beschränken zu
wollen, PCs, Workstations, Laptops, PDAs, Handgeräte, Server,
Speicher, und dergleichen. Im Allgemeinen kann der Computer 400 mit
Blick auf die Hardwarearchitektur ein oder mehrere Prozessoren 410,
einen Arbeitsspeicher 420 und ein oder mehrere Eingabe-
und/oder Ausgabe-I/O)-Einrichtungen 470 enthalten, die über eine (nicht
gezeigte) lokale Schnittstelle verbunden sind. Die lokale Schnittstelle
kann beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, eine oder mehrere
Busse oder sonstige verdrahtete oder drahtlose Verbindungen beinhalten,
wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die lokale Schnittstelle
kann zusätzliche
Elemente aufweisen, z. B. Steuereinrichtungen, Puffer (Cachespeicher),
Treiber, Verstärker und
Empfänger,
um Datenaustausch zu ermöglichen. Darüber hinaus
kann die lokale Schnittstelle Adressierungs-, Steuerungs- und/oder
Datenverbindungen beinhalten, um einen zweckmäßigen Datenaustausch zwischen
den oben erwähnten
Komponenten zu ermöglichen.
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Der
Prozessor 410 ist eine Hardwareeinrichtung, die dazu dient
eine Software auszuführen,
die in dem Arbeitsspeicher 420 gespeichert sein kann. Der
Prozessor 410 kann ein beliebiger maßgeschneiderter oder im Handel
erhältlicher
Prozessor, eine Zentraleinheit (CPU), ein Datensignalprozessor (DSP)
oder ein Hilfsprozessor unter mehreren Prozessoren sein, die dem
Computer 400 zugeordnet sind, und der Prozessor 410 kann
ein halbleitergestützter
Mikroprozessor (in Form eines Mikrochips) oder ein Makroprozessor
sein.
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Der
Arbeitsspeicher 420 kann beliebige flüchtige Speicherelemente (z.
B. Direktzugriffsspeicher (RAM), beispielsweise dynamische Direktzugriffsspeicher
(DRAM), statische Direktzugriffsspeicher (SRAM), usw.) und Permanentspeicherelemente
(z. B. ROM, löschbare
programmierbare Festspeicher (EPROM), elektronisch löschbare
programmierbare Festspeicher (EEPROM), programmierbare Festspeicher
(PROM), Bandspeicher, Compact-Disk-Festspeicher (CD-ROM), Scheiben,
Disketten, Patronen, Kassetten oder dergleichen) oder Kombination
davon beinhalten. Darüber
hinaus kann der Arbeitsspeicher 420 elektronische, magnetische, optische
und/oder sonstige Arten von Speichermedien beinhalten. Zu beachten
ist, dass der Arbeitsspeicher 420 eine dezentrale Architektur
aufweisen kann, bei der vielfältige
Komponenten voneinander entfernt angeordnet sind, auf die der Prozessor 410 jedoch zugreifen
kann.
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Die
in dem Speicher 420 gespeicherte Software kann ein oder
mehrere gesonderte Programme beinhalten, von denen jedes eine geordnete
Liste ausführbarer
Anweisungen zum Durchführen
logischer Funktionen aufweist. Die Software in dem Speicher 420 beinhaltet
in Übereinstimmung
mit Ausführungsbeispielen
ein geeignetes Betriebssystem (O/S) 450, einen Compiler 440,
einen Quellcode 430 und eine oder mehrere Anwendungen 460.
Wie zu sehen, weist die Anwendung 460 zahlreiche funktionale
Komponenten zum Durchführen
der Ausstattungsmerkmale und der Arbeitsschritte der Ausführungsbeispiele
auf. Die Anwendung 460 des Computers 400 kann
in Übereinstimmung
mit Ausführungsbeispielen
vielfältige
Anwendungen, Berechnungseinheiten, Logik, funktionale Einheiten,
Prozesse, Arbeitsschritte, virtuelle Instanzen und/oder Module beinhalten,
jedoch soll die Anwendung 460 nicht als beschränkend bewertet
werden.
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Das
Betriebssystem 450 steuert die Ausführung sonstiger Computerprogramme
und stellt Planung, Eingabe-/Ausgabesteuerung,
Datei- und Datenverwaltung, Arbeitsspeicherverwaltung und Datenaustauschsteuerung
sowie verwandte Dienste bereit. Es wird in Betracht gezogen, dass
die Anwendung 460, die zur Verwirklichung von Ausführungsbeispielen
dient, in sämtlichen
im Handel erhältlichen Betriebssystemen
anwendbar sein kann.
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Die
Anwendung 460 kann ein Quellenprogramm, ein ausführbares
Programm (Objekt-Programmcode), Skript oder eine beliebige sonstige
Einheit beinhalten, die einen Satz von auszuführenden Instruktionen aufweist.
Im Falle eines Quellenprogramms wird das Programm gewöhnlich durch
einen Compiler (beispielsweise den Compiler 440), Assembler,
Interpreter, oder dgl. übersetzt,
der in dem Arbeitsspeicher 420 enthalten sein kann oder
auch nicht, um in Verbindung mit dem O/S 450 zweckmäßig zu arbeiten.
Außerdem
kann die Anwendung 460 geschrieben sein in: (a) einer objektorientierten
Programmiersprache, die Klassen von Daten und Verfahren aufweist,
oder (b) einer prozedurenorientierten Programmiersprache, die Programmroutinen, Unterprogramme
und/oder Funktionen aufweist, beispielsweise, jedoch ohne darauf
beschränken
zu wollen, C, C++, C#, Pascal, BASIC, API-Aufrufe, HTML, XHTML,
XML, ASP-Skripts,
FORTRAN, COBOL, Perl, Java, ADA, NET, und dergleichen.
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Die
Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 470 können Eingabegerate, beispielsweise,
jedoch ohne darauf beschränken
zu wollen, eine Maus, eine Tastatur, einen Scanner, ein Mikrofon,
eine Kamera usw., beinhalten. Außerdem können die Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 470 auch
Ausgabegeräte
beinhalten, beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränken zu
wollen, einen Drucker, ein Display usw. Zuletzt können die
Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 470 außerdem Einrichtungen
beinhalten, die sowohl Eingabe- als auch Ausgabedaten austauschen,
beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, eine Netzwerkkarte
oder einen Modulator/Demodulator (zum Zugreifen auf entfernt angeordnete
Einrichtungen, sonstige Dateien, Einrichtungen, Systeme oder ein
Netzwerk), eine Funkfrequenz (HF) oder sonstige Transceiver, eine
Telefonschnittstelle, eine Brücke,
einen Router usw. Die Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 470 beinhalten
auch Komponenten, die in der Lage sind, über vielfältige Netzwerke, z. B. das
Internet oder Intranetz Daten auszutauschen.
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Falls
der Computer 400 ein PC, eine Workstation, ein intelligentes
Bauelement
oder dergleichen ist, kann die Software in dem Speicher 420 außerdem ein
(aus Gründen
der Vereinfachung nicht dargestelltes) Basic Input/Output System
(BIOS) umfassen. Das BIOS ist ein Satz von grundlegenden Softwareroutinen,
die die Hardware beim Hochfahren initialisieren und testen, das Betriebssystem 450 starten
und den Datentransfer zwischen den Hardwareeinrichtungen stützen. Das BIOS
ist in einem Festwertspeicher, beispielsweise ROM, PROM, EPROM,
EEPROM oder dgl., gespeichert, so dass das BIOS ausgeführt werden
kann, wenn der Computer 400 aktiviert wird.
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Wenn
der Computer 400 in Betrieb ist, dient der Prozessor 410 dazu,
Software auszuführen,
die in dem Arbeitsspeicher 420 gespeichert ist, Daten in den
Arbeitsspeicher 420 zu laden und aus diesem auszuladen,
und allgemein in Abhängigkeit
von der Software Arbeitsschritte des Computers 400 zu steuern.
Die Anwendung 460 und das Betriebssystem 450 werden
ganz oder teilweise durch den Prozessor 410 eingelesen,
möglicherweise
in dem Prozessor 410 gepuffert und anschließend ausgeführt.
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Wenn
die Anwendung 460 als Software implementiert ist, sollte
beachtet werden, dass die Anwendung 460 auf nahezu jedem
von einem Computer auslesbaren Medium gespeichert sein kann, um durch
ein beliebiges computergestütztes
System oder Verfahren, oder in Verbindung mit einem solchen genutzt
zu werden. Im dem hier verwendeten Sinne kann ein von einem Computer
auslesbares Medium beinhalten: eine elektronische, magnetische,
optische oder sonstige physikalische Einrichtung bzw. Mittel, das
ein Rechnerprogramm enthalten oder speichern kann, um durch ein
computergestütztes
System oder Verfahren, oder in Verbindung mit einem solchen genutzt
zu werden.
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Die
Anwendung 460 kann basierend auf einem beliebigen, von
einem Computer auslesbaren Medium verwirklicht sein, um durch oder
in Verbindung mit einem System, einer Einrichtung oder einer Vorrichtung
zur Ausführung
von Befehlen, beispielsweise einem rechnergestützten System, einem einen Prozessor
aufweisenden System, oder einem sonstigen System genutzt zu werden,
das in der Lage ist, die Befehle von dem zur Ausführung von
Befehlen dienenden System bzw. der Einrichtung oder der Vorrichtung
abzurufen und die Befehle auszuführen.
Im dem hier verwendeten Sinne kann ein ”von einem Computer auslesbares
Medium” ein
beliebiges Mittel sein, das in der Lage ist, das Programm zu speichern,
auszutauschen, zu verteilen oder zu übertragen, um durch Systeme,
Einrichtungen oder Vorrichtungen zur Ausführung von Befehlen oder in
Verbindung mit solchen genutzt zu werden. Die von einem Computer
auslesbaren Medien können
beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, elektronische,
magnetische, optische, elektromagnetische, Infrarotlicht verwendende
oder auf Halbleitertechnik basierende Systeme, Einrichtungen, Vorrichtungen
oder Verteilungsmedien sein.
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Speziellere
Beispiele (eine nicht erschöpfende
Liste) von Medien, die von einem Computer auslesbar sind, können beinhalten:
eine elektrische (elektronische) Verbindung, die einen oder mehrere Drähte aufweist,
eine tragbare (magnetische oder optische) Computerdiskette, ein
(elektronischer) Direktzugriffsspeicher (RAM), ein (elektronischer) Nur-Lese-Speicher (ROM), ein
(elektronischer) löschbarer
programmierbarer Lesespeicher (EPROM, EEPROM oder Flashmemory),
eine (optische) Glasfaser, ein USB-Laufwerk und ein tragbarer (optischer)
Compact-Disk-Speicher (CDROM, CD R/W). Zu beachten ist, dass das
von einem Computer auslesbare Medium sogar auf Papier oder einem
anderen geeigneten Medium basieren könnte, auf dem das Programm
ausgedruckt ist oder in das es gestanzt ist, da das Programm beispielsweise über ein optisches
Scannen des Papiers oder des sonstigen Mediums elektronisch erfasst,
anschließend
kompiliert, interpretiert oder erforderlichenfalls in sonstiger Weise
geeignet verarbeitet, und anschließend in dem Arbeitsspeicher
eines Computers gespeichert werden kann.
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In
Ausführungsbeispielen,
bei denen die Anwendung 460 in Form von Hardware ausgeführt ist, kann
die Anwendung 460 mittels einer beliebigen oder einer Kombination
der nachfolgenden Technologien verwirklicht werden, die alle nach
dem Stand der Technik wohlbekannt sind: ein (oder mehrere) diskrete
Logikschaltkreis(e) mit Logikgattern zur Durchführung logischer Funktionen
in Abhängigkeit
von Datensignalen, ein anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis
(ASIC) mit geeigneten kombinatorischen Logikgattern, ein (oder mehrere)
program mierbare Gate-Array(s) (PGA), ein im Feld programmierbares Gate-Array
(FPGA) usw.
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Während die
Erfindung lediglich anhand einer beschränkten Anzahl von Ausführungsbeispielen im
Einzelnen beschrieben wurde, sollte es ohne weiteres klar sein,
dass die Erfindung nicht auf derartige beschriebene Ausführungsbeispiele
beschränkt
ist. Vielmehr kann die Erfindung modifiziert werden, um eine beliebige
Anzahl von bisher nicht beschriebenen Veränderungen, Abänderungen,
Substitutionen oder äquivalenten
Anordnungen zu verkörpern,
die jedoch dem Schutzbereich der Erfindung entsprechen. Während vielfältige Ausführungsbeispiele
der Erfindung beschrieben wurden, ist es ferner selbstverständlich, dass
Aspekte der Erfindung möglicherweise
lediglich einige der beschriebenen Ausführungsbeispiele beinhalten.
Dementsprechend ist die Erfindung nicht als durch die vorausgehende
Beschreibung beschränkt anzusehen,
sondern ist lediglich durch den Schutzumfang der beigefügten Patentansprüche beschränkt.
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Eine
Gasturbine 100 enthält:
eine Anzahl von Abgassolltemperaturbestimmungsmodulen 202, 203, 204,
wobei die Anzahl von Abgassolltemperaturbestimmungsmodulen 202, 203, 204 ein
Stickstoffoxid-(NOx)-Konformitätsmodul 201 aufweist,
das dazu eingerichtet ist, eine Abgastemperatur zu bestimmen, bei
der ein Abgas der Gasturbine 100 mit einem maximal erlaubten
NOX-Pegel
konform ist; wenigstens ein Vorspannmodul 206, 207,
wobei das wenigstens eine Vorspannmodul 206, 207 dazu
eingerichtet ist, auf einen Ausgang wenigstens eines aus der Anzahl
von Abgassolltemperaturbestimmungsmodulen 202, 203, 204 einen
Vorspannwert anzuwenden; und eine Steuereinrichtung 101,
die dazu eingerichtet ist, die Gasturbine 100 zu steuern,
um die Abgastemperatur hervorzubringen, die durch das NOx-Konformitätsmodul 201 bestimmt
ist.
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- 100
- Gasturbine
- 101
- Steuereinrichtung
- 102
- Einlasskanal
- 103
- Einlassleitschaufel
- 104
- Verdichter
- 105
- Brennstoffsteuermodul
- 106
- Brennkammer
- 107
- Brennkammer
- 108
- Turbine
- 109
- Abgaskanal
- 110
- Generator
- 111
- Sensor
- 112
- Sensor
- 113
- Sensor
- 114
- Sensor
- 200
- Gasturbinensteuereinrichtung
- 201
- NOx-Begrenzungsmodul
- 202
- CO-Begrenzungsmodul
- 203
- T-Verbrennungs-Sollwertmodul
- 204
- T-Verbrennungs-Begrenzungsmodul
- 205
- Maximale
Abgastemperatur
- 206
- Vorspannmodul
- 207
- Vorspannmodul
- 208
- Maximalwertauswahlmodul
- 209
- Minimalwertauswahlmodul
- 210
- Abgassolltemperatur
- 300
- Verfahren
zum NOx-konformen Spitzenlastbetrieb
- 301
- Bestimmen,
ob Bedingungen geeignet sind
- 302
- Bestimmen
der Spitzenlastverbrennungstemperatur
- 303
- Anwenden
des Vorspannwerts
- 304
- Betreiben
der Turbine
- 400
- Computer
- 410
- Prozessor
- 420
- Arbeitsspeicher
- 430
- Quellcode
- 440
- Compiler
- 450
- Betriebssystem
- 460
- Anwendung
- 470
- Eingabe-/Ausgabegeräte