DE102014002601A1 - Display device, method and control for analyzing a vibration behavior of a firing system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Anzeigeeinrichtung zur Analyse eines Schwingungsverhaltens eines Feuerungssystems, wobei die Anzeigeeinrichtung umfasst: – ein Betriebsdatenempfangsmittel (2) zum Empfangen von ersten und zweiten Betriebsdaten des Feuerungssystems, wobei die ersten und zweiten Betriebsdaten unterschiedliche Betriebsparameter des Feuerungssystems charakterisieren, die einen Schwingungszustand des Feuerungssystems beeinflussen, – ein Schwingungsdatenempfangsmittel (3) zum Empfangen von Schwingungsdaten des Feuerungssystems, die mit den ersten und zweiten Betriebsdaten des Feuerungssystems verknüpft sind und den Schwingungszustand des Feuerungssystems charakterisieren, – ein Schwingungsdatenabbildungsmittel (4), das die empfangenen Schwingungsdaten auf einen vorgegebenen Schwingungsindikatorsatz (8, 10) abbildet und den Schwingungsdaten entsprechende Schwingungsindikatordaten ausgibt, wobei der Schwingungsindikatorsatz mehrere Schwingungsindikatoren (8a, ..., 8x; 10a, ..., 10g) umfasst, die unterschiedliche Schwingungszustände des Feuerungssystems charakterisieren, und – ein Ausgabemittel (5) zum Ausgeben einer Analysekurve (7, 9, 11), in der die ersten und zweiten Betriebsdaten gegeneinander aufgetragen sind, wobei die Analysekurve (7, 9, 11) in Analysekurvenelemente (7a, ..., 7x; 9a, ..., 9x; 11a, ..., 11x) unterteilt ist und wobei jedem Analysekurvenelement (7a, ..., 7x; 9a, ..., 9x; 11a, ..., 11x) ein zugehöriger Schwingungsindikator (8a, ..., 8x; 10a,..., 10g) der Schwingungsindikatordaten überlagert ist.The invention relates to a display device for analyzing a vibration behavior of a firing system, the display device comprising: - operating data receiving means (2) for receiving first and second operating data of the firing system, wherein the first and second operating data characterize different operating parameters of the firing system, which is a vibration state of the firing system an oscillation data receiving means (3) for receiving oscillation data of the firing system associated with the first and second operating data of the firing system and characterizing the oscillation state of the firing system, oscillation data imaging means (4) for transferring the received oscillation data to a predetermined oscillation indicator set (8 , 10) and outputs vibration indicator data corresponding to the vibration data, the vibration indicator set comprising a plurality of vibration indicators (8a, ..., 8x, 10a, .. ., 10g) characterizing different vibration conditions of the firing system, and - an output means (5) for outputting an analysis curve (7, 9, 11) in which the first and second operational data are plotted against each other, the analysis curve (7, 9 , 11) in analysis curve elements (7a, ..., 7x; 9a, ..., 9x; 11a, ..., 11x) and wherein each analysis curve element (7a, ..., 7x, 9a, ..., 9x, 11a, ..., 11x) has an associated vibration indicator (8a, ..., 8x 10a, ..., 10g) of the vibration indicator data is superimposed.
Description
GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anzeigeeinrichtung zur Analyse eines Schwingungsverhaltens eines Feuerungssystems, ein Verfahren zum Steuern eines Feuerungssystems unter Verwendung der Anzeigeeinrichtung und eine Steuereinrichtung zum Steuern eines Feuerungssystems.The present invention relates to a display device for analyzing a vibration behavior of a firing system, a method for controlling a firing system using the display device, and a control device for controlling a firing system.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Selbsterregte Verbrennungsschwingungen treten in Feuerungssystemen (wie z. B. Gasthermen, Prozessgaserhitzern, Gasturbinen, Raketenantrieben) durch eine Rückkopplung von thermischer Wärmefreisetzung auf die Zufuhr von Brennstoff und/oder Luftzuführung auf. Hierbei stellt meist die Akustik den relevanten Rückkopplungspfad dar. In selteneren Fällen kann aber auch die mechanische Struktur des Feuerungssystems als Rückkopplungspfad dienen.Self-excited combustion oscillations occur in combustion systems (such as, for example, gas water heaters, process gas heaters, gas turbines, rocket engines) by a feedback of thermal heat release to the supply of fuel and / or air supply. In this case, acoustics usually represent the relevant feedback path. In more rare cases, however, the mechanical structure of the firing system can also serve as a feedback path.
Treten diese Schwingungen auf, kommt es zu unerwünscht hohen Schalldruckamplituden im Feuerungssystem, die abhängig von der Frequenz wiederum zu einer starken Anregung der mechanischen Struktur des Feuerungssystems führen können. Hierbei können die Amplituden ein derart hohes Maß erreichen, dass das jeweilige Feuerungssystem abhängig von dessen mechanischer Belastbarkeit oft schon nach kurzer Zeit, dabei spricht man von Sekunden bis Stunden, zerstört werden kann.If these vibrations occur, undesirably high sound pressure amplitudes occur in the firing system, which in turn can, depending on the frequency, lead to a strong stimulation of the mechanical structure of the firing system. In this case, the amplitudes can reach such a high level that the respective firing system can often be destroyed after only a short time, depending on its mechanical load-bearing capacity, from seconds to hours.
Es ist bekannt, diese Schwingungen dadurch zu vermeiden, dass man das Feuerungssystem in einem Betriebsmodus betrieben hat, der aus aktueller Sicht oftmals unerlaubt hohe Emissionswerte aufweist. Der Betriebsmodus ist z. B. ein Diffusionsbetrieb, der zu extrem hohen NOx-Werten führt. Nach den derzeitigen Emissionsvorschriften sind solche hohen NOx-Werte nicht mehr erlaubt.It is known to avoid these oscillations by operating the firing system in an operating mode which, from a current point of view, often has unacceptably high emission values. The operating mode is z. B. a diffusion operation, which leads to extremely high NO x values. According to the current emission regulations, such high NO x values are no longer permitted.
Dementsprechend ist es als alternativer Weg, um selbsterregte Verbrennungsschwingungen zu vermeiden und gleichzeitig geringe Emissionswerte zu erreichen, bekannt, eine moderne Vormischverbrennung zu verwenden, wobei diese z. B. so gestaltet sein kann, dass im relevanten Betriebspunkt oder auf der relevanten Betriebslinie (Leistung und Luftzahl) die Schwingungen vermieden werden.Accordingly, as an alternative way to avoid self-excited combustion vibrations while achieving low emissions, it is known to use modern premix combustion, which may be e.g. B. can be designed so that the vibrations are avoided at the relevant operating point or on the relevant operating line (power and air ratio).
Eine andere Möglichkeit, Schwingungen zu vermeiden, stellt die Aufsplitterung der Brennstoffzufuhr zum Feuerungssystem dar. Diese erfolgt dann so, dass je nach gewünschtem Betriebspunkt der Splitt so eingestellt wird, dass die Schwingungen vermieden werden.Another way to avoid vibrations, is the fragmentation of the fuel supply to the firing system. This is then done so that, depending on the desired operating point of the chippings is set so that the vibrations are avoided.
Da weitere Parameter z. B. die Umgebungsbedingungen des Feuerungssystems, wie die Temperatur der zugeführten Verbrennungsluft, der Luftdruck, die Gaszusammensetzung, die Alterung des jeweiligen Feuerungssystems, etc. das Auftreten der Schwingungen beeinflussen, ist es oft nicht möglich, das Feuerungssystem so auszuliefern, dass das Auftreten von Verbrennungsschwingungen zuverlässig vermieden werden kann. Vielmehr ist es oft erforderlich, das jeweilige Feuerungssystem vor Ort, also am endgültigen Einsatzort, so einzustellen, dass die Schwingungen bei den dort vorliegenden Umgebungsbedingungen vermieden werden. Diesen Vorgang nennt man auch Tuning des Verbrennungssystems.Since further parameters z. If, for example, the ambient conditions of the firing system, such as the temperature of the supplied combustion air, the air pressure, the gas composition, the aging of the respective firing system, etc., influence the occurrence of the vibrations, it is often not possible to deliver the firing system such that the occurrence of combustion oscillations can be reliably avoided. Rather, it is often necessary to set the respective firing system on site, ie at the final place of use, so that the vibrations are avoided in the environmental conditions present there. This process is also called tuning the combustion system.
Beim Tuning ist es bekanntermaßen notwendig, dass bei realem Betrieb des Verbrennungssystems die Verbrennungsschwingungen durch geeignete Sensoren (z. B. Piezodruckaufnehmer) gemessen und mittels eines Schwingungsmessgeräts bzw. Monitoringsystems aufgezeichnet werden. Anhand dieser Daten werden die relevanten Stellgrößen des Verbrennungssystems so getrimmt, dass die Schwingungen vermieden oder unterhalb eines tolerierbaren Maßes gebracht werden. Die Auswertung der Daten erfolgt dabei in Spektral- bzw. Frequenz- und Linienplots, wobei in den Spektralplots – das können Einzelspektren aber auch Spektrogramme sein –, die Schwingungsgrößen und in den Linienplots die relevanten Betriebsgrößen dargestellt werden. Hierbei müssen diverse Größen vom jeweiligen Personal abgelesen und in geeigneter Weise interpretiert werden, um darauf beruhend durch eine geeignete Verstellung z. B. des Brennstoffsplits oder ähnlichem, die Verbrennungsschwingungen zu vermeiden. Diese Aufgabe wird zusätzlich erschwert, da dem Personal oft nur wenig Zeit bleibt, diese Verstellung durchzuführen. Einerseits sollte der Einstellvorgang aus wirtschaftlichen Aspekten so kurz wie möglich gehalten werden. Andererseits gilt es auch mögliche Beschädigungen zu verhindern, indem rechtzeitig sehr schnell auftretende Verbrennungsschwingungen abgefangen werden.During tuning, it is known that, in real operation of the combustion system, the combustion vibrations are measured by suitable sensors (eg, piezoelectric pressure transducers) and recorded by means of a vibration measuring device or monitoring system. Based on this data, the relevant control variables of the combustion system are trimmed so that the vibrations are avoided or brought below a tolerable level. The evaluation of the data is carried out in spectral or frequency and line plots, whereby in the spectral plots - which can be individual spectra but also spectrograms - the vibration quantities and in the line plots the relevant operating variables are displayed. Here, various variables must be read by the respective staff and interpreted in a suitable manner, based on it by a suitable adjustment z. As the fuel split or the like, to avoid the combustion oscillations. This task is further complicated because the staff often has little time to perform this adjustment. On the one hand, the adjustment process should be kept as short as possible for economic reasons. On the other hand, it is also necessary to prevent possible damage by timely intercepting combustion oscillations are intercepted.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Anzeigeeinrichtung, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Steuereinrichtung zur Verfügung zu stellen, um insbesondere das Tuning von Feuerungssystemen zu erleichtern.The object of the present invention is to provide an improved display device, an improved method and an improved control device in order in particular to facilitate the tuning of firing systems.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Nach einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Anzeigeeinrichtung zur Analyse eines Schwingungsverhaltens eines Feuerungssystems bereit, wobei die Anzeigeeinrichtung umfasst: ein Betriebsdatenempfangsmittel zum Empfangen von ersten und zweiten Betriebsdaten des Feuerungssystems, wobei die ersten und zweiten Betriebsdaten unterschiedliche Betriebsparameter des Feuerungssystems charakterisieren, die einen Schwingungszustand des Feuerungssystems beeinflussen, ein Schwingungsdatenempfangsmittel zum Empfangen von Schwingungsdaten des Feuerungssystems, die mit den ersten und zweiten Betriebsdaten des Feuerungssystems verknüpft sind und den Schwingungszustand des Feuerungssystems charakterisieren, ein Schwingungsdatenabbildungsmittel, das die empfangenen Schwingungsdaten auf einen vorgegebenen Schwingungsindikatorsatz abbildet und zu den Schwingungsdaten entsprechende Schwingungsindikatordaten ausgibt, wobei der Schwingungsindikatorsatz mehrere Schwingungsindikatoren umfasst, die unterschiedliche Schwingungszustände des Feuerungssystems charakterisieren, und ein Ausgabemittel zum Ausgeben einer Analysekurve, in der die ersten und zweiten Betriebsdaten gegeneinander aufgetragen sind, wobei die Analysekurve in Analysekurvenelemente unterteilt ist und wobei jedem Analysekurvenelement ein zugehöriger Schwingungsindikator der Schwingungsindikatordaten überlagert ist.According to a first aspect, the present invention provides a display device for analyzing a vibration behavior of a firing system, the display device comprising: operating data receiving means for receiving first and second operating data of the firing system, the first and second operating data second operating data characterizes different operating parameters of the firing system that affect a vibration state of the firing system, vibration data receiving means for receiving firing system vibration data associated with the first and second firing system operating data and characterizing the firing system vibration state, vibration data mapping means that records the received vibration data imaging a predetermined vibration indicator set and outputting vibration indicator data corresponding to the vibration data, wherein the vibration indicator set comprises a plurality of vibration indicators characterizing different vibration states of the combustion system, and output means for outputting an analysis curve in which the first and second operation data are plotted against each other, the analysis curve being analysis curve elements is divided and where each analysis curve element a associated vibration indicator of the vibration indicator data is superimposed.
Nach einem zweiten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Steuern eines Feuerungssystems unter Verwendung einer Anzeigeeinrichtung nach dem ersten Aspekt bereit, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Hochfahren des Feuerungssystems entlang einer ersten Fahrlinie, während des Hochfahrens, Erfassen der ersten und zweiten Betriebsdaten des Feuerungssystems und der zugehörigen Schwingungsdaten des Feuerungssystems und Zuführen der ersten und zweiten Betriebsdaten und der Schwingungsdaten zur Anzeigeeinrichtung, und Verwenden der Anzeigeeinrichtung zum Analysieren des momentanen Schwingungsverhaltens des Feuerungssystems anhand der ausgegebenen Analysekurve.In a second aspect, the present invention provides a method of controlling a firing system using a display device according to the first aspect, the method comprising the steps of: ramping up the firing system along a first driving line, during start-up, acquiring the first and second operational data of the firing system Firing system and the associated vibration data of the firing system and supplying the first and second operating data and the vibration data to the display device, and using the display device for analyzing the instantaneous vibration behavior of the firing system based on the output analysis curve.
Nach einem dritten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Steuereinrichtung zum Steuern eines Feuerungssystems bereit, die eine Anzeigeeinrichtung nach dem ersten Aspekt umfasst und dazu eingerichtet ist, das Verfahren nach dem zweiten Aspekt auszuführen.According to a third aspect, the present invention provides a control device for controlling a firing system, which comprises a display device according to the first aspect and is adapted to carry out the method according to the second aspect.
Weitere Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der beigefügten Zeichnung und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele.Further aspects and features of the present invention will become apparent from the dependent claims, the accompanying drawings and the following description of preferred embodiments.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWING
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, in der:Embodiments of the invention will now be described by way of example and with reference to the accompanying drawings, in which:
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
In
Wie eingangs erwähnt, treten in Feuerungssystemen, wie z. B. Gasthermen, Prozessgaserhitzern, Gasturbinen, Raketenantrieben oder dergleichen, durch eine Rückkopplung von thermischer Wärmefreisetzung auf die Zufuhr von Brennstoff und/oder Luftzuführung selbsterregte Verbrennungsschwingungen, auch nur Schwingungen im Folgenden genannt, auf. Die Akustik stellt dabei den relevanten Rückkopplungspfad dar. In anderen Fällen kann aber auch die mechanische Struktur des Feuerungssystems selbst als Rückkopplungspfad dienen.As mentioned above, occur in firing systems, such. As gas heaters, process gas heaters, gas turbines, rocket engines or the like, by a feedback of thermal heat release to the supply of fuel and / or air supply self-excited combustion oscillations, also called only vibrations in the following. The acoustics represent the relevant feedback path. In other cases, however, the mechanical structure of the firing system itself can serve as a feedback path.
Wie ebenfalls bereits erwähnt, sind solche Schwingungen unerwünscht, da diese zu hohen Schalldruckamplituden im Feuerungssystem führen können, die wiederum in Abhängigkeit von der Frequenz zu einer starken Anregung der mechanischen Struktur des Feuerungssystems führen können. Hierbei können die Amplituden ein derart hohes Maß erreichen, dass das jeweilige Feuerungssystem abhängig von dessen mechanischer Belastbarkeit oft schon nach kurzer Zeit, d. h. in einem Zeitraum von Sekunden bis Stunden, beschädigt oder zerstört werden kann.As already mentioned, such vibrations are undesirable because they can lead to high sound pressure amplitudes in the firing system, which in turn can lead to a strong stimulation of the mechanical structure of the firing system as a function of the frequency. In this case, the amplitudes can reach such a high level that the respective firing system often depends on the mechanical load capacity after only a short time, ie. H. in a period of seconds to hours, can be damaged or destroyed.
Da, wie eingangs erläutert, weitere Parameter z. B. die Umgebungsbedingungen des Feuerungssystems, wie die Temperatur der zugeführten Verbrennungsluft, der Luftdruck, die Gaszusammensetzung, die Alterung des jeweiligen Feuerungssystems, etc. das Auftreten der Schwingungen bei manchen Ausführungsbeispielen beeinflussen, ist es bei manchen Ausführungsbeispielen nicht möglich, das Feuerungssystem so auszuliefern, dass das Auftreten von Verbrennungsschwingungen am Aufstellungsort zuverlässig vermieden werden kann. Vielmehr ist es oft erforderlich, das jeweilige Feuerungssystem am Aufstellungsort, also am endgültigen Einsatzort so einzustellen, d. h. zu tunen, dass die Schwingungen bei den dort vorliegenden Umgebungsbedingungen vermieden werden.Since, as explained above, further parameters z. B. the ambient conditions of the firing system, such as the temperature of the supplied combustion air, the air pressure, the Gas composition, the aging of the respective firing system, etc. influence the occurrence of vibrations in some embodiments, it is in some embodiments not possible to deliver the firing system so that the occurrence of combustion vibrations at the site can be reliably avoided. Rather, it is often necessary to set the respective firing system at the site, ie at the final site so tune that the vibrations are avoided in the existing environmental conditions there.
Beim Tuning werden bei manchen Ausführungsbeispielen bei realem Betrieb des Feuerungssystems die (Verbrennungs-)Schwingungen durch geeignete Sensoren (z. B. Piezodruckaufnehmer oder anderen bekannten Druck-/Schwingungssensoren) gemessen und mittels eines Schwingungsmessgeräts bzw. Monitoringsystems oder eines anderen Aufzeichnungsmittels aufgezeichnet. Anhand dieser Daten werden die relevanten Stellgrößen des Verbrennungssystems so getrimmt, d. h. getunt, dass die Schwingungen vermieden oder unterhalb eines tolerierbaren Maßes, das durch einen entsprechenden Schwellwert spezifiziert ist, gebracht werden.In tuning, in some embodiments, in real operation of the firing system, the (combustion) vibrations are measured by suitable sensors (eg, piezo pressure transducers or other known pressure / vibration sensors) and recorded by means of a vibration meter or monitoring system or other recording means. Based on this data, the relevant control variables of the combustion system are trimmed, d. H. such that the vibrations are avoided or brought below a tolerable level specified by a corresponding threshold.
Alternativ kann zur Messung des direkten (Verbrennungs-)Schwingungssignals die Schwingung auch indirekt gemessen werden, indem eine Größe gemessen wird, auf die sich die (Verbrennungs-)Schwingungen auswirken. Eine solche Größe ist z. B. die Vibration eines durch die (Verbrennungs-)Schwingung angeregten Bauteils, wie z. B. eine Brennkammerwand. Eine solche Vibration kann man z. B. durch einen Beschleunigungsaufnehmer messen.Alternatively, to measure the direct (combustion) vibration signal, the vibration can also be measured indirectly by measuring a quantity to which the (combustion) vibrations affect. Such a size is z. B. the vibration of an excited by the (combustion) vibration component such. B. a combustion chamber wall. Such a vibration can be z. B. by an accelerometer.
Zwar ist in der vorliegenden Beschreibung die Erfindung in erster Linie anhand von Verbrennungsschwingungen erläutert, allerdings kann die vorliegende Erfindung allgemein auch bei anderen Schwingungen angewandt werden und die vorherigen und auch folgenden Erläuterungen sind analog auf andere Schwingungen und im Allgemeinen auf Plots für Wellenschwingungen anwendbar.While the present invention is primarily illustrated in terms of combustion vibrations, the present invention may be generally applied to other modes of vibration, and the foregoing and also following explanations are analogously applicable to other vibrations and, in general, to shaft vibration plots.
Die Auswertung der Daten erfolgt dabei bei manchen Ausführungsbeispielen bspw. in Spektral- bzw. Frequenz- und/oder Linienplots, wobei in den Spektralplots – das können Einzelspektren aber auch Spektrogramme sein –, die Schwingungsgrößen und in den Linienplots die relevanten Betriebsgrößen dargestellt werden.In some embodiments, the evaluation of the data is carried out, for example, in spectral or frequency and / or line plots, wherein the spectral plots - which can be individual spectra but also spectrograms -, the vibration quantities and in the line plots the relevant operating variables are displayed.
Hierbei müssen diverse Größen vom jeweiligen Personal abgelesen und in geeigneter Weise interpretiert werden, um darauf beruhend durch eine geeignete Verstellung z. B. des Brennstoffsplits oder ähnlichem die Verbrennungsschwingungen des Feuerungssystems zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren. Dies ist bei manchen Ausführungsbeispielen zusätzlich erschwert, da dem entsprechenden Personal oft nur wenig Zeit bleibt, diese Verstellung durchzuführen.Here, various variables must be read by the respective staff and interpreted in a suitable manner, based on it by a suitable adjustment z. As the fuel split or the like to avoid the combustion of the combustion system or at least reduce. This is made more difficult in some embodiments, since the corresponding personnel often only little time remains to perform this adjustment.
Der Einstellvorgang sollte einerseits aus wirtschaftlichen Aspekten so kurz wie möglich gehalten werden. Andererseits gilt es auch mögliche Beschädigungen zu verhindern, indem rechtzeitig sehr schnell auftretende Verbrennungsschwingungen abgefangen werden.The adjustment process should be kept as short as possible on the one hand for economic reasons. On the other hand, it is also necessary to prevent possible damage by timely intercepting combustion oscillations are intercepted.
Durch eine gleichzeitige Analyse von Betriebsdaten, die Betriebsparameter des Feuerungssystems repräsentieren, die typischerweise Schwingungen (d. h. Verbrennungsschwingungen) hervorrufen bzw. indikativ dafür sind, und Schwingungsdaten, die den Schwingungszustand des Feuerungssystems repräsentieren, können der (momentane) technische Betriebszustand und Schwingungszustand des Feuerungssystems gleichzeitig ermittelt und analysiert und auch entsprechend gleichzeitig für die Analyse dem Personal dargestellt werden. Bei manchen Ausführungsformen geschieht dies auch „online, d. h. (nahezu) in Echtzeit, sodass bspw. das Personal, das das Feuerungssystem einrichtet oder steuert, in Echtzeit gleichzeitig den Betriebszustand und den Schwingungszustand des Feuerungssystems erfassen kann.By simultaneously analyzing operating data representing firing system operating parameters that typically induce vibrations (ie, combustion oscillations) and vibration data representing the vibration state of the firing system, the (instantaneous) engine operating state and vibration state of the firing system can be simultaneously determined and analyzed and also simultaneously presented to the staff for analysis. In some embodiments, this also happens "online, i. H. (Nearly) in real time, so that, for example, the personnel who set up or control the firing system can simultaneously detect in real time the operating state and the vibration state of the firing system.
Durch diese erfindungsgemäße Darstellung der Daten, die bei manchen Ausführungsbeispielen wie erwähnt auch in Echtzeit erfolgen kann, wird dem Personal, welches das Verbrennungssystem bzw. Feuerungssystem einstellt, eine schnelle und effiziente Darstellung geboten, um Verbrennungsschwingungen, die bspw. durch den Eingriff des Personals, d. h. Veränderung der Betriebsparameter, zu vermeiden. Hierdurch können unzulässig hohe Amplituden und die damit einhergehenden Beschädigungen des Verbrennungssystems schnell bzw. oft ganz vermieden werden oder verringert werden. Bei der Darstellung werden bspw. die Schwingungsgrößen über den relevanten Betriebsdaten bzw. dem Kennfeld des Feuerungssystems dargestellt. Das kann z. B. die Schwingungsamplitude über der thermischen Leistung und der Luftzahl sein.As a result of this inventive representation of the data, which, as mentioned, can also take place in real time in some embodiments, the personnel setting the combustion system or firing system is provided with a quick and efficient representation in order to detect combustion oscillations which, for example, through the intervention of the personnel. d. H. Change in operating parameters, to avoid. As a result, impermissibly high amplitudes and the associated damage to the combustion system can be avoided or reduced quite quickly or often completely. In the illustration, for example, the vibration quantities are displayed above the relevant operating data or the characteristic diagram of the firing system. This can z. Example, the vibration amplitude over the thermal power and the air ratio.
Dementsprechend betreffen manche Ausführungsbeispiele eine Anzeigeeinrichtung zur Analyse eines Schwingungsverhaltens bzw. Verbrennungsschwingungsverhaltens eines Feuerungssystems.Accordingly, some embodiments relate to a display device for analyzing a vibration behavior or combustion oscillation behavior of a firing system.
Die Anzeigeeinrichtung umfasst dabei ein Betriebsdatenempfangsmittel zum Empfangen von ersten und zweiten Betriebsdaten des Feuerungssystems, wobei die ersten und zweiten Betriebsdaten unterschiedliche Betriebsparameter des Feuerungssystems charakterisieren, die einen Schwingungszustand des Feuerungssystems (maßgeblich) beeinflussen können.The display device in this case comprises an operating data receiving means for receiving first and second operating data of the firing system, wherein the first and second operating data characterize different operating parameters of the firing system, the one Vibration state of the firing system (relevant) can influence.
Das Betriebsdatenempfangsmittel kann einen Mikroprozessor umfassen und eine Datenschnittstelle, um bspw. mit einem Netzwerk, dem Internet oder sonstigem Informationsaustauschnetz zu kommunizieren. Das Betriebsdatenempfangsmittel kann auch direkt mit entsprechenden Sensoren verbunden sein, die die ersten und/oder zweiten Betriebsdaten erfassen und an das Betriebsdatenempfangsmittel übertragen. Bei manchen Ausführungsbeispielen ist das Betriebsdatenempfangsmittel auch mit einem Überwachungssystem des Feuerungssystems verbunden und empfängt von diesem die ersten und/oder zweiten Betriebsdaten. Das Betriebsdatenempfangsmittel kann die ersten und zweiten Betriebsdaten auch empfangen, indem es bspw. eine entsprechende Datendatei und/oder Datenbank ausliest. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine bestimmte Übertragungsart, eine bestimmte Herkunft, einen bestimmten Übertragungsweg oder eine bestimmte Signal- oder Dateneigenschaft der ersten bzw. zweiten Betriebsdaten eingeschränkt.The operation data receiving means may include a microprocessor and a data interface to communicate with, for example, a network, the Internet or other information exchange network. The operating data receiving means may also be connected directly to corresponding sensors which detect and transmit the first and / or second operating data to the operating data receiving means. In some embodiments, the operating data receiving means is also connected to a monitoring system of the firing system and receives from the first and / or second operating data. The operation data receiving means may also receive the first and second operation data by, for example, reading out a corresponding data file and / or database. The present invention is not limited to any particular type of transmission, source, transmission or signal or data characteristic of the first and second operating data, respectively.
Die ersten und/oder zweiten Betriebsdaten sind bspw. charakteristisch für eine Luftzahl, eine Abgastemperatur, eine Leistung, insbesondere thermische oder elektrische Leistung und/oder einen Massenstrom von Luft- und/oder Kraftstoffzufuhr des Feuerungssystems oder charakteristisch für davon abgeleitete Größen oder indirekte Größen, wie bspw. der Hub eines Brennstoffventils, der indirekt charakteristisch für die zugeführte Brennstoffmenge ist. Auch andere Kombinationen, bspw. von abgeleiteten Größen, z. B. die durch die thermische Leistung erzeugte elektrische Leistung bei stationären Gasturbinen über der Abgastemperatur aufgetragen, werden bei manchen Ausführungsbeispielen verwendet.The first and / or second operating data are, for example, characteristic of an air number, an exhaust gas temperature, a power, in particular thermal or electrical power and / or a mass flow of air and / or fuel supply of the firing system or characteristic variables derived therefrom or indirect variables, such as the stroke of a fuel valve, which is indirectly characteristic of the amount of fuel supplied. Other combinations, for example of derived sizes, eg. For example, the electrical power generated by the thermal power in stationary gas turbines is plotted against the exhaust gas temperature in some embodiments.
Bei manchen Ausführungsbeispielen repräsentieren die ersten und zweiten Betriebsdaten eine Betriebslinie. Da bei manchen Ausführungsbeispielen das Feuerungssystem nur auf einer Betriebslinie und nicht in einem weiten Betriebs- bzw. Kennfeld, betrieben wird, stellt die Betriebslinie bei manchen Ausführungsbeispielen auch gleichzeitig die Fahrlinie des Feuerungssystems dar.In some embodiments, the first and second operating data represent an operating line. Since, in some embodiments, the firing system is operated only on an operating line and not in a wide operating or characteristic field, in some embodiments the operating line also simultaneously represents the driving line of the firing system.
Die Anzeigeeinrichtung umfasst weiter ein Schwingungsdatenempfangsmittel zum Empfangen von Schwingungsdaten des Feuerungssystems, die mit den ersten und zweiten Betriebsdaten des Feuerungssystems verknüpft sind und den Schwingungszustand des Feuerungssystems charakterisieren.The display device further comprises oscillation data receiving means for receiving oscillation data of the firing system associated with the first and second operating data of the firing system and characterizing the oscillation state of the firing system.
Das Schwingungsdatenempfangsmittel kann einen Mikroprozessor umfassen und eine Datenschnittstelle, um bspw. mit einem Netzwerk, dem Internet oder einem sonstigen Informationsaustauschnetz zu kommunizieren. Das Schwingungsdatenempfangsmittel kann auch direkt mit entsprechenden Sensoren verbunden sein, die die Schwingungsdaten erfassen und an das Schwingungsdatenempfangsmittel übertragen. Bei manchen Ausführungsbeispielen ist das Schwingungsdatenempfangsmittel auch mit einem Überwachungssystem des Feuerungssystems verbunden und empfängt von diesem die Schwingungsdaten. Bei manchen Ausführungsbeispielen empfängt das Schwingungsdatenempfangsmittel die Schwingungsdaten, indem es eine entsprechende Datendatei und/oder Datenbank ausliest. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine bestimmte Übertragungsart, eine bestimmte Herkunft, einen bestimmten Übertragungsweg oder eine bestimmte Signal- oder Dateneigenschaft der Schwingungsdaten eingeschränkt.The vibration data receiving means may comprise a microprocessor and a data interface to communicate, for example, with a network, the Internet or other information exchange network. The vibration data receiving means may also be connected directly to corresponding sensors which detect and transmit the vibration data to the vibration data receiving means. In some embodiments, the vibration data receiving means is also connected to a monitoring system of the combustion system and receives therefrom the vibration data. In some embodiments, the vibration data receiving means receives the vibration data by reading out a corresponding data file and / or database. The present invention is not limited to any particular type of transmission, origin, transmission or signal or data characteristic of the vibration data.
Bei manchen Ausführungsformen charakterisieren die Schwingungsdaten eine Amplitude und/oder Frequenz des Schwingungszustands des Feuerungssystems oder davon abgeleitete Größen. Wie oben erläutert, entstehen während des Betriebs des Feuerungssystems Schwingungen, die unerwünscht sind. Der Schwingungszustand des Feuerungssystems stellt bei manchen Ausführungsbeispielen das Schwingungsverhalten des Feuerungssystems zu einem bestimmten Zeitpunkt bzw. in einem bestimmten Zeitintervall dar und wird bspw. durch eine geeignete Messvorrichtung an dem Feuerungssystem ermittelt, welche die Schwingungsdaten ausgibt.In some embodiments, the vibration data characterizes an amplitude and / or frequency of the vibration state of the firing system or quantities derived therefrom. As explained above, vibrations that are undesirable occur during operation of the firing system. The vibration state of the firing system in some embodiments represents the vibration behavior of the firing system at a specific time or in a specific time interval and is determined, for example, by a suitable measuring device on the firing system which outputs the vibration data.
Die Anzeigeeinrichtung umfasst weiter ein Schwingungsdatenabbildungsmittel, das die empfangenen Schwingungsdaten auf einen vorgegebenen Schwingungsindikatorsatz abbildet und zu den Schwingungsdaten entsprechende Schwingungsindikatordaten ausgibt. Der Schwingungsindikatorsatz umfasst mehrere Schwingungsindikatoren, die unterschiedliche Schwingungszustände des Feuerungssystems charakterisieren.The display device further comprises a vibration data imaging means which maps the received vibration data to a predetermined vibration indicator set and outputs vibration indicator data corresponding to the vibration data. The vibration indicator set includes a plurality of vibration indicators that characterize different vibration states of the combustion system.
Das Schwingungsdatenabbildungsmittel umfasst bei manchen Ausführungsbeispielen einen Mikroprozessor und einen Permanentspeicher (z. B. ROM-Speicher, Festplattenspeicher oder dergleichen), in dem der Schwingungsindikatorsatz gespeichert ist. Das Schwingungsdatenabbildungsmittel ist dazu eingerichtet, die empfangenen Schwingungsdaten entsprechend zu verarbeiten und den Schwingungsindikatoren zuzuordnen. Die Zuordnung geschieht bei manchen Ausführungsbeispielen nach dem Schwingungswert, der durch die Schwingungsdaten repräsentiert wird. Niedrigen Schwingungswerten werden andere Schwindungsindikatoren zugeordnet als hohen Schwingungswerten. Die Schwingungswerte können bspw. eine Schwingungsamplitude und/oder Schwingungsfrequenz repräsentieren. Bei manchen Ausführungsformen sind folglich die Schwingungsindikatoren geeignet, verschiedene Schwingungswerte zu unterscheiden und entsprechend zu markieren.The vibration data imaging means, in some embodiments, includes a microprocessor and a non-volatile memory (eg, ROM, hard disk, or the like) in which the vibration indicator set is stored. The vibration data imaging means is adapted to process the received vibration data accordingly and to associate it with the vibration indicators. The assignment occurs in some embodiments according to the vibration value represented by the vibration data. Low vibration values are assigned different shrinkage indicators than high vibration values. The vibration values may, for example, represent a vibration amplitude and / or vibration frequency. Consequently, in some embodiments, the vibration indicators are suitable, various Distinguish vibration values and mark accordingly.
Schwingungsindikatorsätze können sich je nach Ausführungsbeispiel durch die Anzahl sich unterscheidender Schwingungsindikatoren unterscheiden. Für die Abbildung der Schwingungsindikatoren auf die Schwingungsdaten bzw. umgekehrt, ist das Schwingungsdatenabbildungsmittel eingerichtet, bspw. einen entsprechenden Schwingungswertebereich in einzelne Unterbereiche gleichmäßig oder ungleichmäßig aufzuteilen, und den einzelnen Unterbereichen vordefinierte Schwingungsindikatoren zuzuordnen.Vibration indicator sets may differ depending on the embodiment by the number of different vibration indicators. For the imaging of the vibration indicators on the vibration data or vice versa, the vibration data imaging means is arranged, for example, evenly or unevenly divide a corresponding vibration value range into individual sub-areas, and assign predefined vibration indicators to the individual sub-areas.
Der Schwingungswertebereich wird in soviele Unterbereiche aufgeteilt, wie Schwingungsindikatoren im Schwingungsindikatorsatz vorhanden sind. Dementsprechend werden alle Schwingungswerte, die in einem bestimmten Unterbereich liegen, einem zugehörigen Schwingungsindikator zugeordnet. Dadurch ist eine vollständige Abbildung der Schwingungsdaten, die entsprechende Schwingungswerte definieren, auf die Schwingungsindikatoren in einem Schwingungsindikatorsatz gewährleistet.The vibration value range is divided into as many sub-ranges as there are vibration indicators in the vibration indicator set. Accordingly, all vibration values that lie in a specific subrange are assigned to a corresponding vibration indicator. This ensures a complete mapping of the vibration data defining corresponding vibration values to the vibration indicators in a vibration indicator set.
Die Anzeigeeinrichtung umfasst weiter ein Ausgabemittel zum Ausgeben einer Analysekurve, in der die ersten und zweiten Betriebsdaten gegeneinander aufgetragen sind, wobei die Analysekurve in Analysekurvenelemente unterteilt ist und wobei jedem Analysekurvenelement ein zugehöriger Schwingungsindikator der Schwingungsindikatordaten überlagert ist.The display device further comprises an output means for outputting an analysis curve in which the first and second operating data are plotted against each other, wherein the analysis curve is subdivided into analysis curve elements and wherein each analysis curve element is overlaid with an associated vibration indicator of the vibration indicator data.
Die Analysekurve stellt, wie oben bereits erläutert, bei manchen Ausführungsbeispielen die Betriebslinie dar, auf der das Feuerungssystem betrieben wird. Bei manchen Ausführungsbeispielen stellt die Analysekurve die Fahrlinie dar, auf der das Feuerungssystem gefahren wird.The analysis curve represents, as already explained above, in some embodiments, the operating line on which the firing system is operated. In some embodiments, the analysis curve represents the driving line on which the firing system is driven.
Dadurch, dass der Auftragung der ersten und zweiten Betriebsdaten die Schwingungsindikatoren überlagert sind, stellt die Analysekurve nicht nur den Betriebszustand dar, sondern durch die Schwingungsindikatoren auch gleichzeitig den Schwingungszustand.Because the oscillation indicators are superimposed on the application of the first and second operating data, the analysis curve represents not only the operating state but also the vibration state at the same time as a result of the vibration indicators.
Bei manchen Ausführungsbeispielen ist die Anzeigeeinrichtung dazu ausgelegt, die Analysekurve nahezu in Echtzeit auszugeben, sodass die Analysekurve nahezu in Echtzeit, das heißt bis auf die durch die Datenübertragung und Verarbeitung verursachte Verzögerung, den aktuellen Betriebs- und Schwingungszustand des Feuerungssystems repräsentiert.In some embodiments, the display device is configured to output the analysis curve in near real-time so that the analysis curve represents the actual operating and vibrational state of the firing system in near real time, that is, except for the delay caused by the data transfer and processing.
Dadurch ist es bei manchen Ausführungsbeispielen möglich, dass im laufenden Betrieb des Feuerungssystems der Schwingungszustand des Feuerungssystems analysiert werden kann, bspw. durch entsprechendes Personal, das für die Steuerung oder Einrichtung des Feuerungssystems verantwortlich ist.This makes it possible in some embodiments that during operation of the firing system, the vibration state of the firing system can be analyzed, for example. By appropriate personnel, which is responsible for the control or device of the firing system.
Bei manchen Ausführungsbeispielen beruht die Verknüpfung zwischen den Schwingungsdaten und den ersten und zweiten Betriebsdaten auf einer zeitlichen Korrelation. Bei manchen Ausführungsbeispielen werden folglich die ersten und zweiten Betriebsdaten und die Schwingungsdaten zum selben Zeitpunkt oder innerhalb eines identischen Zeitraumes bestimmt, sodass der Betriebszustand und der Schwingungszustand des Feuerungssystems in einer zeitlichen Beziehung zueinander stehen.In some embodiments, the association between the vibration data and the first and second operating data is based on a temporal correlation. Thus, in some embodiments, the first and second operating data and the vibration data are determined at the same time or within an identical time period so that the operating state and the vibration state of the firing system are in temporal relation to each other.
Bei manchen Ausführungsbeispielen unterscheiden sich die Schwingungsindikatoren eines bestimmten Schwingungsindikatorsatzes durch die Farbe und/oder Form und/oder Größe oder ein anderes Kriterium, wie bspw. ein Füllmuster. Bei manchen Ausführungsbeispielen kommt es folglich darauf an, dass sich die Schwingungsindikatoren visuell voneinander unterscheiden.In some embodiments, the vibration indicators of a particular vibration indicator set differ by color and / or shape and / or size or other criteria, such as a fill pattern. In some embodiments, therefore, it is important that the vibration indicators visually differ from each other.
Bei manchen Ausführungsbeispielen umfasst der Schwingungsindikatorsatz bspw. eine Farbpallette, die durch den bekannten RGB oder CMYK Farbraum definiert ist. Der Begriff Farbpallette ist hier so zu verstehen, dass auch eine Graustufenpallette umfasst ist.In some embodiments, the vibration indicator set includes, for example, a color pallet defined by the known RGB or CMYK color space. The term color pallet is to be understood here as including a grayscale pallet.
Bei manchen Ausführungsbeispielen ist jeweils ein Analysenkurvenelement durch einen Punkt charakterisiert. Der Punkt ist dabei nicht notwendigerweise rund, sondern kann jede beliebige Form und Größenausdehnung haben. Punkt ist hier folglich in einem funktionellen Sinne zu verstehen und als Unterscheidungskriterium zu einer durchgezogenen Linie.In some embodiments, one analysis curve element is characterized by one point. The point is not necessarily round, but can have any shape and size extent. Consequently, point is here to be understood in a functional sense and as a distinguishing criterion to a solid line.
Bei manchen Ausführungsbeispielen ist es durch die Darstellung der Analysekurve durch Punkte möglich, die Analysekurve selbst bspw. durch die Schwingungsindikatoren darzustellen. Bei anderen Ausführungsbeispielen sind auch Mischformen realisiert. So ist bei manchen Ausführungsformen bspw. die Analysekurve durch Punkte dargestellt, die entsprechend eingefärbt sind. Bei manchen Ausführungsbeispielen ist bspw. auch nur ein Mittelbereich eines Punktes eingefärbt. Bei manchen Ausführungsbeispielen haben die Analysenkurvenelemente eine bestimmte Form, wie bspw. ein kreisrunde, elliptische, rechteckige oder sonstige Form. Auch Pfeilformen als Analysekurvenelemente sind bei manchen Ausführungsbeispielen verwirklicht, wobei die Richtung der Pfeilspitzen der pfeilförmigen Analysekurvenelemente die Fahrtrichtung des Feuerungssystems angeben kann. Auch beliebige Mischformen sind verwirklicht.In some embodiments, it is possible by the representation of the analysis curve by points to represent the analysis curve itself, for example, by the vibration indicators. In other embodiments, mixed forms are realized. Thus, in some embodiments, for example, the analysis curve is represented by dots that are colored accordingly. In some embodiments, for example, only a central area of a dot is colored. In some embodiments, the analysis curve elements have a specific shape, such as a circular, elliptical, rectangular or other shape. Also arrow shapes as analysis curve elements are realized in some embodiments, wherein the direction of the arrowheads of the arrow-shaped analysis curve elements the direction of travel of May indicate firing system. Any mixed forms are realized.
Bei manchen Ausführungsbeispielen sind die Analysenkurvenelemente derart ausgestaltet, dass sie einen dritten Betriebsparameter charakterisieren, der wie die ersten und zweiten Betriebsdaten von einem Betriebsdatenempfangsmittel stammt und/oder aus einer Datei und/oder Datenbank ausgelesen wird. Die Analysenkurvenelemente können zum Beispiel pfeilförmig ausgestaltet sein und den dritten Betriebsparameter, wie z. B. die Fahrtrichtung, über deren Richtung und/oder Form und/oder Größe angeben. Ein Pfeil nach oben kann zum Beispiel angeben, dass ein dritter Betriebsparameter aktiviert ist, z. B. eine Bypassklappe ist geöffnet, und ein Pfeil nach unten kann dann entsprechend angeben, dass diese Klappe wieder geschlossen ist.In some embodiments, the analysis cursors are configured to characterize a third operational parameter, such as the first and second operational data, from an operational data receiving means and / or read from a file and / or database. The analysis curve elements can be designed, for example, arrow-shaped and the third operating parameters, such as. B. indicate the direction of travel, on the direction and / or shape and / or size. For example, an up arrow may indicate that a third operating parameter is activated, e.g. B. a bypass door is open, and an arrow down can then indicate accordingly that this flap is closed again.
Bei manchen Ausführungsbeispielen kommt es folglich darauf an, dass die Analysekurve so darstellbar ist, dass einerseits die Betriebslinie erkennbar ist und andererseits gleichzeitig der Schwingungszustand an einzelnen Punkten der Betriebslinie erkennbar ist.In some embodiments, therefore, it is important that the analysis curve can be displayed in such a way that, on the one hand, the operating line can be recognized and, on the other hand, the state of vibration can be recognized at individual points on the operating line.
Bei manchen Ausführungsbeispielen ist die Analysekurve als Linie dargestellt und diese ist selbst entsprechend dem Schwingungsindikatorsatz farblich gekennzeichnet. Hierzu kann die Linie dicker dargestellt sein, um einen guten farblichen Kontrast zu erhalten. Dadurch können zwei Analysekurven, z. B. zum Vergleich einer ersten Fahrt mit einer zweiten Fahrt, nebeneinander in einem Plot dargestellt werden, wobei diese mittels unterschiedlicher Punktsymbole unterscheidbar sind. Zum Beispiel können kreisförmige Punkte für die erste Fahrt und quadratische Punkte für die zweite Fahrt verwendet werden.In some embodiments, the analysis curve is shown as a line and it is itself color coded according to the vibration indicator set. For this purpose, the line may be shown thicker in order to obtain a good color contrast. This allows two analysis curves, z. B. to compare a first ride with a second ride, are displayed side by side in a plot, which are distinguishable by means of different point symbols. For example, circular points may be used for the first trip and square points for the second trip.
Bei manchen Ausführungsbeispielen wird ein akustisches Signal, insbesondere von der Anzeigeeinrichtung, erzeugt und ausgegeben. Das akustische Signal kann die Schwingungsdaten und/oder die Betriebsdaten repräsentieren. Das akustische Signal wird zum Beispiel ausgegeben, wenn bspw. ein aktueller Datenpunkt, d. h. ein aktuelles Analysekurvenelement, erzeugt bzw. ausgegeben wird und/oder wenn man mit einem Eingabegerät (z. B. Maus, Tastatur, Touchpad oder dergleichen) ein Anzeigeelement, wie einen Mauszeiger oder dergleichen, über einem aktuellen Datenpunkt anordnet.In some embodiments, an acoustic signal, in particular from the display device, is generated and output. The acoustic signal may represent the vibration data and / or the operating data. The acoustic signal is output, for example, if, for example, a current data point, i. H. a current analysis curve element is generated and / or output, and / or when an input device (eg, mouse, keyboard, touchpad or the like) arranges a display element such as a mouse pointer or the like over a current data point.
Bei manchen Ausführungsbeispielen wird den Schwingungsdaten als akustisches Signal ein Tonsignal so zugeordnet, dass z. B. mit steigenden Schwingungsamplituden die Frequenz des Tonsignals, also die Tonhöhe ansteigt, oder die Häufigkeit eines konstanten Tonsignals, z. B. ein Pips, zunimmt.In some embodiments, the vibration data as an acoustic signal, a sound signal is assigned so that z. B. with increasing oscillation amplitudes, the frequency of the sound signal, so the pitch increases, or the frequency of a constant sound signal, z. As a pips increases.
Bei manchen Ausführungsbeispielen werden in den Plots nicht zulässige Fahrbereiche z. B. durch eine Graufläche im Kennfeld hinterlegt, um dem Bedienpersonal nicht zulässige Bereich von vorne herein kenntlich zu machen. Nicht zulässige Fahrbereiche können z. B. aus anderen Gründen nicht zulässige Bereiche sein, z. B. unzulässige Luftzahlbereiche oder Bereiche mit bereits bekannten hohen Schwingungswerten.In some embodiments, in the plots not permissible driving ranges z. B. deposited by a gray area in the map to make the operator unauthorized area from the outset in turn. Not permissible driving ranges can, for. B. for other reasons are not allowed areas, eg. B. impermissible air frequency ranges or areas with already known high vibration values.
Auch wenn die Erfindung bisher anhand einer Anzeigeeinrichtung beschrieben wurde, betreffen manche Ausführungsbeispiele auch ein Verfahren, das bspw. als Computerprogramm implementiert ist. Bei einem solchen Verfahren bzw. Computerprogramm sind die oben genannten Mittel, d. h. Betriebsdatenempfangsmittel, Schwingungsdatenempfangsmittel, Schwingungsdatenabbildungsmittel und Ausgabemittel als Funktionen oder Objekte eines Computerprogramms verwirklicht.Although the invention has hitherto been described with reference to a display device, some embodiments also relate to a method which, for example, is implemented as a computer program. In such a method or computer program, the means mentioned above, i. H. Operating data receiving means, vibration data receiving means, vibration data mapping means, and output means as functions or objects of a computer program.
Ferner ist bei manchen Ausführungsbeispielen das Verfahren als Computerprogrammprodukt verwirklicht.Furthermore, in some embodiments, the method is implemented as a computer program product.
Das Verfahren kann auch in der Nachverarbeitung, also nicht beim direkten Einstellen des Verbrennungssystems, angewendet werden und die aufgezeichneten Schwingungsdaten entsprechend dargestellt werden. Hierdurch lassen sich neue Einstellfahrten besser planen und optimieren und das Verbrennungssystem charakterisieren.The method can also be used in the post-processing, ie not in the direct setting of the combustion system, and the recorded vibration data can be displayed accordingly. This makes it easier to plan and optimize new setting trips and to characterize the combustion system.
Manche Ausführungsbeispiele betreffen ein Verfahren zum Steuern oder Einrichten eines Feuerungssystems unter Verwendung der Anzeigeeinrichtung oder des Verfahrens, wie oben beschrieben.Some embodiments relate to a method of controlling a firing system using the display device or method as described above.
Das Verfahren umfasst den Schritt des Hochfahrens des Feuerungssystems entlang einer ersten Fahrlinie. Wie oben bereits ausgeführt, ist die Fahrlinie eine Betriebslinie des Feuerungssystems entlang derer es gefahren wird. Die Fahrlinie ist bspw. eine Linie, die sich aus dem Zusammenhang zwischen Luftzahl und zugehöriger thermischer Leistung ergibt. Wie oben aber ausgeführt, gibt es auch andere Betriebsparameter, die eine Fahrlinie bilden können.The method includes the step of starting the firing system along a first driving line. As already stated above, the driving line is an operating line of the firing system along which it is driven. The driving line is, for example, a line resulting from the relationship between the number of air and the associated thermal power. As stated above, however, there are other operating parameters that can form a driving line.
Während des Hochfahrens werden die ersten und zweiten Betriebsdaten des Feuerungssystems und die zugehörigen Schwingungsdaten des Feuerungssystems erfasst, wie es auch schon oben beschrieben wurde. Die ersten und zweiten Betriebsdaten und die Schwingungsdaten werden der Anzeigeeinrichtung zugeführt, bspw. über Datenleitungen übertragen, wie oben ausgeführt.During startup, the first and second operating data of the firing system and the associated oscillation data of the firing system are detected, as already described above. The first and second operating data and the vibration data are supplied to the display device, for example, transmitted via data lines, as stated above.
Die oben beschriebene Anzeigeeinrichtung wird zum Analysieren des momentanen Schwingungsverhaltens des Feuerungssystems anhand der ausgegebenen Analysekurve verwendet.The display device described above is used to analyze the current Vibration behavior of the firing system used on the basis of the output analysis curve.
Bei manchen Ausführungsbeispielen wird das Hochfahren des Feuerungssystems gestoppt, falls ein kritischer Schwingungszustand des Feuerungssystems im Analyseschritt ermittelt wird. Wie oben ausgeführt, können aufgrund übermäßiger Schwingungen Schäden am Feuerungssystem innerhalb kurzer Zeit auftreten, sodass durch das Stoppen solche Schäden, insbesondere auch während eines Einrichtungsvorganges des Feuerungssystems, vermieden werden können.In some embodiments, the start-up of the firing system is stopped if a critical vibration state of the firing system is determined in the analysis step. As stated above, due to excessive vibration damage to the firing system can occur within a short time, so that by stopping such damage, especially during a Einrichtungsvorganges the firing system can be avoided.
Bei manchen Ausführungsbeispielen wird, insbesondere während eines Einrichtungsvorgangs, das Feuerungssystem dann entlang einer zweiten Fahrlinie hochgefahren, die unterschiedlich zur ersten Fahrlinie ist, um den kritischen Schwingungszustand des Feuerungssystems zu vermeiden. Auch hier kann wieder anhand der Analysekurve sofort erkannt werden, ob das Feuerungssystem in einen kritischen Schwingungszustand gerät. Es kann solange eine andere Fahrlinie ausprobiert werden, bis das Feuerungssystem optimal eingerichtet ist. Die so ermittelte optimale Fahrlinie wird dann bspw. in einer Steuerung des Feuerungssystems hinterlegt.In some embodiments, especially during a set up operation, the firing system is then run up along a second driving line that is different from the first driving line to avoid the critical vibration state of the firing system. Again, it can be immediately recognized from the analysis curve, whether the firing system gets into a critical state of vibration. It can be tried as long as another driving line until the firing system is optimally set up. The optimum driving line thus determined is then deposited, for example, in a control system of the firing system.
Manche Ausführungsbeispiele betreffen dementsprechend auch eine Steuereinrichtung zum Steuern eines Feuerungssystems. Die Steuereinrichtung umfasst die oben beschriebene Anzeigeeinrichtung und ist dazu eingerichtet, das eben beschriebene Verfahren auszuführen.Accordingly, some embodiments also relate to a control device for controlling a firing system. The control device comprises the above-described display device and is configured to carry out the method just described.
Zurückkommend zu
Die Anzeigeeinrichtung
Um Wiederholungen zu vermeiden, wird in diesem Zusammenhang vollumfänglich auf die obige Beschreibung verwiesen.In order to avoid repetition, reference is made in full to the above description in this connection.
In den
In
Auf ähnliche Art und Weise und wie oben beschrieben empfängt das Schwingungsdatenempfangsmittel
Dieser Schwingungsindikatorsatz
Die vom Ausgabemittel
Die farbigen, d. h. grauen Punkte
Anhand der Analysekurve
Führen beim Betrieb des Verbrennungssystems die auftretenden Schwingungsamplituden sehr schnell zu einer mechanischen Zerstörung des Verbrennungssystems
Hierzu geht man dann wie folgt und wie in
Man fährt das Verbrennungssystems
You drive the
In
Jedem Punkt
Auf diese Art und Weise kann wie oben ausgeführt das Schwingungsverhalten der Analysekurve
In
Der Schwingungsindikatorsatz
Die grauen Pfeile
Wie sich aus einem Vergleich der Schwingungsindikatorsätze
Alternativ zu den in
Bei manchen Ausführungsbeispielen wird auch die Schwingungsfrequenz statt der Amplitude aufgetragen, z. B. in einem zweiten Diagramm und die Anzeigeeinrichtung
Je nach Verbrennungssystem bzw. Feuerungssystem kann bei manchen Ausführungsbeispielen statt der Luftzahl oder der thermischen Leistung eine andere Größe aufgetragen werden, wie oben schon angedeutet wurde. Dies kann der Massenstrom einer besonderen Luft- oder Gaszufuhr sein oder eine Kraftstoffsplitgröße, wie zum Beispiel das Verhältnis von Vormischgas zu Pilotgas bei einem Feuerungssystem, das Gas als Brennstoff bzw. Kraftstoff verwendet. Auch kann eine indirekte Größe aufgetragen werden, wie z. B. die elektrische Leistung, wenn durch das Verbrennungssystem in einem thermischen Kreisprozess Wellenleistung erzeugt wird, die wiederum zum Antrieb eines Generators dient. Alternativ zum Kraftstoffmassenstrom kann auch der Hub eines Brennstoffventils aufgetragen werden. Alternativ zur Luftzahl kann auch der Ionisationsstrom einer Ionisationssonde oder die Feuerraum- oder auch die Abgastemperatur aufgetragen werden. Es kann auch eine zur Feuerraumtemperatur proportionale Temperatur und/oder zu einem Massenstrom von Luft- und/oder Kraftstoffzufuhr proportionale Größe, und/oder das Verhältnis von Luft- zu Kraftstoffzufuhr in einem Massenstrom des Feuerungssystems oder eine dazu proportionale Größe dargestellt werden.Depending on the combustion system or firing system can be applied in some embodiments, instead of the air ratio or the thermal power of a different size, as already indicated above. This may be the mass flow of a particular air or gas feed or a fuel split size, such as the ratio of premix gas to pilot gas in a firing system that uses gas as fuel. Also, an indirect size can be applied, such. B. the electrical power when wave power is generated by the combustion system in a thermal cycle process, which in turn is used to drive a generator. As an alternative to the fuel mass flow, the stroke of a fuel valve can also be applied. As an alternative to the air ratio, the ionization current of an ionization probe or the combustion chamber temperature or the exhaust gas temperature can also be plotted. It is also possible to represent a temperature proportional to the combustion chamber temperature and / or a variable proportional to a mass flow of air and / or fuel supply, and / or the ratio of air to fuel supply in a mass flow of the combustion system or a variable proportional thereto.
Die vorliegende Erfindung soll nicht auf ein bestimmtes Feuerungssystem bzw. Verbrennungssystem beschränkt sein. Grundsätzlich kann die vorliegende Erfindung auf jede Art von Feuerungssystem bzw. Verbrennungssystem angewendet werden, bei der unerwünschte Schwingungen im Verbrennungsbetrieb auftreten.The present invention is not intended to be limited to a particular firing system or combustion system. In principle, the present invention can be applied to any type of combustion system or combustion system in which undesirable vibrations occur in the combustion mode.
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Legal Events
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R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
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R020 | Patent grant now final |