EA007890B1 - Способ и устройство для предотвращения отклонений критического параметра процесса в одной или нескольких турбомашинах - Google Patents
Способ и устройство для предотвращения отклонений критического параметра процесса в одной или нескольких турбомашинах Download PDFInfo
- Publication number
- EA007890B1 EA007890B1 EA200500013A EA200500013A EA007890B1 EA 007890 B1 EA007890 B1 EA 007890B1 EA 200500013 A EA200500013 A EA 200500013A EA 200500013 A EA200500013 A EA 200500013A EA 007890 B1 EA007890 B1 EA 007890B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- restrictive
- control
- parameter
- value
- loop
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 69
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 33
- 230000002265 prevention Effects 0.000 title 1
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 13
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 abstract description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 23
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 13
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 9
- 230000006870 function Effects 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012369 In process control Methods 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 238000010965 in-process control Methods 0.000 description 2
- 239000003949 liquefied natural gas Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 238000004231 fluid catalytic cracking Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 230000007363 regulatory process Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
- F04D27/02—Surge control
- F04D27/0284—Conjoint control of two or more different functions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
- F04D27/02—Surge control
- F04D27/0207—Surge control by bleeding, bypassing or recycling fluids
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
Abstract
Многие параметры процессов, например, в турбокомпрессорах и турбинах должны быть ограничены или заключены в определенные пределы. Для ограничения изменений этих параметров применяется ограничительное регулирование. Путем использования комбинации схем ограничительного регулирования по замкнутому циклу и по разомкнутому циклу можно более эффективно предотвратить переход в неблагоприятный режим работы. Переход между регулированием по разомкнутому и регулированием по замкнутому циклу может быть улучшен путем проверки направления и величины скорости, с которой изменяется ограничиваемый параметр. Если скорость изменения указывает на то, что восстановление нормальной работы неизбежно, то осуществляется возврат к ограничительному регулированию по замкнутому циклу.
Description
Настоящее изобретение в целом относится к схеме регулирования. Более конкретно, изобретение относится к способу и устройству для более точного и стабильного ограничения критических параметров процессов, например, в турбомашинах, таких как турбокомпрессоры, паровые турбины, газовые турбины или детандеры.
Уровень техники
Безопасный рабочий режим турбокомпрессора определяется ограничениями, задаваемыми оборудованием и процессом. В общем случае турбокомпрессор с турбоприводом имеет верхний и нижний пределы рабочих скоростей турбины, линию помпажа, предел дросселирования, верхнюю границу давления нагнетания и нижнюю границу давления всасывания и/или номинальную мощность турбины. Ограничительное регулирование используется для того, чтобы не дать турбокомпрессору войти в режим, который рассматривается как небезопасный, недопустим с точки зрения хода процесса или нежелателен по какой-либо другой причине. Ограничительное регулирование, называемое также предельным регулированием, определяется как стратегия регулирования, которая принимает меры для предотвращения работы в этих нежелательных режимах, однако, только тогда, когда имеется тенденция или опасность работы в таких режимах. Возьмем, например, давление нагнетания турбокомпрессора, которое должно быть ниже контрольной точки р8р или равно ей. Когда давление нагнетания турбокомпрессора ниже р8р, система ограничительного регулирования не предпринимает никаких действий для регулирования р8р. Только когда давление нагнетания турбокомпрессора достигнет или превысит р8р, система ограничительного регулирования срабатывает. Этим стратегии ограничительного регулирования отличаются от стратегий обычного регулирования: стратегии обычного регулирования принимают меры для того, чтобы всегда поддерживать параметр процесса вблизи контрольной точки (в общем случае), препятствуя его уходу как ниже контрольной точки, так и выше, а стратегии ограничительного регулирования начинают действовать только тогда, когда значение ограничиваемого параметра переходит его контрольную точку. По одну из сторон от этой контрольной точки схема ограничительного регулирования не оказывает никакого эффекта.
Часто имеется жесткая предельная контрольная точка, в которой система обеспечения безопасности, связанная с оборудованием или процессом, выключает оборудование, открывает предохранительный клапан и т.д. С другой стороны, в системах регулирования процессов используют мягкие контрольные точки. Мягкая контрольная точка отделена от соответствующей ей жесткой контрольной точки некоторым запасом устойчивости. Уменьшение запаса устойчивости приводит к расширению рабочего диапазона.
Усовершенствованные системы антипомпажного регулирования были очень успешно применены во многих системах, где требовалось предохранять турбокомпрессор от повреждений вследствие помпажа. В патенте США № 4949276 раскрыт способ антипомпажного регулирования, в котором скорость приближения к помпажу используется для увеличения запаса устойчивости. Как только рабочая точка компрессора достигает контроллерной линии регулирования помпажа, регулирование по замкнутому циклу пытается препятствовать помпажу путем открытия антипомпажного клапана. Регулирование по разомкнутому циклу описано в патентах США № 4142838 и № 4486142. Здесь линия ограничительного регулирования по разомкнутому циклу смещена в сторону помпажа относительно линии регулирования помпажа. Если регулирование по замкнутому циклу не способно предотвратить достижения рабочей точкой компрессора этой линии регулирования по разомкнутому циклу, то регулирование по разомкнутому циклу заставляет антипомпажный клапан открываться как можно более быстро с заданным шагом.
Схема, аналогичная вышеописанной схеме антипомпажного регулирования, была запатентована (патент США № 5609465) с целью защиты турбин от превышения допустимой частоты вращения. Здесь под действием регулирования по разомкнутому циклу паровой клапан закрывается, как можно более быстро, с заданным шагом.
Такие улучшенные схемы регулирования не применялись для других ограничений, налагаемых на турбомашины. Помпаж и превышение допустимой частоты вращения, как известно, нарушают процесс работы, но в некоторой степени уникальны по их способности повреждать и разрушать турбомашины и соседнее с ними оборудование, и даже быть опасными для обслуживающего персонала. Ранее не было никаких мотивов для использования вышеописанных улучшенных способов, учитывая их сложность, для других задач ограничительного регулирования. Фактически, согласно общепринятой точке зрения, регулирование по разомкнутому циклу нарушает процесс работы, в связи с чем не рекомендуется использовать такие усовершенствованные схемы регулирования, которые приводят к тому, что считается жесткими реакциями на явление, вызвавшее регулирующее воздействие. Однако в последнее время условия конкуренции, а также политико-экономические и экологические требования, например ограничения на выброс двуокиси углерода, привели к пересмотру стратегий регулирования с целью максимально возможного повышения эффективности процессов и расширения рабочего диапазона процессов в максимально возможной степени.
Например, вследствие нарушения процесса или изменения режима работы давление всасывания турбокомпрессора может упасть ниже атмосферного давления, что может вызвать попадание воздуха в
- 1 007890 сжимаемые углеводороды. Или промежуточное давление турбокомпрессора может превысить максимально допустимый предел давления для корпуса машины или для резервуара. В современных системах регулирования для удержания рабочей точки турбомашины в заданных границах обычно используется схема регулирования по замкнутому циклу с вторичным параметром. Когда ограничиваемый параметр достигает своей контрольной точки, регулирование плавно переходит от первичного параметра регулирования к вторичному параметру ограничительного регулирования, и регулируемый параметр турбомашины подстраивают с целью приведения отклонившегося ограничиваемого параметра в приемлемые пределы и/или удержания его в этих пределах. Вследствие чрезмерных времен задержки или больших постоянных времени всей системы, традиционное пропорционально-интегрально-дифференциальное (ПИД) регулирование иногда недостаточно для предотвращения ухода критического параметра процесса в запрещенную область нарушения процесса. Кроме того, контрольные точки, выбранные для ограничительного регулирования, являются фиксированными. Поэтому ограничительное регулирование инициируется только в том случае, когда параметр переходит заданный предел, то есть возникает измеримая ошибка. Увеличение коэффициентов усиления в регуляторе не может уменьшить проблему, ввиду медлительности системы в целом (большие времена задержки или большие постоянные времени). Лучшее решение в этой ситуации состоит в том, чтобы сформировать систему регулирования с завышенным запасом устойчивости. Это неизбежно уменьшает доступный рабочий диапазон турбокомпрессора. Последствием такого подхода к регулированию является уменьшение производительности турбокомпрессора, что непосредственно сказывается на производительности предприятия.
Поэтому имеется потребность в стратегии ограничительного регулирования, которая эффективно и стабильно обеспечивает удержание ограничиваемых параметров в заданных пределах при плавном переходе от регулирования по первичному параметру к регулированию путем ограничения параметра.
Сущность изобретения
Целью настоящего изобретения является создание способа и устройства для ограничения или удержания в требуемых пределах критических параметров, обозначаемых в данном описании в общем случае как Ь, которые связаны с турбокомпрессором. Другой целью является инициирование ограничительно го регулирующего воздействия так, чтобы ограничиваемый параметр не переходил свою базовую контрольную точку. Еще одной целью изобретения является осуществление ограничительного регулирования и перехода от регулирования по первичному параметру к ограничительному регулированию плавно и стабильно.
При использовании комбинации регулирования по замкнутому циклу и по разомкнутому циклу ограничительное регулирующее воздействие рассчитывается так, чтобы минимизировать уход критических параметров Ь, относящихся к турбокомпрессору, турбине, детандеру, или к процессам в них, за пределы контрольных точек этих параметров.
Некоторые примеры критических ограничиваемых (имеющих заданные пределы) параметров Ь включают давление всасывания турбокомпрессора, промежуточное давление и давление нагнетания, температуру отработавшего газа в газовой турбине, мощность газовой и паровой турбины, частоту вращения машины, давление и температуру различных процессов. Антипомпажное регулирование, по существу, является ограничительным регулированием, где ограничиваемым параметром является мера близости к помпажу.
Фиксирование контрольной точки ограничительного регулирования может увеличивать время реакции системы регулирования в целом. Для преодоления этой проблемы контрольную точку ограничительного регулирования динамически изменяют в зависимости от измеряемых нарушений процесса. Следует соблюдать осторожность, чтобы динамическое изменение контрольной точки не приводило к преждевременным управляющим воздействиям на регулируемый параметр (обобщенно обозначенный здесь как М), что отрицательно влияет на процесс. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения динамическую коррекцию контрольной точки каждого критического ограничиваемого параметра Ь выполняют в зависимости от первой производной этого критического параметра по времени, бЬ/б1. Кроме того, эти изменения контрольной точки ограничены по скорости и диапазону в приемлемых пределах в каждом направлении (т.е. в сторону увеличения и уменьшения), с возможностью формирования независимых скоростей и границ, когда это требуется.
Дополнительный аспект настоящего изобретения включает быструю регулирующую реакцию по разомкнутому циклу в случае, когда ограничительное регулирование по замкнутому циклу оказывается неадекватным. Допустимый порог выхода за границу критического параметра процесса, измеряемый от заданной для него контрольной точки ограничительного регулирования, используется как показатель эффективности регулирования по замкнутому циклу. Как только параметр, на который наложены ограничения, достигает этого порога, инициируется быстрое изменение регулируемого параметра М, чтобы вернуть ограничиваемую переменную к допустимым значениям. Это быстрое изменение регулируемого параметра М известно как реакция по разомкнутому циклу. Конкретные способы регулирования по разомкнутому циклу включают реакцию с перестраиваемым шагом или быстрое линейное управление регулируемым параметром. Выходной сигнал регулирования по разомкнутому циклу формируют с учетом времени задержки или гистерезиса системы. Реакция регулирования по разомкнутому циклу может
- 2 007890 быть повторена с соответствующей паузой между повторениями, которая необходима для вывода рабочей точки из нежелательного состояния.
Дополнительный показатель эффективности регулирования по замкнутому циклу дает проверка того, превышает ли первая производная критического параметра процесса перестраиваемый порог.
Когда обнаруживается, что реакция ограничительного регулирования по разомкнутому циклу оказалась эффективной, система плавно переходит к регулированию по замкнутому циклу. Для определения точки переключения от регулирования по разомкнутому циклу к регулированию по замкнутому циклу можно использовать такой критерий, как значение критического параметра процесса по сравнению с его предельной контрольной точкой. Важно обеспечить, чтобы переключение от регулирования по разомкнутому циклу к регулированию по замкнутому циклу не приводило к осцилляциям системы в целом, что наблюдается в традиционных системах регулирования. В таких традиционных системах для ограничительного воздействия обычно используется большое усиление. В предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения это достигается путем модификации реакции разомкнутого цикла или замкнутого цикла в направлении возврата.
Важно ограничивать давление всасывания турбокомпрессоров, работающих с взрывоопасными газами. Приложения, в которых важно ограничивать давление всасывания согласно настоящему изобретению, включают турбокомпрессоры для крекинговых газов на заводах по производству этилена, турбокомпрессоры для охлаждения пропилена или этилена при переработке газа на олефиновых заводах, компрессоры для охлаждения пропана в процессах получения сжиженного природного газа, компрессоры для влажного газа на нефтеперерабатывающих заводах и компрессоры для охлаждения аммиака на заводах по производству удобрений.
Необходимость ограничения промежуточного давления может возникнуть вследствие ограничений, связанных с корпусами машин, промежуточных охладителей или резервуаров, расположенных между ступенями турбокомпрессоров. Приложения, в которых используют ограничительное регулирование промежуточного давления, включают каталитический крекинг с ожижением, турбокомпрессоры для крекинговых газов на заводах по производству этилена, турбокомпрессоры для газопроводов, турбокомпрессоры для охлаждения при переработке газа и турбокомпрессоры, используемые на заводах по производству жидкого природного газа и аммиака.
Ограничение давления нагнетания турбокомпрессора также может требоваться в связи с ограничениями, связанными с корпусами машин или компонентов на выходе турбокомпрессора.
Как сказано выше, существует два типа предельных контрольных точек, используемых при регулировании процессов. Жесткая предельная контрольная точка имеет место там, где система обеспечения безопасности, связанная с оборудованием или процессом, выключает машину, открывает предохранительный клапан и т.д. С другой стороны, в системах регулирования процессов используются мягкие контрольные точки. Мягкая контрольная точка отделена от связанной с ней жесткой контрольной точки некоторым запасом устойчивости. Здесь нас интересуют только мягкие контрольные точки.
Новые признаки, которые характеризуют настоящее изобретение, как в отношении конструкции, так и способа работы, а также его дополнительные цели и преимущества будут более понятны из последующего описания, которое сопровождается чертежами, где для примера показан предпочтительный вариант выполнения изобретения. Однако должно быть понятно, что чертежи даны только для иллюстрации и для пояснения и не ограничивают изобретения.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показана система сжатия и измерительная аппаратура.
На фиг. 2 показан турбокомпрессор с турбоприводом, с измерительной аппаратурой и системой регулирования.
На фиг. 3 показана последовательность операций согласно настоящему изобретению.
На фиг. 4 показана блок-схема вычисления контрольной точки ограничительного регулирования по замкнутому циклу.
На фиг. 5 показана блок-схема вычисления уставки регулируемого параметра при ограничительном регулировании по разомкнутому циклу, когда предельная контрольная точка представляет собой верхний предел.
На фиг. 6 показана блок-схема вычисления уставки регулируемого параметра при ограничительном регулировании по разомкнутому циклу, когда предельная контрольная точка представляет собой нижний предел.
На фиг. 7 показано соотношение между контрольными точками регулирования по разомкнутому циклу и по замкнутому циклу, а также нежелательная область работы, в которой осуществляется ограничительное регулирование.
На фиг. 8 показан турбокомпрессор с электроприводом, с регулируемым входным направляющим аппаратом, измерительной аппаратурой и системой регулирования.
На фиг. 9 показан турбокомпрессор с газотурбинным приводом, с измерительной аппаратурой и системой регулирования.
На фиг. 10а показан датчик давления всасывания, выдающий сигнал давления всасывания для ис
- 3 007890 пользования в качестве ограничиваемого параметра.
На фиг. 10Ь показан датчик промежуточного давления, выдающий сигнал промежуточного давления для использования в качестве ограничиваемого параметра.
На фиг. 10с показан датчик давления нагнетания, выдающий сигнал давления нагнетания для использования в качестве ограничиваемого параметра.
На фиг. 10ά показан датчик температуры отработавшего пара, выдающий сигнал температуры отработавшего пара для использования в качестве ограничиваемого параметра.
На фиг. 10е показан датчик температуры отработавшего газа, выдающий сигнал температуры отработавшего газа для использования в качестве ограничиваемого параметра.
Подробное описание изобретения
На фиг. 1 показана типичная система двухступенчатого сжатия. Два турбокомпрессора 100, 105, установленные на одном валу, приводятся в движение одной газовой или паровой турбиной 110. В области всасывания первой ступени 100 сжатия установлен датчик РТ1 115 давления всасывания. Промежуточный датчик РТ1 120 давления используется для измерения давления между ступенями 100, 105 сжатия и предпочтительно расположен так, чтобы измерять самое высокое давление в промежуточной области или давление в промежуточном резервуаре 125, имеющем ограничение на максимальное давление. Давление нагнетания измеряется датчиком РТ3 130 давления нагнетания. Для любого из этих давлений может потребоваться ограничительное регулирование для удержания их в заданных пределах.
Антипомпажные клапаны 135, 140 могут использоваться в качестве регулируемых параметров М для ограничительного регулирования нескольких ограничиваемых переменных. Антипомпажный клапан 135 ступени 100 низкого давления может использоваться для удержания рабочей точки турбокомпрессора 100 в области устойчивой работы, то есть вне области помпажа. Тот же самый антипомпажный клапан 135 может использоваться для поддержания давления всасывания первой ступени 100 сжатия выше минимального предела давления всасывания. Он может также использоваться, чтобы не дать промежуточному давлению превысить предел максимального промежуточного давления.
Аналогично, антипомпажный клапан 140 ступени 105 высокого давления может использоваться для удержания рабочей точки второй ступени 105 сжатия вне соответствующей области помпажа. Этот же антипомпажный клапан ступени высокого давления может использоваться, чтобы не дать давлению нагнетания превысить максимальный предел.
Промежуточный охладитель 145 служит для понижения температуры сжатого газа, покидающего первую ступень 100 сжатия, прежде, чем он достигнет второй ступени 105 сжатия. Промежуточный резервуар 125 может служить барабанным сепаратором, позволяющим отделить жидкость от газов и удалить ее из потока.
Дополнительный охладитель 150 встречается во многих системах сжатия. После дополнительного охладителя 150 также может быть необходим барабанный сепаратор 155, позволяющий удалить жидкости, сконденсированные из газа.
На фиг. 2 показан один турбокомпрессор 200, приводимый в движение паровой турбиной 210. Показана измерительная аппаратура для антипомпажного регулирования и регулирования скорости вращения. В области всасывании турбокомпрессора 200 показан датчик РТ 220 потока и датчик РТ1 215 давления всасывания. В области нагнетания турбокомпрессора 200 показан датчик РТ2 220 давления. Каждый из этих датчиков посылает сигнал антипомпажному контроллеру 230, который управляет работой антипомпажного клапана 240, удерживая рабочую точку турбокомпрессора 200 от вхождения в помпаж.
Вторичное регулирование может быть осуществлено в антипомпажном контроллере 230 с целью ограничения давления всасывания и/или давления нагнетания приемлемыми уровнями с использованием антипомпажного клапана 240 в качестве регулируемого параметра М.
Датчик СТ 250 скорости используется контроллером 260 скорости для регулировки частоты вращения паровой турбины 210. Для этой цели контроллер 260 скорости управляет паровым клапаном или заслонкой 270 паровой турбины 210. Контроллер скорости служит для удержания частоты вращения турбины 210 между верхним и нижним пределами, поэтому регулировка скорости представляет собой, по существу, ограничительное регулирование.
Во избежание возникновения осцилляции, стратегии регулирования по замкнутому циклу и по разомкнутому циклу должны быть скоординированы. На фиг. 3 на схеме алгоритма работы показано их взаимодействие. Ограничиваемый параметр Ь 300, например давление всасывания турбокомпрессора 200, сравнивается в первом блоке 310 сравнения с порогом регулирования по разомкнутому циклу, который может быть верхней или нижней границей. Если использовать в качестве примера регулировку давления всасывания, то для параметра Ь 300 порог соответствует нижней границе. Таким образом, давление всасывания турбокомпрессора 200 должно оставаться превышающим пороговое значение или равным этому пороговому значению, которое обычно немного превышает атмосферное давление.
Первая производная параметра Ь 300 по времени άί/άΐ вычисляется в блоке 305 вычисления производной. Если значение ограничиваемого параметра Ь 300 перешло порог, то производят проверку значения άΕ/άΐ во втором блоке 320 сравнения. Значение и знак άΕ/άΐ помогают определить, находится ли система на пути к восстановлению нормального режима, даже если параметр Ь еще не вернулся к допусти
- 4 007890 мому значению. Например, пусть давление всасывания турбокомпрессора 200 упало ниже его минимального предела; заметим, что бЬ/б)=бр,/б) (где р, - давление всасывания турбокомпрессора 200). Если обнаружено, что производная бЬ/б) положительна, т.е. давление всасывания увеличивается, то делают вывод, что давление всасывания реагирует на регулирующее воздействие. Измерение значения бЬ/б) также дает критерий скорости возвращения в нормальный режим. Таким образом, после того как регулирование по разомкнутому циклу началось, даже если параметр Ь не вернулся к безопасному уровню, но производная бЬ/б) имеет знак и, как опция, значение, указывающие на возвращение в нормальный режим, причем значение указывает на приемлемую скорость возвращения, ограничительное регулирование параметра Ь может быть возвращено к регулированию 330 по замкнутому циклу, как показано на фиг. 3. Если значение и/или знак бЬ/б) не удовлетворяют пороговым условиям второго блока 320 сравнения, то снова инициируется регулирование 340 по разомкнутому циклу.
Схема регулирования по замкнутому циклу более подробно показана на фиг. 4. Значение параметра Ь 300 получают от датчика или вычисляют и подают в контроллер 400 ограничительного пропорционально-интегрально-дифференциального (ПИД) регулирования по замкнутому циклу в качестве параметра процесса, подлежащего регулированию путем ограничения. Остальная часть схемы на фиг. 4 относится к вычислениям, используемым для определения подходящей контрольной точки для контроллера 400 ограничительного ПИД-регулирования по замкнутому циклу.
Кроме того, критический ограничиваемый параметр Ь 300 подают на вход блока 305 вычисления производной, где вычисляют его первую производную бЬ/б) по времени. Функцию от производной бЬ/б) вычисляют в блоке 405 вычисления функции. Примером такой функции является простая пропорциональность. Однако настоящее изобретение не ограничено конкретной функцией.
На фиг. 4 показано, что выходным сигналом блока 405 вычисления функции является поправка к запасу ЗМаб^п+1 устойчивости, или суммарный запас устойчивости. Другая возможность заключается в том, что на выходе блока 405 вычисления функции будет контрольная точка; однако, для целей объяснения запас устойчивости предпочтителен, поскольку он строго положителен (то есть, если мы прибавляем запас устойчивости, то регулирование становится более безопасным).
Если к минимальному запасу устойчивости был добавлен дополнительный запас устойчивости, то когда опасность проходит, дополнительный запас устойчивости уменьшают с заранее заданной скоростью или скоростями. Поэтому в логическом блоке 410 производят проверку, чтобы убедиться, что вновь вычисленный суммарный запас устойчивости ЗМаб,п+1 не меньше, чем суммарный запас устойчивости 8МабД вычисленный в предыдущем цикле. Если обнаружено, что новый суммарный запас устойчивости 8Маб^п+1 меньше, чем предыдущий суммарный запас устойчивости 8Маб,п, то новый суммарный запас устойчивости 8Маб,п+1 устанавливают равным старому значению 8Мнб, в логическом блоке 410.
Для уменьшения суммарного запаса устойчивости 8М,„||'1 в первом блоке суммирования 420 из суммарного запаса устойчивости вычитают постоянное или переменное значение АЗМ 415. Постоянное значение АЗМ 415 приведет к линейному уменьшению суммарного запаса устойчивости 8Маб,п+1. Другой практической возможностью является экспоненциальный спад. Настоящее изобретение не ограничено конкретным способом уменьшения суммарного запаса устойчивости 8Маб,п.
Мгновенное значение суммарного запаса устойчивости ЗМ,^11'1 запоминается в блоке 425 памяти в качестве старого значения суммарного запаса устойчивости ЗМ,^11 и используется в следующем цикле этого процесса.
Суммарный запас устойчивости ЗМаб^п+1 прибавляют к минимальному запасу устойчивости ЗМ 430 во втором блоке 435 суммирования.
Результатом является запас устойчивости ЗМСъ п+1 440 для регулирования по замкнутому циклу. Значение ЗМСьп+1 440 и его первую производную по времени бЗМСьп+1/б) 445 подают в блок 450 проверки скорости, где ограничивается скорость, с которой может изменяться запас устойчивости.
На выходе блока 450 проверки скорости получают предварительный запас устойчивости ЗМргоу п+1. Значение этого предварительного запаса устойчивости ЗМрготп+1 проверяют в блоке 455 проверки границ. В блоке 455 проверки границ величина запаса устойчивости может быть ограничена как сверху, так и снизу. В результате на выходе блока 455 проверки границ получают окончательное значение запаса устойчивости ЗМ11'1. которое суммируют со значением контрольной точки Ь8р 465 регулирования по замкнутому циклу в третьем блоке 460 суммирования и вычисляют контрольную точку ЗРсь, используемую контроллером 400 ПИД-регулирования по замкнутому циклу.
Алгоритм работы контроллера регулирования по разомкнутому циклу показан на фиг. 5 и 6. На фиг. 5 предполагается, что предел для параметра Ь 300 является верхним пределом, тогда как на фиг. 6 предел для параметра Ь 300 считается нижним пределом.
Значения параметра Ь 300 и его контрольной точки ЬЗР 465 должны быть сделаны доступными для системы 500 регулирования по разомкнутому циклу. Снова в блоке 305 вычисления производной вычисляют первую производную ограничиваемого параметра Ь 300 по времени, бЬ/б). Значение бЬ/б) с выхода блока 305 вычисления производной используют в первом блоке 510 вычисления функции для вычисления мгновенного значения запаса устойчивости ЗМ0Ь п+1 515 для регулирования по разомкнутому циклу.
- 5 007890
В первом блоке 520 суммирования производят сложение мгновенного значения запаса устойчивости 8Мсъ п+1 440 регулирования по замкнутому циклу, мгновенного значения запаса устойчивости 8МОъп+1 515 регулирования по разомкнутому циклу и значений базовых контрольных точек для Ь 300 и Ь8Р 465. В результате получают значение контрольной точки 8РОЬ для регулирования по разомкнутому циклу. В первом блоке 525, 625 сравнения значение Ь 300 сравнивают с контрольной точкой 8РОЬ, чтобы определить, требуется ли использовать регулирование по разомкнутому циклу. Если эта проверка показывает, что в регулировании по разомкнутому циклу нет необходимости, то процесс начинают заново. Если оказывается, что регулирование по разомкнутому циклу необходимо, то выполняют еще одну проверку во втором блоке 530, 630 сравнения. Здесь определяют, является ли знак первой производной параметра Ь 300, полученной в блоке 305 вычисления производной, отрицательной величиной (положительной величиной на фиг. 6), что указывает на возвращение к граничному состоянию, и превышает ли скорость изменения значение контрольной точки ЗР^ы*. Эта проверка показывает, является ли удовлетворительным возврат системы в нормальное состояние и не требуется ли задействовать регулирование по разомкнутому циклу (или дополнительное регулирование по разомкнутому циклу). Снова, если оказывается, что возвращение в нормальный режим является неизбежным, то процесс начинают снова, а управление передают системе регулирования по замкнутому циклу. Если результат этой проверки во втором блоке 530 сравнения является отрицательным, то процесс продолжают во втором блоке 535 суммирования, где текущее значение регулируемого параметра (например, положения клапана) М 540 суммируют с шагом ΔΜ регулирования по разомкнутому циклу (вычисленным во втором блоке 545 вычисления функции как функция от ФЬ/Ф1), получая в результате новую уставку 8РМ 550 для регулируемого параметра.
На фиг. 7 иллюстрируется относительное положение предельных контрольных точек для регулирования по замкнутому циклу и для регулирования по разомкнутому циклу, а также положение нежелательной области, в которой должно осуществляться ограничительное регулирование. Иллюстрируемым примером является давление всасывания турбокомпрессора, которое имеет нижний предел. То есть давление всасывания турбокомпрессора должно оставаться выше выбранного предела.
Другая конфигурация компрессора/привода показана на фиг. 8, где компрессор 200 приводится в движение электродвигателем 810. Такие электродвигатели 810 могут иметь переменную скорость, но обычно они работают с постоянной скоростью. Управление производительностью или рабочими параметрами выполняют с использованием направляющего аппарата, например, показанных на чертеже регулируемых входных направляющих лопаток 820. Регулируемыми направляющими лопатками управляют посредством исполнительного устройства 830 с помощью контроллера 860 направляющего аппарата, поддерживая давление всасывания, давление нагнетания или расход потока (типичный случай) вблизи контрольной точки. Возможным ограничиваемым параметром, удерживаемым в безопасной рабочей области с помощью ограничительного регулирования, является мощность электродвигателя 1, измеряемая датчиком 840 мощности. Мощность двигателя может требовать ограничения сверху.
Еще одна комбинация компрессора/привода показана на фиг. 9, где приводом является газовая турбина 910 с одним или несколькими валами. Снова используется контроллер 260 скорости. Контур ограничительного регулирования может быть встроен в контроллер 260 скорости с целью ограничения температуры отработавшего газа, измеренной и переданной датчиком 915 температуры отработавшего газа. Уменьшение потока топлива путем уменьшения отверстия топливного клапана 970 приводит к снижению температуры отработавшего газа.
На фиг. 10а-10е иллюстрируется использование различных величин, измеряемых датчиками, в качестве ограничиваемого параметра Ь. Однако настоящее изобретение не ограничено типами величин, показанными на этих чертежах.
На фиг. 10а давление р, всасывания турбокомпрессора измеряется датчиком РТ1 215 давления всасывания и используется в качестве ограничиваемого параметра Ь 300, как показано на фиг. 3-6. На фиг. 10Ь ограничиваемым параметром является промежуточное давление р2 турбокомпрессора. На фиг. 10с ограничиваемым параметром является давление р,| нагнетания турбокомпрессора. На фиг. 10Ф ограничиваемым параметром является давление Т2 на выходе паровой турбины. Наконец, на фиг. 10е ограничиваемым параметром является температура (Е.О.Т.) отработавшего газа газовой турбины.
Вышеописанный вариант осуществления настоящего изобретения является предпочтительным, но изобретение им не ограничено. Поэтому понятно, что настоящее изобретение допускает многочисленные изменения и модификации. Очевидно, что в рамках формулы изобретения оно может быть осуществлено иначе, чем конкретно изложено в описании.
Claims (45)
1. Способ ограничительного, не антипомпажного, регулирования процесса сжатия, осуществляемого с использованием по меньшей мере одного турбокомпрессора, имеющего ограничиваемый параметр Ь, значения которого подразделяются на первую область, в которой используют ограничительное регулирование по замкнутому циклу, и вторую область, в которой используют ограничительное регулирование по разомкнутому циклу, включающий:
- 6 007890 (а) определение значения ограничиваемого параметра Ь на основе параметров, связанных с процессом сжатия;
(б) вычисление первой производной ограничиваемого параметра Ь по времени, бЬ/άΐ;
(в) осуществление ограничительного регулирования по замкнутому циклу, когда значение ограничиваемого параметра Ь находится в первой области;
(г) вычисление контрольной точки ограничительного регулирования по разомкнутому циклу на основе значения первой производной по времени бЬ/άΐ; и (д) осуществление ограничительного регулирования по разомкнутому циклу, когда значение ограничиваемого параметра Ь находится во второй области.
2. Способ по п.1, в котором возвращаются к регулированию по замкнутому циклу, когда значение ограничиваемого параметра Ь возвращается в первую область.
3. Способ по п.1, в котором ограничительное регулирование по разомкнутому циклу осуществляют путем как можно более быстрого изменения значения регулируемого параметра с заранее заданным шагом.
4. Способ по п.3, в котором указанный заранее заданный шаг изменяется во время работы.
5. Способ по п.4, в котором указанный заранее заданный шаг является функцией первой производной ограничиваемого параметра Ь по времени, бЬ/б1.
6. Способ по п.1, в котором ограничиваемый параметр Ь является давлением всасывания турбокомпрессора.
7. Способ по п.1, в котором ограничиваемый параметр Ь является давлением нагнетания турбокомпрессора.
8. Способ по п.1, в котором турбокомпрессор включает множество ступеней, а ограничиваемый параметр Ь является промежуточным давлением турбокомпрессора.
9. Способ ограничительного, но не предназначенного для ограничения частоты вращения, регулирования работы турбины, выбранной из группы, включающей паровые турбины и газовые турбины, и имеющей ограничиваемый параметр Ь, значения которого подразделяются на первую область, в которой используют ограничительное регулирование по замкнутому циклу, и вторую область, в которой используют ограничительное регулирование по разомкнутому циклу, включающий:
(а) вычисление значения ограничиваемого параметра Ь на основе параметров, связанных с турбиной;
(б) вычисление первой производной ограничиваемого параметра Ь по времени, бЬ/б1;
(в) осуществление ограничительного регулирования по замкнутому циклу, когда значение ограничиваемого параметра Ь находится в первой области;
(г) вычисление контрольной точки ограничительного регулирования по разомкнутому циклу на основе значения первой производной по времени бЬ/άΐ; и (д) осуществление ограничительного регулирования по разомкнутому циклу, когда значение ограничиваемого параметра Ь находится во второй области.
10. Способ по п.9, в котором ограничиваемый параметр Ь является температурой отработавшего газа газовой турбины, а ограничительное регулирование по разомкнутому циклу включает как можно более быстрое закрытие топливного клапана.
11. Способ по п.9, в котором ограничиваемый параметр Ь является температурой отработавшего пара паровой турбины, а ограничительное регулирование по разомкнутому циклу включает как можно более быстрое открытие парового клапана.
12. Способ ограничительного регулирования процесса, имеющего ограничиваемый параметр Ь, значения которого подразделяются на первую область, в которой используют ограничительное регулирование по замкнутому циклу, и вторую область, в которой используют ограничительное регулирование по разомкнутому циклу, включающий:
(а) осуществление ограничительного регулирования по разомкнутому циклу, когда значение ограничиваемого параметра Ь находится во второй области;
(б) вычисление первой производной ограничиваемого параметра Ь по времени, бЬ/άΐ; и (в) осуществление ограничительного регулирования по замкнутому циклу, когда значение первой производной по времени бЬ/άΐ имеет знак, указывающий, что значение Ь изменяется по направлению к первой области.
13. Способ по п.12, в котором значения ограничиваемого параметра Ь подразделяются на три области, в первой из которых используют ограничительное регулирование по замкнутому циклу, во второй используют ограничительное регулирование по разомкнутому циклу, а в третьей не требуется никакого ограничительного регулирования, при этом способ дополнительно включает:
(а) установку контрольной точки ограничительного регулирования по замкнутому циклу вблизи границы между первой и третьей областями;
(б) установку контрольной точки ограничительного регулирования по разомкнутому циклу, смещенной по направлению ко второй области относительно контрольной точки регулирования по замкнутому циклу; и
- 7 007890 (в) осуществление ограничительного регулирования по разомкнутому циклу, когда значение ограничиваемого параметра Ь находится в контрольной точке ограничительного регулирования по разомкнутому циклу или с противоположной стороны от контрольной точки ограничительного регулирования по разомкнутому циклу относительно контрольной точки ограничительного регулирования по замкнутому циклу.
14. Способ по п.12, в котором перед осуществлением ограничительного регулирования по замкнутому циклу также производят проверку значения производной бЬ/б1.
15. Способ по п.12, в котором перед осуществлением ограничительного регулирования по замкнутому циклу параметр Ь должен достигнуть заранее заданного значения.
16. Способ по п.12, в котором контрольную точку ограничительного регулирования по замкнутому циклу определяют как функцию от бЬ/б1.
17. Способ по п.12, в котором контрольную точку ограничительного регулирования по разомкнутому циклу определяют как функцию от бЬ/б1.
18. Способ по п.16, в котором значение контрольной точки ограничительного регулирования по замкнутому циклу ограничивают.
19. Способ по п.17, в котором значение контрольной точки ограничительного регулирования по разомкнутому циклу ограничивают.
20. Способ по п.16, в котором скорость изменения значения контрольной точки ограничительного регулирования по замкнутому циклу ограничивают.
21. Способ по п.17, в котором скорость изменения значения контрольной точки ограничительного регулирования по разомкнутому циклу ограничивают.
22. Способ по п.12, в котором указанный процесс представляет собой процесс сжатия с использованием турбокомпрессоров.
23. Способ по п.12, в котором в указанном процессе используют турбопривод.
24. Способ по п.12, в котором в указанном процессе используют электропривод.
25. Способ по п.12, в котором ограничительное регулирование по разомкнутому циклу включает:
(а) определение, требуется ли регулирование по разомкнутому циклу, на основе значения Ь; и (б) как можно более быстрое изменение регулируемого параметра с заранее заданным шагом.
26. Способ по п.25, в котором заранее заданный шаг изменения регулируемого параметра вычисляют как функцию от первой производной по времени бЬ/б1.
27. Устройство для ограничительного, не антипомпажного, регулирования процесса сжатия, имеющего ограничиваемый параметр Ь, значения которого подразделяются на первую область, в которой используется ограничительное регулирование по замкнутому циклу, и вторую область, в которой используется ограничительное регулирование по разомкнутому циклу, содержащее:
(а) средство вычисления значения ограничиваемого параметра Ь на основе параметров, связанных с турбокомпрессором;
(б) контроллер для осуществления ограничительного регулирования по замкнутому циклу, когда значение ограничиваемого параметра Ь находится в первой области; и (в) контроллер для осуществления ограничительного регулирования по разомкнутому циклу, когда значение ограничиваемого параметра Ь находится во второй области.
28. Устройство по п.27, которое содержит средство возврата управления контроллеру регулирования по замкнутому циклу, когда значение ограничиваемого параметра Ь возвращается в первую область.
29. Устройство по п.27, в котором ограничительное регулирование по разомкнутому циклу осуществляется путем как можно более быстрого изменения значения регулируемого параметра с заранее заданным шагом.
30. Устройство по п.29, которое включает блок вычисления переменного значения указанного шага во время работы.
31. Устройство по п.27, которое включает датчик давления всасывания турбокомпрессора, которое является ограничиваемым параметром Ь.
32. Устройство по п.27, которое включает датчик давления нагнетания турбокомпрессора, которое является ограничиваемым параметром Ь.
33. Устройство по п.27, в котором турбокомпрессор включает множество ступеней, а устройство дополнительно включает датчик промежуточного давления турбокомпрессора, которое является ограничиваемым параметром Ь.
34. Устройство для ограничительного, но не предназначенного для ограничения частоты вращения, регулирования работы турбины, выбранной из группы, включающей паровые турбины и газовые турбины, и имеющей ограничиваемый параметр Ь, значения которого подразделяются на первую область, в которой используется ограничительное регулирование по замкнутому циклу, и вторую область, в которой используется ограничительное регулирование по разомкнутому циклу, содержащее:
(а) средство вычисления значения ограничиваемого параметра Ь на основе параметров, связанных с турбиной;
(б) контроллер для осуществления ограничительного регулирования по замкнутому циклу, когда
- 8 007890 значение ограничиваемого параметра Ь находится в первой области; и (в) контроллер для осуществления ограничительного регулирования по разомкнутому циклу, когда значение ограничиваемого параметра Ь находится во второй области.
35. Устройство по п.34, дополнительно включающее:
(а) датчик температуры отработавшего газа газовой турбины, которая является ограничиваемым параметром Ь; и (б) топливный клапан, причем ограничительное регулирование по разомкнутому циклу включает как можно более быстрое закрытие указанного топливного клапана.
36. Устройство по п.34, дополнительно включающее:
(а) датчик температуры отработавшего пара, которая является ограничиваемым параметром Ь; и (б) паровой клапан, причем ограничительное регулирование по разомкнутому циклу включает как можно более быстрое открытие указанного парового клапана.
37. Устройство для ограничительного регулирования процесса, имеющего ограничиваемый параметр Ь, значения которого подразделяются на первую область, в которой используется ограничительное регулирование по замкнутому циклу, и вторую область, в которой используется ограничительное регулирование по разомкнутому циклу, при этом указанное устройство содержит:
(а) контроллер для осуществления ограничительного регулирования по разомкнутому циклу, когда значение ограничиваемого параметра Ь находится во второй области;
(б) средство вычисления первой производной ограничиваемого параметра Ь по времени, бЬ/άΐ; и (в) контроллер для осуществления ограничительного регулирования по замкнутому циклу, когда значение первой производной по времени бЬ/άΐ имеет знак, указывающий, что значение Ь изменяется в направлении первой области.
38. Устройство по п.37, в котором значения ограничиваемого параметра Ь подразделяются на три области, в первой из которых используется ограничительное регулирование по замкнутому циклу, во второй используется ограничительное регулирование по разомкнутому циклу, а в третьей не требуется никакого ограничительного регулирования, при этом устройство дополнительно содержит:
(а) средства для установки контрольной точки ограничительного регулирования по замкнутому циклу вблизи границы между первой и третьей областями;
(б) средства для установки контрольной точки ограничительного регулирования по разомкнутому циклу, смещенной в направлении ко второй области относительно контрольной точки ограничительного регулирования по замкнутому циклу; и (в) контроллер для осуществления ограничительного регулирования по разомкнутому циклу, когда значение ограничиваемого параметра Ь находится в контрольной точке ограничительного регулирования по разомкнутому циклу или с противоположной стороны от контрольной точки ограничительного регулирования по разомкнутому циклу относительно контрольной точки ограничительного регулирования по замкнутому циклу.
39. Устройство по п.37, которое дополнительно включает блок сравнения для проверки значения бЬ/άΐ перед осуществлением ограничительного регулирования по замкнутому циклу.
40. Устройство по п.37, которое дополнительно включает средство вычисления функции для определения контрольной точки ограничительного регулирования по замкнутому циклу как функции от бЬ/άΐ.
41. Устройство по п.37, которое дополнительно включает средство вычисления функции для определения контрольной точки ограничительного регулирования по разомкнутому циклу как функции от бЬ/б1.
42. Устройство по п.39, которое дополнительно включает логическое средство для ограничения значения контрольной точки ограничительного регулирования по замкнутому циклу.
43. Устройство по п.40, которое дополнительно включает логическое средство для ограничения значения контрольной точки ограничительного регулирования по разомкнутому циклу.
44. Устройство по п.37, которое дополнительно имеет регулируемый параметр М, изменяемый для регулирования ограничиваемого параметра Ь.
45. Способ по п.1, в котором контрольную точку ограничительного регулирования по замкнутому циклу определяют как функцию от бЬ/б1.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US10/756,538 US7096669B2 (en) | 2004-01-13 | 2004-01-13 | Method and apparatus for the prevention of critical process variable excursions in one or more turbomachines |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA200500013A1 EA200500013A1 (ru) | 2005-08-25 |
| EA007890B1 true EA007890B1 (ru) | 2007-02-27 |
Family
ID=34620671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA200500013A EA007890B1 (ru) | 2004-01-13 | 2005-01-13 | Способ и устройство для предотвращения отклонений критического параметра процесса в одной или нескольких турбомашинах |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US7096669B2 (ru) |
| EP (1) | EP1555438A3 (ru) |
| EA (1) | EA007890B1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2617720C2 (ru) * | 2011-07-28 | 2017-04-26 | Нуово Пиньоне С.п.А. | Устройство и способ прогнозирования и оптимизации срока службы газовой турбины |
Families Citing this family (84)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005018602B4 (de) * | 2005-04-21 | 2015-08-20 | Gea Grasso Gmbh | Zweistufiges Schraubenverdichteraggregat |
| US7640078B2 (en) * | 2006-07-05 | 2009-12-29 | Advanced Energy Industries, Inc. | Multi-mode control algorithm |
| US7712299B2 (en) * | 2006-09-05 | 2010-05-11 | Conocophillips Company | Anti-bogdown control system for turbine/compressor systems |
| US20100089030A1 (en) * | 2006-10-12 | 2010-04-15 | Carmichael Ray W | Controlling the aerodynamic drag of a gas turbine engine during a shutdown state |
| GB2452287B (en) | 2007-08-29 | 2012-03-07 | Gardner Denver Gmbh | Improvements in compressors control |
| US20090297333A1 (en) | 2008-05-28 | 2009-12-03 | Saul Mirsky | Enhanced Turbocompressor Startup |
| CA2718803C (en) | 2008-03-28 | 2016-07-12 | Exxonmobil Upstream Research Company | Low emission power generation and hydrocarbon recovery systems and methods |
| CA2934541C (en) | 2008-03-28 | 2018-11-06 | Exxonmobil Upstream Research Company | Low emission power generation and hydrocarbon recovery systems and methods |
| US9222671B2 (en) | 2008-10-14 | 2015-12-29 | Exxonmobil Upstream Research Company | Methods and systems for controlling the products of combustion |
| WO2010066662A2 (en) * | 2008-12-09 | 2010-06-17 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Method of operating a compressor and an apparatus therefor |
| US8707709B2 (en) * | 2009-03-31 | 2014-04-29 | General Electric Company | Systems and methods for controlling compressor extraction cooling |
| DE102009031309A1 (de) * | 2009-06-30 | 2011-01-05 | Ksb Aktiengesellschaft | Verfahren zur Förderung von Fluiden mit Kreiselpumpen |
| EP2499332B1 (en) | 2009-11-12 | 2017-05-24 | Exxonmobil Upstream Research Company | Integrated system for power generation and method for low emission hydrocarbon recovery with power generation |
| MY164051A (en) | 2010-07-02 | 2017-11-15 | Exxonmobil Upstream Res Co | Low emission triple-cycle power generation systems and methods |
| JP5913305B2 (ja) | 2010-07-02 | 2016-04-27 | エクソンモービル アップストリーム リサーチ カンパニー | 低エミッション発電システム及び方法 |
| US9903316B2 (en) | 2010-07-02 | 2018-02-27 | Exxonmobil Upstream Research Company | Stoichiometric combustion of enriched air with exhaust gas recirculation |
| US9732673B2 (en) | 2010-07-02 | 2017-08-15 | Exxonmobil Upstream Research Company | Stoichiometric combustion with exhaust gas recirculation and direct contact cooler |
| US9133850B2 (en) * | 2011-01-13 | 2015-09-15 | Energy Control Technologies, Inc. | Method for preventing surge in a dynamic compressor using adaptive preventer control system and adaptive safety margin |
| TWI564474B (zh) | 2011-03-22 | 2017-01-01 | 艾克頌美孚上游研究公司 | 於渦輪系統中控制化學計量燃燒的整合系統和使用彼之產生動力的方法 |
| TWI593872B (zh) | 2011-03-22 | 2017-08-01 | 艾克頌美孚上游研究公司 | 整合系統及產生動力之方法 |
| TWI563166B (en) | 2011-03-22 | 2016-12-21 | Exxonmobil Upstream Res Co | Integrated generation systems and methods for generating power |
| TWI563165B (en) | 2011-03-22 | 2016-12-21 | Exxonmobil Upstream Res Co | Power generation system and method for generating power |
| WO2013095829A2 (en) | 2011-12-20 | 2013-06-27 | Exxonmobil Upstream Research Company | Enhanced coal-bed methane production |
| US9353682B2 (en) | 2012-04-12 | 2016-05-31 | General Electric Company | Methods, systems and apparatus relating to combustion turbine power plants with exhaust gas recirculation |
| US9784185B2 (en) | 2012-04-26 | 2017-10-10 | General Electric Company | System and method for cooling a gas turbine with an exhaust gas provided by the gas turbine |
| US10273880B2 (en) | 2012-04-26 | 2019-04-30 | General Electric Company | System and method of recirculating exhaust gas for use in a plurality of flow paths in a gas turbine engine |
| US9574496B2 (en) | 2012-12-28 | 2017-02-21 | General Electric Company | System and method for a turbine combustor |
| US9611756B2 (en) | 2012-11-02 | 2017-04-04 | General Electric Company | System and method for protecting components in a gas turbine engine with exhaust gas recirculation |
| US9869279B2 (en) | 2012-11-02 | 2018-01-16 | General Electric Company | System and method for a multi-wall turbine combustor |
| US9708977B2 (en) | 2012-12-28 | 2017-07-18 | General Electric Company | System and method for reheat in gas turbine with exhaust gas recirculation |
| US10215412B2 (en) | 2012-11-02 | 2019-02-26 | General Electric Company | System and method for load control with diffusion combustion in a stoichiometric exhaust gas recirculation gas turbine system |
| US10138815B2 (en) | 2012-11-02 | 2018-11-27 | General Electric Company | System and method for diffusion combustion in a stoichiometric exhaust gas recirculation gas turbine system |
| US10107495B2 (en) | 2012-11-02 | 2018-10-23 | General Electric Company | Gas turbine combustor control system for stoichiometric combustion in the presence of a diluent |
| US9599070B2 (en) | 2012-11-02 | 2017-03-21 | General Electric Company | System and method for oxidant compression in a stoichiometric exhaust gas recirculation gas turbine system |
| US9631815B2 (en) | 2012-12-28 | 2017-04-25 | General Electric Company | System and method for a turbine combustor |
| US9803865B2 (en) | 2012-12-28 | 2017-10-31 | General Electric Company | System and method for a turbine combustor |
| ITCO20120056A1 (it) * | 2012-11-07 | 2014-05-08 | Nuovo Pignone Srl | Metodo per operare un compressore in caso di malfunzionamento di uno o piu' segnali di misura |
| US10208677B2 (en) | 2012-12-31 | 2019-02-19 | General Electric Company | Gas turbine load control system |
| US9581081B2 (en) | 2013-01-13 | 2017-02-28 | General Electric Company | System and method for protecting components in a gas turbine engine with exhaust gas recirculation |
| DE102013201482B3 (de) * | 2013-01-30 | 2013-10-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Mehrstufiger Verdichter |
| US9512759B2 (en) | 2013-02-06 | 2016-12-06 | General Electric Company | System and method for catalyst heat utilization for gas turbine with exhaust gas recirculation |
| TW201502356A (zh) | 2013-02-21 | 2015-01-16 | Exxonmobil Upstream Res Co | 氣渦輪機排氣中氧之減少 |
| US9938861B2 (en) | 2013-02-21 | 2018-04-10 | Exxonmobil Upstream Research Company | Fuel combusting method |
| RU2637609C2 (ru) | 2013-02-28 | 2017-12-05 | Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани | Система и способ для камеры сгорания турбины |
| CN105008499A (zh) | 2013-03-08 | 2015-10-28 | 埃克森美孚上游研究公司 | 发电和从甲烷水合物中回收甲烷 |
| TW201500635A (zh) | 2013-03-08 | 2015-01-01 | Exxonmobil Upstream Res Co | 處理廢氣以供用於提高油回收 |
| US9618261B2 (en) | 2013-03-08 | 2017-04-11 | Exxonmobil Upstream Research Company | Power generation and LNG production |
| US20140250945A1 (en) | 2013-03-08 | 2014-09-11 | Richard A. Huntington | Carbon Dioxide Recovery |
| ITFI20130063A1 (it) * | 2013-03-26 | 2014-09-27 | Nuovo Pignone Srl | "methods and systems for antisurge control of turbo compressors with side stream" |
| KR101806920B1 (ko) * | 2013-04-19 | 2018-01-10 | 한화파워시스템 주식회사 | 압축기 시스템 및 압축기 시스템의 제어방법 |
| FR3004759B1 (fr) * | 2013-04-23 | 2015-05-15 | Snecma | Procede et dispositif de generation d'une commande de debit de carburant destine a etre injecte dans une chambre de combustion d'une turbomachine |
| TWI654368B (zh) | 2013-06-28 | 2019-03-21 | 美商艾克頌美孚上游研究公司 | 用於控制在廢氣再循環氣渦輪機系統中的廢氣流之系統、方法與媒體 |
| US9631542B2 (en) | 2013-06-28 | 2017-04-25 | General Electric Company | System and method for exhausting combustion gases from gas turbine engines |
| US9835089B2 (en) | 2013-06-28 | 2017-12-05 | General Electric Company | System and method for a fuel nozzle |
| US9617914B2 (en) | 2013-06-28 | 2017-04-11 | General Electric Company | Systems and methods for monitoring gas turbine systems having exhaust gas recirculation |
| US9587510B2 (en) | 2013-07-30 | 2017-03-07 | General Electric Company | System and method for a gas turbine engine sensor |
| US9903588B2 (en) | 2013-07-30 | 2018-02-27 | General Electric Company | System and method for barrier in passage of combustor of gas turbine engine with exhaust gas recirculation |
| US9951658B2 (en) | 2013-07-31 | 2018-04-24 | General Electric Company | System and method for an oxidant heating system |
| US10030588B2 (en) | 2013-12-04 | 2018-07-24 | General Electric Company | Gas turbine combustor diagnostic system and method |
| US9752458B2 (en) | 2013-12-04 | 2017-09-05 | General Electric Company | System and method for a gas turbine engine |
| US10227920B2 (en) | 2014-01-15 | 2019-03-12 | General Electric Company | Gas turbine oxidant separation system |
| US9915200B2 (en) | 2014-01-21 | 2018-03-13 | General Electric Company | System and method for controlling the combustion process in a gas turbine operating with exhaust gas recirculation |
| US9863267B2 (en) | 2014-01-21 | 2018-01-09 | General Electric Company | System and method of control for a gas turbine engine |
| US10079564B2 (en) | 2014-01-27 | 2018-09-18 | General Electric Company | System and method for a stoichiometric exhaust gas recirculation gas turbine system |
| US10047633B2 (en) | 2014-05-16 | 2018-08-14 | General Electric Company | Bearing housing |
| US10060359B2 (en) | 2014-06-30 | 2018-08-28 | General Electric Company | Method and system for combustion control for gas turbine system with exhaust gas recirculation |
| US10655542B2 (en) | 2014-06-30 | 2020-05-19 | General Electric Company | Method and system for startup of gas turbine system drive trains with exhaust gas recirculation |
| US9885290B2 (en) | 2014-06-30 | 2018-02-06 | General Electric Company | Erosion suppression system and method in an exhaust gas recirculation gas turbine system |
| US9869247B2 (en) | 2014-12-31 | 2018-01-16 | General Electric Company | Systems and methods of estimating a combustion equivalence ratio in a gas turbine with exhaust gas recirculation |
| US9819292B2 (en) | 2014-12-31 | 2017-11-14 | General Electric Company | Systems and methods to respond to grid overfrequency events for a stoichiometric exhaust recirculation gas turbine |
| US10788212B2 (en) | 2015-01-12 | 2020-09-29 | General Electric Company | System and method for an oxidant passageway in a gas turbine system with exhaust gas recirculation |
| US10253690B2 (en) | 2015-02-04 | 2019-04-09 | General Electric Company | Turbine system with exhaust gas recirculation, separation and extraction |
| US10316746B2 (en) | 2015-02-04 | 2019-06-11 | General Electric Company | Turbine system with exhaust gas recirculation, separation and extraction |
| US10094566B2 (en) | 2015-02-04 | 2018-10-09 | General Electric Company | Systems and methods for high volumetric oxidant flow in gas turbine engine with exhaust gas recirculation |
| US10267270B2 (en) | 2015-02-06 | 2019-04-23 | General Electric Company | Systems and methods for carbon black production with a gas turbine engine having exhaust gas recirculation |
| US10145269B2 (en) | 2015-03-04 | 2018-12-04 | General Electric Company | System and method for cooling discharge flow |
| US10480792B2 (en) | 2015-03-06 | 2019-11-19 | General Electric Company | Fuel staging in a gas turbine engine |
| RU2016112469A (ru) | 2016-04-01 | 2017-10-04 | Фишер-Роузмаунт Системз, Инк. | Способы и устройство для обнаружения и предотвращения помпажа компрессора |
| IT201600077686A1 (it) * | 2016-07-26 | 2018-01-26 | Turboden Spa | Metodo di controllo di un compressore meccanicamente accoppiato ad una turbina |
| GB201912322D0 (en) * | 2019-08-28 | 2019-10-09 | Rolls Royce Plc | Gas turbine engine flow control |
| EP3819261A1 (en) * | 2019-11-08 | 2021-05-12 | Casale Sa | Control of an ammonia synthesis loop at partial load |
| RU2723345C1 (ru) * | 2019-11-13 | 2020-06-10 | Акционерное общество "Газпром газораспределение Тула" | Устройство регулирования давления газа с турбодетандером |
| CN112879167B (zh) * | 2019-11-29 | 2022-01-28 | 中国航发商用航空发动机有限责任公司 | 发动机闭环控制系统及方法 |
| CN116221191B (zh) * | 2023-05-06 | 2023-08-01 | 西门子能源有限公司 | 控制流体压缩系统的方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3603810A1 (de) * | 1986-02-07 | 1987-08-13 | Bosch Gmbh Robert | Regeleinrichtung |
| US5142860A (en) * | 1990-06-18 | 1992-09-01 | United Technologies Corporation | Constant thrust retention turbine temperature limit system |
| SU1732734A1 (ru) * | 1989-12-25 | 1994-04-30 | Уфимское агрегатное конструкторское бюро "Молния" | Система автоматического управления газотурбинным двигателем |
| RU2168044C2 (ru) * | 1994-08-08 | 2001-05-27 | Компрессор Контролз Корпорейшн | Способ предотвращения отклонения параметров в газовых турбинах и устройство для его осуществления (варианты) |
| EP1323927A1 (en) * | 2001-12-21 | 2003-07-02 | Delphi Technologies, Inc. | Method for detecting compressor surging of a turbocharger |
| RU2210007C2 (ru) * | 1998-01-20 | 2003-08-10 | Компрессор Контролз Корпорейшн | Способ и устройство для ограничения критического параметра регулирования группы компрессоров или одиночно работающего компрессора |
| RU2217786C2 (ru) * | 2002-01-29 | 2003-11-27 | Военно-технический университет | Автоматизированная система управления технологическими процессами |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3937588A (en) * | 1974-07-24 | 1976-02-10 | United Technologies Corporation | Emergency control system for gas turbine engine variable compressor vanes |
| US4486142A (en) | 1977-12-01 | 1984-12-04 | Naum Staroselsky | Method of automatic limitation for a controlled variable in a multivariable system |
| US4142838A (en) | 1977-12-01 | 1979-03-06 | Compressor Controls Corporation | Method and apparatus for preventing surge in a dynamic compressor |
| JPS55161923A (en) * | 1979-06-01 | 1980-12-16 | Nissan Motor Co Ltd | Fuel control device for gas turbine engine |
| DE3505965A1 (de) * | 1985-02-21 | 1986-08-21 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Verfahren und einrichtung zur steuerung und regelverfahren fuer die betriebskenngroessen einer brennkraftmaschine |
| US4949276A (en) | 1988-10-26 | 1990-08-14 | Compressor Controls Corp. | Method and apparatus for preventing surge in a dynamic compressor |
| US5357748A (en) * | 1992-11-09 | 1994-10-25 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Compressor vane control for gas turbine engines |
| US5609465A (en) | 1995-09-25 | 1997-03-11 | Compressor Controls Corporation | Method and apparatus for overspeed prevention using open-loop response |
| US5709526A (en) * | 1996-01-02 | 1998-01-20 | Woodward Governor Company | Surge recurrence prevention control system for dynamic compressors |
| FR2753319B1 (fr) * | 1996-09-10 | 1998-12-04 | Soc D Mecanique Magnetique | Dispositif de detection de la position angulaire pour le pilotage d'un moteur synchrone a excitation par aimant permanent |
| US6792760B2 (en) * | 2002-03-11 | 2004-09-21 | Alstom Technology Ltd | Method for operating a turbine |
-
2004
- 2004-01-13 US US10/756,538 patent/US7096669B2/en active Active
-
2005
- 2005-01-12 EP EP05000462A patent/EP1555438A3/en not_active Withdrawn
- 2005-01-13 EA EA200500013A patent/EA007890B1/ru not_active IP Right Cessation
-
2006
- 2006-06-29 US US11/427,515 patent/US7594386B2/en active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3603810A1 (de) * | 1986-02-07 | 1987-08-13 | Bosch Gmbh Robert | Regeleinrichtung |
| SU1732734A1 (ru) * | 1989-12-25 | 1994-04-30 | Уфимское агрегатное конструкторское бюро "Молния" | Система автоматического управления газотурбинным двигателем |
| US5142860A (en) * | 1990-06-18 | 1992-09-01 | United Technologies Corporation | Constant thrust retention turbine temperature limit system |
| RU2168044C2 (ru) * | 1994-08-08 | 2001-05-27 | Компрессор Контролз Корпорейшн | Способ предотвращения отклонения параметров в газовых турбинах и устройство для его осуществления (варианты) |
| RU2210007C2 (ru) * | 1998-01-20 | 2003-08-10 | Компрессор Контролз Корпорейшн | Способ и устройство для ограничения критического параметра регулирования группы компрессоров или одиночно работающего компрессора |
| EP1323927A1 (en) * | 2001-12-21 | 2003-07-02 | Delphi Technologies, Inc. | Method for detecting compressor surging of a turbocharger |
| RU2217786C2 (ru) * | 2002-01-29 | 2003-11-27 | Военно-технический университет | Автоматизированная система управления технологическими процессами |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2617720C2 (ru) * | 2011-07-28 | 2017-04-26 | Нуово Пиньоне С.п.А. | Устройство и способ прогнозирования и оптимизации срока службы газовой турбины |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1555438A2 (en) | 2005-07-20 |
| US20050154479A1 (en) | 2005-07-14 |
| US20060283169A1 (en) | 2006-12-21 |
| US7594386B2 (en) | 2009-09-29 |
| US7096669B2 (en) | 2006-08-29 |
| EP1555438A3 (en) | 2011-01-19 |
| EA200500013A1 (ru) | 2005-08-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EA007890B1 (ru) | Способ и устройство для предотвращения отклонений критического параметра процесса в одной или нескольких турбомашинах | |
| US7762084B2 (en) | System and method for controlling the working line position in a gas turbine engine compressor | |
| US8307645B2 (en) | Apparatus and method for avoidance of turbocharger surge on locomotive diesel engines | |
| US6082092A (en) | Combustion dynamics control for variable fuel gas composition and temperature based on gas control valve feedback | |
| US6226974B1 (en) | Method of operation of industrial gas turbine for optimal performance | |
| US5609016A (en) | Gas turbine apparatus and method of operating same on gaseous fuel | |
| RU2168044C2 (ru) | Способ предотвращения отклонения параметров в газовых турбинах и устройство для его осуществления (варианты) | |
| AU2007347705B2 (en) | Anti-bogdown control system for turbine/compressor systems | |
| US8550767B2 (en) | Closed-loop control for a gas turbine with actively stabilized compressor | |
| KR102099576B1 (ko) | 가스터빈 냉각 계통, 이것을 갖추는 가스터빈 설비, 가스터빈 냉각 계통의 제어 장치 및 제어 방법 | |
| US7108477B2 (en) | Warning before pump limit or in case of blade failure on a turbomachine | |
| KR102541957B1 (ko) | 압축기의 출구 압력을 제어하기 위한 방법 | |
| JPH01151727A (ja) | ガスタービンの制御方法及びその装置 | |
| CN102392813B (zh) | 压缩机组转速调节控制系统 | |
| Kurz et al. | Upstream and midstream compression applications: part 2—implications on operation and control of the compression equipment | |
| JP2011027047A (ja) | ２軸式ガスタービン及びその制御装置 | |
| STOICESCU et al. | Automated Multi-Reference Control for Centrifugal Compressor | |
| JPH0337304A (ja) | タービンバイパス装置を備えた蒸気タービン発電プラントの起動方法 | |
| RU2747542C1 (ru) | Способ защиты газотурбинного двигателя от помпажа | |
| JP2019094816A (ja) | 過給機のサージング回避制御システム、過給機、サージング回避制御補助システム、サージング回避制御方法、及びサージング回避制御補助方法 | |
| Takeda et al. | Advanced Control Technique Of Centrifugal Compressor For Complex Gas Compression Processes. | |
| EP3505741A1 (en) | Method for operating a gas turbine | |
| Samurin et al. | Gas Turbine Compressor System Design Using Dynamic Process Simulation | |
| WO2020115463A1 (en) | A method and apparatus for controlling the flow of exhaust fluid to a turbogenerator | |
| Kurz et al. | Control concepts for centrifugal compressor applications |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KG MD TJ TM |
|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): KZ RU |