ES2347345T3

ES2347345T3 - Metodo y sistema para supervisar estados de proceso de un motor de combustion.

Info

Publication number: ES2347345T3
Application number: ES06405509T
Authority: ES
Inventors: Konrad Stadler; Andreas Poncet; Thomas Von Hoff
Original assignee: ABB Research Ltd Switzerland; ABB Research Ltd Sweden
Current assignee: ABB Research Ltd Switzerland; ABB Research Ltd Sweden
Priority date: 2006-12-07
Filing date: 2006-12-07
Publication date: 2010-10-28
Anticipated expiration: 2026-12-07
Also published as: CN101595288B; US20090281737A1; DE602006015490D1; ATE474133T1; WO2008068330A1; US8280647B2; EP1930568B1; EP1930568A1; CN101595288A

Abstract

Un método de supervisar estados de proceso de un motor de combustión interna, en particular de una máquina rotativa (2), teniendo el motor de combustión interna una cámara de combustión (2c), incluyendo el método: medir composiciones de eductos (ma, mf) que entran en la cámara de combustión (2c); determinar en base a las composiciones de los eductos (ma, mf) una composición de un producto (mg) producido por la cámara de combustión (2c); determinar la potencia mecánica (Pmech) generada por la máquina rotativa (2); y determinar un valor de al menos uno de los estados de proceso en base a la potencia mecánica (Pmech), la composición de los eductos (ma, mf) y el producto (mg), y las relaciones estequiométricas de los eductos y el producto.

Description

Método y sistema para supervisar estados de proceso de un motor de combustión interna.

Campo de la invención

La presente invención se refiere al campo de la tecnología de control e instrumentación para motores de combustión interna. Específicamente, la presente invención se refiere al campo de tecnología de control e instrumentación para máquinas rotativas. Más específicamente, la invención se refiere a un método y un sistema para supervisar estados de proceso de una máquina rotativa con una cámara de combustión, en particular una turbo máquina tal como una turbina de gas.

Antecedentes de la invención

Los motores de combustión interna, en particular las máquinas rotativas, por ejemplo las turbo máquinas tal como turbinas de gas, o máquinas alternativas, por ejemplo motores diesel, están sometidos a carga considerable. La fluencia y la fatiga afectan a las máquinas en condiciones extremas debido a temperaturas de combustión muy altas, relaciones de presión, y flujos de aire. Como consecuencia de su deterioro, todos los componentes principales de una turbina de gas (GT), es decir, la boquilla de entrada, el compresor, la cámara de combustión, la turbina, el refrigerador de flujo de aire, y la salida, contribuyen, en grado diferente, a la degradación del rendimiento de la GT. La condición de cada componente único se deteriora invariablemente con el tiempo de operación, hasta que es restablecida al menos parcialmente por alguna acción de mantenimiento.

El objetivo del diagnóstico del rendimiento de turbinas de gas es detectar exactamente, aislar y averiguar cambios de rendimiento, mal funcionamiento del sistema y problemas de instrumentación. Entre otras varias técnicas, el análisis del recorrido de gases (GPA), descrito por ejemplo en EP-A 1 233 165, es una estructura consolidada para estimar cambios en el rendimiento a partir del conocimiento de parámetros medidos, tales como la potencia, velocidades del motor, temperaturas, presiones o flujo de carburante, tomados a lo largo del recorrido de gases de la turbina. Los cambios discernibles en estos parámetros medidos proporcionan la información necesaria para determinar el cambio subyacente en la operación del motor a partir de un estado de referencia, nominal o inicial, es decir, los síntomas de degradación. GPA permite identificar el deterioro del rendimiento del motor en términos de una degradación de parámetros independientes o estados del sistema tales como las eficiencias termodinámicas, las capacidades de flujo y las zonas de filtro de entrada/salida. En un paso de diagnóstico posterior, se analizan estos síntomas de degradación y se deduce un programa de acciones de mantenimiento, para asegurar una operación económica y segura, o se realiza una predicción de la vida restante de los componentes principales. El origen de un fallo que afecta a un componente dado de la turbina de gas puede ser de diversa naturaleza, tal como una contaminación de los álabes del compresor, la erosión de los álabes de la turbina o la corrosión de partes de la máquina, por ejemplo. A la inversa, fallos diferentes a menudo crean efectos o síntomas de degradación similares observables.

Consiguientemente, para la operación de una GT, es importante conocer exactamente los estados principales del proceso tales como las temperaturas, las presiones o el flujo másico de fluido, antes y después de cada componente. Específicamente, la temperatura de entrada de la turbina se considera un límite superior, puesto que las altas temperaturas permiten que los álabes de turbina se deterioren más rápidamente que las temperaturas más bajas, reduciendo por ello el tiempo de vida de la GT. Por otra parte, para una operación eficiente del carburante de una GT se requieren altas temperaturas. Por lo tanto, la temperatura de entrada de la turbina es controlada estrictamente. Sin embargo, en muchas GTs, la temperatura de entrada de la turbina no se mide, sino que se deriva de otros estados mensurables, que producen incertidumbre sobre la variable controlada. Por lo tanto, los métodos fiables de derivar las temperaturas de entrada de la turbina son cruciales para operar eficientemente una GT. El conocimiento exacto de estos estados no medidos hace posible estimar mejor las condiciones operativas y, por lo tanto, predecir mejor el programa de mantenimiento.

Típicamente, los métodos convencionales de determinar estados de proceso desconocidos usan un modelo dinámico o estático. Estos modelos se basan en principios termodinámicos y mecánicos de los fluidos. Las técnicas basadas en modelos utilizan a menudotécnicas de filtro Kalman para la estimación en línea de los estados desconocidos o usan métodos iterativos (por ejemplo Newton-Raphson), como se describe en EP 1 233 165. Sin embargo, estos métodos sufren el impacto negativo de que el fluido que fluye a través de la GT influye considerablemente en los estados no medidos, por ejemplo la humedad ambiente (en forma de vapor) enfría la temperatura de entrada de la turbina debido a la energía de vaporización requerida. A menudo este efecto se compensa aplicando curvas de corrección empíricas. Este efecto también se usa para reducir la temperatura en la cámara de combustión con el fin de reducir la emisión de NOx cuando la GT opera con carburante líquido (aceite) en lugar de carburante gaseoso. Generalmente, la combustión no es modelada y, por lo tanto, no se consideran la composición de aire (influenciada por la humedad ambiente) y de los gases de escape (influenciada por la composición de carburante y aire) y los flujos másicos correspon-
dientes.

La Patente de Estados Unidos número 4517948 (de Kaji y colaboradores) describe un aparato para controlar una relación de aire-carburante en motores de combustión interna. El aparato permite el control de realimentación determinando datos de corrección para varios estados operativos del motor y utilizando posteriormente los datos recogidos en correspondencia con un flujo dado de aire de admisión.

La Patente de Estados Unidos número 4945882 (de Brown y colaboradores) se refiere al control de carburante para un motor usando una mezcla de carburante líquido en un bucle cerrado en la salida de un sensor de oxígeno montado en el escape del vehículo. El aparato tiene la finalidad de mantener una relación estequiométrica de aire/carburan-
te.

Descripción de la invención

Por lo tanto, un objetivo de la presente invención es proporcionar un método mejorado y un sistema mejorado para supervisar estados de proceso no medidos de un motor de combustión interna, en particular de una máquina rotativa que tiene una cámara de combustión, y más en concreto, una turbo máquina tal como una turbina de gas. Un objetivo concreto de la presente invención es proporcionar un método y un sistema para determinar más exactamente que con métodos convencionales la temperatura de entrada de una turbina de gas. Otro objetivo de la presente invención es determinar más estados de proceso no medidos tales como el flujo másico de aire, el flujo másico de gases de escape y la presión de entrada de la turbina, importantes para conocer la eficiencia de la turbina de gas.

Al menos algunos de estos objetivos se logran con un método de y un sistema para supervisar estados de proceso de un motor de combustión interna, en particular de una máquina rotativa, según la reivindicación 1 y la reivindicación 7 respectivamente, así como mediante el uso del método según la reivindicación 10. Otras realizaciones preferidas son evidentes por las reivindicaciones dependientes.

Según la presente invención, dichos objetos se logran en particular porque, para supervisar estados de proceso (no medidos) de una máquina rotativa que tiene una cámara de combustión, se miden las composiciones de eductos que entran en la cámara de combustión. En base a las composiciones de los eductos, se determina la composición del producto producido por la cámara de combustión. Además, se determina la potencia mecánica generada por la máquina rotativa. Específicamente, la potencia mecánica se determina en base a características de un generador movido por la máquina rotativa y en base a la potencia medida generada por el generador. En base a la potencia mecánica, la composición de los eductos y producto, y las relaciones estequiométricas de eductos y producto, se determina el valor de al menos uno de los estados de proceso y, por ejemplo, se visualiza y/o envía a una unidad de control que controla la máquina rotativa.

Así, en base a mediciones exactas del educto, por ejemplo la composición de aire y carburante en el proceso de combustión, se deriva el producto, es decir la composición de los gases de escape, suponiendo combustión completa, que es muy razonable al menos para carburante gaseoso. Posteriormente, sin necesidad de un método iterativo o recursivo, haciendo posible una implementación más robusta y más rápida, se pueden determinar varios estados de proceso no medidos, por ejemplo, el flujo másico de aire a través del compresor que conduce a la cámara de combustión y/o un flujo másico de gas, una composición y/o una temperatura de los gases de escape que salen de la cámara de combustión. En particular, además de supervisar estados de proceso no medidos, por ejemplo a través de implementación en un sistema de control industrial, es posible controlar la temperatura de entrada de la turbina en base a su estimación más exacta. El método y sistema propuestos son aplicables a cualquier maquinaria rotativa donde haya combustión, por ejemplo una turbina de gas, un motor diesel, un motor de combustión interna, etc.

Por ejemplo, para supervisar los estados de proceso de una turbina de gas, se determina el flujo másico de aire a través del compresor que conduce a la cámara de combustión. En base al flujo másico de aire y el flujo másico de carburante a la cámara de combustión, se determina el flujo másico de los gases de escape que salen de la cámara de combustión. En base al flujo másico de aire y el flujo másico de gas, se determina la composición de los gases de escape. En base al flujo másico de aire, el flujo másico de gas y la composición de los gases de escape, se determina la temperatura de los gases de escape que salen de la cámara de combustión. La temperatura de los gases de escape que salen de la cámara de combustión es representativa de la temperatura de entrada de la turbina que es movida por los gases de escape que salen de la cámara de combustión.

Se miden preferiblemente las temperaturas de los eductos y el producto, y, en base a sus respectivas temperaturas, se determinan las entalpías de los eductos y el producto usando funciones de entalpía asociadas con sus respectivas composiciones. En el ejemplo de supervisar los estados de proceso de la turbina de gas, se miden las temperaturas de aire y carburante que entran en la cámara de combustión, y la temperatura de los gases de escape que salen de la turbina. Posteriormente, las entalpías para aire, carburante y gases de escape se determinan en base a sus respectivas temperaturas, y el valor del al menos único de los estados de proceso se basa en las entalpías.

En una realización, se determina una función de entalpía invertida asociada con la composición de los gases de escape. Posteriormente, la temperatura de los gases de escape que salen de la cámara de combustión se determina en base al flujo másico de aire y el flujo másico de gas usando la función de entalpía invertida.

Breve descripción de los dibujos

La presente invención se explicará con más detalle, a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos en los que:

La figura 1 representa un diagrama de bloques que ilustra esquemáticamente una turbina de gas y sus estados de proceso principales.

La figura 2 representa un diagrama de bloques que ilustra esquemáticamente límites termodinámicos de la turbina de gas.

La figura 3 representa una secuencia ejemplar de pasos para supervisar estados de proceso de una máquina rotativa que tiene una cámara de combustión.

La figura 4 ilustra entalpías compuestas para cuatro composiciones de gas distintas.

Y la figura 5 ilustra cómo se determina la temperatura de entrada de una turbina a partir de una línea de entalpía.

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Descripción detallada de realizaciones preferidas

La figura 1 representa los componentes principales de una máquina rotativa 2, en particular una turbina de gas, vistos como un sistema que consta de una disposición secuencial de elementos de volumen ideal en equilibrio termodinámico, es decir entrada del compresor 2a (filtro, boquilla), compresor 2b, cámara de combustión 2c, turbina 2d y conducto de salida 2e, donde el compresor 2b y la turbina 2d están interconectados mecánicamente por un eje 2f. La figura 1 también ilustra los lugares donde se miden las varias variables dependientes o de salida del sistema, es decir las variables del proceso tales como las temperaturas, las presiones, la potencia y la velocidad del eje. Estas variables incluyen la temperatura T_{0} a la entrada a la entrada del compresor 2a, así como la temperatura y presión de entrada y salida del compresor denotadas T_{1}, p_{1} y T_{2}, p_{2}, respectivamente. Más a lo largo del recorrido de gas, la temperatura y presión de entrada y salida de la turbina se designan T_{3}, p_{3} y T_{4}, p_{4}, respectivamente, mientras que los gases de escape tienen finalmente una temperatura variable T_{5} y una presión p_{5} (generalmente se puede suponer que p_{5} es igual a la presión ambiente p_{0}). Además, la velocidad del eje N, la potencia mecánica P_{mech} y la potencia del generador P_{gen} son variables de salida típicas. En las figuras 1 y 2, los índices a, f, g y w se refieren a aire, carburante, gases de escape o agua, respectivamente. Así, los símbolos de referencia w_{a}, w_{f}, w_{g}, w_{w} se refieren a flujo másico de aire, flujo másico de carburante, flujo másico de gases de escape, o flujo másico de agua, respectivamente; los símbolos de referencia m_{a}, m_{f}, m_{g}, m_{w} se refieren a las composiciones específicas de aire, carburante, gases de escape, o agua, respectivamente; y los símbolos de referencia h_{a}, h_{f}, h_{g} se refieren a la entalpía a temperaturas específicas T_{i} del aire, carburante, o gases de escape, respectivamente.

Típicamente, los estados de proceso principales no medidos usados para supervisar y/o controlar la operación eficiente incluyen la temperatura de entrada de la turbina T_{3}, el flujo másico de aire w_{a}, y el flujo másico de gases de escape w_{g}. A menudo también se determina la presión de entrada de la turbina p_{3}. Adicionalmente, la composición de los gases de escape puede ser de interés por razones de regulación (por ejemplo emisión de CO_{2}). Estos estados de proceso no medidos son derivados de los estados mensurables, como se explicará en los párrafos siguientes.

La figura 2 representa esquemáticamente los límites termodinámicos del sistema 2ab, 2de de la turbina de gas, abarcando el límite 2ab la entrada del compresor 2a y compresor 2b, y abarcando el límite 2de la turbina 2d y conducto de salida 2e.

Generalmente, las pérdidas pueden ser cuantificadas con suficiente exactitud y son combinadas y descritas por un término de potencia P_{loss} que se supone que es conocido. La potencia mecánica P_{mech} generada por la turbina 2d se deriva, por ejemplo, de las características del generador y la potencia medidas del generador P_{gen}. Usando los límites del sistema definidos en la figura 2, se pueden derivar las relaciones siguientes:

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1

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Las entalpías para aire, carburante y gases de escape, h_{(\cdot)} (T_{(\cdot)}), pueden ser derivadas considerando su composición específica m_{(\cdot)} y usando las funciones de entalpía h_{(\cdot)}(T_{(\cdot)}) publicadas por NASA como polinomios que describen la entalpía de los elementos principales. Los polinomios se toman de http://cea.grc.nasa.gov/, que es una herramienta proporcionada por el NASA Glenn Research Center bajo el título "Chemical Equilibrium with Applications". Los polinomios deseados son generados y descargados como

2

Estas funciones de entalpía son polinomios de orden más alto y solamente dependen de la temperatura. La figura 4 ilustra ejemplos de entalpías compuestas h(T) para cuatro composiciones de gas distintas, obtenidas del sitio de la NASA. En la ecuación (3), los términos w_{g}\cdot[h_{g}(T_{3})-h_{g}(T_{4})] y w_{a} son desconocidos, puesto que w_{g}, T_{3} y m_{g} son desconocidos. En un primer paso, se deriva w_{a}. Con referencia a la figura 2, el producto w_{g}h_{g}(T_{3}) se calcula a partir de las entalpías que entran en el proceso de combustión. Por lo tanto,

3

Mientras la GT opera con gas, la inyección de agua (w_{w}) es despreciada en el ejemplo presente. Sin embargo, los expertos en la técnica entenderán que las ecuaciones se pueden ampliar fácilmente de manera que incluyan la inyección de agua. Igualmente, no se han incorporado las presiones y velocidades de flujo, pero se podrían incluir en grado correspondiente. El término \Deltah_{f} es el valor de calentamiento (o tasa de calor) del gas carburante y puede ser calculado a partir de la entalpía de formación (según la ley de Hess) de cada componente de gas (\Delta_{\underline{h}}). Por lo tanto,

4

El flujo de entalpía de los gases de escape después de la turbina es w_{g}h_{g}(T_{4}). Por lo tanto,

5

Por lo que V es la matriz de combustión que describe la relación estequiométrica para cada componente. Por ejemplo, la combustión completa de metano y etano se cubre con el cálculo de matriz siguiente:

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6

El vector M contiene las masas molares correspondientes y diag(M) es una matriz con los elementos de M en su diagonal. La primera fila en V se puede leer como la cantidad de moléculas de O_{2} en el educto menos dos veces la cantidad de moléculas de CH_{4} menos 2,5 veces la cantidad de moléculas de C_{2}H_{6} da la cantidad de moléculas de O_{2} en el producto. Correspondientemente, la segunda fila es la cantidad de CO_{2} en el educto más una vez la cantidad de moléculas de CH_{4} más dos veces la cantidad de moléculas de C_{2}H_{6} da la cantidad de CO_{2} en el producto. Por lo tanto, la ecuación (3) se puede reescribir como

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que da

8

Todas las variables en el lado derecho son conocidas. Posteriormente, el flujo de gases de escape se deriva como

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y la composición de los gases de escape m_{g} se deriva como

10

Dado que las funciones de entalpía son monotónicas (y por lo tanto invertibles), la temperatura de entrada de la turbina T_{3} puede ser derivada fácilmente invirtiendo la función de entalpía correspondiente a partir de la ecuación (5):

11

La inversión se ilustra esquemáticamente en la figura 5, donde (debido a monotonicidad) la temperatura T_{3} se encuentra que es correspondiente a una entalpía particular. Se ilustran cinco líneas de entalpía distintas para composiciones constantes de gases de escape (líneas de trazos), siendo aproximada una de ellas por un polinomio de segundo orden h'_{g} en el rango relevante de temperatura de entre 1000 y 1500 K (zona sombreada). Cuando se considera que la aproximación opera razonablemente bien, en la práctica, se invierten los polinomios de orden bajo de interpolación al objeto de derivar T_{3}.

El método es implementado, por ejemplo, en un sistema de control industrial 1 para supervisar los estados de proceso no medidos y/o para controlar la temperatura de entrada de la turbina T_{3}. Debido al hecho de que se toma en cuenta la combustión, las emisiones de CO_{2} pueden ser derivadas directamente a través del cálculo. Además, el método puede ser ampliado para supervisar la calidad de la entrada de carburante. Las propiedades de componentes de gas específicos, tales como CO_{2} o NO_{x}, a menudo se miden en los gases de escape por razones de regulación. Disponer de ambas, una medición y una estimación (en base a la determinación anterior), proporciona información acerca de la calidad de combustión, la calidad de entrada de carburante y/o fallo de sensores, dando lugar a un mejor diagnóstico del sistema de combustión.

Por ejemplo, el sistema 1 incluye un módulo sensor 11 para recibir mediciones de variables de proceso y/o composición(es) de educto; una memoria de datos y programa 12 para almacenar valores de medición, parámetros de cálculo y módulos de software programado; una unidad de procesado 13 con al menos un procesador; y un módulo de salida 14 para presentar estados de procesado y/o para presentar, a la turbina de gas 2 o a una unidad de control que controla la turbina de gas 2, señales de control en base a los estados de procesado derivados. En una realización, la memoria de programa 12 incluye un módulo de software programado para controlar la unidad de procesado de tal manera que el método sea ejecutado como se describe en los párrafos siguientes con referencia a la figura 3.

En el paso S1, se toman mediciones y los respectivos valores de medición son recibidos por el módulo sensor 11 y almacenados en el sistema 1.

En el paso S2, la unidad de procesado 13 calcula el flujo másico de aire w_{a} usando la ecuación (12), como se ha descrito anteriormente.

En el paso S3, la unidad de procesado 13 calcula el flujo másico de gases de escape w_{g} y gases de escape composición m_{g} usando ecuaciones (13) o (14), respectivamente.

En el paso S4, la unidad de procesado 13 calcula la inversión de entalpía h^{-1}_{g}.

En el paso S5, la unidad de procesado 13 calcula la temperatura de entrada de la turbina T_{3} usando la ecuación (15) como se ha descrito anteriormente.

Como también se ilustra en la figura 3, los estados de proceso computerizados, por ejemplo el flujo másico de aire w_{a}, el flujo másico de gases de escape w_{g}, la composición de los gases de escape m_{g}, y/o la temperatura de entrada de la turbina T_{3}, son utilizados por el módulo de salida 14 para aplicaciones de evaluación de rendimiento A1, control de combustión/emisión A2, y/o control de turbina A3.

Claims

1. Un método de supervisar estados de proceso de un motor de combustión interna, en particular de una máquina rotativa (2), teniendo el motor de combustión interna una cámara de combustión (2c), incluyendo el método:

medir composiciones de eductos (m_{a}, m_{f}) que entran en la cámara de combustión (2c);

determinar en base a las composiciones de los eductos (m_{a}, m_{f}) una composición de un producto (m_{g}) producido por la cámara de combustión (2c);

determinar la potencia mecánica (P_{mech}) generada por la máquina rotativa (2); y

determinar un valor de al menos uno de los estados de proceso en base a la potencia mecánica (P_{mech}), la composición de los eductos (m_{a}, m_{f}) y el producto (m_{g}), y las relaciones estequiométricas de los eductos y el producto.

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2. El método según la reivindicación 1, donde determinar el valor del al menos único de los estados de proceso incluye determinar al menos uno de un flujo másico de aire (w_{a}) a través de un compresor (2b) que conduce a la cámara de combustión (2c), y un flujo másico de gas (w_{g}), una composición (m_{g}) y una temperatura (T_{3}) de los gases de escape que salen de la cámara de combustión (2c) y/o entran en una turbina (2d).

3. El método según la reivindicación 1, incluyendo además medir las temperaturas de los eductos y el producto, y determinar entalpías (h_{a}, h_{f}, h_{g}) para los eductos y el producto usando funciones de entalpía asociadas con sus respectivas composiciones (m_{a}, m_{f}, m_{g}), donde determinar las entalpías (h_{a}, h_{f}, h_{g}) para los eductos y el producto se basa en su temperatura respectiva, y donde determinar el valor del al menos único de los estados de proceso se basa en las entalpías (h_{a}, h_{f}, h_{g}).

4. El método según la reivindicación 1, donde supervisar los estados de proceso incluye supervisar los estados de proceso de una turbina de gas, y donde determinar el valor del al menos único de los estados de proceso incluye determinar un flujo másico de aire (w_{a}) a través de un compresor (2b) que conduce a la cámara de combustión (2c), determinar un flujo másico de gas (w_{g}) de los gases de escape que salen de la cámara de combustión (2c) en base al flujo másico de aire (w_{a}) y un flujo másico de carburante (w_{f}) a la cámara de combustión (2c), determinar una composición de los gases de escape (m_{g}) en base al flujo másico de aire (w_{a}) y el flujo másico de gas (w_{g}), y determinar una temperatura (T_{3}) de los gases de escape que salen de la cámara de combustión (2c) en base al flujo másico de aire (w_{a}), el flujo másico de gas (w_{g}), y la composición de los gases de escape (m_{g}), siendo la temperatura (T_{3}) de los gases de escape que salen de la cámara de combustión (2c) representativa de una temperatura de entrada de la turbina movida por los gases de escape que salen de la cámara de combustión (2c).

5. El método según la reivindicación 4, donde determinar la temperatura (T_{3}) de los gases de escape incluye determinar una función de entalpía invertida asociada con la composición de los gases de escape (m_{g}), y determinar la temperatura (T_{3}) de los gases de escape que salen de la cámara de combustión (2c) se basa en el flujo másico de aire (w_{a}) y el flujo másico de gas (w_{g}) usando la función de entalpía invertida.

6. El método según la reivindicación 4, incluyendo además medir temperaturas (T_{2}, T_{f}) del aire y carburante que entran en la cámara de combustión (2c), medir la temperatura (T_{4}) de los gases de escape que salen de la turbina, y determinar entalpías (h_{a}, h_{f}, h_{g}) para aire, carburante y gases de escape en base a sus respectivas temperaturas, y donde determinar el valor del al menos único de los estados de proceso se basa en las entalpías (h_{a}, h_{f}, h_{g}).

7. Un sistema (1) para supervisar estados de proceso de un motor de combustión interna, en particular de una máquina rotativa (2), teniendo el motor de combustión interna una cámara de combustión (2c), incluyendo el sistema (1):

sensores (11) que miden composiciones de eductos (m_{a}, m_{f}) que entran en la cámara de combustión (2c);

una unidad de procesado (13) que calcula una composición de un producto (m_{g}) producido por la cámara de combustión (2c), en base a las composiciones de los eductos (m_{a}, m_{f});

calcular la potencia mecánica (P_{mech}) generada por la máquina rotativa (2); y

calcular un valor de al menos uno de los estados de proceso en base a la potencia mecánica (P_{mech}), la composición de los eductos (m_{a}, m_{f}) y el producto (m_{g}), y relaciones estequiométricas de eductos y producto.

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8. El sistema (1) según la reivindicación 7, donde la máquina rotativa (2) es una turbina de gas donde los estados de proceso incluyen al menos uno de un flujo másico de aire (w_{a}) a través de un compresor (2b) que conduce a la cámara de combustión (2c), y un flujo másico de gas (w_{g}), una composición (m_{g}) y una temperatura (T_{3}) de gases de escape que salen de la cámara de combustión (2c), y donde los medios para determinar el valor del al menos único de los estados de proceso están configurados además para determinar un flujo másico de aire (w_{a}) a través de un compresor (2b) que conduce a la cámara de combustión (2c), para determinar un flujo másico de gas (w_{g}) de gases de escape que salen de la cámara de combustión (2c) en base al flujo másico de aire (w_{a}) y un flujo másico de carburante (w_{f}) a la cámara de combustión (2c), para determinar una composición de los gases de escape (m_{g}) en base al flujo másico de aire (w_{g}) y el flujo másico de gas (w_{g}), y para determinar una temperatura (T_{3}) de los gases de escape que salen de la cámara de combustión (2c) en base al flujo másico de aire (w_{a}), el flujo másico de gas (w_{g}), y la composición de los gases de escape (m_{g}), siendo la temperatura (T_{3}) de los gases de escape que salen de la cámara de combustión (2c) representativa de una temperatura de entrada de la turbina movida por los gases de escape que salen de la cámara de combustión (2c).

9. El sistema (1) según la reivindicación 8, incluyendo además medios para medir la temperatura (T_{2}, I_{f}) del aire y carburante que entran en la cámara de combustión (2c), medios para medir la temperatura (T_{4}) de los gases de escape que salen de la turbina, y medios para determinar entalpías (h_{a}, h_{f}, h_{g}) para aire, carburante y gases de escape en base a sus respectivas temperaturas, y donde los medios para determinar el valor del al menos único de los estados de proceso están configurados para determinar el valor del al menos único de los estados de proceso en base a las entalpías (h_{a}, h_{f}, h_{g}).

10. Un uso de un método de supervisar estados de proceso según una de las reivindicaciones 1 a 6 al objeto de diagnosticar el sistema de combustión interna, incluyendo;

medir, por medio de sensores, composiciones de eductos (m_{a}, m_{f}) que entran en la cámara de combustión (2c),

determinar una composición de un producto (m_{g}) producido por la cámara de combustión (2c), en base a las composiciones de los eductos (m_{g}, m_{f}),

derivar, a partir de la composición determinada, información acerca de la calidad de combustión o una calidad de la entrada de carburante, o información acerca de fallo de sensores.