JP2014177939A - ガスタービンのチューニング及び制御システム、及び方法 - Google Patents
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- F05D2270/40—Type of control system
- F05D2270/44—Type of control system active, predictive, or anticipative
Abstract
【解決手段】ガスタービンエンジンが第1の動作状態で動作する際に第1の複数の動作パラメータを受信するステップを含む。方法は更に、ガスタービンエンジンを第2の動作状態で動作させて、第2の動作状態での第2の複数の動作パラメータを測定するステップを含む。加えて、方法はガスタービンエンジンを第3の動作状態で動作させて、第3の動作状態での第3の複数の動作パラメータを測定するステップを含み、但し、第1、第2、及び第3の動作状態は互いに異なる。加えて、方法は第1、第2、及び第3の複数の動作パラメータに基づいて補正係数を生成するステップを含む。方法は更に、補正係数に基づいてガスタービンエンジンの動作を調整するステップを含む。
【選択図】図4
Description
ガスタービンエンジン10をチューニングする個別のプロセスとして実装されてもよく、又は、方法400は、所定の周期で、及び/又はガスタービンエンジン10の動作中に継続的にコントローラ18内で実行される自動プロセスとして実装されてもよい。ガスタービンエンジン10の動作中に方法400を自動的且つ継続的に実行することの1つの利点は、コンポーネント及び制御センサ26は経年と共に劣化するため、ガスタービンエンジン10の正確なチューニングを促進するために、補正係数54を継続的に調整できることにある。しかし、前述のように、例示的方法400の自動的な実行はユーザーの介入を排除するものではない。方法は400の個別的な実行と同様に、幾つかの入力動作パラメータ48及び60はユーザーによってコントローラ18に入力されてもよい。これらの入力動作パラメータ48及び60は、ガスタービンエンジン10の動作状態の1つでコントローラ18によって受信される入力動作パラメータ48及び60の置き換えを含み、方法400の自動的な実行中の任意の時点でユーザーによって入力されてもよい。加えて、方法400の自動的な実行は、ユーザーが介入して、既に完了して方法400のステップを反復することをコントローラ18に要求するなどの追加の指示をコントローラ18に与えることを排除するものではない。ユーザーの介入中、コントローラ18は、ガスタービンエンジン10の様々な動作状態で制御センサ26から受信した入力動作パラメータ48及び60を保存する。コントローラ18は、ユーザーが介入する要求を実行した後は、方法400の自動的な実行を継続する。
12 圧縮機
14 燃焼器
16 タービン
18 コントローラ
20 入口ダクト
21 入口ガイドベーン(IGV)
22 排気ダクト
24 発電機
26 制御センサ
27 アクチュエータ
28 燃料制御システム
29 アクチュエータ
30 較正用コンピューティングデバイス
32 制御センサ
33 精密動作パラメータ
34 メモリデバイス
36 プロセッサ
38 掲示インターフェース
40 ユーザー
42 ユーザー入力インターフェース
44 通信インターフェース
48 入力動作パラメータ
50 定格着火温度
52 計算された着火温度
54 補正係数
56 MBCモジュール
58 ARESモジュール
60 推定動作パラメータ
62 排気ガス温度
64 計算された着火温度
66 補正された着火温度
68 排気温度補正係数
70 比較器
74 比較器
200 例示的制御アーキテクチャ
300 線
302 線
304 定格着火温度の線
306 定格パワー出力の線
308 データポイント
400 方法
402 第1の複数の動作パラメータを受信する
404 ガスタービンを動作させる
406 ガスタービンを動作させる
408 補正係数を生成する
410 動作を調整する
420 第1の動作状態
422 第2の動作状態
424 第3の動作状態
426 計算された動作状態
428 定格動作状態
502 データポイント
504 データポイント
506 線
508 複数の線
900 方法
902 ガスタービンエンジンを動作させる
904 ガスタービンエンジンを動作させる
906 補正係数を生成する
908 動作を調整する
Claims (20)
- ガスタービンエンジンをチューニングする方法であって、
(a)ガスタービンエンジンが第1の動作状態で動作する際に第1の複数の動作パラメータを受信するステップ、
(b)前記ガスタービンエンジンを第2の動作状態で動作させて、第2の動作状態での第2の複数の動作パラメータを測定するステップ、
(c)前記ガスタービンエンジンを第3の動作状態で動作させて、第3の動作状態での第3の複数の動作パラメータを測定するステップ(但し、第1、第2、及び第3の動作状態は互いに異なる)、
(d)前記第1、第2、及び第3の複数の動作パラメータに基づいて補正係数を生成するステップ、及び、
(e)前記補正係数に基づいて前記ガスタービンエンジンの動作を調整するステップ、を含む方法。 - 前記第1の複数の動作パラメータを受信するステップが、前記ガスタービンエンジンに結合された少なくとも1つの制御センサから前記第1の複数の動作パラメータを受信するステップを含む請求項に記載の方法。
- 前記ガスタービンエンジンが第1の動作状態で動作する際に第1の複数の動作パラメータを受信するステップが、前記ガスタービンエンジンが定格着火温度、定格排気温度、定格パワー出力、及び定格排出量レベルの1つで動作する際の第1の複数の動作パラメータを受信するステップを含む請求項1に記載の方法。
- 補正係数を生成するステップが、前記第1、第2、及び第3の複数の動作パラメータを、コントローラによって実行される動作境界モデルとスケジューリングアルゴリズムの1つに適用するステップを含む請求項1に記載の方法。
- 前記第1、第2、及び第3の複数の動作パラメータに基づいて、前記ガスタービンエンジンの計算された動作状態を判定するステップを更に含む請求項1に記載の方法。
- 前記補正係数を生成するステップが、定格動作状態を前記計算された動作状態と比較して差分値を計算するステップを含む請求項5に記載の方法。
- 前記定格動作状態を前記計算された動作状態と比較するステップが、前記ガスタービンエンジンに結合されたコントローラを使用して、前記定格動作状態を前記計算された動作状態と比較するステップを含む請求項6に記載の方法。
- 前記ガスタービンエンジンの調整動作が、前記ガスタービンエンジンに結合されたコントローラを前記補正係数で修正するステップを含む請求項1に記載の方法。
- 複数の補正係数を生成するステップと、
前記ガスタービンエンジンに使用される前記複数の補正係数の少なくとも1つを選択するステップと、を更に含む請求項1に記載の方法。 - ステップ(a)から(e)が前記ガスタービンエンジンの動作中に周期的に反復される請求項1に記載の方法。
- ステップ(a)、(b)、及び(c)の少なくとも1つが反復される請求項1に記載の方法。
- ステップ(a)から(e)が前記ガスタービンエンジンに結合されたコントローラによって自動的に実行される請求項1に記載の方法。
- 前記ガスタービンエンジンの前記動作の調整が、前記補正係数に基づいて定格動作状態を調整するステップを含む請求項1に記載の方法。
- ガスタービンエンジンのチューニング中に燃焼器の温度制御を調整するためのシステムであって、
前記ガスタービンエンジンに結合され、前記ガスタービンエンジンに関連する少なくとも1つの動作パラメータをコントローラに送信するように構成された少なくとも1つの制御センサと、
前記ガスタービンエンジンに結合され、前記ガスタービンエンジンに関連する少なくとも1つの精密動作パラメータを較正用コンピューティングデバイスに送信するように構成された少なくとも1つの精密センサと、
前記ガスタービンエンジンの動作を制御すると共に、
前記少なくとも1つの動作パラメータを前記少なくとも1つの制御センサから受信するように構成されたコントローラと、
前記少なくとも1つの精密動作パラメータを前記少なくとも1つの精密センサから受信するように構成された較正用コンピューティングデバイスと、を備えるシステム。 - 前記較正用コンピューティングデバイスが、信号を前記コントローラに送信するように構成された通信インターフェースを備える請求項14に記載のシステム。
- 前記コントローラが更に、前記少なくとも1つの動作パラメータに基づく、定格着火温度と定格排気温度との1つを含む第1の動作状態で前記ガスタービンエンジンの動作を制御するように構成される請求項14に記載のシステム。
- ガスタービンエンジンのチューニング方法であって、
第1の動作状態で前記ガスタービンエンジンを動作させて、前記第1の動作状態で第1の複数の動作パラメータを測定するステップと、
第2の動作状態で前記ガスタービンエンジンを動作させて、前記第2の動作状態で第2の複数の動作パラメータを測定するステップと(但し前記第1の動作状態と前記第3の複数の動作状態は互いに異なる)、
前記補正係数に基づいて、前記ガスタービンエンジンに結合されたコントローラを前記補正係数で修正することを含めて前記ガスタービンエンジンの動作を調整するステップと、を含む方法。 - 前記ガスタービンエンジンを第1の動作状態で動作させるステップが、定格着火温度、定格排気温度、定格パワー出力、及び定格排出量レベルの1つで前記ガスタービンエンジンを動作させるステップを含む請求項17に記載の方法。
- 少なくとも前記第1の複数の動作パラメータと、前記第2の複数の動作パラメータとに基づいて、前記ガスタービンエンジンの計算された動作状態を判定するステップを更に含む請求項17に記載の方法。
- 補正係数を生成するステップが、定格動作状態を前記計算された動作状態と比較して差分値を計算するステップを含む請求項19に記載の方法。
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