JP2017198206A - 較正された性能モデルによる機械の制御 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本開示による方法は、機械の性能モデルを使用して、機械の動作中に、機械の1組の段間条件を計算するステップであって、機械は、複数のタービン段と、複数の段間位置とを横断する流路を有するタービン部品を備える、計算するステップと、機械の性能モデルの予測値と、入力条件の組及び出力条件の組のうちの1つとの間の相違に基づいて、機械の性能モデルを較正するステップと、較正された性能モデルと、機械の計算された段間条件の組とに基づいて、機械の動作パラメータを調整するステップとを含む。
【選択図】図4
Description
[実施態様1]
機械(100)を制御する方法であって、
機械(100)の性能モデル(306)を使用して、機械(100)の動作中に、1組の入力条件(302)及び1組の出力条件(304)のうちの1つに対応する、機械(100)の1組の段間条件(152A〜E)を計算するステップ(S2)であって、機械(100)は、複数のタービン段と、複数の段間位置(152A〜E)とを横断する流路を有するタービン部品(104)を備え、入力条件(302)の組、出力条件(304)の組及び段間条件(152A〜E)の組の各々は、温度、圧力及び流量のうちの1つを含む、計算するステップ(S2)と、
機械(100)の性能モデル(306)の予測値と、入力条件(302)の組及び出力条件(304)の組のうちの1つとの間の相違に基づいて、機械(100)の性能モデル(306)を較正するステップ(S3)と、
較正された性能モデル(228)と、機械(100)の計算された段間条件(152A〜E)の組とに基づいて、機械(100)の動作パラメータを調整するステップ(S4)とを含む、方法。
[実施態様2]
機械(100)の性能モデル(306)が、機械(100)のタービン部品(104)内の、熱応力及び熱膨張の閾値を含む、実施態様1に記載の方法。
[実施態様3]
性能モデル(306)を較正するステップ(S3)が、熱応力及び熱膨張の閾値を調整するステップ(S3−2)を含む、実施態様2に記載の方法。
[実施態様4]
機械(100)の動作パラメータを調整するステップ(S4)が、閾値を超える熱応力及び熱膨張に応答して、入口(156)内の流量を低減することを含む、実施態様3に記載の方法。
[実施態様5]
流路の性能モデル(306)が、機械(100)のタービン部品(104)の複数のタービン段の各々の起動率を含む、実施態様1に記載の方法。
[実施態様6]
動作パラメータを調整するステップ(S4)が、タービン部品の制御弁の位置を調整することを含む、実施態様1に記載の方法。
[実施態様7]
較正された性能モデル(228)を用いて、計算するステップ(S2)、較正するステップ(S3)及び調整するステップ(S4)を繰り返すことをさらに含む、実施態様1に記載の方法。
[実施態様8]
性能モデル(306)が、制御される機械(100)とは異なる機械に対応する、実施態様1に記載の方法。
[実施態様9]
機械(100)を制御するシステム(150)であって、
機械(100)の監視システムと通信する、システムコントローラ(160)であって、システムコントローラ(160)は、
機械(100)の性能モデル(306)を使用して、機械(100)の動作中に、1組の入力条件(302)及び1組の出力条件(304)に対応する、機械(100)の1組の段間条件(152A〜E)を計算するように動作可能であって、機械(100)は、複数のタービン段と、複数の段間位置(152A〜E)とを横断する流路を有するタービン部品(104)を備え、入力条件(302)の組、出力条件(304)の組及び段間条件(152A〜E)の組の各々は、温度、圧力及び流量のうちの1つを含み、
機械(100)の性能モデル(306)の予測値と、入力条件(302)の組及び出力条件(304)の組のうちの1つとの間の相違に基づいて、機械(100)の性能モデル(306)を較正するように動作可能な、システムコントローラ(160)と、
システムコントローラ(160)と、タービン部品(104)の入口(156)とに動作可能に連結された、制御弁(172)であって、制御弁(172)は、較正された性能モデル(228)と、機械(100)の計算された段間条件(152A〜E)の組とに基づいて、機械(100)の動作パラメータを調整するように動作可能な制御弁(172)とを備える、システム(150)。
[実施態様10]
機械(100)の性能モデル(306)が、機械(100)のタービン部品(104)内の、熱応力及び熱膨張の閾値を含む、実施態様9に記載のシステム(150)。
[実施態様11]
システムコントローラ(160)が、機械(100)の性能モデル(306)における予測値と、入力条件(302)の組及び出力条件(304)の組のうちの1つとの間の相違に基づいて、熱応力及び熱膨張の閾値を調整するようにさらに動作可能な、実施態様10に記載のシステム(150)。
[実施態様12]
システム(150)が、選択された複数の段間位置(152A〜E)のうちの1つの、閾値を超える内部条件に応答して、タービン部品(104)の入口(156)における流量を変更するように制御弁(172)を調整する、実施態様9に記載のシステム(150)。
[実施態様13]
流路の性能モデル(306)が、機械(100)のタービン部品(104)の複数のタービン段の各々の起動率を含む、実施態様9に記載のシステム(150)。
[実施態様14]
システムコントローラ(160)が、制御弁(172)の調整に応答して、較正された性能モデル(228)を用いて、計算、較正及び調整をするようにさらに構成される、実施態様9に記載のシステム(150)。
[実施態様15]
システムコントローラ(160)が、異なる機械のコントローラと通信し、性能モデル(306)が、異なる機械の動作を用いることを前提として予め構成される、実施態様14に記載のシステム(150)。
[実施態様16]
機械(100)を制御するための、コンピュータ可読記憶媒体に記憶されたプログラム製品であって、コンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータシステムに、
機械(100)の性能モデル(306)を使用して、機械(100)の動作中に、1組の入力条件(302)及び1組の出力条件(304)に対応する、機械(100)の1組の段間条件(152A〜E)を計算させ、機械(100)は、複数のタービン段と、複数の段間位置(152A〜E)とを横断する流路を有するタービン部品(104)を備え、入力条件(302)の組、出力条件(304)の組及び段間条件(152A〜E)の組の各々は、温度、圧力及び流量のうちの1つを含み、
機械(100)の性能モデル(306)の予測値と、入力条件(302)の組及び出力条件(304)の組のうちの1つとの間の相違に基づいて、機械(100)の性能モデル(306)を較正させ、
較正された性能モデル(228)と、機械(100)の計算された段間条件(152A〜E)の組とに基づいて、機械(100)の動作パラメータを調整させる、
プログラムコードを含む、コンピュータ可読記憶媒体に記憶されたプログラム製品。
[実施態様17]
機械(100)の動作パラメータが、入口(156)内の流量を含む、実施態様16に記載のプログラム製品。
[実施態様18]
較正された性能モデル(228)を用いて、コンピュータシステムに、計算、較正及び調整を繰り返させる、プログラムコードをさらに含む、実施態様16に記載のプログラム製品。
[実施態様19]
機械(100)の性能モデル(306)が、機械(100)のタービン部品(104)内の、熱応力及び熱膨張の閾値を含む、実施態様16に記載のプログラム製品。
[実施態様20]
較正された性能モデル(228)に基づいて、コンピュータシステムに、熱応力及び熱膨張の閾値を調整させるプログラムコードをさらに含む、実施態様16に記載のプログラム製品。
102 圧縮機部品
104 タービン部品
106 軸
108 燃焼器組立体
110 燃焼器
112 圧縮機ロータホイール
114 第1段圧縮機ロータホイール
116 第1段圧縮機ロータブレード
118 翼形部
120 タービンホイール部品
122 タービンロータホイール
124 ロータブレード
130 発電機
150 システム
152 段間位置
154 ライン
156 入口
158 出口
160 コントローラ
162 入口センサ
164 出口センサ
166 段センサ
168 経路センサ
170 エネルギーセンサ
172 制御弁
174 バイパスライン
204 コンピュータ装置
206 制御システム
208 プロセッサユニットPU
210 入力/出力I/Oインターフェース
212 メモリ
214 バス
216 外部I/O装置
218 記憶システム
220 性能モデル化プログラム
222 計算器
224 判定器
226 比較器
228 性能モデル較正モジュール、PM較正器
300 データ
302 入力条件フィールド
304 出力条件フィールド
306 性能モデルフィールド
122a タービンロータホイール
122b タービンロータホイール
122c タービンロータホイール
122d タービンロータホイール
124a 対応するタービンロータブレード
124b 対応するタービンロータブレード
124c 対応するタービンロータブレード
124d 対応するタービンロータブレード
152a 段間位置
152b 段間位置
152c 段間位置
152d 段間位置
152e 段間位置
Claims (15)
- 機械(100)を制御する方法であって、
機械(100)の性能モデル(306)を使用して、機械(100)の動作中に、1組の入力条件(302)及び1組の出力条件(304)のうちの1つに対応する、機械(100)の1組の段間条件(152A〜E)を計算するステップ(S2)であって、機械(100)は、複数のタービン段と、複数の段間位置(152A〜E)とを横断する流路を有するタービン部品(104)を備え、入力条件(302)の組、出力条件(304)の組及び段間条件(152A〜E)の組の各々は、温度、圧力及び流量のうちの1つを含む、計算するステップ(S2)と、
機械(100)の性能モデル(306)の予測値と、入力条件(302)の組及び出力条件(304)の組のうちの1つとの間の相違に基づいて、機械(100)の性能モデル(306)を較正するステップ(S3)と、
較正された性能モデル(228)と、機械(100)の計算された段間条件(152A〜E)の組とに基づいて、機械(100)の動作パラメータを調整するステップ(S4)と
を含む方法。 - 機械(100)の性能モデル(306)が、機械(100)のタービン部品(104)内の、熱応力及び熱膨張の閾値を含む、請求項1に記載の方法。
- 性能モデル(306)を較正するステップ(S3)が、熱応力及び熱膨張の閾値を調整するステップ(S3−2)を含む、請求項2に記載の方法。
- 機械(100)の動作パラメータを調整するステップ(S4)が、閾値を超える熱応力及び熱膨張に応答して、入口(156)内の流量を低減することを含む、請求項3に記載の方法。
- 流路の性能モデル(306)が、機械(100)のタービン部品(104)の複数のタービン段の各々の起動率を含む、請求項1に記載の方法。
- 動作パラメータを調整するステップ(S4)が、タービン部品の制御弁の位置を調整することを含む、請求項1に記載の方法。
- 較正された性能モデル(228)を用いて、計算するステップ(S2)、較正するステップ(S3)及び調整するステップ(S4)を繰り返すことをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 性能モデル(306)が、制御される機械(100)とは異なる機械に対応する、請求項1に記載の方法。
- 機械(100)を制御するシステム(150)であって、
機械(100)の監視システムと通信するシステムコントローラ(160)であって、システムコントローラ(160)が、
機械(100)の性能モデル(306)を使用して、機械(100)の動作中に、1組の入力条件(302)及び1組の出力条件(304)に対応する、機械(100)の1組の段間条件(152A〜E)を計算するように動作可能であって、機械(100)は、複数のタービン段と、複数の段間位置(152A〜E)とを横断する流路を有するタービン部品(104)を備え、入力条件(302)の組、出力条件(304)の組及び段間条件(152A〜E)の組の各々は、温度、圧力及び流量のうちの1つを含み、
機械(100)の性能モデル(306)の予測値と、入力条件(302)の組及び出力条件(304)の組のうちの1つとの間の相違に基づいて、機械(100)の性能モデル(306)を較正するように動作可能な、システムコントローラ(160)と、
システムコントローラ(160)と、タービン部品(104)の入口(156)とに動作可能に連結された、制御弁(172)であって、制御弁(172)は、較正された性能モデル(228)と、機械(100)の計算された段間条件(152A〜E)の組とに基づいて、機械(100)の動作パラメータを調整するように動作可能な制御弁(172)と
を備える、システム(150)。 - 機械(100)の性能モデル(306)が、機械(100)のタービン部品(104)内の、熱応力及び熱膨張の閾値を含む、請求項9に記載のシステム(150)。
- システムコントローラ(160)が、機械(100)の性能モデル(306)における予測値と、入力条件(302)の組及び出力条件(304)の組のうちの1つとの間の相違に基づいて、熱応力及び熱膨張の閾値を調整するようにさらに動作可能な、請求項10に記載のシステム(150)。
- システム(150)が、選択された複数の段間位置(152A〜E)のうちの1つの、閾値を超える内部条件に応答して、タービン部品(104)の入口(156)における流量を変更するように制御弁(172)を調整する、請求項9に記載のシステム(150)。
- 流路の性能モデル(306)が、機械(100)のタービン部品(104)の複数のタービン段の各々の起動率を含む、請求項9に記載のシステム(150)。
- システムコントローラ(160)が、制御弁(172)の調整に応答して、較正された性能モデル(228)を用いて、計算、較正及び調整をするようにさらに構成される、請求項9に記載のシステム(150)。
- システムコントローラ(160)が、異なる機械のコントローラと通信し、性能モデル(306)が、異なる機械の動作を用いることを前提として予め構成される、請求項14に記載のシステム(150)。
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