KR20140130545A - 실시간 건성 저질소 산화물 （ｄｌｎ） 및 확산 연소 모니터링을 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

실시간 건성 저질소 산화물 （ｄｌｎ） 및 확산 연소 모니터링을 위한 방법 및 시스템 Download PDF

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KR20140130545A
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니콜라 지안니니
압둘라만 압달라 칼리디
아룰 사라바나프리얀
다비드 비아누치
안토니오 푸모
알레산드로 베티
리카르도 크로치아니
오사마 나임 아슈르
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누보 피그노네 에스알엘
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Abstract

가스 터빈의 건성 저 NOx 연소 시스템 또는 확산에서의 비정상들을 모니터링 및 진단하기 위한 시스템 및 방법으로서, 상기 방법은 가스 터빈 배출의 온도 스프레드에 대해서 특정된 복수의 규칙 세트들을 저장하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 배출 유동의 선회각, 가스 터빈의 복수의 불꽃 검출기들의 건전성, 및 동작의 제 1 모드로부터 동작의 제 2 저 NOx 모드로의 가스 터빈의 전환 중 적어도 하나를 이용하여 가스 터빈의 성능에 있어서의 비정상을 결정하는 단계, 및 비정상을 교정하기 위한 교정 작용들의 세트를 가스 터빈의 운영자에게 권장하는 단계를 더 포함한다.

Description

실시간 건성 저질소 산화물 （ＤＬＮ） 및 확산 연소 모니터링을 위한 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR REAL TIME DRY LOW NITROGEN OXIDE (DLN) AND DIFFUSION COMBUSTION MONITORING}
본원 개시 내용은 기계적/전기적 장비 동작들, 모니터링 및 진단에 관한 것이고, 보다 구체적으로, 기계류의 비정상적인 거동(anomalous behavior)을 운영자들에게 자동적으로 경고하기 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.
연소 시스템은 가스 터빈에서 모니터링해야 하는 중요한 항목이다. 통상적인 연소 모니터링 시스템들은, 연소 모드 및 부하(load)와 같은 기계 동작 조건들을 고려하지 않는 정적인 문턱값들을 이용한다. 결과적으로, 이들은 충분치 못하고 잘못된 또는 너무-늦은 경보들을 생성한다. 예를 들어, 실제 배출 온도 스프레드(spread) 문제의 경우에서 잘못의 출처(source)를 위치결정(locating)하는데 있어서 현재 많은 시간이 소비되고 있다. 불꽃(flame) 검출기 측면에서, 교정 통계적 접근방식이 없이 디지털 신호만을 또는 아날로그 출력을 모니터링하는 것은 문제의 소지가 있고 잘못된 경고를 초래한다.
통상적인 모니터링 시스템들은 기술적 결함들을 가진다. 기계 동작 조건들을 고려하지 않은 상태에서, 부정확성이 가장 두드러지고, 예를 들어, 일반적으로 너무 많은 잘못된 경보들 또는 너무 늦은 경보들이 보고되는 것에 의해서 확인될 수 있고; 그에 따라 고장수리(troubleshooting)가 제공되지 않거나 또는 적은 정보가 제공된다.
일 실시예에서, 가스 터빈의 동작에 있어서의 비정상들을 모니터링 및 진단하기 위한 컴퓨터-구현된 방법으로서, 상기 방법이 사용자 인터페이스 및 메모리 장치에 결합된 컴퓨터 장치를 이용하여 구현되고, 그리고 상기 방법은 복수의 규칙 세트들을 메모리 장치 내에 저장하는 단계로서, 상기 규칙 세트들이 가스 터빈의 동작에 대한 것이고, 상기 규칙 세트들이 실시간 데이터 입력에 관한 실시간 데이터 출력의 관계식으로서 표현되는 적어도 하나의 규칙 세트를 포함하고, 상기 관계식이 상기 가스 터빈의 배출 유동의 온도 스프레드, 배출 유동의 선회각(swirl angle), 가스 터빈의 복수의 불꽃 검출기들의 건전성(health), 및 동작의 제 1 모드로부터 동작의 제 2 저(lower) NOx 모드로의 가스 터빈의 전환(transfer) 중 적어도 하나에 대해서 특정되는(specific), 저장하는 단계; 상기 가스 터빈과 연관된 조건 모니터링 시스템으로부터 실시간 및 이력(historical) 데이터 입력들을 수신하는 단계로서, 상기 데이터 입력이 상기 가스 터빈의 배출 유동의 온도 스프레드, 배출 유동의 선회각, 가스 터빈의 복수의 불꽃 검출기들의 건전성, 및 동작의 제 1 모드로부터 동작의 제 2 저 NOx 모드로의 가스 터빈의 전환 중 적어도 하나에 영향을 미치는 매개변수들과 관련되는, 수신하는 단계; 수신된 데이터를 이용하여 연료 가스 라인 압력 강하를 결정하는 단계; 상기 결정된 압력 강하를 미리 결정된 문턱값 범위에 비교하는 단계; 및 결정된 압력 강하가 미리 결정된 문턱값 범위를 충족하는 경우에, 상기 가스 터빈의 부하 감소 없이, 상기 제 1 모드로부터 상기 제 2 모드로의 가스 터빈의 동작 모드의 전환에 대해서 가스 터빈의 운영자에게 권장하는 단계를 포함한다.
다른 실시예에서, 가스 터빈을 위한 가스 터빈 모니터링 및 진단 시스템은 유동 소통하는 축류 압축기 및 저압 터빈을 포함하고, 상기 시스템은 실시간 DLN 및 확산 연소 규칙 세트를 포함하고, 상기 규칙 세트는 상기 가스 터빈의 배출 유동의 온도 스프레드, 배출 유동의 선회각, 가스 터빈의 복수의 불꽃 검출기들의 건전성, 및 동작의 제 1 모드로부터 동작의 제 2 저 NOx 모드로의 가스 터빈의 변경 중 적어도 하나에 대한 실시간 데이터 출력의 관계식을 포함한다.
또 다른 실시예에서, 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 저장 매체가 임베딩된 컴퓨터-판독가능 명령들을 가지고, 상기 컴퓨터-판독가능 명령들은, 적어도 하나의 프로세서에 의해서 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금, 복수의 규칙 세트들을 메모리 장치 내에 저장하도록 하는 것으로서, 상기 규칙 세트들이 가스 터빈의 동작에 대한 것이고, 상기 규칙 세트들이 실시간 데이터 입력에 관한 실시간 데이터 출력의 관계식으로서 표현되는 적어도 하나의 규칙 세트를 포함하고, 상기 관계식이 상기 가스 터빈의 배출 유동의 온도 스프레드, 배출 유동의 선회각, 가스 터빈의 복수의 불꽃 검출기들의 건전성, 및 동작의 제 1 모드로부터 동작의 제 2 저 NOx 모드로의 가스 터빈의 전환 중 적어도 하나에 대해서 특정되는, 복수의 규칙 세트들을 메모리 장치 내에 저장하도록; 상기 가스 터빈과 연관된 조건 모니터링 시스템으로부터 실시간 및 이력 데이터 입력들을 수신하도록 하는 것으로서, 상기 데이터 입력들이 상기 가스 터빈의 배출 유동의 온도 스프레드, 배출 유동의 선회각, 가스 터빈의 복수의 불꽃 검출기들의 건전성, 및 동작의 제 1 모드로부터 동작의 제 2 저 NOx 모드로의 가스 터빈의 전환 중 적어도 하나에 영향을 미치는 매개변수들과 관련되는, 데이터 입력들을 수신하도록; 가스 터빈 배출의 유동과 연관된 하나 이상의 온도 센서들로부터 복수의 온도 출력들을 수신하도록; 그리고 수신된 복수의 온도 출력들을 이용하여 가스 터빈 배출의 유동의 온도 스프레드를 결정하도록 한다.
도 1-10은 여기에서 개시된 방법 및 시스템의 예시적인 실시예들을 도시한다.
도 1은 본원 발명의 예시적인 실시예에 따른 원격 모니터링 및 진단 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 2는 분배형(distributed) 제어 시스템(DCS)과 같은, 지역적인(local) 산업 설비 모니터링 및 진단 시스템의 네트워크 아키텍처의 예시적인 실시예의 블록도이다.
도 3은 도 1에 도시된 LMDS와 함께 이용될 수 있는 예시적인 규칙 세트의 블록도이다.
도 4는 본원 개시 내용의 예시적인 실시예에 따른 가스 터빈 엔진의 측면도이다.
도 5는 본원 개시 내용의 예시적인 실시예에 따른 확산기 주위로 대략적으로 균일하게 이격된 12개의 열전쌍들의 배치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 버너 막힘(clogging)과 배출 온도 스프레드 사이의 상호관계를 나타내는 그래프이다.
도 7은 본원 개시 내용의 예시적인 실시예에 따른, 도 4에 도시된 가스 터빈 엔진과 함께 이용될 수 있는 불꽃 검출기(FD) 회로의 개략적인 블록도이다.
도 8은 불꽃 검출기 회로 아날로그 출력들 및 디지털 출력의 트레이스(trace)의 화면 캡쳐이다.
도 9는 로딩 및 언로딩 프로세스 중의 가스 터빈 엔진의 동작에 대한 흐름도이다.
도 10은 본원 개시 내용의 예시적인 실시예에 따른, 도 4에 도시된 가스 터빈 엔진과 함께 이용될 수 있는 연료 시스템(1000)의 일부의 개략적인 파이핑 도면이다.
비록 여러 가지 실시예들의 구체적인 특징들이 일부 도면들에 도시되어 있고 다른 도면들에는 도시되어 있지 않지만, 이는 단지 편의성을 위한 것이다. 임의의 도면의 임의의 특징이 다른 도면의 임의의 특징과 함께 인용 및/또는 청구될 수 있을 것이다.
이하의 구체적인 설명은 예로서 그리고 비제한적인 방식으로 본원 발명의 실시예들을 기술한다. 본원 발명이 산업적, 상업적, 및 주거 적용예들에서 장비 동작을 모니터링하는 분석적 및 방법적 실시예들에 일반적으로 적용된다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
연소 시스템은 가스 터빈에서 모니터링하는 중요한 항목이다. 건성 저 NOx(DLN) 시스템들은 보다 복잡하고 통상적인 가스 터빈들과 상이한 연소 모드들을 포함한다. 여기에서 사용된 바와 같이, NOx는 단일(mono)-질소 산화물들, NO 및 NO2(일산화질소 및 이산화질소)를 지칭한다. 실시간 DLN 및 확산 연소 규칙 세트는 부정확한 연소 동작을 방지하는 것, 고장수리를 위한 직접적인 가이드라인들을 식별하는 것, 및 고장의 조기 징후들에 대한 경고를 하는 것을 도와서, 가스 터빈 운영자들에게 중단들을 실시 및/또는 스케쥴링할 시간을 제공한다.
실시간 DLN 및 확산 연소 규칙 세트는 온라인 모니터링 시스템의 일부로서 이하의 연소 규칙들을 포함한다:
1. 연소 모드 및 부하의 함수로서의 배출 온도 스프레드: DLN 시스템의 경우에, 배출 온도 스프레드에 대한 하나의 일정한 문턱값을 특정하는 것은 잘못된 경고들 또는 너무 늦은 경고들을 초래할 것이다. 연소가 하나의 모드로부터 다른 모드로 변환되는 전이 시퀀스가 존재한다: 예를 들어, 일차(Primary), 린-린(Lean-Lean), 이차, 예비혼합(Premix) 또는 확장된(extended) 린-린. 각각의 모드 중에, 스프레드를 위한 적절한 문턱값이 식별되고, 린-린 모드에서 기계로 로딩할 때, 스프레드가 발화(firing) 온도의 함수로서 특정된다. 확산 연소 스프레드가, 예를 들어, 약 0.7의 허용가능한 스프레드인 문턱값과 비교된다. 배출 온도 열전쌍 센서 고장을 강조하는(highlight) 규칙이 또한 규정된다. 배출 스프레드 문턱값들이 보다 정확하게 셋팅되는데, 이는 그 문턱값들이 각각의 연소 모드에 대해서 그리고 부하의 함수로서 셋팅되기 때문이다. 실제 이슈(issue)가 원인이 되는 것을 보장하기 위해서, 배출 스프레드 경고들이 확인된다. 실시간 DLN 및 확산 연소 규칙 세트는 고장수리를 돕고 향상시킨다: 예를 들어, 선회각 계산기는 문제의 출처(연소기(들) 및/또는 연료 노즐들)를 위치결정하고 고장수리 시간을 감소시킨다. 확산 연소 가스 터빈에서, 고장수리 프로세스가 올바른 근본 원인 식별을 향해서 즉시 진행될 수 있도록, 잘못된 센서에 의해서 큰 스프레드가 유도되었는지의 여부를 결정하는 규칙이 또한 제공된다.
2. 실시간 DLN 및 확산 연소 규칙 세트는 또한 출처 또는 결함이 있는 연소기(들)로 스프레드를 역으로 트레이스하기 위한 선회각 계산을 실시하고, 이는 고장수리 시간을 상당히 단축시킬 것이다. 스프레드가 다중-캔(can) 가스 터빈에서 검출될 때, 문제(잘못된 연소기)의 출처를 판단하는 것은 쉽지 않는데, 이는 열전쌍들이 연소기 캔들에 인접하여 배치되지 않기 때문이다. 규칙 세트는 배출 확산기에서 비정상적인 스프레드로부터 잘못된 연소기까지 역으로 트레이스한다. 규칙 엔진에서 이용되는 상관은 실제 스프레드의 이벤트에서 잘못된 연소기를 식별한다.
3. 시간 경과에 따른 불꽃 검출기 저하 및 다른 문제들이, 비용들 및 생산 손실들과 모두 연관되는 복수의 과정들(trips)을 유발할 수 있음에 따라, 불꽃 검출기 건전성이 역시 중요하다. 실시간 DLN 및 확산 연소 규칙 세트는, 불꽃 검출기들의 건전성을 분석하고 이러한 실시간 분석과 관련된 경고들 및 권장들을 생성하는 알고리즘을 포함하고, 그러한 경고들 및 권장들은 불꽃 검출기 시스템의 양호한 유지보수 실행에 도움을 줘서 잘못된 불꽃-손실 경고들 및 과정들을 피할 수 있게 한다. 불꽃 센서(UV 센서)로부터 유래하는 미가공(raw) 펄스 신호가 2가지 상이한 방식들로; 즉, 아날로그 출력 및 디지털 출력으로 제어 시스템에 의해서 프로세스된다. 디지털 신호들을 이용하여 불꽃을 검출하고, 디지털 신호들은 제어 패널 로직들(logic)을 포함하는 한편, 아날로그 신호들은 이용되지 않는다. 현장(field) 테스팅 및 몇몇 테스트들이 불꽃 검출기 신호들의 높은 정도의 변동성 및 낮은 반복가능성을 보여주었고, 이는, 예비혼합 모드에서 동작하는, 이차적 및 과정들 상에서의 "잘못된" 불꽃-손실의 원인이다. 불꽃 검출기의 건전성은, 공기 습도, 렌즈 상의 분진 축적, 및 전기 와이어 연결들을 포함하는 많은 인자들에 의존한다. 실시간 DLN 및 확산 연소 규칙 세트에서, 아날로그 출력을 이용하여 이차 불꽃 검출기들을 모니터링한다: 노이즈 및 진동을 식별하기 위해서 그리고 "건전성 카운트 메트릭(health count metric)"을 생성하기 위해서 통계적인 접근방식을 이용하여 각각의 신호가 프로세싱된다. 이러한 메트릭은 문턱값들을 규정하기 위해서 그리고 센서들의 변경 또는 튜닝이 필요한지를 나타내기 위해서 이용된다. 출력 권장은, 검출기의 렌즈의 교체, 튜닝, 체크, 또는 세정에 관한 것이다. 실시간 DLN 및 확산 연소 규칙 세트의 불꽃 검출기 규칙은 시간 경과에 따른 저하를 모니터링하고, 그에 따라, 고장의 조기 징후를 예측할 수 있다. 출력 권장들은 더러운 것 및 흐린 것으로부터 검출기의 저하를 구분할 수 있다.
4. 확장된 린-린(EXT-LL) 모드로부터 예비혼합 모드로의 전환을 위해서 불필요한 언로딩 및 과다한 플레어링(flaring)이 현재 요구되고 있다. 그에 따라, 낮은 방출들과 연관된 임의의 장점들이 이러한 과다 플레어링에 의해서 상쇄된다. 연료 가스 라인 압력 강하 계산을 기초로, 실시간 DLN 및 확산 연소 규칙 세트는 언로딩이 없는 직접적인 변환 가능성을 평가하고, 이는 플레어링을 감소시킬 수 있고 가스 터빈 부하의 감소 없는 변환을 허용한다. DLN 변환 규칙은, 운영자들이 불필요한 언로딩을 피할 수 있는 가능성을 이해할 수 있게 하여, 과다한 프로세싱 가스 플레어링으로부터 초래되는 시간, 연료 및 방출물들을 절감할 수 있게 한다.
도 1은 본원 발명의 예시적인 실시예에 따른 원격 모니터링 및 진단 시스템(100)의 개략적인 블록도이다. 예시적인 실시예에서, 시스템(100)이 원격 모니터링 및 진단 센터(102)를 포함한다. 원격 모니터링 및 진단 센터(102)는, 관리 엔티티(entity)와 같은 분리된 사업 엔티티에 의해서 구입되고 운영되는 복수의 장비의 OEM과 같은 엔티티에 의해서 운영된다. 예시적인 실시예에서, OEM 및 운영 엔티티가 지원 배열체(arrangement) 내로 진입하고, 그에 의해서 OEM은 구매한 장비와 관련된 서비스들을 운영 엔티티로 제공한다. 운영 엔티티는 단일 사이트 또는 복수 사이트들에서 구매한 장비를 소유 및 운영할 수 있을 것이다. 또한, OEM이 복수의 운영 엔티티들로 지원 배열체들로 진입할 수 있을 것이고, 운영 엔티티 각각이 그들 자신의 단일 사이트 또는 복수 사이트들을 운영한다. 복수의 사이트들의 각각이 동일한 개별적인 장비 또는 복수의 동일한 장비의 세트들, 예를 들어 장비의 트레인들(trains)을 포함할 수 있을 것이다. 부가적으로, 장비의 적어도 일부가 하나의 사이트에 대해서 특유할 수 있거나 모든 사이트들에 대해서 특유할 수 있을 것이다.
예시적인 실시예에서, 제 1 사이트(104)가 하나 이상의 프로세스 분석기들(106), 장비 모니터링 시스템들(108), 장비 지역적 제어 센터들(110), 및/또는 모니터링 및 경보 패널들(112)을 포함하고, 상기 모니터링 및 경보 패널들(112)의 각각은 개별적인 장비의 제어 및 동작을 실시하기 위해서 개별적인 장비 센서들 및 제어 장비와 인터페이스하도록 구성된다. 하나 이상의 프로세스 분석기들(106), 장비 모니터링 시스템들(108), 장비 지역적 제어 센터들(110), 및/또는 모니터링 및 경보 패널들(112)이 네트워크(116)를 통해서 지능형 모니터링 및 진단 시스템(114)으로 통신적으로 결합된다. 지능형 모니터링 및 진단(IMAD) 시스템(114)은, 비제한적으로, 원격 모니터링 및 진단 센터(102)와 같은 오프 사이트 시스템들 및 다른 온-사이트 시스템들(도 1에 도시하지 않음)과 통신하도록 추가적으로 구성된다. 여러 실시예들에서, IMDA(114)가, 예를 들어, 전용 네트워크(118), 무선 링크(120), 및 인터넷(122)을 이용하여, 원격 모니터링 및 진단 센터(102)와 통신하도록 구성된다.
복수의 다른 사이트들의 각각, 예를 들어, 제 2 사이트(124) 및 n번째 사이트(126)가 제 1 사이트(104)와 실질적으로 유사할 수 있으나, 제 1 사이트(104)와 정확하게 유사하거나 그렇지 않을 수 있을 것이다.
도 2는 분배형 제어 시스템(DCS)(201)과 같은 지역적인 산업 설비 모니터링 및 진단 시스템의 네트워크 아키텍처(200)의 예시적인 실시예의 블록도이다. 산업적인 설비가 복수의 설비 장비, 예를 들어, 상호 연결 파이핑을 통해서 유동 소통식으로 결합되고 하나 이상의 원격 입/출력(I/O) 모듈들 및 상호연결 케이블링 및/또는 무선 통신을 통해서 DCS(201)와 신호 소통식으로 결합된, 가스 터빈들, 원심 압축기들, 기어 박스들, 발전기들, 펌프들, 모터들, 팬들, 및 프로세스 모니터링 센서들을 포함할 수 있을 것이다. 예시적인 실시예에서, 산업적인 설비가 네트워크 백본(203)을 포함하는 DCS(201)를 포함한다. 네트워크 백본(203)이, 예를 들어, 꼬여진 쌍의 케이블, 외피를 가지는 동축 케이블 또는 광섬유 케이블로 제조된 하드와이어드(hardwired) 데이터 통신 경로일 수 있고, 또는 적어도 부분적으로 무선형일 수 있을 것이다. DCS(201)이 또한, 네트워크 백본(203)을 통해서, 산업 설비 사이트에 또는 원격 위치들에 배치된, 설비 장비에 통신적으로 결합된 프로세서(205)를 포함할 수 있을 것이다. 임의의 수의 기계들이 네트워크 백본(203)에 무선으로 결합될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 기계들의 일부가 네트워크 백본(203)에 하드와이어링될 수 있을 것이고, 기계들의 다른 부분들이, DCS(201)에 통신적으로 결합된 무선 기지국(207)을 통해서 백본(203)에 무선으로 결합될 수 있을 것이다. 무선 기지국(207)이, 산업적인 설비로부터 원격지에 위치되나 산업적인 설비 내의 하나 이상의 시스템과 여전히 상호 연결된 장비 또는 센서들에서와 같이, DCS(201)의 유효 통신 범위를 확장하기 위해서 이용될 수 있을 것이다.
DCS(201)이 복수의 장비와 연관된 동작 매개변수들을 수신 및 디스플레이하도록, 그리고 자동 제어 신호들을 생성하고 산업적인 설비의 장비의 동작을 제어하기 위한 수동 제어 입력들을 수신하도록 구성될 수 있을 것이다. 예시적인 실시예에서, DCS(201)이, 산업적인 설비 기계들의 온라인 모니터링 및 진단을 허용하는 DCS(201)에서 수신된 데이터를 분석하기 위해서 프로세서(205)를 제어하도록 구성된 소프트웨어 코드 세그먼트를 포함할 수 있을 것이다. 데이터가, 가스 터빈들, 원심 압축기들, 펌프들 및 모터들, 연관된 프로세스 센서들, 그리고, 예를 들어, 진동, 지진, 온도, 압력, 전류, 전압, 주변 온도 및 주변 습도 센서들을 포함하는 지역적인 환경 센서들을 포함하는 각각의 기계로부터 수집될 수 있을 것이다. 데이터가 지역적인 진단 모듈 또는 원격 입/출력 모듈에 의해서 미리-프로세싱될 수 있을 것이고, 또는 미가공(raw) 형태로 DCS(201)으로 전송될 수 있을 것이다.
지역적인 모니터링 및 진단 시스템(LMDS)(213)이, 네트워크 백본(203)을 통해서 DCS(201) 및 다른 제어 시스템들(209) 및 데이터 공급원들과 통신하는, 예를 들어, 개인용 컴퓨터(PC)와 같은 분리된 부가형(add-on) 하드웨어 장치일 수 있을 것이다. LMDS(213)이 또한 DCS(201) 상에서 및/또는 다른 제어 시스템들(209) 중 하나 이상에서 실행되는 소프트웨어 프로그램 세그먼트 내에서 구현될 수 있을 것이다. 따라서, LMDS(213)이 분배된 방식으로 동작할 수 있을 것이고, 그에 따라 소프트웨어 프로그램 세그먼트의 일부가 몇 개의 프로세서들 상에서 동시에 실행될 수 있을 것이다. 따라서, LMDS(213)이 DCS(201) 및 다른 제어 시스템들(209) 내로 완전히 통합될 수 있을 것이다. 산업적인 설비의 전반적인 고찰을 이용하여 기계들 및 기계들을 채용한 프로세스의 동작적 건전성을 결정하기 위해서, LMDS(213)은 DCS(201), 데이터 공급원들, 및 다른 제어 시스템들(209)에 의해서 수신된 데이터를 분석한다.
예시적인 실시예에서, 네트워크 아키텍처(100)가 서버 등급 컴퓨터(202) 및 하나 이상의 클라이언트 시스템들(203)을 포함한다. 서버 등급 컴퓨터(202)는 데이터베이스 서버(206), 애플리케이션 서버(208), 웹 서버(210), 팩스 서버(212), 디렉토리 서버(214) 및 메일 서버(216)를 더 포함한다. 서버들(206, 208, 210, 212, 214 및 216) 각각은 서버 등급 컴퓨터(202)에서 실행되는 소프트웨어로 구현될 수 있을 것이고, 또는 서버들(206, 208, 210, 212, 214 및 216)의 임의의 조합들이 단독으로 또는 근거리 네트워크(LAN)(미도시)에 결합된 분리된 서버 등급 컴퓨터들 상에서 조합되어 구현될 수 있을 것이다. 데이터 저장 유닛(220)이 서버 등급 컴퓨터(202)에 결합된다. 또한, 시스템 관리자 워크 스테이션, 사용자 워크 스테이션, 및/또는 감독자의 워크 스테이션과 같은 워크 스테이션(222)이 네트워크 백본(203)에 결합된다. 대안적으로, 워크 스테이션(222)이 인터넷 링크(226)를 이용하여 네트워크 백본(203)에 결합되거나, 무선 연결을 통해서, 예를 들어 무선 기지국(207)을 통해서 연결된다.
각각의 워크 스테이션(222)이 웹 브라우저를 가지는 개인용 컴퓨터일 수 있을 것이다. 비록 전형적으로 워크스테이션에서 실시되는 기능들이 각각의 워크스테이션들(222)에서 실시되는 것을 설명되어 있지만, 그러한 기능들이 네트워크 백본(203)에 결합된 많은 개인용 컴퓨터들 중 하나에서 실시될 수 있을 것이다. 네트워크 백본(203)에 접속하는 개인들에 의해서 실시될 수 있는 상이한 타입들의 기능들의 이해를 돕기 위해서, 단지 분리된 예시적 기능들과 연관된 것으로 워크스테이션들(222)을 설명하였다.
서버 등급 컴퓨터(202)는, 피고용자(228) 및 제 3 자들, 예를 들어, 서비스 제공자들(230)을 포함하는, 다양한 개인들에 대해서 통신적으로 결합되도록 구성된다. 예시적인 실시예에서의 통신이 인터넷을 이용하여 실시되는 것으로 설명되어 있으나, 임의의 다른 광역 네트워크(WAN) 타입 통신이 다른 실시예에서 이용될 수 있고, 다시 말해서 시스템들 및 프로세스들은 인터넷을 이용하여 실시되는 것으로 제한되지 않는다.
예시적인 실시예에서, 워크스테이션(232)을 가지는 임의의 승인된 개인이 LMDS(213)에 접속할 수 있다. 클라이언트 시스템들 중 적어도 하나가 원격 위치에 위치된 매니저 워크스테이션(234)을 포함할 수 있을 것이다. 워크스테이션들(222)이 웹 브라우저를 가지는 개인용 컴퓨터들 사에서 구현될 수 있을 것이다. 또한, 워크스테이션들(22)이 서버 등급 컴퓨터(202)와 통신하도록 구성된다. 또한, 팩스 서버(212)가, 전화 링크(미도시)를 이용하여 클라이언트 시스템(236)을 포함하는 원격적으로 위치된 클라이언트 시스템들과 통신한다. 팩스 서버(212)가 또한 다른 클라이언트 시스템들(228, 230, 및 234)과 통신하도록 구성된다.
이하에서 보다 구체적으로 설명하는 바와 같은, LMDS(213)의 컴퓨터화된 모델링 및 분석 툴들이 서버(202) 내에 저장될 수 있고 클라이언트 시스템들(204) 중 임의의 하나에서의 요청자에 의해서 접속될 수 있다. 일 실시예에서, 클라이언트 시스템(204)이 웹 브라우저를 포함하는 컴퓨터들이고, 그에 따라 서버 등급 컴퓨터(202)가 인터넷을 이용하여 클라이언트 시스템들(204)에 접속할 수 있다. 클라이언트 시스템들(204)이, 근거리 네트워크(LAN) 또는 광역 네트워크(WAN), 다이얼-인-연결들(dial-in-connections), 케이블 모뎀들, 및 특별한 고속 ISDN 라인들과 같은, 네트워크를 포함하는 많은 인터페이스들을 통해서 인터넷에 대해서 상호 연결된다. 클라이언트 시스템들(204)이 웹-기반의 전화, 개인 정보 단말기(PDA), 또는 다른 웹-기반의 연결가능한 장비를 포함하는, 인터넷에 연결될 수 있는 임의의 장치일 수 있다. 데이터베이스 서버(206)가, 이하에서 보다 구체적으로 설명되는 바와 같은, 산업적인 설비(10)에 관한 정보를 포함하는 데이터베이스(240)에 연결된다. 일 실시예에서, 중앙집중형 데이터베이스(240)가 서버 등급 컴퓨터(202)에 저장되고, 클라이언트 시스템들(204) 중 하나를 통해서 서버 등급 컴퓨터(202)로 로그하는 것에 의해서, 클라이언트 시스템들(204) 하나에서 잠재적인 사용자들에 의해서 접속될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 데이터베이스(240)가 서버 등급 컴퓨터(202)로부터 원격지에 저장되고 비-중앙집중형일 수 있을 것이다.
다른 산업적인 설비 시스템들이, 네트워크 백본(203)에 대한 독립적인 연결부들을 통해서 서버 등급 컴퓨터(202) 및/또는 클라이언트 시스템들(204)로 접속될 수 있는 데이터를 제공할 수 있을 것이다. 상호작용적인 전자 기술 매뉴얼 서버(242)는 각각의 기계의 구성과 관련된 기계 데이터에 대한 요청들에 대해서 서비스한다. 그러한 데이터가, 펌프 곡선들, 모터 마력 레이팅(rating), 절연 등급, 및 프레임 크기, 설계 매개변수들, 예를 들어 치수들, 회전자 바아들 또는 임펠러 블레이드들의 수, 및 기계류 유지보수 이력, 예를 들어 기계에 대한 현장 변경들(field alterations), 교정전(as-found) 및 교정후(as-left) 정렬 측정치들, 및 최초의 설계 조건으로 기계를 복귀시키지 않는 기계에서 실시되는 수리들과 같은, 동작적인 능력들을 포함할 수 있을 것이다.
휴대용 진동 모니터(244)가, 직접적으로 또는 워크스테이션들(222) 또는 클라이언트 시스템들(204) 내에 포함된 포트들과 같은 컴퓨터 입력 포트를 통해서 간헐적으로, LAN에 결합될 수 있을 것이다. 전형적으로, 진동 데이터가 루트 내에서 수집되고, 주기적으로, 예를 들어 월 단위로 또는 다른 주기로 기계들의 미리 결정된 리스트로부터 데이터를 수집한다. 또한, 진동 데이터가 고장 수리(troubleshooting), 유지보수, 및 주문 활동들과 함께 수집될 수 있을 것이다. 또한, 진동 데이터가 실시간 기반으로 또는 거의 실시간 기반으로 연속적으로 수집될 수 있을 것이다. 그러한 데이터가 LMDS(213)의 알고리즘들을 위한 새로운 기준선을 제공할 수 있을 것이다. 유사하게, 프로세스 데이터가 루트 기반으로 또는 고장 수리, 유지보수, 및 주문 활동들 중에 수집될 수 있을 것이다. 또한, 일부 프로세스 데이터가 실시간 기반으로 또는 거의 실시간 기반으로 연속적으로 수집될 수 있을 것이다. 특정 프로세스 매개변수들이 영구적으로 지시되지 않을 수 있을 것이고, LMDS(213)으로 접속될 수 있도록 워크스테이션(222)을 통해서 DCS(201)으로 다운부하될 수 있는 프로세스 매개변수 데이터를 수집하기 위해서 휴대용 프로세스 데이터 수집기(245)가 이용될 수 있을 것이다. 예를 들어 프로세스 유체 조성 분석기들 및 오염물 방출 분석기들과 같은, 다른 프로세스 매개변수 데이터가 복수의 온-라인 모니터들(246)을 통해서 DCS(201)으로 제공될 수 있을 것이다.
여러 가지 기계들로 공급되는 또는 산업적인 설비를 가지는 발전기들에 의해서 발전되는 전력이 각각의 기계와 연관된 모터 보호 릴레이(248)에 의해서 모니터링될 수 있을 것이다. 전형적으로, 그러한 릴레이들(248)이 모터 제어 센터(MCC) 내의 또는 기계로 공급하는 스위치기어(250) 내의 모니터링되는 장비로부터 원격지에 위치된다. 또한, 릴레이들(248)을 보호하기 위해서, 예를 들어 스위치야드(switchyard) 내의 산업적인 설비에 위치되는 전력 공급 또는 전력 전달 시스템(미도시) 장비 또는 원격 전송 라인 브레이커들 및 라인 매개변수들을 LMDS(213)으로 제공하는 감독자 제어 및 데이터 획득 시스템(SCADA)을 스위치기어(250)가 또한 포함할 수 있을 것이다.
도 3은 LMDS(213)(도 1에 도시됨)과 함께 이용될 수 있는 예시적인 규칙 세트(280)의 블록도이다. 규칙 세트(280)가 하나 이상의 고객 규칙들의 조합, 및 고객 규칙들의 상태 및 거동을 규정하는 일련의 특성들일 수 있을 것이다. 상기 규칙들 및 특성들이 번들화되고(bundled) XML 스트링의 포맷으로 저장될 수 있을 것이고, 상기 규칙들 및 특성들은, 파일로 저장될 때, 25개의 문자 영숫자 키를 기초로 암호화될 수 있을 것이다. 규칙 세트(280)가, 하나 이상의 입력들(282) 및 하나 이상의 출력들(284)을 포함하는 모듈형 지식 셀(knowledge cell)이다. 입력들(282)이, LMDS(213) 내의 특정 위치들로부터 규칙 세트(280)로 데이터를 지시하는 소프트웨어 포트들일 수 있을 것이다. 예를 들어, 펌프 아웃보드 진동 센서로부터의 입력이 DCS(201) 내의 하드웨어 입력 단자로 전송될 수 있을 것이다. DCS(201)은, 신호를 수신하기 위해서 해당 단자에서 신호를 샘플링할 수 있을 것이다. 이어서, 상기 신호가 프로세싱되고 DCS(201)으로 접속가능한 및/또는 DCS(201)에 일체화된 메모리 내의 위치에 저장될 수 있을 것이다. 규칙 세트(280)의 제 1 입력(286)이 메모리 내의 위치로 맵핑될 수 있을 것이고, 그에 따라 메모리 내의 위치의 콘텐츠가 입력으로서 규칙 세트(280)에 대해서 이용될 수 있을 것이다. 유사하게, 출력(288)이 DCS(201)으로 접속가능한 메모리 또는 다른 메모리 내의 다른 위치로 맵핑될 수 있을 것이고, 그에 따라 메모리 내의 위치가 규칙 세트(280)의 출력(288)을 포함할 수 있을 것이다.
예시적인 실시예에서, 규칙 세트(280)가, 예를 들어, 가스 재주입 설비, 액체 천연 가스(LNG) 설비, 발전소, 정유, 화학 처리 시설과 같은, 산업적인 설비 내의 장비 동작과 연관된 특정 문제들의 모니터링 및 진단과 관련된 하나 이상의 규칙들을 포함한다. 비록 규칙 세트(280)가 산업적인 설비와 함께 이용되는 것으로서 설명되어 있지만, 규칙 세트(280)가 임의의 지식을 캡쳐하도록 그리고 임의의 분야에서 해결책들을 결정하기 위해서 사용되도록 적절하게 구성될 수 있을 것이다. 예를 들어, 규칙 세트(280)가 경제적인 거동, 재정적인 활동, 기후 현상, 및 설계 프로세스들과 관련한 지식을 포함할 수 있을 것이다. 이어서, 규칙 세트(280)를 이용하여 이러한 분야들에서의 문제점들에 대한 해결책들을 결정할 수 있을 것이다. 규칙 세트(280)가 하나 또는 많은 공급원들로부터의 지식을 포함하고, 그에 따라 그러한 지식이, 규칙 세트(280)가 적용되는 임의의 시스템으로 전달된다. 상기 지식은, 출력들(284)을 입력들(282)에 대해서 관련시키는 규칙들의 형태로 캡쳐되고, 그에 따라 입력들(282) 및 출력들(284)의 재원(specification)은 규칙 세트(280)가 LMDS(213)으로 적용될 수 있게 한다. 규칙 세트(280)가 특정 공장 설비 자산(asset)에 대해서 특정된 유일한 규칙들을 포함할 수 있을 것이고, 해당 특정 공장 설비 자산과 연관된 하나의 가능한 문제만으로 지시될 수 있을 것이다. 예를 들어, 규칙 세트(280)가, 모터 또는 모터/펌프 조합으로 적용될 수 있는 유일한 규칙들을 포함할 수 있을 것이다. 규칙 세트(280)가, 진동 데이터를 이용하여 모터/펌프 조합의 건전성을 결정하는 규칙들만을 포함할 수 있을 것이다. 규칙 세트(280)가 또한, 진동 분석 기술들에 더하여, 그러나, 예를 들어, 모터/펌프 조합에 대한 성능 계산 툴들 및/또는 재정 계산 툴들을 포함하는 한 벌의 진단 툴들을 이용하여 모터/펌프 조합의 건전성을 결정하는 규칙들을 포함할 수 있을 것이다.
동작 중에, 입력들(282)과 출력들(284) 사이의 관계를 사용자에게 알려주는 소프트웨어 개발 툴에서 규칙 세트(280)가 생성된다. 입력들(282)이, 예를 들어, 디지털 신호들, 아날로그 신호들, 파형들, 프로세싱된 신호들, 수작업으로 입력된 매개변수들 및/또는 구성 매개변수들, 그리고 다른 규칙 세트들로부터의 출력들을 나타내는 데이터를 수신할 수 있을 것이다. 규칙 세트(280) 내의 규칙들이 논리적 규칙들, 수치적 알고리즘들, 파형 및 신호 프로세싱 기술들의 적용, 전문(expert) 시스템 및 인공지능 알고리즘들, 통계적 툴들, 및 출력들(284)을 입력들(282)에 대해서 관련시킬 수 있는 임의의 다른 표현을 포함할 수 있을 것이다. 각각의 출력(284)을 수신하도록 보유되고(reserved) 구성되는 메모리 내의 개별적인 위치들로 출력들(284)이 맵핑될 수 있을 것이다. 이어서, LMDS(213) 및 DCS(201)이 임의의 모니터링 및/또는 제어 기능들을 달성하기 위해서 메모리 내의 위치들을 이용할 수 있을 것이고, LMDS(213) 및 DCS(201)이 실시를 위해서 프로그래밍될 수 있을 것이다. 비록, 직접적으로 또는 개재 장치들을 통해서 간접적으로, 입력들(282)이 규칙 세트(280)로 공급될 수 있고 출력들(284)이 규칙 세트(280)로 공급될 수 있지만, 규칙 세트(280)의 규칙들이 LMDS(213) 및 DCS(201)과 독립적으로 동작한다.
규칙 세트(280)의 생성 중에, 해당 분야의 인간 전문가가 하나 이상의 규칙들을 프로그래밍하는 것에 의해서 개발 툴을 이용하여 특정 자산에 대해서 특별한 해당 분야에 관한 지식을 전달한다. 그러한 규칙들은, 출력들(284)과 입력들(282) 사이의 관계의 표현식들을 생성하는 것에 의해서 생성된다. 그래픽적인 방법들을 이용하여, 예를 들어, 개발 툴로 구축된 그래픽적인 사용자 인터페이스 상에서의 드래그 및 드롭을 이용하여, 피연산함수들(operands)이 피연산함수들의 라이브러리로부터 선택될 수 있을 것이다. 피연산함수의 그래픽적인 표상이 화면 디스플레이(미도시)의 라이브러리 부분으로부터 선택될 수 있을 것이고 그리고 규칙 생성 부분 내로 드래그되고 드롭될 수 있을 것이다. 입력(282)과 피연산함수들 사이의 관계들이 논리적인 디스플레이 방식으로 배열되고, 선택된 입력들(282) 중의 특정 입력들 및 특정 피연산함수들에 기초하여 적절한 경우에, 제약들과 같은 값들을 사용자에게 알린다. 전문가의 지식을 캡쳐하기 위해서 필요한 바와 같은 많은 규칙들이 생성된다. 따라서, 규칙 세트(280)가, 고객의 요건들 및 규칙 세트(280)의 특별한 분야에서의 기술 수준을 기초로, 보다 견실한 진단 세트 및/또는 모니터링 규칙들 또는 비교적 덜 견실한 진단 및/또는 모니터링 규칙들의 세트를 포함할 수 있을 것이다. 입력들(282)의 여러 가지 조합들 및 값들이 출력들(284)에서 예상되는 출력들을 생성하도록 보장하기 위해서, 개발 툴은 개발 중에 테스팅 규칙 세트(280)를 위한 자원들을 제공한다.
이하에서 설명하는 바와 같이, 연소 모드 및 부하의 함수로서 배출 온도 스프레드, 출처 또는 잘못된 연소(들)에 대한 배출 온도 스프레드를 역으로 트레이스하기 위한 선회각 계산, 불꽃 검출기들의 건전성을 평가하기 위해서, 그리고 잘못된 불꽃-손실 경고들 및 트립들, 가스 터빈 동작의 확장된 린-린(EXT-LL) 모드로부터 예비혼합 모드로의 천이에 현재 필요한 불필요한 언로딩 및 과다 플레어링을 피하기 위한 경고들 및 권장들을 생성하기 위해서, 규칙 세트들이 규정된다.
도 4는 본원 개시 내용의 예시적인 실시예에 따른 가스 터빈 엔진(400)의 측면도이다. 예시적인 실시예에서, 가스 터빈 엔진(400)은 하류의 낮은 압력 또는 부하 터빈(404)과 유동 소통하도록 배치된 복수의 부분화된(partialized) 연소 챔버들(402), 및 저압 터빈(404)의 하류에 배치된 확산기(406)를 포함한다. 확산기(406)는 저압 터빈(404)을 빠져나가는 배출 가스들의 유동 경로 내의 확산기(406)의 내부 주위에 배치된 복수의 열전쌍들(408)을 포함한다. 예시적인 실시예에서, 열전쌍들(408)의 수가 13이고, 그러한 열전쌍들은 확산기(406) 주위로 외주방향을 따라서 균일하게 이격된다. 여러 실시예들에서, 열전쌍들(408)의 다른 수가 이용되고, 그러한 열전쌍들은 확산기(406) 내에서 편의에 따라서 이격될 수 있을 것이다.
예시적인 실시예에서, 열전쌍들(408)이 큰 스프레드 검출기(410)에 소통적으로 결합되고, 그러한 검출기는 온도 신호들을 수신하도록 그리고 하나 이상의 배출 스프레드 검출 규칙 세트들을 신호들에 대해서 적용하도록 구성된다. 부분화된 연소 챔버들(402)이 가스 터빈 엔진(400) 주위로 외주방향을 따라서 이격된다. 각각의 연소 챔버(402)를 빠져나가는 배출 가스들의 온도는, 각각의 연소 챔버(402) 내의 연소 조건들을 기초로, 달라진다. 각각의 연소 챔버(402)의 배출 가스들은, 복수의 연소 챔버들(402) 중의 다른 연소 챔버들을 빠져나오는 배출 가스들과 단지 어느 정도만 혼합되는 경향을 가진다. 비제한적으로, 부하, 공기 유동, 및 연소 챔버(402) 동작 조건을 포함하는, 가스 터빈 엔진 동작 조건들에 의존하여, 각각의 열전쌍(408)이 연소 챔버들(402) 중 식별가능한 하나 이상의 연소 챔버들과 밀접하게 연관될 수 있을 것이다. 그러한 밀접한 연관은, 열전쌍들(408)에 의해서 감지되는 바와 같은 확산기(406) 내의 온도 스프레드에서의 비정상들을 검출함으로써, 연소 챔버들(402) 중 하나 내의 버너에서의 문제를 검출할 수 있게 한다.
큰 스프레드 검출기(410)와 연관된 배출 스프레드 규칙 세트는 선회각을 평가하고, 그러한 선회각은, 여기에서 사용된 바와 같이, 변화되는 부하들에서, 측정된 대표적인(representative) 배출 가스 온도와 연소 챔버(402) 출처-위치 사이의 각도를 지칭한다. 예시적인 실시예에서, 배출 스프레드 규칙 세트는 이하의 입력들을 가지는 전달 함수(transfer function)이다:
배출 온도 열전쌍들 판독값들(Exhaust temperature thermocouples readings)(TTXD_1, ... TTXD_13*)
배출 온도 스프레드(TTXSP1*)
고압 터빈 속도 - 백분율(TNH*)
저압 터빈 속도 - 백분율(TNL*)
절대 압력 압축기 방출(PCD_abs*)
주변 압력(AFPAP*)
배출 스프레드 규칙 세트는 선회각 및 냉점/열점 평가를 출력하도록 구성된다. 출력은 확산기(406) 주위의 온도 스프레드의 가능성 높은 출처의 위치를 식별하기 위해서 이용된다. 배출 스프레드 규칙 세트는, 선회각이 미리 결정된 문턱값 범위를 초과할 때 또는 온도 스프레드 비정상의 다른 표시자가 검출될 때, 고장수리를 위해서 실시되어야 하는 단계들을 출력하도록 구성된다. 예를 들어, 배출 스프레드 규칙 세트가, 예를 들어 1. 배출 온도 프로파일에서 열점 및 냉점을 정확하게 식별하는 단계, 2. 가스 선회각을 통한 배출 온도 비정상을 특별한 연소 챔버 위치까지 트레이스하는 단계, 3. 연소 패턴의 변동을 생성할 수 있는 하드웨어를 식별하는 단계를 포함하는 고장수리 단계들을 출력할 수 있을 것이다.
배출 스프레드 규칙 세트의 적용된 방법론은, 냉점/열점의 존재를 평가하는 단계, 저온/고온 영역을 위치 결정하는 단계, 가장 저온/가장 고온인 열전쌍들 및 그 열전쌍들의 배출 플리넘(plenum) 내의 상응하는 위치를 선택하는 단계, 인접한 열전쌍들의 체크를 실시하는 단계, 낮은 열전쌍의 위치로부터, 배출 스프레드 규칙 세트 전달 함수를 이용하여 선회각을 계산하는 단계, 가능성이 높은 출처의 위치를 식별하기 위해서 선회각의 양을 역-트레이스하는 단계를 포함한다.
도 5는 본원 개시 내용의 예시적인 실시예에 따른 확산기(406) 주위로 대략적으로 균일하게 이격된 12개의 열전쌍들(408)의 배치의 개략적인 도면이다. 확산기(406)를 통한 배출 가스들의 유동이 도 5의 지면의 내로 또는 외측으로 지향될 수 있을 것이다. 확산기(406) 내의 열전쌍들(408)의 각각의 고정된 위치를 기초로, 열전쌍들(408)의 각각에 의해서 감지된 온도들과 연관된 연소 챔버들(402) 사이의 관계가 결정되고 모니터링될 수 있을 것이다. 불확실성 밴드(uncertainty band)(500)를 이용하여, 결정된 선회각의 상대적인 불확실성을 기술할 수 있을 것이다. 그러한 불확실성이, 예를 들어, 가스 터빈 엔진(400) 상의 부하에 의해서 영향을 받을 수 있을 것이다.
도 6은 버너 막힘과 배출 온도 스프레드 사이의 상호관계를 도시한 그래프(550)이다. 그래프(550)는 % 버너 막힘의 단위들로 표시된 x-축(552) 및 배출 스프레드의 온도의 단위들로 표시된 y-축(554)을 포함한다. 트레이스(556)는, 버너 막힘과 배출 온도 스프레드 사이의 상호관계를 나타내는 현장 분석으로부터의 몇몇 데이터 지점들에 걸친 커브-피팅(곡선-접합; curve-fit)이다.
연소 챔버들(402)의 출구에서의 온도 스프레드는, 예를 들어, 비제한적으로, 가스 터빈 엔진(400), 연료 스플릿(split), 및 가스 터빈 엔진(400)의 파워 출력의 함수이다. DLN-1 연소 모니터링 규칙 세트는 미리 결정된 문턱값 범위를 기초로 하는 단순한 규칙이다.
DLN-1 연소 모니터링 규칙 세트는 입력으로서 이하를 수신한다:
연소 모드(DLN_MODE_GAS*)
평균 배출 온도(TTXM*)
배출 온도 스프레드(TTXSP1*)
배출 온도 스프레드 한계(TTXSPL*)
연소 기준 온도(CTF*)
배기 온도 열전쌍들 판독값들(TTXD_1, ... TTXD_13*)
비정상 모니터링을 신호전달(signal)하기 위해서 이용되는 문턱값은 연소 모드 및 가스 터빈 엔진 부하에 주로 의존한다. 예를 들어:
워밍-업(Warm-Up): 60℉
일차 모드: 45℉
린-린 모드: (TTXM-CTF)*0.075+30 ℉
예비혼합-정상 상태 모드(Premix-Steady State Mode): 75℉
확장된-린 린 모드 부하: 80℉
DLN-1 연소 모니터링 규칙 세트는 경고들, 표시들, 예를 들어, 비제한적으로, 파괴된 열전쌍에 대한 체크 또는 플러그된(plugged) 버너들에 대한 체크를 출력한다. DLN-1 연소 모니터링 규칙 세트는 또한, 예를 들어 이하와 같은, 고장수리를 위한 단계들을 출력한다:
1. 배출 온도 프로파일에서 열점 및 냉점을 정확하게 식별하는 단계,
2. 기지의(known) 문턱값을 통한 배출 온도 비정상을 트레이스하는 단계,
3. 일차적 및 이차 버너 관계(involvement)를 조사하는 단계
DLN-1 연소 모니터링 규칙 세트의 적용된 방법론은 배기 온도 데이터를 분석함으로써 저온 영역을 위치 결정하는 단계, 가장 저온/가장 고온인 열전쌍들 및 그 열전쌍들의 배출 플리넘 내의 상응하는 위치를 선택하는 단계, 냉점/열점의 존재를 평가하는 단계, 25℉ 초과의 임의의 급격한 스프레드 증가를 검출하는 단계, (S1) Spread#l (TTXSP1) = 가장 고온 - 가장 저온 열전쌍 온도, (S2) Spread#2 (TTXSP2) = 가장 고온 - 제 2의 가장 저온 열전쌍 온도를 계산하는 단계, 일관성(consistency)에 대해서 인접한 열전쌍을 체크하는 단계, 관련 조건들(일차 HL, 이차,...)에서 스프레드들을 기록하는 단계, DLN-1 연소기 양호 실행(good practice)으로부터 문턱값을 규정하는 단계, 및 주어진 문턱값에 대해서 양 스프레드들을 비교하는 단계를 포함한다.
도 7은 본원 개시 내용의 예시적인 실시예에 따른 가스 터빈 엔진(400)(도 4에 도시됨)과 함께 이용될 수 있는 불꽃 검출기(FD) 회로(600)의 개략적인 블록도이다. 예시적인 실시예에서, 불꽃 검출기 회로(600)가 불꽃 검출기 규칙 세트와 함께 이용되어, 불꽃 검출기들(미도시)의 건전성, 민감성, 및 작동성의 표시를 제공할 수 있을 것이고, 이는 기구적인 고장으로 인한 트립의 발생 감소를 유도할 수 있을 것이다. 이차 FDs 민감성 체크와 연관된 규칙 세트는, 모니터링되는 매개변수들에 대한 값들이 미리 결정된 문턱값 이내인 것에 기초하여 하는 단순한 규칙 세트이다.
FD 규칙 세트에 대한 입력들이 이하를 포함한다:
FDs 아날로그 신호들(fd_intens_l, ... fd_intens_8)
FDs 논리적 신호들(L28FDA, ...L28FDH)
상대 습도 신호(CMHUM)
FD 규칙 세트의 출력은, 비제한적으로, "불꽃 검출기들 변경" 및 "불꽃 검출기들이 튜닝되어야 한다"와 같은 경고들을 포함한다.
예시적인 실시예에서, 불꽃 센서로부터의 미가공 펄스 신호가 2가지 상이한 방식들로 FD 규칙 세트에 의해서 프로세스되고, 아날로그 출력들(FD_INTENS_n)(602)은 모니터링 목적들을 위한 1초의 고정된 시간 윈도우(window)를 이용하는 것에 의해서 생성된 주파수 출력들이다. 디지털 출력(L28FDn)(604)은 상이한 시간 윈도우, 예를 들어, 1/16초를 기초로 하는 주파수 출력을 제어 시스템의 인터페이스들 프레임-온/프레임-오프 로직 내의 상응하는 카운트 문턱값들 셋업과 비교하는 것에 의해서 생성된다.
도 8은 아날로그 출력들(602) 및 디지털 출력(604)의 트레이스의 화면 캡쳐(700)이다. 검출 레벨들, 및 검출 시간은 FD 문턱값 튜닝을 위해서 이용되는 제어 매개변수들이다. 주파수 문턱값 레벨은 이하에 의해서 계산되고 규정된다:
검출 레벨 = 14, (주파수 문턱값 = 87.5 Hz), 디지털 신호는 플랫(flat)이 되고 1과 같다
검출 레벨 = 16, (주파수 문턱값 = 100 Hz), 디지털 신호가 플리커링(flicker)되기 시작하여, 0 으로부터 1로 스위칭된다.
검출 레벨 = 18, (주파수 문턱값 = 112.5 Hz), 디지털 신호가 플리커링된다.
검출 레벨 = 20, (주파수 문턱값 = 120 Hz), L28fdf의 잔류 스파이크.
검출 레벨 = 22, (주파수 문턱값 = 137.5 Hz), 디지털 신호가 플랫이 되고 0과 같아진다.
몇몇 현장 데이터에 대해서 실시되는 분석으로부터, 각각의 이차 불꽃 센서에 대해서 이하의 조건이 이용된다:
만약: (평균 - 7*STDVCalculated) * 검출 시간(1/16s) < 1 라면 - 불꽃 검출기가 교체될 것이다.
만약: (평균 - 7*STDVCalculated) * 검출 시간(1/16s) < 2 라면 - 불꽃 검출기가 튜닝될 것이다.
도 9는 로딩 및 언로딩 프로세스 중의 가스 터빈 엔진(400)의 동작의 흐름도(900)이다. 축(902)은 로딩 동작 지역(904) 및 언로딩 동작 지역(906)에 대한 GT 부하를 나타낸다. 화살표는, 가스 터빈 엔진(400)이 동작 지역들 내에서 취할 수 있는 경로를 나타낸다. 직접(direct) 변환 규칙 세트를 이용하여, 동작의 EXT-LL 모드로부터 동작의 PREMIX 모드로의 직접적인 변환의 가능성을 계산한다.
예시적인 실시예에서, 직접 변환 규칙 세트는 변환 함수 타입 규칙 세트이다. 직접 변환 규칙 세트는 입력들로서 이하를 수신한다:
SVR 상류의 연료 가스 압력
인터밸브(intervalve) 압력(FPG2*)
압축기 방출 압력(PCD*)
주변 압력(AFPAP*)
가스 온도(FGT2*)
가스 제어 밸브(GCV), 정지-비율 밸브(SRV), 가스 제어 밸브(GCV) 특성화(characterization) - kv 및 Xt
이차 버너 유효 지역
직접 변환 규칙 세트는 이하를 출력한다:
GCV 하류의 압력
연료 가스 유동 평가
EXT-LL 모드로부터 동작의 PREMIX 모드로 직접적으로 변환할 수 있는 유닛 가능성의 표시
DLN-1 동작은, 시동으로부터 전체(full) 부하까지, 다중-구역 연소 라이너(liner) 내의 5개의 상이한 연소 모드들을 포함한다. 안정적인 불꽃 동작을 가지는 최적의 성능 및 방출들을 획득하기 위해서, 상이한 구역들에 대한 연료 및 불꽃의 분포가 터빈 속도 및 부하 조건들에 대해서 맞춰진다.
만약, 현재(Current) DLN-1 로직을 가지고, 유닛이 EXTENDED LEAN-LEAN에서 동작한다면, PREMIX STEADY STATE를 획득하기 위해서 다음과 같은 것이 필요하다:
유닛을 -40% 베이스 부하(Base Load)*로 언로딩하여, LEAN-LEAN POSITIVE로 역으로 변환한다.
부하를 증가시키는 것에 의해서 PREMIX STEADY-STATE로 변환한다.
또한, 점화 변환기 보호 로직(ignition transformer protection logic)은, 변환기 듀티 사이클이 초과된 경우에, PREMIX 변환을 방지하는 다른 제한을 도입한다.
도 10은, 본원 개시 내용의 예시적인 실시예에 따른 가스 터빈 엔진(400)(도 4에 도시됨)과 함께 사용될 수 있는 연료 시스템(1000)의 일부의 개략적인 파이핑 도면이다.
PREMIX로의 DLN-1 변환 가능성은 SECONDARY 변환 모드 중에 GCV 밸브(1002)에서 초킹(choking) 조건을 유지할 수 있는 능력과 관련된다.
SECONDARY 변환 모드 중에 유닛 부하의 강하 없이, "무변환(Transferless)" 이차 연료 노즐(1008)로 모든 양의 가스를 공급하기 위해서, GCV 상류의 압력(1004) 및 SRV 상류의 압력(1006)이 규정된다.
EXT-LL 로부터 PREMIX 로의 직접적인 변환을 포함하는 PREMIX 이용 가능성에 대한 확대된 윈도우를 식별하기 위해서, PREMIX 모드로의 양호한 변환을 가지기 위한 조건이 실시간으로 계산될 수 있다.
직접적인 EXT-LL PREMIX 변환 - 규칙 전개(rule development)는 이하를 포함한다:
제 1 단계 - 연료 질량 유동 계산
가스 제어 밸브(GCV) 가 초킹되고 N=l 인 것으로 가정하고:
Figure pct00001
, 여기에서
k = cp/cv 는 잡(job) CSO 로부터의 가장 희박한(leanest) 가스의 하나이다.
R 은 연료 잡 CSO로부터의 가장 희박한 가스의 하나이다.
Aev = (표 또는 교정들(table or correlations)로부터의) 행정(stroke)의 함수로서의 유효 지역.
제 2 단계 - 단지 이차 노즐만이 공급될 때, 일차 연료 노즐 압력[P8] 1010 계산.
PLF~4%에서 - PCC = PCD(1-PLF)
Figure pct00002
여기에서
T8 = FGT 연료 가스 온도
R 은 가장 희박한 가스의 하나이다.
Aeff = 버너에 걸친 압력 비율의 함수로서의 유효 지역
k = cp/cv 는 잡 CSO 로부터의 가장 희박한 가스의 하나이다.
R 은 잡 CSO로부터의 가장 희박한 가스의 하나이다.
제 3 단계 - 이차 노즐 만으로 공급되고 P7 ~ P8일 때, GCV 하류(1012) 계산.
Figure pct00003
여기에서:
Cv = 0% GSV 개방에서
k = cp/cv 는 잡 CSO로부터의 가장 희박한 가스의 하나이다.
Sg 는 연료 잡 CSO로부터의 가장 희박한 가스의 하나이다.
제 4 단계 - GCV 초킹 확인
만약 (P5/P* 6) > 1.23 이라면, 유닛은, EXT-LL 모드를 제외하고, PREMIX로 변환될 수 있다.
도면들에 도시된 논리 흐름들은, 희망하는 결과들을 달성하기 위해서, 도시된 특별한 순서, 또는 순차적인 순서를 필요로 하지 않는다. 또한, 다른 단계들이 제공될 수 있을 것이고, 또는 단계들이 전술한 흐름들로부터 배제될 수 있고, 그리고 다른 구성요소들이 전술한 시스템들로 부가되거나 그러한 시스템들로부터 제거될 수 있을 것이다. 따라서, 다른 실시예들이 이하의 청구항들의 범위 내에 포함된다.
특별한 구체적인 내용으로 설명된 상기 실시예들이 단지 예시적인 것이고 또는 가능한 실시예들이라는 것, 그리고 포함될 수 있는 많은 다른 조합들, 부가들, 또는 대체들이 존재한다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
또한, 구성요소들의 특별한 명칭 부여, 용어들의 대문자화(capitalization), 속성들, 데이터 구조물들, 또는 임의의 다른 프로그래밍 또는 구조적 양태가 의무적이나 중요한 것이 아니고, 발명 및 발명의 특징들을 구현하는 메커니즘들이 상이한 명칭들, 포맷들, 또는 프로토콜들을 가질 수 있을 것이다. 또한, 시스템이, 전술한 바와 같이, 하드웨어 및 소프트웨어의 조합을 통해서, 또는 전적으로 하드웨어 요소들로 구현될 수 있을 것이다. 또한, 여기에서 개시된 여러 가지 시스템 구성요소들 사이의 기능의 특별한 분할은 단지 하나의 예이고, 의무적인 것이 아니며; 하나의 시스템 구성요소에 의해서 실시되는 기능들이 복수의 구성요소들에 의해서 대안적으로 실시될 수 있을 것이고, 복수의 구성요소들에 의해서 실시되는 기능들이 대안적으로 하나의 구성요소에 의해서 실시될 수 있을 것이다.
전술한 설명의 일부 부분들이 정보에서 동작들의 심볼화된 표상들 및 알고리즘들과 관련한 특징들을 제시한다. 이러한 알고리즘적인 설명들 및 표현들은, 데이터 프로세싱 분야의 당업자가 다른 당업자에게 그들의 작업 내용을 가장 효과적으로 전달하기 위해서 이용될 수 있을 것이다. 이러한 동작들은, 비록 기능적으로 또는 논리적으로 설명되었지만, 컴퓨터 프로그램들에 의해서 구현될 수 있는 것으로 이해될 수 있을 것이다. 또한, 일반성을 잃지 않고, 이러한 동작들의 배열들을 모듈들로서 또는 기능적인 명칭들로서 지칭하는 것이 종종 편리한 것으로 확인되었다.
달리 구체적인 언급이 없는 경우에, 상기 기술 내용으로부터 자명한 바와 같이, 설명 전체를 통해서, "프로세싱" 또는 "컴퓨팅" 또는 "계산하는 것" 또는 "결정하는 것" 또는 "디스플레이하는 것" 또는 "제공하는 것" 등과 같은 용어들을 이용한 설명들은, 컴퓨터 시스템 메모리들 또는 레지스터들 또는 다른 그러한 정보 저장, 전송 또는 디스플레이 장치들 내에서 물리적(전자적) 양들로서 표현되는 데이터를 조작하고 변형하는, 컴퓨터 시스템 또는 유사한 전자적 컴퓨팅 장치의 작용 및 프로세스를 지칭한다.
여러 가지 구체적인 실시예들과 관련하여 설명하였지만, 개시 내용이 청구항들의 범위 및 사상 내에서 수정되어 실행될 수 있다는 것을 인지할 수 있을 것이다.
여기에서 사용된 바와 같이, 프로세서라는 용어는 중앙 처리 유닛들, 마이크로프로세서들, 마이크로제어기들, 축약형 회로들(reduced instruction set circuit; RISC), 주문형 집적 회로들(ASIC), 논리 회로들, 및 여기에서 기술된 기능들을 실행할 수 있는 임의의 다른 회로 또는 프로세서를 지칭한다.
여기에서 사용된 바와 같이, "소프트웨어" 및 "펌웨어"라는 용어들은 상호 교환가능하고, 그리고 프로세서(205)에 의한 실행을 위해서, RAM 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 및 비휘발성 RAM(non-volatile random access memory; NVRAM) 메모리를 포함하는, 메모리 내에 저장되는 임의의 컴퓨터 프로그램을 포함한다. 상기 메모리 타입들은 단지 예시적인 것이고, 그에 따라 컴퓨터 프로그램의 저장을 위해서 이용가능한 메모리의 타입에 대한 제한을 하는 것이 아니다.
전술한 상세한 설명에 기초하여 이해할 수 있는 바와 같이, 개시 내용의 전술한 실시예들은 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어 또는 그 임의의 조합 또는 하위세트를 포함하는 컴퓨터 프로그래밍 또는 엔지니어링 기술들을 이용하여 구현될 수 있을 것이고, 기술적 효과는 (a) 복수의 규칙 세트들을 메모리 장치 내에 저장하는 단계로서, 상기 규칙 세트들이 가스 터빈의 동작에 대한 것이고, 상기 규칙 세트들이 실시간 데이터 입력에 관한 실시간 데이터 출력의 관계식으로서 표현되는 적어도 하나의 규칙 세트를 포함하고, 상기 관계식이 상기 가스 터빈의 배출 유동의 온도 스프레드, 배출 유동의 선회각, 가스 터빈의 복수의 불꽃 검출기들의 건전성, 및 동작의 제 1 모드로부터 동작의 제 2 저 NOx 모드로의 가스 터빈의 전환 중 적어도 하나에 대해서 특정되는, 저장하는 단계, (b) 상기 가스 터빈과 연관된 조건 모니터링 시스템으로부터 실시간 및 이력 데이터 입력들을 수신하는 단계로서, 상기 데이터 입력들이 상기 가스 터빈의 배출 유동의 온도 스프레드, 배출 유동의 선회각, 가스 터빈의 복수의 불꽃 검출기들의 건전성, 및 동작의 제 1 모드로부터 동작의 제 2 저 NOx 모드로의 가스 터빈의 전환 중 적어도 하나에 영향을 미치는 매개변수들과 관련되는, 수신하는 단계, (c) 수신된 데이터를 이용하여 연료 가스 라인 압력 강하를 결정하는 단계, (d) 상기 결정된 압력 강하를 미리 결정된 문턱값 범위에 비교하는 단계, (e) 및 결정된 압력 강하가 미리 결정된 문턱값 범위를 충족하는 경우에, 상기 가스 터빈의 부하 감소 없이, 상기 제 1 모드로부터 상기 제 2 모드로의 가스 터빈의 동작 모드의 전환에 대해서 가스 터빈의 운영자에게 권장하는 단계를 포함한다. 컴퓨터-판독가능 코드 수단을 가지는 임의의 그러한 결과적인 프로그램이 하나 이상의 컴퓨터-판독가능 매체 내에 구현되거나 제공될 수 있을 것이고, 그에 의해서 개시 내용의 설명된 실시예들에 따른, 컴퓨터 프로그램 제품 즉, 제조 물품을 제조할 수 있을 것이다. 컴퓨터 판독가능 매체가, 예를 들어, 비제한적으로, 고정형(하드) 드라이브, 디스켓, 광학적 디스크, 자기적 테입, 리드-온리 메모리(ROM)와 같은 반도체 메모리, 및/또는 인터넷이나 다른 통신 네트워크 또는 링크와 같은 임의의 전송/수신 매체일 수 있을 것이다. 하나의 매체로부터 직접적으로 코드를 실행하는 것, 하나의 매체로부터 다른 매체로 코드를 복사하는 것, 또는 네트워크를 통해서 코드를 전송하는 것에 의해서, 컴퓨터 코드를 포함하는 제조 물품이 만들어지고 및/또는 이용될 수 있을 것이다.
본원 명세서에서 설명된 많은 기능적 유닛들이, 그들의 구현 독립성을 보다 특히 강조하기 위해서, 모듈들로서 레이블링되어(labeled) 있다. 예를 들어, 모듈이 맞춤형(custom) 초대규모 집적("VLSI") 회로들 또는 게이트 어레이들, 논리 칩들과 같은 기성품(off-the-shelf) 반도체들을 포함하는 하드웨어 회로로서 구현될 수 있을 것이다. 모듈이 또한, 필드 프로그래머블 게이트 어레이들(field programmable gate arrays; FPGAs), 프로그래머블 어레이 로직(programmable array logic), 또는 프로그래머블 로직 장치들(PLDs) 등과 같은 프로그래밍이 가능한 하드웨어 장치들 내에 구현될 수 있을 것이다.
모듈들이 또한 여러 가지 타입들의 프로세서들에 의한 실행을 위해서 소프트웨어로 구현될 수 있을 것이다. 실행가능한 코드의 식별된 모듈이, 예를 들어, 대상(object), 공정, 또는 기능으로서 조직화될 수 있는 컴퓨터 명령어들의 하나 이상의 물리적 또는 논리적 블록들을 예를 들어 포함할 수 있을 것이다. 그럼에도 불구하고, 식별된 모듈의 실행가능성들이 물리적으로 함께 위치될 필요가 없고, 함께 논리적으로 조합될 때 모듈을 포함하게 되고 그리고 모듈의 기술된 목적을 달성하게 되는, 상이한 위치들에 저장된 분리된 명령어들을 포함할 수 있을 것이다.
실행가능한 코드의 모듈이 단일 명령어 또는 많은 명령어들일 수 있을 것이고, 상이한 프로그램들 사이에서, 몇몇 상이한 코드 세그먼트들에 걸쳐서 그리고 몇몇 메모리 장치들에 걸쳐서 균일하게 분포될 수 있을 것이다. 유사하게, 동작적 데이터가 모듈들 내에서 식별되고 묘사될 수 있을 것이고, 그리고 임의의 적합한 형태로 구현되고 임의의 적합한 타입의 데이터 구조 내에서 조직화될 수 있을 것이다. 그러한 동작적 데이터가 단일 데이터 세트로서 수집될 수 있을 것이고, 또는 상이한 저장 장치들에 걸쳐지는 것을 포함하여 상이한 위치들에 걸쳐서 분포될 수 있을 것이고, 그리고 적어도 부분적으로, 시스템 또는 네트워크 상의 전자적 신호들로서 단지 존재할 수 있을 것이다.
규칙 모듈을 포함하는 가스 터빈의 모니터링 및 진단 시스템 및 방법의 전술한 실시예들은 의미있는 동작적인 권고들 및 문제해결 작용들을 제공하기 위한 비용-효과적이고 신뢰가능한 수단을 제공한다. 또한, 시스템이 보다 정확하고 그리고 고장 경보들을 덜 발생하는 경향을 가진다. 보다 구체적으로, 여기에서 개시된 방법들 및 시스템들은 공지된 시스템들 보다 상당히 더 이른 단계에서 구성요소 고장을 예측할 수 있고, 그에 따라 중단 시간을 상당히 감소시키는데 있어서 그리고 중지들(trips)을 방지하는데 있어서 도움이 된다. 또한, 전술한 방법들 및 시스템들은 이른 단계에서 비이상성들을 예측하는 것을 촉진하여, 사이트의 작업자가 장비의 중단에 대해서 준비하고 계획을 세울 수 있게 한다. 결과적으로, 여기에서 개시된 방법들 및 시스템들은, 가스 터빈들 및 다른 장비들이 비용-효과적인 그리고 신뢰가능한 방식으로 동작될 수 있게 한다.
이러한 기술된 설명은, 최적의 모드를 포함하여, 발명을 개시하기 위해서, 그리고 또한 당업자가, 장치들 또는 시스템들을 제조 및 이용하는 것 그리고 임의의 통합된 방법들을 실시하는 것을 포함하여, 발명을 실시할 수 있게 하기 위해서 예들을 이용하였다. 개시 내용의 특허받을 수 있는 범위는 청구항들에 의해서 결정되고, 당업자들에 의해서 안출될 수 있는 다른 예들을 포함할 수 있을 것이다. 그러한 다른 예들이 청구항들의 문헌적인 언어와 상이하지 않은 구조적 요소들을 가지는 경우에, 또는 그러한 다른 예들이 청구항들의 문헌적 언어들과의 사소한 차이들을 가지는 균등한 구조적 요소들을 포함하는 경우에, 그러한 다른 예들은 청구항들의 범위 내에 포함될 것이다.

Claims (10)

  1. 가스 터빈의 동작에 있어서의 연소(combustion) 비정상(anomaly)들을 모니터링 및 진단하기 위한 컴퓨터-구현된 방법에 있어서,
    상기 방법은 사용자 인터페이스 및 메모리 장치에 결합된 컴퓨터 장치를 이용하여 구현되고, 상기 방법은:
    복수의 규칙 세트들을 메모리 장치 내에 저장하는 단계 ― 상기 규칙 세트들은 상기 가스 터빈의 동작에 관한 것이고, 상기 규칙 세트들은 실시간 데이터 입력에 관한 실시간 데이터 출력의 관계식으로서 표현되는 적어도 하나의 규칙을 포함하고, 상기 관계식은 상기 가스 터빈의 배출 유동(exhaust flow)의 온도 스프레드, 상기 배출 유동의 선회각(swirl angle), 상기 가스 터빈의 복수의 이차 불꽃 검출기들의 건전성(health), 및 동작의 제 1 모드로부터 동작의 제 2 저(lower) NOx 모드로의 상기 가스 터빈의 전환 중 적어도 하나에 대해서 특정됨 ― ;
    상기 가스 터빈과 연관된 조건 모니터링 시스템으로부터 실시간 및 이력 데이터 입력들을 수신하는 단계 ― 상기 데이터 입력들은 상기 가스 터빈의 배출 유동의 온도 스프레드, 상기 배출 유동의 선회각, 상기 가스 터빈의 복수의 불꽃 검출기들의 건전성, 및 동작의 제 1 모드로부터 동작의 제 2 저 NOx 모드로의 상기 가스 터빈의 전환 중 적어도 하나에 영향을 미치는 매개변수들과 관련됨 ― ;
    수신된 데이터를 이용하여 연료 가스 라인 압력 강하(fuel gas line pressure drop)를 결정하는 단계;
    상기 결정된 압력 강하를 미리 결정된 문턱값 범위에 비교하는 단계; 및
    상기 결정된 압력 강하가 상기 미리 결정된 문턱값 범위를 충족하는 경우에, 상기 가스 터빈의 부하 감소 없이, 상기 제 1 모드로부터 상기 제 2 모드로의 가스 터빈의 동작 모드를 전환하도록 상기 가스 터빈의 운영자에게 권장하는 단계
    를 포함하는, 컴퓨터-구현된 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 규칙 세트들을 저장하는 단계는 가스 터빈 전환 규칙 세트를 저장하는 단계를 포함하고, 상기 동작의 제 1 모드는 확대된 린-린(EXT-LL, Extended Lean-Lean) 모드이고, 상기 동작의 제 2 저 NOx 모드는 예비혼합(Premix) 모드인 것인, 컴퓨터-구현된 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 불꽃 검출기들의 적어도 일부의 아날로그 신호 출력을 수신하는 단계;
    상기 신호의 노이즈 성분 및 상기 신호의 변동을 식별하기 위해서 각각의 아날로그 신호 출력을 통계적으로 분석하는 단계;
    상기 분석에 기초하여 복수의 문턱값들을 규정하기 위해서 상기 신호들의 건전성 카운트 메트릭(health count metric)을 생성하는 단계;
    현재의 아날로그 신호 출력을 각각의 문턱값에 비교하는 단계; 및
    상기 복수의 불꽃 검출기들 중 하나의 교체, 상기 복수의 불꽃 검출기들 중 하나의 튜닝, 상기 복수의 불꽃 검출기들 중 하나의 동작의 체크, 및 상기 복수의 불꽃 검출기들 중 하나의 렌즈의 세정 중 적어도 하나에 대한 권장을 출력하는 단계
    를 더 포함하는, 컴퓨터-구현된 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    가스 터빈 배출의 유동의 선회각을 결정하는 단계;
    상기 결정된 선회각을 이용하여 결함이 있는 연소기를 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 결함이 있는 연소기를 운영자에게 출력하는 단계
    를 더 포함하는, 컴퓨터-구현된 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 선회각을 결정하는 단계는:
    상기 가스 터빈 배출의 유동과 연관된 하나 이상의 온도 센서들로부터 복수의 온도 출력들을 수신하는 단계; 및
    수신된 복수의 온도 출력들을 이용하여 상기 가스 터빈 배출의 유동의 온도 스프레드를 결정하는 단계
    를 포함하는 것인, 컴퓨터-구현된 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 온도 스프레드의 출처 연소기의 식별을 결정하기 위해서, 상기 결정된 온도 스프레드를 미리 결정된 허용가능한 온도 스프레드에 상관시키는 단계를 더 포함하는, 컴퓨터-구현된 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 가스 터빈 배출의 유동의 온도 스프레드를 결정하는 단계는 상기 가스 터빈의 배출 확산기에서 상기 가스 터빈 배출의 유동의 온도 스프레드를 결정하는 단계를 포함하는 것인, 컴퓨터-구현된 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 가스 터빈 배출의 유동의 온도 스프레드를 결정하는 단계는 연소 모드 및 부하의 함수로서 상기 가스 터빈 배출의 유동의 온도 스프레드를 결정하는 단계를 포함하는 것인, 컴퓨터-구현된 방법.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 가스 터빈은 복수의 상이한 연소 모드들로 동작될 수 있으며, 상기 방법은 각각의 상이한 연소 모드에 대한 온도 스프레드 문턱값을 결정하는 단계를 더 포함하는, 컴퓨터-구현된 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    연소 모드로의 천이(transition)에 진입하는 것과 동시 및 연소 모드로의 천이에 진입하는 것 이전 중 적어도 하나에, 온도 스프레드 문턱값을 상기 연소 모드에 상응하는 값으로 셋팅하는 단계를 더 포함하는, 컴퓨터-구현된 방법.
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