RU2444640C2

RU2444640C2 - Device and method of gas turbine engine exhaust temperature adjustment

Info

Publication number: RU2444640C2
Application number: RU2010107178/06A
Authority: RU
Inventors: Лука БУЦЦОНИ (IT); Лука БУЦЦОНИ; Паоло ПЕШЕ (IT); Паоло ПЕШЕ
Original assignee: Ансальдо Энергия С.П.А.
Priority date: 2007-08-01
Filing date: 2007-08-01
Publication date: 2012-03-10
Also published as: RU2010107178A

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: proposed device incorporates means for selective control of exhaust gas temperature (TS) proceeding from, at least, two different reference magnitudes (T_sRiFV0, T_sRiFV1, T_sRiFV2, … T_SRiFVn) related to turbine output power (P).

EFFECT: optimum operating performances at low loads and minimum outer load.

8 cl, 4 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Настоящее изобретение относится к газотурбинной установке, к устройству для управления газовой турбиной и к способу управления ею.The present invention relates to a gas turbine installation, to a device for controlling a gas turbine and to a method for controlling it.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

В последние годы повышенный спрос к повышению производительности газотурбинной силовой установки и все более строгие нормы, регулирующие выбросы загрязняющих газов (например, NO_x, CO), привели к исследованиям в области систем управления, сконструированных для увеличения производительности установки, в то же время поддерживая низкие уровни выброса загрязняющих газов.In recent years, increased demand for increased productivity of a gas turbine power plant and increasingly stringent regulations governing emissions of polluting gases (e.g., NO _x , CO) have led to research in control systems designed to increase plant performance while maintaining low emission levels of polluting gases.

В частности, существует повышенный рыночный спрос на улучшение эффективности работы при пониженной нагрузке, то есть при работе установки на уровне ниже заданного уровня выходной мощности. Особое значение придается эффективности установки при минимальной внешней нагрузке и понижению минимальной внешней нагрузки. Потребление энергии в ночное время фактически намного ниже, чем потребление в дневное время, таким образом, энергоустановки имеют тенденции к работе на минимальном допустимом уровне мощности, что упоминается как минимальная внешняя нагрузка, - для экономии топлива. Улучшение эффективности установки при минимальной внешней нагрузке и, прежде всего, понижение минимальной нагрузки регулирования, имело бы огромные экономические преимущества, придавая установке возможности, например, для производства большей энергии без повышения затрат, путем простого увеличения эффективности установки при низкой нагрузке.In particular, there is an increased market demand for improving operating efficiency at reduced load, that is, when the unit is operating below a predetermined output power level. Particular importance is attached to the efficiency of the installation with minimal external load and lower minimum external load. Energy consumption at night is actually much lower than daytime consumption, so power plants tend to operate at the lowest permissible power level, which is referred to as the minimum external load, to save fuel. Improving the efficiency of the installation with a minimum external load and, above all, reducing the minimum control load would have huge economic advantages, giving the installation the possibility, for example, to produce more energy without increasing costs, by simply increasing the efficiency of the installation at low load.

В соответствии с одним из известных решений, раскрытых в GB 1374871, предлагается устройство управления газотурбинной установкой, содержащее средства управления для управления температурой выхлопного газа турбины, причем средства управления конфигурированы для селективного управления температурой на основе, по меньшей мере, двух различных эталонных значений, относящихся к выходной мощности установки, при этом средства управления выполнены с возможностью подачи на привод приводного сигнала для приведения в действие поворотных лопастей (IGV) на основе ошибки температуры выхлопа. В данном документе также раскрывается способ управления газотурбинной установкой, включающий стадию управления температурой выхлопного газа турбины, которая включает селективное управление температурой на основе, по меньшей мере, двух различных эталонных значений, относящихся к значению выходной мощности установки, причем стадия управления температурой выхлопного газа турбины включает в себя стадию подачи на привод приводного сигнала для приведения в движение поворотных лопастей, причем стадия подачи приводного сигнала для приведения в движение поворотных лопастей (IGV) включает вычисление приводного сигнала на основе ошибки температуры выхлопа.In accordance with one of the known solutions disclosed in GB 1374871, there is provided a gas turbine control device comprising control means for controlling a temperature of an exhaust gas of a turbine, the control means being configured to selectively control the temperature based on at least two different reference values related to to the output power of the installation, while the controls are configured to supply a drive signal to the drive to drive the rotary blades (I GV) based on exhaust temperature error. This document also discloses a method for controlling a gas turbine installation, comprising a step for controlling the temperature of the exhaust gas of a turbine, which includes selectively controlling the temperature based on at least two different reference values related to the value of the output power of the installation, wherein the step for controlling the temperature of the exhaust gas of a turbine includes the stage of supplying the drive signal to the drive to drive the rotary blades, and the stage of supplying the drive signal to drive Nia moving vanes (IGV) comprises calculating a drive signal based on the exhaust temperature error.

ОПИСАНИЕ ОЗОБРЕТЕНИЯDESCRIPTION OF THE INVENTION

Целью настоящего изобретения является создание устройства для управления газотурбинной установкой, которое является совместимым как с установками, содержащими экологичные горелки нового поколения, например, типа, описанного в GB 1374871, а также в заявке на патент ЕР 1710502, поданной Ansaldo Energia S.p.A., так и с установками, содержащими традиционные горелки, и такого, которое конструируется для поддержания низких уровней выброса загрязняющих газов, хотя, в то же время, обеспечивают высокие рабочие характеристики при низких нагрузках и, в частности, при минимальной внешней нагрузке. Согласно настоящему изобретению предусматривается устройство управления и способ по пп.1 и 5 соответственно.The aim of the present invention is to provide a device for controlling a gas turbine installation, which is compatible with plants containing a new generation of environmentally friendly burners, for example, of the type described in GB 1374871, as well as in patent application EP 1710502, filed by Ansaldo Energia SpA, and plants containing traditional burners, and one that is designed to maintain low levels of polluting gas emissions, although at the same time they provide high performance at low loads and, in particular, when minimum external load. According to the present invention, there is provided a control device and method according to claims 1 and 5, respectively.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Неограничивающий вариант осуществления настоящего изобретения будет описываться в качестве примера со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:A non-limiting embodiment of the present invention will be described by way of example with reference to the accompanying drawings, in which:

Фиг.1 показывает блок-схему газотурбинной установки, содержащей устройство управления согласно настоящему изобретению;Figure 1 shows a block diagram of a gas turbine installation comprising a control device according to the present invention;

Фиг.2 показывает блок-схему устройства управления согласно настоящему изобретению;Figure 2 shows a block diagram of a control device according to the present invention;

Фиг.3 показывает график функции управления для устройства управления на Фиг.2;FIG. 3 shows a graph of a control function for the control device of FIG. 2;

Фиг.4 показывает график температуры выхлопа газовой турбины на Фиг.1 по отношению к выходной мощности в процентах.Figure 4 shows a graph of the temperature of the exhaust of the gas turbine of Figure 1 in relation to the output power in percent.

НАИЛУЧШИЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯBEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

Номер 1 на Фиг.1 показывает газотурбинную электроустановку. Установка 1 по существу содержит узел турбины 3; генератор 4, который с помощью узла турбины 3 преобразует производимую механическую энергию в активную электрическую энергию - в дальнейшем упоминаемую просто как выходная мощность Р; устройство управления 5; модуль порогового детектирования 6 и привод 7.Number 1 in Figure 1 shows a gas turbine electrical installation. Installation 1 essentially comprises a turbine assembly 3; a generator 4, which with the help of a turbine assembly 3 converts the generated mechanical energy into active electrical energy - hereinafter referred to simply as the output power P; control device 5; threshold detection module 6 and drive 7.

Узел турбины 3 содержит компрессор 9, камеру 10 сгорания и газовую турбину 11. Более конкретно, компрессор 9 содержит впускную ступень с изменяемой геометрией 14, содержащую, в свою очередь, группу поворотных лопастей или так называемых IGV (лопаток входного направляющего аппарата) (не показываются для простоты), которые могут устанавливаться под различными углами наклоном с помощью привода 7 для регулирования впуска воздуха с помощью компрессора 9.The turbine assembly 3 comprises a compressor 9, a combustion chamber 10, and a gas turbine 11. More specifically, the compressor 9 comprises an inlet stage with a variable geometry 14, which in turn contains a group of rotary blades or so-called IGVs (vanes of the input guide vane) (not shown for simplicity), which can be installed at different angles with the help of the drive 7 to control the air intake using the compressor 9.

Модуль 6 порогового детектирования содержит некоторое количество сенсоров (не показываются для простоты) для определения определенного количества параметров установки 1, которые затем подаются на устройство управления 5. Более конкретно, модуль 6 порогового детектирования определяет температуру выхлопного газа или так называемую температуру выхлопа T_S турбины 11; выходную мощность Р или так называемую нагрузку; положение IGV_POS поворотных лопаток впускной ступени 14 компрессора 9 и поток топлива Q_F.The threshold detection module 6 contains a number of sensors (not shown for simplicity) to determine a certain number of installation parameters 1, which are then supplied to the control device 5. More specifically, the threshold detection module 6 determines the exhaust gas temperature or the so-called exhaust temperature T _{S of the} turbine 11 ; output power P or the so-called load; the position of the IGV _{POS of the} rotary blades of the intake stage 14 of the compressor 9 and the fuel flow Q _F.

Устройство 5 управления по существу содержит первый модуль 18 управления для управления температурой выхлопа T_S; модуль 19 выбора эталонной величины, который снабжает первый модуль 18 управления эталонными значениями T_SRIF температуры выхлопа; и второй модуль 20 управления, который работает во время переходных режимов подачи топливом, таких как изменения потока топлива Q_F, для подачи сигнала управления U_c в первый модуль управления 18.The control device 5 essentially comprises a first control module 18 for controlling the exhaust temperature T _S ; a reference value selecting unit 19, which supplies the first exhaust temperature temperature reference value T _SRIF control unit 18; and a second control module 20 that operates during transient fuel delivery modes, such as changes in the fuel flow Q _F , for supplying a control signal U _c to the first control module 18.

Обращаясь к Фиг.2, модуль 19 выбора эталонной величины содержит модуль 22 постоянной эталонной величины, модуль 23 переменной эталонной величины и модуль 24 выбора.Turning to FIG. 2, a reference value selection module 19 comprises a constant reference value module 22, a variable reference value module 23, and a selection module 24.

Модуль 22 постоянной эталонной величины выдает постоянную эталонную величину температуры выхлопа T_SRIFC, обычно определенную заранее, которая не изменяется вместе с изменением других параметров установки 1 и которая предпочтительно может модифицироваться только опытным специалистом.Module 22 constant reference value provides a constant reference value of the exhaust temperature T _SRIFC , usually determined in advance, which does not change with the change of other parameters of the installation 1 and which can preferably be modified only by an experienced specialist.

Модуль 23 переменной эталонной величины принимает положение IGV_POS поворотных лопастей компрессора 9 и выдает переменную эталонную величину температуры выхлопа T_SRIFV, которая изменяется как функция положения IGV_POS поворотных лопастей и, следовательно, опосредованно, как функция выходной мощности Р установки 1.The module 23 of the variable reference value takes the position of the IGV _{POS of the} rotary blades of the compressor 9 and provides a variable reference value of the exhaust temperature T _SRIFV , which changes as a function of the position of the IGV _{POS of the} rotary blades and, therefore, indirectly, as a function of the output power P of the installation 1.

Более конкретно, модуль 23 переменной эталонной величины содержит первый вычислительный модуль 25 и второй вычислительный модуль 26.More specifically, the variable reference module 23 comprises a first computing module 25 and a second computing module 26.

Первый вычислительный модуль 25 принимает положение IGV_POS регулируемых поворотных лопастей и выдает ЭТАЛОННУЮ величину температуры выхлопа T_SRIFVO, вычисленную на основе функции F (IGV_POS), которая определяется заранее и которая различается согласно типу установки. Для каждого положения IGV_POS регулируемых IGV первый вычислительный модуль 25 выдает эталонную величину T_SRIFV0, T_SRIFV1, T_SRIFV2…T_SRIFVn, причем эти величины повышаются и понижаются постепенно.The first computational module 25 takes the position of the IGV _{POS of the} adjustable rotary blades and provides a reference value of the exhaust temperature T _SRIFVO calculated on the basis of the function F (IGV _POS ), which is determined in advance and which differs according to the type of installation. For each IGV _POS position of the regulated IGVs, the first computing module 25 provides a reference value T _SRIFV0 , T _SRIFV1 , T _SRIFV2 ... T _SRIFVn , and these values increase and decrease gradually.

Более конкретно, функция F(IGV_POS) различается согласно типу горелки, используемой в газотурбинной установке 1. Например, номер 50 на Фиг.3 показывает функцию F(IGV_POS) для установки, оборудованной экологичной горелкой, например, типа, который описан в заявке на патент ЕР 1710502, поданной Ansaldo Energia S.p.A. Номер 51 показывает функцию F(IGV_POS) для установки, оборудованной обычной горелкой.More specifically, the F function (IGV _POS ) differs according to the type of burner used in the gas turbine unit 1. For example, the number 50 in FIG. 3 shows the F function (IGV _POS ) for a plant equipped with an environmentally friendly burner, for example of the type described in the application Patent EP 1710502, filed by Ansaldo Energia SpA No. 51 shows function F (IGV _POS ) for a plant equipped with a conventional burner.

Понятно, что показанные функции F(IGV_POS) 51 и 52 являются исключительно иллюстративными и могут различаться в зависимости от типа используемой горелки. Первый вычислительный модуль 25 предпочтительно содержит библиотеку функций F(IGV_POS), перекрывающую большинство доступных на рынке в данный момент горелок газотурбинных установок.It is understood that the functions shown F (IGV _POS ) 51 and 52 are illustrative only and may vary depending on the type of burner used. The first computing module 25 preferably comprises a function library F (IGV _POS ), which covers most of the gas turbine burners currently available on the market.

Второй вычислительный модуль 26 принимает и запоминает эталонную величину T_SRIFV1, вычисленную с помощью первого вычислительного модуля 25, и выдает эталонную величину T_SRIFV, которая имеет структуру времени разгона между последней запомненной эталонной величиной T_SRIFV0 и полученной эталонной величиной T_SRIFV1, для того, чтобы избежать внезапных изменений эталонной величины T_SRIFV, и для замедления изменений эталонной величины T_SRIFVотносительно изменения положения IGV.The second computing module 26 receives and stores the reference value T _SRIFV1 calculated by the first computing module 25, and provides a reference value T _SRIFV , which has an acceleration time structure between the last stored reference value T _SRIFV0 and the obtained reference value T _SRIFV1 , so that avoid sudden changes in the reference value of T _SRIFV , and to slow down changes in the reference value of T _SRIFV relative to changes in the position of the IGV.

Постоянная эталонная величина T_SRIFC и переменная эталонная величина T_SRIFV подаются в модуль 24 выбора, который на основе предопределенных, предпочтительно введенных оператором, установок выбирает из переменных и постоянных эталонных значений T_SRIFC и T_SRIFV эталонную величину T_SRIF для подачи в первый модуль 18 управления.The constant reference value T _SRIFC and the variable reference value T _SRIFV are supplied to the selection module 24, which, on the basis of predefined, preferably input by the operator, selects from the variables and constant reference values T _SRIFC and T _{SRIFV the} reference value T _SRIF for supply to the first control unit 18 .

Первый модуль 18 управления принимает измеренное значение температуры выхлопа T_S из модуля порогового детектирования 6 и эталонную величину T_SRIF из модуля выбора эталонной величины 19 и выдает приводной сигнал U_IGV приводу 7 для установки положения IGV компрессора 9.The first control unit 18 receives the measured value of the exhaust temperature T _S from the threshold detection unit 6 and the reference value T _SRIF from the selection unit of the reference value 19 and provides the drive signal U to the _IGV drive 7 to set the position of the IGV compressor 9.

Более конкретно, первый модуль 18 управления содержит модуль 27 вычисления ошибки, который вычисляет ошибку температуры e_T, то есть разницу между измеренной температурой выхлопа T_S и эталонной величиной T_SRIF; и модуль 28 привода IGV, который передает приводной сигнал U_IGV на привод 7, основываясь на ошибке температуры e_T. Предпочтительно модуль 28 привода генерирует приводной сигнал U_IGV, используя алгоритм управления PID (пропорционально-интегрально - дифференциальное регулирование).More specifically, the first control unit 18 comprises an error calculating unit 27 that calculates a temperature error e _T , that is, a difference between the measured exhaust temperature T _S and the reference value T _SRIF ; and a drive unit 28 IGV, which transmits the drive signal U _IGV to the actuator 7 based on the temperature error e _T. Preferably, the drive module 28 generates the drive signal U _IGV using the PID control algorithm (proportional-integral-differential control).

Второй модуль 20 управления принимает значение Р выходной мощности установки 1 и значение потока топлива Q_F от модуля 6 порогового детектирования и в переходном режиме подачи топлива подает сигнал в первый модуль 18 управления - в частности, в модуль 28 привода - сигнал управления U_c, коррелирующий с градиентом мощности ΔР/Δt, для изменения приводного сигнала U_IGV.The second control module 20 receives the value P of the output power of the installation 1 and the value of the fuel flow Q _F from the threshold detection module 6 and in the transient fuel supply mode sends a signal to the first control module 18 - in particular, to the drive module 28 - a control signal U _c correlating with a power gradient ΔP / Δt, for changing the drive signal U _IGV .

Более конкретно, второй модуль управления 20 содержит вычислительный модуль 29, библиотечный модуль 30 и модуль анализа 31. Вычислительный модуль 29 принимает и запоминает величину выходной мощности Р и вычисляет ее градиент ΔР/Δt для передачи на модуль анализа 31, а также принимает и запоминает значение потока топлива Q_F и вычисляет изменение потока топлива ΔQ_F для передачи на модуль 31 анализа.More specifically, the second control module 20 comprises a computing module 29, a library module 30, and an analysis module 31. The computing module 29 receives and stores the output power value P and calculates its gradient ΔP / Δt for transmission to the analysis module 31, and also receives and stores the value the fuel flow Q _F and calculates the change in the fuel flow ΔQ _F for transmission to the analysis module 31.

Библиотечный модуль 30 содержит определенное число кривых сигналов управления U_C для различных изменений потока топлива ΔQ_F, и каждая из них соответствует соответствующему значению градиента мощности ΔР/Δt.The library module 30 contains a certain number of control signal curves U _C for various changes in the fuel flow ΔQ _F , and each of them corresponds to a corresponding power gradient ΔP / Δt.

В случае изменения потока топлива ΔQ_F (переходные режимы подачи топлива) модуль 31 анализа выбирает данный сигнал управления U_c из библиотечного модуля 30 на основе значения градиента мощности ΔP/Δt и значения изменения потока топлива ΔQ_F и подает его на первый модуль 18 управления.In the event of a change in the fuel flow ΔQ _F (transient fuel supply), the analysis module 31 selects a given control signal U _c from the library module 30 based on the value of the power gradient ΔP / Δt and the value of the change in the fuel flow ΔQ _F and provides it to the first control module 18.

Сигнал управления U_C, подаваемый на модуль 28 привода, по существу принимает на себя управление приводом 7 на основе ошибки температуры е_Т. То есть сигнал управления U_C от второго модуля 20 управления воздействует на модуль 28 привода так, чтобы приводной сигнал U_IGV создавал изменение положения IGV в основном на основе значения градиента мощности ΔР/Δt и изменения потока топлива Q_F.The control signal U _C supplied to the drive module 28 essentially takes control of the drive 7 based on a temperature error e _T. That is, the control signal U _C from the second control unit 20 acts on the drive unit 28 so that the drive signal U _IGV creates a change in the position of the IGV mainly based on the value of the power gradient ΔP / Δt and the change in the fuel flow Q _F.

В результате устройство 5 управления имеет возможность отвечать на данные изменения мощности Р и потока топлива Q_F до того, как эти изменения подействуют на температуру выхлопа T_S, и, следовательно, обеспечивать точную установку положения для IGV.As a result, the control device 5 is able to respond to these changes in power P and fuel flow Q _F before these changes affect the exhaust temperature T _S , and therefore ensure accurate positioning for IGV.

Работа устройства 5 управления, как описано выше, создает картину температуры выхлопа T_S как функцию процента выходной мощности Р от номинальной мощности P_N, как показано на Фиг.4.The operation of the control device 5, as described above, creates a picture of the exhaust temperature T _S as a function of the percentage of output power P of the rated power P _N , as shown in FIG. 4.

Более конкретно, Фиг.4 показывает первую кривую температуры выхлопа T_S 40, которая контролируется с помощью устройства 5 управления, когда селектор 24 установлен для выбора постоянной эталонной величины температуры выхлопа T_SRIFC. Кривая 40 монотонно повышается до эталонной величины температуры выхлопа T_SRIFC, в этот момент установление положения IGV с помощью устройства 5 управления создает постоянную температуру выхлопа T_S до тех пор, пока IGV не будут полностью открыты.More specifically, FIG. 4 shows a first exhaust temperature curve T _S 40, which is controlled by the control device 5 when the selector 24 is set to select a constant reference value of the exhaust temperature T _SRIFC . Curve 40 monotonically rises to a reference value of the exhaust temperature T _SRIFC , at which point the position of the IGV using the control device 5 creates a constant exhaust temperature T _S until the IGV is fully open.

Кривые 41 и 42, с другой стороны, показывают температуру выхлопа T_S как контролируемую с помощью устройства 5 управления, когда селектор 24 установлен для выбора переменной эталонной величины температуры выхлопа T_SRIFV.Curves 41 and 42, on the other hand, show the exhaust temperature T _S as being controlled by the control device 5 when the selector 24 is set to select a variable reference value of the exhaust temperature T _SRIFV .

Более конкретно, кривая 41 показывает температуру выхлопа T_S для установки, оборудованной экологичной горелкой, которая безопасно делает возможными высокие температуры в переделах до максимального разрешенного уровня выбросов NO_x. В установках данного типа первый вычислительный модуль 25 модуля переменной эталонной величины 23 основывается на функции F(IGV_POS) (Фиг.3), сконструированной для установок с экологичными горелками, то есть допускающих поддержание более высоких температур выхлопа. Кривая температуры выхлопа T_S 41 создается с помощью устройства 5 управления, по этой причине кривая отличается более высокими температурами, чем кривая постоянной эталонной величины (кривая 40), особенно при низких процентных значениях мощности Р (около 40%). С помощью преимущества устройства 5 управления эффективность установки 1 тем самым повышается, особенно при низких значениях мощности Р, преимущество этого очевидно, в частности, во время работы установки 1 в ночное время, то есть когда установка работает на минимальной мощности Р.More specifically, curve 41 shows the exhaust temperature T _S for a plant equipped with an environmentally friendly burner that safely enables high temperatures in the ranges to the maximum permitted NO _x emission level. In plants of this type, the first computing module 25 of the variable reference module 23 is based on the function F (IGV _POS ) (FIG. 3), designed for plants with green burners, that is, allowing the maintenance of higher exhaust temperatures. The curve of the exhaust temperature T _S 41 is created using the control device 5, for this reason, the curve has higher temperatures than the curve of a constant reference value (curve 40), especially at low percentage values of power P (about 40%). Using the advantages of the control device 5, the efficiency of the installation 1 is thereby improved, especially at low power values P, the advantage of this is obvious, in particular, during the operation of the installation 1 at night, that is, when the installation operates at a minimum power P.

Кривая 42 показывает температуру выхлопа T_S для установки, оборудованной обычной горелкой, которая не предоставляет возможности повышения температуры выхлопа T_S, что приводило бы к неприемлемым уровням выброса NO_x. В установках данного типа первый вычислительный модуль 25 модуля переменной эталонной величины 23 основывается поэтому на функции F(IGV_POS), сконструированной для установок с обычными горелками, для создания кривой температуры выхлопа T_S (42), отличающейся более низкими температурами, чем кривая постоянной эталонной величины (кривая 40) при низких значениях выходной мощности Р (около 40%). Понижение температуры выхлопа T_S сильно понижает выбросы NO_x, что особенно важно при работе при минимальной внешней нагрузке. Когда установка работает на минимальной мощности Р, то есть при минимальной внешней нагрузке, большое количество сильно загрязняющего газа должно подаваться для поддержания горения пламени горелки 10, таким образом, выбросы NO_x обычно являются достаточно высокими. Следовательно, посредством устройства 5 управления является возможным снизить температуру выхлопа T_S и, следовательно, выбросы NO_x, при минимальной внешней нагрузке.Curve 42 shows the exhaust temperature T _S for a plant equipped with a conventional burner, which does not provide the possibility of increasing the exhaust temperature T _S , which would lead to unacceptable levels of NO _x emissions. In installations of this type, the first computational module 25 of the variable reference module 23 is therefore based on the function F (IGV _POS ), designed for installations with conventional burners, to create an exhaust temperature curve T _S (42) with lower temperatures than the constant reference curve values (curve 40) at low values of the output power P (about 40%). Lowering the exhaust temperature T _S greatly reduces NO _x emissions, which is especially important when working with minimal external load. When the unit operates at a minimum power P, that is, with a minimum external load, a large amount of highly polluting gas must be supplied to maintain the combustion of the flame of the burner 10, so that NO _x emissions are usually quite high. Therefore, by means of the control device 5, it is possible to reduce the exhaust temperature T _S and, consequently, the emissions of NO _x , with a minimum external load.

Устройство 5 управления также обеспечивает понижение минимального значения внешней нагрузки. А именно с помощью понижения температуры выхлопа T_S подача газа для поддержания горения пламени горелки 10 может увеличиваться, а минимальное значение внешней нагрузки тем самым уменьшается.The control device 5 also provides a reduction in the minimum value of the external load. Namely, by lowering the exhaust temperature T _S , the gas supply to maintain the burning of the flame of the burner 10 can increase, and the minimum value of the external load is thereby reduced.

Фиг.4 показывает две кривые 41 и 42 для температуры выхлопа T_S, которые контролируются с помощью устройства 5 управления, когда селектор 24 настраивается для выбора переменной эталонной величины температуры выхлопа T_SRIFV. В зависимости от установленной функции F(IGV_POS) первого вычислительного модуля 25 модуля переменной эталонной величины 23, однако, при необходимости может получаться ряд различных кривых температур выхлопа T_S.Figure 4 shows two curves 41 and 42 for the exhaust temperature T _S , which are controlled by the control device 5 when the selector 24 is set to select a variable reference value for the exhaust temperature T _SRIFV . Depending on the established function F (IGV _POS ) of the first computing module 25 of the variable reference module 23, however, a number of different curves of the exhaust temperature T _S can be obtained if necessary.

Очевидно, что в устройстве, как описано в данном документе, могут быть выполнены изменения, без отступления, однако, от рамок прилагаемой формулы изобретения.Obviously, changes can be made to the device, as described herein, without departing, however, from the scope of the attached claims.

Claims

1. A control device (5) for a gas turbine installation, comprising control means for controlling the temperature of the exhaust gas (T _S ) of the turbine (11), the control means being configured for selectively controlling the temperature (T _S ) based on at least two different reference values (T _SRIFV0 , T _SRIFV1 , T _SRIFV2 ... T _SRIFVn ) related to the output power (P) of the installation (1), while the controls are configured to supply a drive signal (U _ICV ) to the drive (7) to drive the rotary vanes (IGV) based on an error (e _T) ones perature exhaust (T _S), characterized in that it comprises second control means configured for supplying selectively in response to the fuel flow changes (Q _F), a control signal (U _c) based on the fuel flow values (Q _F) and output ( P) installation (1), and the controls are configured to supply a drive signal (U _IGV ) based on the control signal (U _c ) and selectively in response to changes in fuel flow (Q _F ).

2. The device according to claim 1, characterized in that the reference values (T _SRIFV0 , T _SRIFV1 , T _SRIFV2 ... T _SRIFVn ) refer to the position (IGV _POS ) of the rotary blades (IGV) of the compressor (9) of the gas turbine unit (1).

3. The device according to claim 2, characterized in that the various reference values (T _SRIFV0 , T _SRIFV1 , T _SRIFV2 ... T _SRIFVn ) increase gradually.

4. The device according to claim 2, characterized in that the various reference values (T _SRIFV0 , T _SRIFV1 , T _SRIFV2 ... T _SRIFVn ) are gradually reduced.

5. A method for controlling a gas turbine installation, comprising the step of controlling the temperature of the exhaust gas (T _S ) of the turbine (11), the step of controlling the temperature of the exhaust gas (T _S ) comprising selectively controlling the temperature (T _S ) based on at least two different reference values (T _SRIFV0 , T _SRIFV1 , T _SRIFV2 ... T _SRIFVn ) related to the output power value (P) of the installation (1), and the step of controlling the temperature of the exhaust gas (T _S ) of the turbine (11) includes the step of supplying to the drive ( 7) the drive signal (U _IGV) for actuating the motion Powo otnyh vanes (IGV), wherein the drive signal supplying step (U _IGV) for driving the rotary vanes (IGV) comprises drive signal computation (U _IGV) based on an error (e _T) exhaust temperature (T _S), characterized in that the step of controlling the temperature of the exhaust gas (T _S ) of the turbine (11) includes the step of calculating the control signal (U _c ) based on the values of the fuel flow (Q _F ) and the output power (P) of the installation (1) and the step of selectively calculating the drive signal ( U _IGV ) based on the control signal (U _c ).

6. The method according to claim 5, characterized in that the reference values (T _SRIFV0 , T _SRIFV1 , T _SRIFV2 ... T _SRIFVn ) refer to the position (IGV _POS ) of the rotary blades (IGV) of the compressor (9) of the gas turbine unit (1).

7. The method according to claim 5 or 6, characterized in that the various reference values (T _SRIFV0 , T _SRIFV1 , T _SRIFV2 ... T _SRIFVn ) increase gradually.

8. The method according to claim 5 or 6, characterized in that the various reference values (T _SRIFV0 , T _SRIFV1 , T _SRIFV2 ... T _SRIFVn ) are gradually reduced.