[发明专利]用于主动调谐阀的方法和系统

说明书

技术领域

本发明主要涉及用于涡轮机阀的控制系统；更具体来说涉及用于主动调整涡轮机阀的位置的系统。

背景技术

涡轮机(例如但不限于，燃气轮机)一般具有用于监视和控制目的的控制系统(“控制器”)。这些控制器管控某个位置，例如，在例如但不限于燃气轮机的燃烧系统中使用的阀开口。为了将生成的排放的级别最小化，一些燃烧系统可以包括接收燃烧系统的操作模式和涡轮机的点火有关的数据的控制调度算法。这些算法然后可生成要求的阀位置。

一般，这些算法结合调度的燃料分流(fuel split)和校准曲线来确定流到燃烧室中的燃料喷嘴的燃料的量。算法将期望的燃料分流相关到燃料控制阀冲程(stroke)(其确定开口面积以及阀的燃料流量)。出于各种原因(校准、燃料阀中的变化等)，实际的燃料分流和调度的燃料分流不同。现场数据显出期望的燃料分流与实际的燃料分流之间的差可能是所关注的。

一些燃烧系统一般经由控制阀将多个歧管(每个歧管供应燃料)结合到燃烧仓(combustion can)上的指定喷嘴。使用歧管装置(例如但不限于，压力变换器、压力传送器或诸如此类)来监视每个歧管内的排放、压力或流量。歧管装置可提供对流经控制阀的燃料的量的精确测量。一些涡轮机控制器出于控制和处理的原因而采用三重冗余。三重冗余常常用于增加可靠性并满足涡轮机操作员的要求。为每个燃烧歧管提供三个歧管装置是成本昂贵的，并且增加涡轮机的维护和校准要求。

因此，存在对于直接控制控制阀的位置的具成本效率的方法的期望。该方法应该不要求每个歧管测量装置的三重冗余。还可能存在对于精确地确定燃烧系统的燃料流量的具成本效率的方法的期望。

发明内容

根据本发明的一实施例，一种调整装置的位置的方法，该方法包括：使用算法(90)来确定装置的位置的估计值，其中该算法从至少一个传感器接收输入，其中所述至少一个传感器测量装置的物理性质；基于请求的位置和装置的实际位置的值的比较来确定微调因子(105)；利用微调因子来调整估计的位置的值(120)；以及确定请求的位置和估计的位置的值是否在容许的范围内(95)。

附图说明

图1是根据本发明的一实施例的示意图，其示出与控制系统集成的涡轮机。

图2是示出燃料控制系统的常规算法的框图。

图3是根据本发明的一实施例的框图，其示出用于燃料控制器的基于模型的系统。

图4是根据本发明的一实施例的用于操作燃料系统的示范系统的框图。

具体实施方式

本文使用某个术语仅是为了方便，并且不应视为对本发明的限制。例如，诸如“上”、“下”、“左”、“前”、“右”、“水平的”、“垂直的”、“上游”、“下游”、“前部”和“后部”仅描述附图中所示的配置。实际上，组件可以在任何方向中定向，因此除非另外指出，否则该术语应理解为涵盖此类变化。当在本文中使用时，“参数”及类似术语是指能用于定义涡轮机的操作状况的项目，例如涡轮机中定义的位置处能用于表示操作状况的温度、压力和流量。

下文论述集中于与涡轮机集成的本发明的一实施例，例如但不限于燃气轮机。本发明的其他实施例可以与包括其操作员期望实时地或几乎实时地调整或调节的至少一个阀的其他系统集成。

本发明的一实施例具有利用基于模型的系统和实时数据来调整至少一个阀的参数的技术效果。本发明的一实施例可通过将基于模型的控制器与实时或近似实时数据集成来调整至少一个阀的参数，以降低对燃料系统内多个传感器的需求。本发明的一实施例可利用基于模型的控制器来实时或几乎实时地计算通过至少一个阀的燃料流量。

现在参考附图，其中各个数字表示遍布若干视图的相似元件。图1是根据本发明的一实施例的示意图，其示出与控制系统30集成的涡轮机10。图1示出涡轮机10，包括：压缩机部分15、燃烧室20、以驱动方式耦合到压缩机部分15的涡轮部分25和控制系统30。压缩机入口35将气流馈送到入口导流叶片(IGV)40以及压缩机部分15。IGV致动器(actuator)60可以从控制系统30接收命令以移动IGV 40来调整进入压缩机部分15的空气的量。涡轮部分25可以驱动负载45，例如但不限于产生电力的发电机。