[发明专利]在燃气轮机组运转期间调节主控变量的方法

说明书

本发明涉及一种在燃气轮机组运转期间调节主控变量的方法，主要包括一个压气机，至少一个燃烧室，至少一个透平及一个发电机。

这种在燃气轮机组运转期间调节一主控变量的方法是已知的。例如，输出功率或转速可被用作控制变量。例如，3个控制装置被用作控制系统。当输出功率被用作主控变量时，第一控制装置是一种输出功率控制装置，它根据所需要的输出功率来调节输给燃烧室的燃料质量流量。第二控制装置是一种透平进口温度控制装置，它根据所需的透平进口温度来调节输给燃烧室的燃料质量流量。第三控制装置也是一种透平进口温度控制装置，它根据所需要的透平进口温度来调节压气机内导阀的位置。

跟主控变量无关，第一和第二控制装置影响同一执行机构，即燃料质量流的执行机构。因此，在一个试图节流燃料质量流而另一个试图增加它时，两个控制装置相互干执的情况可能发生。

第2和第3控制装置依赖于同一输出功率变量(透平进口温度)。这可能引起控制装置相互影响和不稳定。

为避免这种情况发生，需要一种复杂的逻辑线路。此外，控制装置系统对控制参数的反应极为敏感，这使它极难调节这些控制装置。

因此，本发明的目的是要在一开始提到的这种燃气轮机组的运转期间，允许用一种调节方法来简单、迅速和可靠地控制主控变量。按照本发明，这是这样达到的，此时一期望值跟一测量值进行比较，并经一控制装置将某一必要的主控差分级分配给至少一个级，该级基本上由一主控变量控制装置和一在下游作用于相应变量执行机构上的变量控制装置组成。

本发明的优点尤其是在下列事实中看到：由于由控制单位相应要求的对级的主控差，例如输出功率差或转速差的分配，级间的相互影响是不可能的。这允许任何数量的级。该变量控制装置随时具有控制功能，因为该主控变量控制装置和该变量控制装置成一前一后的串级连接。这样，避免了在燃气轮机组中由于超过极跟值引起的超负荷。

通过参照下列详细叙述，同时结合附图1一起考虑，将会容易获得对本发明及其许多伴随优点的更完整的理解，其中：

图1为燃气轮机组控制的简图；

图2为连续燃烧的燃气轮机组控制的简图。

现在参照附图，其中相同的标号指示所有视图中相同的或相应的部件，并且只表示出为理解本发明所必需的构件；透平的进口温度被简写为TIT；在所述图1中所示的燃气轮机组基本包括一压气机40，一透平41和一发电机46，它们经一轴42连接在一起，还包括一燃烧室43。在压气机40中，空气经空气输送管44被吸入并压缩。可调导叶(未示)被配置在压气机内。经空气输送管44吸入的空气质量流量由导叶调节装置调节。压缩空气被引入燃烧室43，燃料45被输送到燃烧气体内，燃料/空气混合物随后燃烧。产生烟气的温度主要受燃料量45的影响。该烟气被导入透平41内，它们在那里膨胀，而它们的某些能量被转换化旋转能量。这种旋转能量用以经轴42驱动发电机46。这些依然灼热的排气经一排气管47排出。这种排气热能，例如在废热蒸汽发电机(未示)中还能被进一步用于产生蒸汽。

在图的上方简略表示了燃气轮机组的控制。在下方，燃气轮机组的输出功率被用作主控变量。所期望输出值3和被测输出值4之间的输出差由相加点2被确定。输出差5在输出控制装置1中被处理，并分配给各级。输出部分13被分配给输出温度级9，而输出部分22被分配给输出压力级18。

在输出温度级9中，输出部分13被分配给一输出控制装置6，并在那里转变成透平进口温度变化10。TIT变化10在相加点7跟TIT参考值11及TIT测量值12一起被处理而后输入到温度控制装置8。TIT参考值11仅是为起动燃气轮机组所需要的，而本身可以是任何数值，因为它可被TIT变化10所补偿。在温度控制装置8中，输入温度转变执行机构的，即燃料质量流量调整14的信号。为达到期望的TIT及其输出所需的燃料是通过燃料质量流调整14来调整的。

在输出压力级18中，输出部分22被输入到输出控制装置15，而后在那里被转变成压力变化19。压力变化19在相加点16跟压差值20及压力测量值21一起被处理，而后被输入到压力控制装置17。压差值20仅是为起动为燃气轮机组才需要的，其本身可为任何数值，因为它能为压力变化19所补偿。在压力控制装置17中，输入压力被转变成导叶调整23的信号。

为控制相应燃气轮机组，根据运转原理，要求最小和最大的运转变量作为关键数据，正如由EP0646705A1(第5页和图3)已公开的那样。例如，最大和最小的TIT，此时可根据相应的运转原理推出。