RU2012122723A

RU2012122723A - Способ управления режимом работы газовой турбины на основе температуры выхлопного газа и газовая турбина

Info

Publication number: RU2012122723A
Application number: RU2012122723/06A
Authority: RU
Inventors: Клаудио БОТАРЕЛЛИ
Original assignee: Нуово Пиньоне С.п.А.
Priority date: 2009-11-27
Filing date: 2010-11-26
Publication date: 2014-01-10
Also published as: IT1396517B1; US20120279230A1; BR112012012757B1; JP2013512381A; US8713946B2; EP2504547A1; WO2011064343A1; CA2782057A1; CA2782057C; ITCO20090055A1; JP5735975B2; AU2010323059B2; KR20120106780A; MX2012006116A; BR112012012757A2; MY156015A; EP2504547B1; AU2010323059A1; BR112012012757B8; CN102725498B

Abstract

1. Способ управления рабочей точкой газовой турбины, содержащей компрессор, камеру сгорания и по меньшей мере турбину, включающий:определение (2000) падения давления выхлопного газа на выходе турбины;измерение (2002) давления на выходе компрессора;определение (2004) коэффициента давления турбины на основе падения давления выхлопного газа и давления на выходе компрессора;вычисление (2006) эталонной кривой температуры выхлопного газа турбины как функции от коэффициента давления турбины;определение (2008), выполнены ли оба условия (1) и (2), при этом условием (1) является IGV+ΔIGV≤IGV≤IGV+ΔIGV, а условием (2) является ttx>ttxh+Δttx, где IGV- целевой угол входного направляющего аппарата (IGV), установленного на входе в компрессор, IGV- минимальное значение IGV, IGV- максимальное значение IGV, ΔIGV- первое заранее заданное увеличение положительного угла IGV для перехода из режима горения в первичной и вторичной зонах в режим с предварительным смешиванием, ΔIGV2 - второе заранее заданное увеличение отрицательного угла IGV для перехода из режима горения в первичной и вторичной зонах в режим с предварительным смешиванием, ttx - текущая температура выхлопного газа, ttxh - эталонная кривая температуры выхлопного газа, Δttx- заранее заданная отрицательная температура, характеризующая мертвую зону температуры выхлопного газа для перехода из режима горения в первичной и вторичной зонах в режим с предварительным смешиванием, иизменение (2010), если выполнены оба условия (1) и (2), параметра распределения топлива с первого значения на второе значение или, в противном случае, сохранение первого значения, причем первое значение характеризует режим горения в первичной и вторично�

Claims

1. Способ управления рабочей точкой газовой турбины, содержащей компрессор, камеру сгорания и по меньшей мере турбину, включающий:

определение (2000) падения давления выхлопного газа на выходе турбины;

измерение (2002) давления на выходе компрессора;

определение (2004) коэффициента давления турбины на основе падения давления выхлопного газа и давления на выходе компрессора;

вычисление (2006) эталонной кривой температуры выхлопного газа турбины как функции от коэффициента давления турбины;

определение (2008), выполнены ли оба условия (1) и (2), при этом условием (1) является IGV_min+ΔIGV₁≤IGV_{set point}≤IGV_max+ΔIGV₂, а условием (2) является ttx>ttxh+Δttx₃, где IGV_{set point} - целевой угол входного направляющего аппарата (IGV), установленного на входе в компрессор, IGV_min - минимальное значение IGV, IGV_max - максимальное значение IGV, ΔIGV₁ - первое заранее заданное увеличение положительного угла IGV для перехода из режима горения в первичной и вторичной зонах в режим с предварительным смешиванием, ΔIGV2 - второе заранее заданное увеличение отрицательного угла IGV для перехода из режима горения в первичной и вторичной зонах в режим с предварительным смешиванием, ttx - текущая температура выхлопного газа, ttxh - эталонная кривая температуры выхлопного газа, Δttx₃ - заранее заданная отрицательная температура, характеризующая мертвую зону температуры выхлопного газа для перехода из режима горения в первичной и вторичной зонах в режим с предварительным смешиванием, и

изменение (2010), если выполнены оба условия (1) и (2), параметра распределения топлива с первого значения на второе значение или, в противном случае, сохранение первого значения, причем первое значение характеризует режим горения в первичной и вторичной зонах с устойчивым состоянием, а второе значение характеризует режим горения во вторичной зоне с предварительным смешиванием режима с предварительным смешиванием,

при этом режим с предварительным смешиванием определяется как обеспечивающий подачу топлива в первичные горелки и во вторичную горелку камеры сгорания и воспламенение поданного топлива во вторичной зоне камеры сгорания, в то время как первичные зоны не содержат пламени, причем первичные зоны расположены рядом с вторичной зоной,

режим горения в первичной и вторичной зонах определяется как обеспечивающий подачу топлива как в первичные горелки, так и во вторичную горелку, и воспламенение поданного топлива как в первичных зонах, так и во вторичной зоне, а

параметр распределения топлива определяет в процентах первое количество от общего количества топлива, которое принимается первичными горелками, и второе количество от общего количества топлива, которое принимается вторичной горелкой.

2. Способ по п.1, также включающий:

определение, выполняется ли по меньшей мере одно из условий (3), (4), (5) и (6) в течение по меньшей мере заранее заданного интервала времени, при этом условием (3) является IGV_{set point}≤IGV_min, условием (4) является ttx≤ttxh+Δttx₃+Δttx₄, условием (5) является «primary reignition» (повторное воспламенение в первичной зоне) = ИСТИНА, и условием (6) является «premixed_mode_enable» (режим с предварительным смешиванием включен) = ЛОЖЬ, где Δttx₄ - заранее заданная отрицательная температура, характеризующая мертвую зону температуры выхлопного газа для перехода из режима с предварительным смешиванием в режим горения в первичной и вторичной зонах, «primary reignition» - логическая переменная, указывающая на то, воспламеняется ли повторно топливо в первичной зоне турбины, «premixed_mode_enable» - логическая переменная, вводимая оператором, и

изменение, если выполняется одно из условий (3), (4), (5) и (6), параметра распределения топлива с третьего значения на первое значение или, в противном случае, сохранение значения, при этом упомянутое значение характеризует режим с предварительным смешиванием с устойчивым состоянием режима с предварительным смешиванием.

3. Способ по п.1 или 2, также включающий

изменение второго значения параметра распределения топлива на четвертое значение, либо когда пламя не обнаруживается в первичных зонах, либо через первый заранее заданный интервал времени, при этом четвертое значение характеризует временный режим с предварительным смешиванием режима с предварительным смешиванием.

4. Способ по п.3, также включающий

изменение четвертого значения параметра распределения топлива на третье значение через второй заранее заданный интервал времени.

5. Способ по п.3, в котором второе значение является самым низким, четвертое значение является самым высоким, третье значение находится между вторым значением и четвертым значением, а первое значение находится между вторым значением и третьим значением.

6. Способ по п.1 или 2, также включающий

изменение параметра распределения топлива между режимами с заранее заданной скоростью.

7. Способ по п.1 или 2, в котором шаг вычисления эталонной кривой температуры выхлопного газа включает

использование параметра, указывающего на характеристику топлива, для определения эталонной кривой температуры выхлопного газа, при этом параметром является одно из следующего: низшая теплота сгорания топлива, уровень NOx топлива, отношение верхнего предела воспламеняемости топлива к нижнему или их комбинация.

8. Контроллер (70, 2100) для управления рабочей точкой газовой турбины (30), содержащей компрессор (32), камеру (40) сгорания и по меньшей мере турбину (50), включающий:

датчик (34) давления, выполненный с возможностью измерения давления на выходе компрессора, и

процессор (2102), соединенный с датчиком (34) давления и выполненный с возможностью

определения падения давления выхлопного газа на выходе турбины,

определения коэффициента давления турбины на основе падения давления выхлопного газа и давления на выходе компрессора,

вычисления эталонной кривой температуры выхлопного газа турбины как функции от коэффициента давления турбины,

определения, выполнены ли оба условия (1) и (2), при этом условием (1) является IGV_min+ΔIGV₁≤IGV_{set point}≤IGV_max+ΔIGV₂, а условием (2) является ttx≥ttxh+Δttx₃, где IGV_{set point} - целевой угол входного направляющего аппарата (IGV), установленного на входе в компрессор, IGV_min - минимальное значение IGV, IGV_max - максимальное значение IGV, ΔIGV₁ - первое заранее заданное увеличение угла IGV для перехода из режима горения в первичной и вторичной зонах в режим с предварительным смешиванием, ΔIGV₂ - второе заранее заданное увеличение положительного угла IGV для перехода из режима горения в первичной и вторичной зонах в режим с предварительным смешиванием, ttx - текущая температура выхлопного газа, ttxh - эталонная кривая температуры выхлопного газа, Δttx₃ - заранее заданная отрицательная температура, характеризующая мертвую зону температуры выхлопного газа для перехода из режима горения в первичной и вторичной зонах в режим с предварительным смешиванием, и

изменения, если выполнены оба условия (1) и (2), параметра распределения топлива с первого значения на второе значение или, в противном случае, сохранение первого значения, причем первое значение характеризует режим горения в первичной и вторичной зонах с устойчивым состоянием, а второе значение характеризует режим горения во вторичной зоне с предварительным смешиванием режима с предварительным смешиванием,

при этом режим с предварительным смешиванием определяется как обеспечивающий подачу топлива в первичные горелки и вторичную горелку камеры сгорания и воспламенение поданного топлива во вторичной зоне камеры сгорания, в то время как первичные зоны не содержат пламени, причем первичные зоны расположены рядом с вторичной зоной,

9. Контроллер по п.8, в котором процессор также выполнен с возможностью

определения, выполняется ли по меньшей мере одно из условий (3), (4), (5) и (6) в течение по меньшей мере заранее заданного интервала времени, при этом условием (3) является IGV_{sei point}≤IGV_min, условием (4) является ttx≤ttxh+Δttx₃+Δttx₄, условием (5) является «primary reignition» = ИСТИНА, и условием (6) является «premixed_mode_enable» = ЛОЖЬ, где Δttx₄ - заранее заданная отрицательная температура, характеризующая мертвую зону температуры выхлопного газа для перехода из режима с предварительным смешиванием в режим горения в первичной и вторичной зонах, «primary reignition» - логическая переменная, указывающая на то, воспламеняется ли повторно топливо в первичной зоне, premix_mode_enable - логическая переменная, вводимая оператором, и

изменения, если выполняется одно из условий (3), (4), (5) и (6), параметра распределения топлива с третьего значения на первое значение или, в противном случае, сохранение третьего значения, при этом третье значение характеризует режим с предварительным смешиванием с устойчивым состоянием.

10. Контроллер по п.8 или 9, в котором процессор также выполнен с возможностью

изменения второго значения параметра распределения топлива на четвертое значение, когда пламя не обнаруживается в первичных зонах в течение определенного времени, или изменения распределения топлива на первое значение, если пламя обнаруживается в первичных зонах через первый заранее заданный интервал времени, при этом четвертое значение характеризует временный режим с предварительным смешиванием.

11. Контроллер по п.10, в котором процессор также выполнен с возможностью

изменения четвертого значения параметра распределения топлива на третье значение через второй заранее заданный интервал времени.

12. Контроллер по п.8 или 9, в котором процессор также выполнен с возможностью

использования параметра, указывающего на характеристику топлива, для определения эталонной кривой температуры выхлопного газа, при этом параметром является одно из следующего: низшая теплота сгорания топлива, уровень МОх топлива, отношение верхнего предела воспламеняемости топлива к нижнему или их комбинация.

13. Контроллер по п.8 или 9, в котором процессор выполнен с возможностью

вычисления эталонных кривых температуры выхлопного газа на основе соответствующего параметра,

выбора одной из вычисленных эталонных кривых температуры выхлопного газа и управления газовой турбиной на основе выбранной эталонной кривой температуры выхлопного газа.