RU2012138476A - Регулятор газотурбинной установки и способ ее регулирования - Google Patents

Abstract

1. Способ работы в переходном режиме газотурбинной установки (1), содержащей компрессор (2) с регулируемыми входными направляющими лопатками (47), камеру сгорания (3), турбину (4), регулятор (10), измерительные устройства, приводы (41,…,49), каналы (17,…19) подачи входящего воздуха и каналы (11,…13) подачи газообразного топлива и/или жидкого топлива, и/или каналы (14,…16) подачи воды и/или водяного пара, причем регулятор определяет значения управляющей команды () для массового расхода входящего воздуха, и, по меньшей мере, одно из значений управляющей команды () для массового расхода топлива и управляющей команды () для массового расхода воды и/или водяного пара,отличающийся тем, что,по меньшей мере, одно значение управляющей команды динамически компенсируют для компенсации различия динамики указанных систем каналов подачи и для синхронизации тем самым результирующих изменений массового расходатоплива, массового расходаводы и/или водяного пара, и/или массового расхода () воздуха горения, поступающих в камеру (3) сгорания так, чтобы состав топливовоздушной смеси оставался в пределах воспламеняемости.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одно значение управляющей команды (,,) динамически компенсируют для того, чтобы компенсировать различие динамики систем подачи и синхронизировать, тем самым, результирующие изменения массовых расходов (,,) потоков, которые поступают в камеру (3) сгорания газотурбинной установки (1) таким образом, чтобы поддерживать стабильность пламени.3. Способ по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что изменения, по меньшей мере, одного значения управляющей команды (,,) ускоряют для смягчения медленной

Claims (13)

1. Способ работы в переходном режиме газотурбинной установки (1), содержащей компрессор (2) с регулируемыми входными направляющими лопатками (47), камеру сгорания (3), турбину (4), регулятор (10), измерительные устройства, приводы (41,…,49), каналы (17,…19) подачи входящего воздуха и каналы (11,…13) подачи газообразного топлива и/или жидкого топлива, и/или каналы (14,…16) подачи воды и/или водяного пара, причем регулятор определяет значения управляющей команды ( $$m_{air,k}^{CMD}$$

) для массового расхода входящего воздуха, и, по меньшей мере, одно из значений управляющей команды ( $$m_{fuel,i}^{CMD}$$

) для массового расхода топлива и управляющей команды ( $$m_{w/s,j}^{CMD}$$

) для массового расхода воды и/или водяного пара,

отличающийся тем, что,

по меньшей мере, одно значение управляющей команды динамически компенсируют для компенсации различия динамики указанных систем каналов подачи и для синхронизации тем самым результирующих изменений массового расхода $$\left(m_{fuel,i}^{CMBST}\right)$$

топлива, массового расхода $$\left(m_{w/s,j}^{CMBST}\right)$$

воды и/или водяного пара, и/или массового расхода ( $$m_{air}^{CMBST}$$

) воздуха горения, поступающих в камеру (3) сгорания так, чтобы состав топливовоздушной смеси оставался в пределах воспламеняемости.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одно значение управляющей команды ( $$m_{air,k}^{CMD}$$

, $$m_{fuel,i}^{CMD}$$

, $$m_{w/s,j}^{CMD}$$

) динамически компенсируют для того, чтобы компенсировать различие динамики систем подачи и синхронизировать, тем самым, результирующие изменения массовых расходов ( $$m_{fuel,i}^{CMBST}$$

, $$m_{w/s,j}^{CMBST}$$

, $$m_{air}^{CMBST}$$

) потоков, которые поступают в камеру (3) сгорания газотурбинной установки (1) таким образом, чтобы поддерживать стабильность пламени.

3. Способ по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что изменения, по меньшей мере, одного значения управляющей команды ( $$m_{air,k}^{CMD}$$

, $$m_{fuel,i}^{CMD}$$

, $$m_{w/s,j}^{CMD}$$

) ускоряют для смягчения медленной динамики систем подачи воздуха, газообразного топлива, воды и/или водяного пара до или после динамической компенсации указанного значения управляющей команды для того, чтобы при функционировании газотурбинной установки обеспечить более быстрые изменения в переходном режиме.

4. Способ по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что динамика, по меньшей мере, двух из систем подачи воздуха, газообразного топлива, жидкого топлива, воды, водяного пара характеризуется с помощью передаточной функции, а также тем, что динамическую компенсацию и/или ускорение, по меньшей мере, одного командного сигнала для системы подачи газообразного топлива, жидкого топлива, воды и/или водяного пара осуществляют на основе передаточных функций.

5. Способ по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что динамика самой медленной из систем подачи воздуха, газообразного топлива, жидкого топлива, воды, водяного пара характеризуется с помощью передаточной функции и остается динамически некомпенсированной, а также тем, что динамика, по меньшей мере, одной из систем подачи воздуха, газообразного топлива, жидкого топлива, воды, водяного пара с более быстрой динамикой характеризуется передаточной функцией, а динамическую компенсацию, по меньшей мере, одного из командных сигналов для системы подачи воздуха, газообразного топлива, жидкого топлива, воды и/или водяного пара с более быстрой динамикой осуществляют с использованием передаточных функций.

6. Способ по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что динамика систем для газообразного топлива остается динамически некомпенсированной, динамика системы подачи характеризуется с помощью передаточных функций, а динамическую компенсацию и/или ускорение командного сигнала для системы подачи воздуха осуществляют с использованием передаточных функций.

7. Способ по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что динамика самой медленной системы для газообразного топлива остается динамически некомпенсированной; динамика, по меньшей мере, одной системы подачи воздуха и/или более быстрой системы подачи газообразного топлива, и/или системы подачи жидкого топлива характеризуется с помощью передаточных функций, а динамическую компенсацию и/или ускорение командного сигнала, по меньшей мере, для одной из системы подачи воздуха и более быстрой системы подачи газообразного топлива и/или системы подачи жидкого топлива осуществляют для генерирования компенсированного командного сигнала ( $$m_{air,k}^{COMP}$$

, $$m_{fuel,i}^{COMP}$$

, $$m_{w/s,j}^{COMP}$$

), используя для этого передаточные функции.

8. Система (30) регулирования газотурбинной установки (1), содержащей компрессор (2) с регулируемыми входными направляющими лопатками (47), камеру сгорания (3), турбину (4), регулятор (10), измерительные устройства, приводы (41,…,49), каналы (27,…29) подачи входящего воздуха и каналы (21,…23) подачи газообразного топлива и/или жидкого топлива, и/или каналы (24,…26) подачи воды и/или водяного пара, причем регулятор (10) выдает командные сигналы $$\left(m_{air,k}^{CMD}\right)$$

для массового расхода входящего воздуха, и, по меньшей мере, один из командного сигнала ( $$m_{fuel,i}^{CMD}$$

) для массового расхода топлива и командного сигнала ( $$m_{w/s,j}^{CMD}$$

) для массового расхода воды и/или водяного пара,

отличающаяся тем, что

система (30) регулирования содержит, по меньшей мере, один из динамического компенсатора (31,…33) для подачи топлива, динамического компенсатора (34,…36) для подачи воды и/или водяного пара, и динамического компенсатора (37,…39) для подачи воздуха, в камеру (3) сгорания, который во время работы в переходном режиме корректирует, по меньшей мере, один командный сигнал $$(m_{air,k}^{CMD},$$

$$m_{fuel,i}^{CMD},$$

$$m_{w/s,j}^{CMD})$$

для того, чтобы компенсировать различие динамики систем подачи с тем, чтобы синхронизировать результирующие изменения массовых расходов $$(m_{fuel,i}^{CMBST},$$

$$m_{w/s,j}^{CMBST},$$

$$m_{air}^{CMBST})$$

топлива, воды, водяного пара и/или воздуха горения, которые поступают в камеру (3), таким образом, чтобы состав топливовоздушной смеси оставался в пределах воспламеняемости.

9. Система (30) регулирования газотурбинной установки (1) по п.8, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один из динамического компенсатора (31,…33) для подачи топлива, динамического компенсатора (34,…36) для подачи воды и/или водяного пара и динамического компенсатора (37,…39) для подачи воздуха содержит ускоритель для смягчения медленной динамики систем подачи воздуха, газообразного топлива, жидкого топлива, воды и/или водяного пара, осуществляемого до или после того, как командный сигнал динамически компенсирован для того, чтобы обеспечить более быстрые изменения в переходном режиме при работе установки.

10. Система (30) регулирования газотурбинной установки (1) по одному из пп.8 и 9, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один из динамического компенсатора (31,…33) для подачи топлива, динамического компенсатора (34,…36) для подачи воды и/или водяного пара и динамического компенсатора (37,…39) для подачи воздуха содержит в себе передаточную функцию, которая характеризует динамику, по меньшей мере, одной из систем подачи воздуха, газообразного топлива, жидкого топлива, воды и водяного пара.

11. Система (30) регулирования газотурбинной установки (1) по одному из пп.8 и 9, отличающаяся тем, что отсутствует динамический компенсатор (31,…39) для командного сигнала для самой медленной из систем, включающих системы подачи воздуха, газообразного топлива, жидкого топлива, воды и водяного пара, а также тем, что динамический компенсатор (31,…39) обеспечен, по меньшей мере, для одной из систем подачи газообразного топлива, жидкого топлива, воды и водяного пара, которая характеризуется более быстрой динамикой.

12. Система (30) регулирования газотурбинной установки (1) по одному из пп.8 и 9, отличающаяся тем, что каналы для газообразного топлива не имеют динамического компенсатора (31,…33), а система подачи топлива снабжена динамическим компенсатором (37,…39).

13. Газотурбинная установка (1), содержащая систему (30) регулирования по одному из пп.8-12.