FR2962522A1 - Systemes, procedes et dispositif pour confirmer l'allumage d'une turbine a gaz - Google Patents

Abstract

Certains modes de réalisation de l'invention peuvent inclure des systèmes, procédés et un dispositif pour confirmer l'allumage dans une turbine à gaz (152). Selon un exemple de mode de réalisation de l'invention, un procédé est fourni pour confirmer l'allumage associé à la chambre de combustion d'une turbine à gaz (138). Le procédé peut inclure la réception d'un ou plusieurs signaux d'autorisation (204 à 210) associés à une ou plusieurs vannes de commande de flux de gaz (130), la réception d'un ou plusieurs signaux de pression d'alimentation en combustible (226) ; la réception d'un ou plusieurs signaux d'allumeur de combustible (230) et la réception d'un ou plusieurs signaux de sortie de pression de compresseur (CPD) (214). Le procédé peut également inclure la détermination d'un état d'allumage associé à la chambre de combustion de la turbine à gaz (138), basé au moins en partie sur le ou les signaux d'autorisation (204 à 210), le ou les signaux de pression d'alimentation en combustible (226), le ou les signaux d'allumeur de combustible (230) et une modification qualifiée (220) du ou des signaux de CPD (214). Le procédé peut également inclure la fourniture en sortie d'un signal d'état d'allumage (232) basé sur l'état d'allumage déterminé.

Description

B11-1966FR 1 Systèmes, procédés et dispositif pour confirmer l'allumage d'une turbine à gaz

DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne de façon générale des turbines à gaz et de façon spécifique des systèmes, des procédés et un dispositif pour confirmer l'allumage d'une turbine à gaz. ARRIÈRE-PLAN DE L'INVENTION On utilise commercialement des turbines à gaz pour fournir de l'énergie à diverses applications commerciales. On utilise par exemple de petites turbines annulaires pour assurer la propulsion des aéronefs et on peut utiliser des turbines plus grandes à chambre de combustion annulaire par exemple dans les installations de production d'énergie pour générer de l'électricité.

Une turbine type reçoit de l'énergie d'un brûleur ou d'un ensemble de brûleurs provoquant la combustion de combustibles, par exemple du pétrole ou un gaz. Dans les installations commerciales, il peut y avoir plusieurs brûleurs fonctionnant dans une seule chambre de combustion. On peut utiliser un système de régulation en association avec les brûleurs de la turbine et le système d'alimentation en combustible pour maintenir des conditions de fonctionnement sûres et optimales. Lors du démarrage ou de l'arrêt par exemple, pour assurer la sécurité il peut être nécessaire qu'un brûleur soit allumé ou éteint en coordination avec le flux de combustible. Il peut être également souhaitable d'allumer ou d'éteindre des brûleurs de façon sélective, en fonction de la charge de la turbine pour maintenir le rendement d'utilisation. Il est donc important de savoir à tout moment si un brûleur est allumé ou éteint pour maintenir un fonctionnement approprié du système de régulation et de l'alimentation en combustible. Certains problèmes de fiabilité peuvent également apparaître, par exemple, en raison d'une dilatation thermique non uniforme des éléments conduisant les gaz chauds lorsqu'un ou plusieurs tubes du système de combustion ne parviennent pas à s'allumer. Les défaillances d'allumage des brûleurs peuvent également conduire à des conditions dangereuses et augmenter les risques d'explosion, en particulier lorsqu'une grande quantité de combustible n'ayant pas brûlé s'accumule dans le trajet d'écoulement de la turbine à gaz. BREF RÉSUMÉ DE L'INVENTION Certains ou la totalité des besoins ci-dessus peuvent être traités par certains modes de réalisation de l'invention. Certains modes de réalisation de l'invention peuvent inclure des systèmes, des procédés et un dispositif pour confirmer l'allumage d'une turbine à gaz. Selon un exemple de mode de réalisation de l'invention, un procédé est fourni pour confirmer l'allumage de la chambre de combustion d'une turbine à gaz. Le procédé peut inclure la réception d'un ou plusieurs signaux d'autorisation avec une ou plusieurs vannes de commande de flux de gaz, la réception d'un ou plusieurs signaux de pression d'alimentation en combustible, la réception d'un ou plusieurs signaux d'allumeur et la réception d'un ou plusieurs signaux de sortie de pression de compresseur (CPD).

Le procédé peut inclure la détermination d'un état d'allumage de la chambre de combustion de la turbine à gaz en se basant au moins en partie sur le ou les signaux d'autorisation, le ou les signaux de pression d'alimentation en combustible, le ou les signaux d'allumeur et une modification qualifiée du ou des signaux de CPD.

Le procédé peut inclure la fourniture en sortie d'un signal d'état d'allumage basé sur l'état d'allumage déterminé. Selon un autre exemple de mode de réalisation, un système est fourni pour confirmer l'allumage d'une turbine à gaz. Le système comporte au moins une chambre de combustion de la turbine à gaz, une pluralité de capteurs pour détecter un ou plusieurs paramètres associés à la chambre de combustion de la turbine à gaz. Le ou les paramètres peuvent inclure un ou plusieurs signaux d'autorisation associés à une ou plusieurs vannes de commande de flux de gaz, au moins un signal de pression d'alimentation en combustible, au moins un signal d'allumeur et au moins un signal de sortie de pression de compresseur (CPD). Le système peut également inclure au moins un processeur configuré pour recevoir un ou plusieurs paramètres de la pluralité de capteurs, déterminer l'état d'allumage de la chambre de combustion de la turbine à gaz en se basant au moins en partie sur le ou les signaux d'autorisation, l'au moins un signal de pression d'alimentation en combustible, l'au moins un signal d'allumeur et une modification qualifiée de l'au moins un signal de CPD. L'au moins un processeur est configuré en outre pour fournir en sortie un signal d'état d'allumage basé sur l'état d'allumage déterminé. Selon un autre exemple de mode de réalisation, un dispositif est fourni pour confirmer l'allumage associé à une turbine à gaz. Le dispositif comporte au moins un processeur configuré pour recevoir un ou plusieurs paramètres provenant d'une pluralité de capteurs associés à la chambre de combustion de la turbine à gaz, dans lequel le ou les paramètres comportent un ou plusieurs signaux d'autorisation associés à une ou plusieurs vannes de commande de flux de gaz, au moins un signal de pression d'alimentation en combustible, au moins un signal d'allumeur et au moins un signal de sortie de pression de compresseur (CPD). L'au moins un processeur est configuré en outre pour déterminer un état d'allumage associé à la chambre de combustion de la turbine à gaz en se basant au moins en partie sur le ou les signaux d'autorisation, l'au moins un signal de pression d'alimentation en combustible, l'au moins un signal d'allumeur et une modification qualifiée de l'au moins un signal de CPD. L'au moins un processeur est également configuré pour fournir en sortie un signal d'état d'allumage basé sur l'état d'allumage déterminé.

D'autres modes de réalisation et aspect de l'invention sont décrits ici en détail et sont considérés comme faisant partie de l'invention revendiquée. D'autres modes de réalisation et aspects peuvent être compris en référence à la description détaillée qui suit, aux dessins annexés et aux revendications.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS I1 va maintenant être fait référence aux tableaux et dessins annexés, qui ne sont pas nécessairement dessinés à l'échelle, et dans lesquels : - la figure 1 est un schéma par blocs d'un système de commande explicatif, selon un exemple de mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 est un schéma par blocs d'un processus de détection d'allumage explicatif, selon un exemple de mode de réalisation de l'invention, - la figure 3 est un organigramme d'un exemple d'organigramme de procédé, selon un exemple de mode de réalisation de l'invention. DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTION Des modes de réalisation de l'invention vont être ici plus complètement décrits en référence aux dessins annexés, dans lesquels sont représentés des modes de réalisation de l'invention. Toutefois, cette invention peut être réalisée sous un grand nombre de formes différentes et elle ne doit pas être considérée comme limitée aux modes de réalisation ici présentés ; ces modes de réalisation sont plutôt fournis de façon que cette description soit exhaustive et complète et communique entièrement la portée de l'invention aux hommes de l'art. Dans son ensemble, des numéros analogues se réfèrent à des éléments analogues. Certains modes de réalisation de l'invention peuvent permettre la commande de systèmes associés à une turbine à gaz. Selon certains exemples de mode de réalisation de l'invention, l'allumage d'une flamme dans une turbine à gaz peut être détecté et confirmé. Dans certains modes de réalisation de l'invention, la confirmation de la présence ou de l'absence de la flamme d'un brûleur peut être utilisée pour commander en outre un système associé à la turbine, par exemple une commande de combustible, des dispositifs de sécurité, le séquencement du démarrage, le séquencement de l'arrêt, etc.

La réussite de l'allumage complet de la chambre de combustion (allumage suivi d'une stabilisation de la femme) et un brûlage transversal approprié (allumage entre chambres de combustion dans un système de combustion tubulaire) peuvent être détectés en se basant sur la pression du cycle en temps réel et sur les mesures de température. Inversement, un défaut d'allumage complet et/ou de brûlage transversal correct peut de même être détecté avec des capteurs de pression et de température. L'allumage d'un système de combustion tubulaire à brûlage transversal d'une turbine à gaz peut nécessiter le réglage des flux de combustible et des flux d'air afin de créer un mélange combustible dans la zone de réaction d'une chambre de combustion. Le combustible situé dans la chambre de combustion peut être allumé en activant un ou plusieurs allumeurs à étincelle dans un ou plusieurs tubes de combustion. Les allumeurs à étincelle peuvent rester actifs pendant une période de temps fixe ou jusqu'à ce que la flamme (y compris le brûlage transversal) soit détectée. Selon un exemple de mode de réalisation de l'invention, les signaux de pression de cycle et de température provenant des instruments existants de la turbine à gaz (par exemple, la pression de sortie du compresseur, des thermocouples de température d'échappement, les pressions statiques ou dynamiques de la chambre de combustion) peuvent être surveillés, analysés et traités pour déterminer de manière fiable le succès ou l'échec de l'allumage complet. Dans un exemple de mode de réalisation, on peut également utiliser l'étalement de la température d'échappement (défini approximativement comme la différence entre les mesures de température maximale et minimale autour de l'espace annulaire) pour détecter l'absence de flamme dans un ou plusieurs tubes de combustion. Divers capteurs, signaux et systèmes pour détecter et confirmer l'allumage de la flamme du brûleur et/ou le brûlage transversal, selon des exemples de mode de réalisation de l'invention, vont maintenant être décrits en référence aux dessins annexés. La figure 1 illustre un exemple de système de commande 100 associé à un système de turbine à gaz 152 et à une ligne d'alimentation en combustible 120. Selon un exemple de mode de réalisation de l'invention, un contrôleur 102 peut recevoir, traiter et fournir en sortie des signaux associés au fonctionnement du système de turbine à gaz 152. Dans l'exemple de mode de réalisation représenté sur la figure 1, le contrôleur 102 peut inclure une mémoire 104, un ou plusieurs processeurs 106 et une ou plusieurs interfaces d'entrée/sortie 108. Certains modes de réalisation du contrôleur 102 peuvent inclure une ou plusieurs interfaces de réseau 110. Selon un exemple de mode de réalisation de l'invention, la mémoire 104 peut inclure un système d'exploitation 112, des données 114, un module de détection d'allumage 116 et un module de commande de turbine/gaz 118. Selon un exemple de mode de réalisation de l'invention, et comme représenté sur la figure 1, le contrôleur 102 peut être actionné de manière à recevoir divers signaux provenant de composants associés à un système de turbine à gaz 152, incluant des composants associés à la ligne d'alimentation en combustible 120. Le contrôleur 102 peut recevoir par exemple des signaux d'indication de vanne provenant de capteurs associés à la vanne de pression de gaz 122 et le contrôleur 102 peut être actionné pour commander la vanne de pression de gaz 122 avec un signal de commande de vanne 124. Selon un exemple de mode de réalisation de l'invention, les capteurs de pression de combustible 126 peuvent être utilisés pour détecter la pression dans la ligne de combustible 120 et les signaux des capteurs de combustible 128 peuvent être surveillés par le contrôleur 102. Selon un certain mode de réalisation de l'invention, le contrôleur 102 peut également fournir un signal de commande de vanne de flux de gaz 132 ou positionner et/ou régler une vanne de flux de gaz 130. Le signal de commande de vanne de flux de gaz 132 peut être déterminé, en se basant sur un certain nombre d'entrées et autres signaux d'autorisation de commande, incluant la détection de l'allumage d'une flamme, comme il va être décrit plus en détail ultérieurement ci-dessous. Selon un exemple de mode de réalisation de l'invention, le contrôleur 102 peut également surveiller des signaux provenant d'autres capteurs de température, de flux d'air et de pression (136, 140, 144, 148) associés à des composants respectifs du système de turbine à gaz 152, incluant des capteurs situés dans le compresseur 134, la chambre de combustion 138, la turbine 142 et le système d'échappement 146. Selon un exemple de mode de réalisation, des capteurs 154 et/ou des signaux de commande supplémentaires peuvent être utilisés par le contrôleur 102 pour le fonctionnement du système de turbine à gaz 152.

La figure 2 montre un exemple de processus de détection d'allumage 200 selon un exemple de mode de réalisation de l'invention. Selon un exemple de mode de réalisation de l'invention, la détection et la confirmation de l'allumage du brûleur et/ou du brûlage transversal du brûleur peuvent constituer des conditions préalables à la poursuite d'une séquence de démarrage associée au fonctionnement d'une turbine. Selon un exemple de mode de réalisation, le fonctionnement de la turbine peut également être basé sur la confirmation continue de l'état de la flamme du brûleur. Selon un exemple de mode de réalisation de l'invention, une procédure de démarrage de turbine peut inclure la réception d'un ou plusieurs signaux d'autorisation de vanne principale (204 à 210). Des exemples de signaux d'autorisation de vanne principale (204 à 210) peuvent inclure des signaux logiques indiquant les paramètres d'état associés à la turbine, à la ligne de combustible, au système de commande et/ou aux capteurs. Par exemple, un signal d'autorisation de vanne principale 204 peut être une valeur logique vraie lorsqu'un ou plusieurs composants associés à la turbine à gaz ont atteint un seuil prédéterminé ou fonctionnent dans une gamme prédéterminée indiquant un état de sécurité pour démarrer la turbine. Un autre exemple de signal d'autorisation de vanne principale 206 peut être associé au flux d'air, par exemple, tel que mesuré dans le compresseur 134 et peut être une valeur logique vraie lorsque le flux d'air a atteint une plage ou un seuil prédéterminé. Selon un exemple de mode de réalisation de l'invention, un nombre quelconque de signaux d'autorisation peuvent être reçus. Dans certains modes de réalisation de l'invention, tous les signaux d'autorisation de vanne principale (204 à 210) doivent être à vrai pour que le traitement et la logique se poursuivent jusqu'à l'étape suivante de la procédure de démarrage. La figure 2 indique des signaux supplémentaires pouvant être utilisés pour la détection de l'allumage du brûleur et la procédure de démarrage de la turbine. Par exemple, un signal de pression d'alimentation en combustible 226, un signal de position de vanne 228 et/ou un signal d'allumeur 230 peuvent être reçus et évalués dans la procédure de démarrage. De plus, un ou plusieurs signaux de position de vanne d'alimentation en combustible (par exemple 124 sur la figure 1) peuvent être utilisés pour déterminer un état associé à la chambre de combustion de la turbine à gaz.

Selon un exemple de mode de réalisation, les signaux d'autorisation de vanne principale (204 à 210), le signal de pression d'alimentation en combustible 226, le signal de position de vanne 228 et le signal de l'allumeur 230 peuvent tous être évalués par un bloc logique d'activation 236 et si chacun de ces signaux est un signal logique à vrai, alors des blocs de traitement supplémentaires (212, 216) associés à la détection du démarrage et/ou de l'allumage du brûleur peuvent être activés. Par exemple, un bloc de sortie de pression de compresseur (CPD) 212 et/ou un bloc d'évaluation de température d'échappement peuvent respectivement recevoir un signal d'activation d'évaluation de CPD 238 et un signal d'activation d'évaluation d'échappement 240 si tous les signaux qui entrent dans le bloc logique d'activation ET 236 sont des signaux logiques à vrai.

Selon un exemple de mode de réalisation de l'invention, lorsqu'il est activé, le bloc d'évaluation de sortie de pression de compresseur (CPD) 212 peut recevoir et évaluer un ou plusieurs signaux de CPD 214 pour déterminer si la pression de sortie du compresseur a changé. Dans un exemple de mode de réalisation, un signal de CPD 214 peut être évalué pour détecter une modification indiquant l'allumage ou l'extinction de la flamme du brûleur. Dans un exemple de mode de réalisation, le signal de CPD 214 peut être surveillé et évalué par le bloc d'évaluation 212 et un signal d'indication d'allumage de CPD 220 peut être fourni en sortie lorsque le signal de CPD évalué a fait l'objet d'une variation qualifiée. Dans un exemple de mode de réalisation, la modification qualifiée peut être définie comme un passage au-dessus d'un seuil prédéterminé de la valeur absolue du signal de CPD 214.

Dans un exemple de mode de réalisation, le signal de CPD 214 peut être échantillonné pendant une certaine période de temps pour déterminer les caractéristiques du bruit associé au signal 214. Dans l'exemple de mode de réalisation, un seuil prédéterminé pour déclencher une modification qualifiée peut inclure une modification du signal de CPD supérieure à environ 4 fois l'écart type du bruit associé au signal de CPD 214. Dans certains modes de réalisation, un tel seuil prédéterminé peut indiquer l'allumage ou l'extinction du brûleur. Selon un exemple de mode de réalisation de l'invention, le bloc d'évaluation de CPD 212 peut fournir un signal d'indication d'allumage de CPD 220 à entrer dans un bloc de commande ET 224. Selon un exemple de mode de réalisation de l'invention, le bloc d'évaluation de température d'échappement 216 peut recevoir et évaluer un ou plusieurs signaux de température d'échappement 218 pour déterminer si la température d'échappement a fait l'objet d'une modification indiquant l'allumage ou l'extinction du brûleur. Dans un exemple de mode de réalisation et comme décrit ci-dessus en référence au signal de CPD 124, les signaux de température d'échappement 218 peuvent également être surveillés et évalués pour détecter une modification qualifiée. Dans un exemple de mode de réalisation, une modification qualifiée indiquant la réussite de l'allumage peut inclure une élévation de température supérieure à environ 200 degrés Fahrenheit (environ 96 degrés centigrades) pendant une période de temps allant d'environ 5 secondes jusqu'à environ 20 secondes. Selon un exemple de mode de réalisation de l'invention, le bloc d'évaluation de température d'échappement 216 peut fournir un signal logique d'indication de température d'échappement 220 à entrer dans le bloc de commande ET 224. Dans un exemple de mode de réalisation de l'invention, un brûlage transversal incomplet de plusieurs brûleurs dans une chambre de combustion 130 peut également être déterminé en surveillant un signal d'étalement d'échappement 229. Dans un exemple de mode de réalisation, le signal d'étalement d'échappement 229 peut indiquer l'extinction ou le manque d'allumage d'un ou plusieurs brûleurs lorsque le signal d'étalement d'échappement 229 ne se stabilise pas au-dessous d'un seuil approximativement de 60 degrés F approximativement en 60 secondes après l'allumage. Selon un exemple de mode de réalisation, le processus de détection de brûlage transversal peut être activé en se basant sur le signal d'état d'allumage 232. Par exemple, un bloc facultatif de détection de brûlage transversal 231 peut être initialisé après avoir déterminé l'allumage. Selon un autre exemple de mode de réalisation, le bloc facultatif de détection de brûlage transversal 231 peut être initialisé lorsque la température d'échappement atteint ou dépasse un seuil prédéterminé. Dans un exemple de mode de réalisation, le bloc facultatif de détection de brûlage transversal 231 peut utiliser le signal d'état d'allumage 232 et une autorisation de contrôler le brûlage transversal en recherchant le moment où l'étalement d'échappement diminue.

Selon un exemple de mode de réalisation de l'invention, si toutes les entrées du bloc ET de commande 224 sont à l'état logique vrai, le système de détection peut conclure qu'une femme a été établie. Dans ce cas, le signal d'état d'allumage 232 peut être directement envoyé au contrôleur de la turbine à gaz 234 pour permettre à la séquence de démarrage de la turbine de s'exécuter. Selon un autre exemple de mode de réalisation, le signal d'état d'allumage 232 peut être utilisé comme autorisation par le bloc facultatif de détection de brûlage transversal 231 pour permettre le contrôle de l'apparition du brûlage transversal et son maintien. Selon des exemples de mode de réalisation de l'invention, si aucune flamme n'a été établie dans le temps alloué, ou si aucun brûlage transversal n'est détecté et maintenu, le contrôleur de la turbine à gaz 234 peut couper les vannes de gaz ou sinon lancer une procédure d'arrêt de la turbine. Selon un exemple de mode de réalisation de l'invention, le signal d'état d'allumage 232 peut être contrôlé en outre pendant le fonctionnement de la turbine par l'intermédiaire de la surveillance continue du signal de CPD 214, du signal de température d'échappement 218 et/ou du signal d'étalement d'échappement pour vérifier l'allumage et le brûlage transversal des brûleurs de façon que l'arrêt ou d'autres actions de protection puissent être initialisés pour certaines conditions détectées d'extinction du brûleur. De plus, selon un exemple de mode de réalisation de l'invention, les signaux d'autorisation (204 à 210) peuvent être modifiés de façon que le processus où l'algorithme décrit ci-dessus puisse également allumer les brûleurs en différents points dans la séquence de fonctionnement de la turbine. Par exemple, la séquence peut permettre l'allumage à pleine vitesse de la turbine.

Selon un certain exemple de mode de réalisation de l'invention, le processus de détection d'allumage 200 peut être configuré pour détecter le moment où seulement une flamme partielle ou une partie de flamme a été perdue ou obtenue. Selon un exemple de mode de réalisation, une modification de dérivée et d'amplitude du signal de sortie de puissance de la turbine peut être surveillée pour déterminer s'il y a eu une perte d'allumage ou arrêt allumage dans une ou plusieurs chambres de combustion. Un exemple de procédé 300 pour confirmer l'allumage associé à une chambre de combustion de la turbine à gaz selon un mode de réalisation de l'invention va maintenant être décrit en référence à l'organigramme de la figure 3. Le procédé 300 commence au bloc 302 et comporte la réception d'un ou plusieurs signaux d'autorisation associés à la ou aux vannes de commande de flux de gaz. Dans le bloc 304, le procédé 300 comporte la réception d'un ou plusieurs signaux de pression d'alimentation en combustible. Dans le bloc 306, le procédé 300 comporte la réception d'un ou plusieurs signaux d'allumeur. Dans le bloc 308, le procédé 300 comporte la réception d'un ou plusieurs signaux de sortie de pression de compresseur (CPD). Dans le bloc 310, le procédé 300 comporte la détermination d'un état d'allumage associé à la chambre de combustion de la turbine à gaz, basé au moins en partie sur le ou les signaux d'autorisation, le ou les signaux de pression d'alimentation en combustible, le ou les signaux d'allumeur et une modification qualifiée du ou des signaux de CPD. Dans le bloc 312, le procédé 300 comporte la fourniture en sortie d'un signal d'état d'allumage basé sur l'état d'allumage déterminé. Le procédé 300 se termine après le bloc 312. En conséquence, des exemples de mode de réalisation de l'invention peuvent procurer les effets techniques de création de certains systèmes, procédés et dispositifs fournissant une détection robuste de l'allumage complet/du brûlage transversal. La détection peut être basée sur le traitement en temps réel des signaux des capteurs existants de pression de cycle et de température. Des exemples de mode de réalisation de l'invention peuvent procurer les autres effets techniques consistant à fournir des systèmes, procédés et dispositifs pouvant faciliter l'élimination des systèmes de détection optique de flamme et/ou refroidis par eau dans les turbines à gaz, ayant pour conséquence une diminution de l'investissement et du coût de maintenance et une augmentation de la fiabilité. Des exemples de mode de réalisation de l'invention peuvent procurer les autres effets techniques consistant à fournir des systèmes, procédés et dispositifs pouvant diminuer certains risques associés au fonctionnement d'une turbine à gaz.

Dans un exemple de mode de réalisation de l'invention, le système de commande 100 et le processus de détection d'allumage 200 peuvent inclure un nombre quelconque d'applications logicielles et/ou matérielles exécutées pour faciliter l'une quelconque des opérations. Dans des exemples de mode de réalisation, une ou plusieurs interfaces d'E/S peuvent faciliter la communication entre le système de commande 100 et le processus de détection d'allumage 200 et un ou plusieurs dispositifs d'entrée/sortie. Par exemple, un port de bus série universel, un port série, un disque dur, un lecteur de CD-ROM et/ou un ou plusieurs dispositifs d'interface utilisateur, par exemple un dispositif d'affichage, un clavier, un pavé numérique, une souris, un panneau de commande, un écran tactile, un microphone, etc., peuvent faciliter l'interaction de l'utilisateur avec le système de commande 100 et le processus de détection d'allumage 200. La ou les interfaces d'E/S peuvent être utilisées pour recevoir ou recueillir des données et/ou des instructions de l'utilisateur depuis une large diversité de dispositifs d'entrée. Les données reçues peuvent être traitées par un ou plusieurs processeurs informatiques comme désiré dans divers modes de réalisation de l'invention et/ou enregistrées dans un ou plusieurs dispositifs mémoire. Une ou plusieurs interfaces de réseau peuvent faciliter la connexion des entrées et des sorties du système de commande 100 et du processus de détection d'allumage 200 avec un ou plusieurs réseaux et/ou connexions adaptés ; par exemple, les connexions qui facilitent la communication avec un nombre quelconque de capteurs associés au système. La ou les interfaces de réseaux peuvent en outre faciliter la connexion avec un ou plusieurs réseaux appropriés ; par exemple, un réseau local, un réseau étendu, Internet, un réseau cellulaire, un réseau à fréquences radio, un réseau BluetoothTM, un réseau Wi-FiTM, un réseau par satellite, un quelconque réseau câblé, un quelconque réseau sans fil, etc., pour des communications avec des dispositifs et/ou systèmes extérieurs.

Comme désiré, les modes de réalisation de l'invention peuvent inclure le système de commande 100 et le processus de détection d'allumage 200 avec un nombre plus ou moins grand des composants illustrés sur les figures 1 et 2.

L'invention est décrite ci-dessus en référence au schéma par blocs et à l'organigramme de systèmes, procédés, dispositifs et/ou produits de programmes informatiques selon des exemples de mode de réalisation de l'invention. On comprendra qu'un ou plusieurs blocs des schémas par blocs et des organigrammes et des combinaisons de blocs des schémas par bloc et des organigrammes peuvent respectivement être mis en oeuvre par des instructions de programme exécutables par un ordinateur. De même, certains blocs des schémas par blocs et des organigrammes peuvent ne pas nécessairement avoir besoin d'être exécutés dans l'ordre présenté ou peuvent ne pas nécessairement avoir besoin d'être exécutés du tout, selon certains modes de réalisation de l'invention. Ces instructions de programme exécutables par un ordinateur peuvent être chargées sur un ordinateur à usage général, un ordinateur dédié, un processeur ou un autre dispositif de traitement de données programmable pour produire une machine particulière telle que les instructions s'exécutant sur l'ordinateur, le processeur ou autre dispositif de traitement de données programmable créent un moyen pour mettre en oeuvre une ou plusieurs fonctions spécifiées dans le ou les blocs de l'organigramme. Ces instructions de programme informatique peuvent également être enregistrées dans une mémoire lisible par un ordinateur pouvant faire fonctionner un ordinateur ou un autre dispositif de traitement de données programmable d'une manière particulière, de façon que les instructions enregistrées dans la mémoire lisible par un ordinateur produisent un élément de fabrication incluant un moyen d'instructions mettant en oeuvre une ou plusieurs fonctions spécifiées dans le ou les blocs de l'organigramme. À titre d'exemple, des modes de réalisation de l'invention peuvent fournir un produit de programme informatique comprenant un support utilisable par un ordinateur comportant un code de programme lisible par un ordinateur ou des instructions de programme incorporées dans celui-ci, ledit code de programme lisible par un ordinateur étant adapté à être exécuté pour mettre en oeuvre une ou plusieurs fonctions spécifiées dans le ou les blocs de l'organigramme. Les instructions de programme informatique peuvent également être chargées sur un ordinateur ou un autre dispositif programmable de traitement de données pour provoquer l'exécution d'une série d'éléments ou d'étape fonctionnels sur l'ordinateur ou autre dispositif programmable pour produire un processus mis en oeuvre sur ordinateur tel que les instructions s'exécutant sur l'ordinateur ou autre dispositif programmable fournissent des éléments ou des étapes pour mettre en oeuvre les fonctions spécifiées dans le ou les blocs de l'organigramme.

En conséquence, les blocs des schémas par blocs et des organigrammes prennent en charge des combinaisons de moyens pour exécuter les fonctions spécifiées, des combinaisons d'éléments ou d'étapes pour exécuter les fonctions spécifiées et des moyens d'instructions de programme pour exécuter les fonctions spécifiées.

On comprendra également que chaque bloc des schémas par blocs et des organigrammes et des combinaisons de blocs dans les schémas par blocs et les organigrammes peut être mis en oeuvre par des systèmes informatiques dédiés, basés sur des circuits, exécutant les fonctions, éléments ou étapes spécifiés ou des combinaisons de circuits dédiés et d'instructions informatiques. Bien que l'invention ait été décrite en relation avec que ce qui est actuellement considéré comme étant les modes de réalisations les plus pratiques et divers, on comprendra que l'invention n'est pas destinée à être limitée aux modes de réalisation décrits mais elle est au contraire destinée à couvrir diverses modifications et agencements équivalents inclus dans la portée des revendications annexées. Bien que des termes spécifiques soient ici utilisés, ils sont utilisés dans un sens générique et descriptif seulement et non à des fins de limitation.

La description écrite utilise des exemples pour décrire l'invention, incluant le meilleur mode et aussi pour permettre à tout homme de l'art de mettre l'invention en pratique, incluant la réalisation et l'utilisation de tout dispositif ou système et l'exécution de tout procédé incorporé. La portée brevetable de l'invention est définie dans les revendications et peut inclure d'autres exemples qui apparaîtront aux hommes de l'art. Ces autres exemples sont destinés à appartenir à la portée des revendications s'ils ont des éléments structurels qui ne diffèrent pas du langage littéral des revendications ou s'ils incluent des éléments structurels équivalents avec des différences insensibles par rapport au langage littéral des revendications.

Nomenclature

100 système de commande 102 contrôleur 104 mémoire 106 processeur(s) 108 interface(s) d'entrées/sorties 110 interface(s) de réseau 112 système d'exploitation 114 données 116 module(s) de détection/confirmation d'allumage 118 turbine 120 ligne de combustible 122 vanne de pression 124 signaux de commande de vanne de pression et d'indication de vanne 126 capteurs de pression de combustible 128 signaux de capteurs de combustible 130 vanne de commande de flux de gaz 132 signal de commande de vanne de flux de gaz 134 compresseur 136 capteur(s) associés au compresseur 138 chambre de combustion 140 capteur(s) associés à la chambre de combustion 142 turbine 144 capteur(s) associés à la turbine 146 échappement 148 capteur(s) associés à l'échappement 150 signaux des capteurs 152 turbine à gaz 154 capteurs supplémentaires 200 traitement est logique de détection d'allumage 202 bloc ET d'autorisation de vanne principale 204 signal d'autorisation A 206 signal d'autorisation B 208 signal d'autorisation C 210 signal d'autorisation D 212 bloc d'évaluation de sortie de pression de compresseur (CPD) 214 signal de CPD 216 bloc d'évaluation de température d'échappement 218 température d'échappement 220 indication d'allumage de CPD (modification qualifiée) 222 indication d'allumage de température d'échappement (modification qualifiée) 224 bloc ET de commande 226 signal de pression d'alimentation en combustible 228 signal de position de vanne 229 signal d'étalement d'échappement 230 signal d'allumeur 231 détecteur de brûlage transversal (étalement) 232 état d'allumage 234 contrôleur de turbine à gaz 236 logique d'activation (ET) 238 signal d'activation d'évaluation de CPD 240 signal d'activation d'évaluation d'échappement 300 organigramme de procédé 302 bloc 304 bloc 306 bloc 308 bloc 310 bloc 312 bloc

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de confirmation de l'allumage d'une chambre de combustion d'une turbine à gaz (138) comprenant : la réception d'un ou plusieurs signaux d'autorisation (204 à 210) associés à une ou plusieurs vannes de commande de flux de gaz (130) ; la réception d'un ou plusieurs signaux de pression d'alimentation en combustible (226) ; la réception d'un ou plusieurs signaux d'allumeur (230) ; la réception d'un ou plusieurs signaux de sortie de pression de compresseur (CPD) (214) ; la détermination d'un état d'allumage de la chambre de combustion de la turbine à gaz (138) en se basant au moins en partie sur le ou les signaux d'autorisation (204 à 210), le ou les signaux de pression d'alimentation en combustible (226), le ou les signaux d'allumeur (230) et une modification qualifiée (220) du ou des signaux de CPD (214) ; et la fourniture en sortie d'un signal d'état d'allumage (232) basé sur l'état d'allumage déterminé.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel une modification qualifiée (220) du ou des signaux de CPD comprend le passage au-dessus d'un seuil prédéterminé et dans lequel la modification qualifiée (220) comprend en outre un signal d'activation de CPD (238) dans lequel le signal d'activation de CPD (238) est basé au moins en partie sur le ou les signaux d'autorisation (204 à 210).
3. 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel le seuil prédéterminé comprend une modification de signal supérieure à environ 4 fois l'écart type du bruit associé au(x) signaux de CPD.
4. 4. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre la réception d'un ou plusieurs signaux de température d'échappement (218) et la détermination de l'allumage associé à la chambre de combustion de la turbine à gaz en se basant au moins en partie surune modification qualifiée (222) du ou des signaux de température d'échappement (218).
5. 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel la modification qualifiée (222) du ou des signaux de température d'échappement (218) comprend des passages au-dessus de seuils respectifs prédéterminés et dans lequel la modification qualifiée (222) comprend en outre un signal d'activation d'échappement (240), dans lequel le signal d'activation d'échappement (240) est basé au moins en partie sur le ou les signaux d'autorisation (204 à 210).
6. 6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel les seuils respectifs prédéterminés comprennent une élévation de température au-dessus d'environ 200 degrés Fahrenheit pendant une période de temps allant d'environ 5 secondes à environ 20 secondes.
7. 7. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre la réception d'un ou plusieurs signaux de position de vanne d'alimentation en combustible (228) et la détermination de l'état d'allumage associé à la chambre de combustion de la turbine à gaz (138) en se basant au moins en partie sur le ou les signaux de position de vanne d'alimentation en combustible (228).
8. 8. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la réception du ou des signaux d'autorisation (204 à 210) comprend la réception d'information concernant la ou les vannes (122, 130) ou capteurs (126) associés à la chambre de combustion de la turbine à gaz (138).
9. 9. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre un traitement avec une séquence de démarrage prédéterminée associée à la chambre de combustion de la turbine à gaz (138) lorsque l'allumage est confirmé et la fermeture d'une ou plusieurs vannes de commande de flux de gaz (130) lorsque l'allumage n'est pas confirmé en un temps prédéterminé.
10. 10. Système de confirmation de l'allumage d'une turbine à gaz (152) comprenant :au moins une chambre de combustion de la turbine à gaz (138) ; une pluralité de capteurs (126, 136, 140, 144, 148) pour détecter un ou plusieurs paramètres associés à la chambre de combustion de la turbine à gaz (138), le ou les paramètres comprenant : un ou plusieurs signaux d'autorisation (204 à 210) associés à une ou plusieurs vannes de commande de flux de gaz (130) ; au moins un signal de pression d'alimentation en combustible (226) ; au moins un signal d'allumeur (230) ; au moins un signal de sortie de pression de compresseur (CPD) (214) ; et au moins un processeur (106) configuré pour : recevoir un ou plusieurs paramètres de la pluralité de capteurs (126, 136, 140, 144, 148) ; déterminer l'état d'allumage de la chambre de combustion de la turbine à gaz (138) en se basant au moins en partie sur le ou les signaux d'autorisation (204 à 210), l'au moins un signal de pression d'alimentation en combustible (226), l'au moins un signal d'allumeur (230) et une modification qualifiée (220) de l'au moins un signal de CPD (214) ; et la fourniture en sortie d'un signal d'état d'allumage (232) basé sur l'état d'allumage déterminé.