JP2010242758A - バルブを能動的に調整するための方法およびシステム - Google Patents
バルブを能動的に調整するための方法およびシステム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010242758A JP2010242758A JP2010084749A JP2010084749A JP2010242758A JP 2010242758 A JP2010242758 A JP 2010242758A JP 2010084749 A JP2010084749 A JP 2010084749A JP 2010084749 A JP2010084749 A JP 2010084749A JP 2010242758 A JP2010242758 A JP 2010242758A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- algorithm
- valve
- value
- manifold
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/22—Fuel supply systems
- F02C7/232—Fuel valves; Draining valves or systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
- F02C9/26—Control of fuel supply
- F02C9/263—Control of fuel supply by means of fuel metering valves
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
【課題】少なくとも1つのバルブ(65)のパラメータを調節するために、モデルベースシステムおよび実時間データを利用する技術的効果を提供すること。
【解決手段】本発明の一実施形態は、少なくとも1つのバルブ(65)のパラメータを調節するために、モデルベース制御器を実時間またはほぼ実時間のデータに統合させることにより、燃料システム(55)内に複数のセンサがある必要性を減らすことができる。本発明の一実施形態は、モデルベース制御器を利用して、少なくとも1つのバルブを流れる燃料流量を実時間でまたはほぼ実時間で計算することができる。
【選択図】図3
【解決手段】本発明の一実施形態は、少なくとも1つのバルブ(65)のパラメータを調節するために、モデルベース制御器を実時間またはほぼ実時間のデータに統合させることにより、燃料システム(55)内に複数のセンサがある必要性を減らすことができる。本発明の一実施形態は、モデルベース制御器を利用して、少なくとも1つのバルブを流れる燃料流量を実時間でまたはほぼ実時間で計算することができる。
【選択図】図3
Description
本発明は一般に、ターボ機械のバルブ用の制御システムに関し、より詳細にはターボ機械のバルブの位置を能動的に調節するためのシステムに関する。
ガスタービンなどだがこれだけに限定されないターボ機械は、監視および制御用の制御システム(「制御器」)を概して有する。これらの制御器は、ガスタービンの燃焼システム内の、例えば使用されるバルブの開口などだがこれだけに限定されない位置を管理する。発生排出水準を最小限にするために、一部の燃焼システムは、ターボ機械の燃焼および燃焼システムの動作モードに関するデータを受け取る制御スケジューリングアルゴリズムを含み得る。これらのアルゴリズムは、所要のバルブ位置を生み出すことができる。
概して、この1つまたは複数のアルゴリズムは、燃焼器内の燃料ノズルに流れる燃料の量を求めるために、スケジュールされた燃料分割および較正曲線を取り入れる。このアルゴリズムは、所望の燃料分割を(バルブの開口面積および燃料流量を決定する)燃料制御バルブストロークに関連付ける。様々な理由(較正や燃料バルブのばらつきなど)で、実際の燃料分割とスケジュールされた燃料分割とは異なる。フィールドデータは、この所望の燃料分割と実際の燃料分割との差が懸念すべきことであり得ることを示唆する。
一部の燃焼システムは、燃焼カン上の指定されたノズルに制御バルブを介して燃料をそれぞれが供給する複数のマニホールドを概して組み入れる。圧力変換器、圧力発信器等だがこれだけに限定されないマニホールド装置は、各マニホールド内の排出、圧力、または流量を監視するために使用される。このマニホールド装置は、制御バルブを流れる燃料の量についての正確な測定値を提供することができる。一部のターボ機械制御器は、制御および処理上の理由で三重冗長性を使用する。三重冗長性は信頼性を向上させ、ターボ機械のオペレータの要求に応えるために多くの場合使用される。燃焼マニホールドごとに3つのマニホールド装置を備えることは高価であり、かつそのターボ機械の保守および較正要求を増加させる。
したがって、制御バルブの位置を直接制御するための費用対効果の大きい手法が求められている。この手法は、三重冗長性を各マニホールド測定装置に要求すべきでない。燃焼システムの燃料流量を正確に求めるための費用対効果の大きい手法も求められている。
本発明の一実施形態によれば、装置の位置を調節する方法であって、アルゴリズムを使用して装置の位置の推定値を求めるステップ(90)であって、そのアルゴリズムは少なくとも1つのセンサから入力を受け取り、その少なくとも1つのセンサはその装置の物理的特性を測定する、推定値を求めるステップ(90)と、その装置の実際位置の値と所要位置の値とを比較することに基づいてトリム係数を求めるステップ(105)と、推定位置の値を調節するためにそのトリム係数を利用するステップ(120)と、推定位置の値と所要位置の値とが許容範囲内にあるかどうかを判定するステップ(95)とを含む方法。
本明細書では特定の用語を専ら便宜上使用するが、本発明を限定するものとして理解すべきではない。例えば、「上部」、「下部」、「左」、「前」、「右」、「水平」、「垂直」、「アップストリーム」、「ダウンストリーム」、「前部」、「後部」などの語は、図中に示す構成を単に述べるに過ぎない。事実、それらの構成要素はどんな方向にも向けることができるため、この用語は別段の記載がない限りそのような改変形態も含むものとして理解すべきである。本明細書で使用するとき、「パラメータ」および同様の用語は、動作状態を表すために使用可能なターボ機械内の規定した位置での温度、圧力、流量など、そのターボ機械の動作条件を規定するために使用可能な項目を指す。
以下の考察は、ガスタービンなどだがこれだけに限定されないターボ機械と一体化した本発明の一実施形態に焦点を当てる。本発明の他の実施形態は、オペレータが実時間でまたはほぼ実時間で調節もしくは調整することを望む少なくとも1つのバルブを備える他のシステムと一体化することができる。
本発明の一実施形態には、モデルベースシステムおよび実時間データを利用して、少なくとも1つのバルブのパラメータを調節する技術的効果がある。本発明の一実施形態は、少なくとも1つのバルブのパラメータを調節するために、モデルベース制御器を実時間またはほぼ実時間のデータに統合させることにより、燃料システム内に複数のセンサがある必要性を減らすことができる。本発明の一実施形態は、モデルベース制御器を利用して、少なくとも1つのバルブを流れる燃料流量を実時間でまたはほぼ実時間で計算することができる。
次に、様々な番号がいくつかの図面にわたって同じ要素を表す図面を参照する。図1は、本発明の一実施形態による、制御システム30と一体化したターボ機械10を示す概略図である。図1は、圧縮機セクション15、燃焼器20、圧縮機セクション15に駆動的に結合されたタービンセクション25、および制御システム30を備えるターボ機械10を示す。圧縮機入口35は、空気流をIGV(入口案内翼)40および圧縮機セクション15に供給する。IGV作動器60は制御システム30から命令を受け取って、圧縮機セクション15に入る空気の量を調節するためにIGV40を動かすことができる。タービンセクション25は、発電機などだがそれだけに限定されない負荷器45を駆動させて電力を生み出すことができる。
ターボ機械10、負荷器45、および環境の様々な状態を検出するためのいくつかのセンサ50が、ターボ機械10の動作を監視することができる。これだけに限定されないが例えば、温度センサは、圧縮機の吐出し温度、排気温度、およびターボ機械10を通るガス流の他の温度測定値を監視することができる。圧力センサは、圧縮機セクション15の入口/出口、および排気、ならびにガス流の他の位置における静圧レベルおよび動圧レベルを監視することができる。センサ50には、ターボ機械10の動作に関する様々なパラメータを検知する、流量センサ、速度センサ、火炎検出センサ、バルブ位置センサ、案内翼角度センサ等も含まれてよい。
制御システム30は、センサ入力および人間オペレータからの命令を使用してターボ機械10の動作を制御するためのプログラムを実行する少なくとも1個のプロセッサを備える、コンピュータシステムとすることができる。制御システム30が実行するプログラムは、燃焼器20への燃料流量を調整するためのスケジューリングアルゴリズムを含むことができる。制御システム30が生成する命令は、燃料の流量および種類を調整する少なくとも1つの燃料バルブ65を、ターボ機械10上の燃料制御器55に調節させることができる。
制御システム30は、制御システム30のコンピュータメモリ中に記憶されたアルゴリズムに部分的に基づいて、ターボ機械10を調整することができる。これらのアルゴリズムは、制御システム30に、排気中のNoxおよびCO排気を特定の定義済みの限度に保たせ、燃焼器の燃焼温度を定義済みの温度限度の範囲内に保たせることを可能にすることができる。燃焼器20は、DLN(乾式低Nox)燃焼システム内に組み入れることができる。そのDLN燃焼システムを制御するために、制御システム30をプログラムし修正することができる。
DLN燃焼システムを備えるターボ機械10は、排出が許容限度または好ましい限度の範囲内にあり、ターボ機械10が希薄吹消や燃焼ダイナミックスなどだがこれだけに限定されない特定の動作可能性境界の範囲内で動作することを確実にするように、精密制御を必要とする。これらのシステムは、ガス制御バルブなどだがこれだけに限定されない高精度かつ高度に較正される燃料バルブ65を必要とし得る。
所望の燃料分割を燃料制御バルブ作動器のストロークに関連付ける、スケジュールされた燃料分割および較正曲線を含むアルゴリズムは、各燃焼器20内の各組の燃料ノズルに流れる燃料の量を求めることができる。バルブ較正、バルブサイズのばらつき等だがこれだけに限定されない様々な理由で、実際の燃料分割とスケジュールされた燃料分割とは異なり得る。通常、摩耗や他の状態による燃料バルブ65の動作面での変化に対応するためにこれらの燃料バルブ65を較正するには、フィールドサービスエンジニアが制御システム30の設定を調節する必要がある。典型的には燃料バルブ65は、ターボ機械10が動作する間は再較正することができない。
従来の閉ループシステムは、各燃料バルブ65の位置を測定し、制御アルゴリズムによって使用されるフィードバックデータを提供するためのセンサを使用する。燃料バルブ65に関連する検知機器に関連する費用、遅延、信頼性、保守、および較正の問題は、閉ループ手法に関する独自の問題を提起する。これだけに限定されないが例えば、燃料バルブ65の位置についての読み取り値が不正確であることは、ターボ機械10が規制に従っていない排出を発生させる原因となり得る。
図2は、燃料制御器55の在来型アルゴリズムを示すブロック図である。図2は、燃料制御器55の在来型アルゴリズムをどのように燃焼器20に統合できるのかを示す、高水準システム図とみなすことができる。ターボ機械10の燃焼システムの一実施形態は、複数のマニホールド70を組み入れることができる。マニホールド70は燃料バルブ65から燃料を受け取り、次いでその燃料をターボ機械10の各燃焼器20上のノズルに分配する。図2に示すように、一部の燃焼システムは複数のマニホールド70を備える。ここでは、各マニホールド70は特定の燃料バルブ65に対応することができる。一連のアルゴリズムブロック80、85、90、および95を含むプログラムは、特定のマニホールド70に対応する特定の燃料バルブ65の動作を制御することができる。これだけに限定されないが例えば、一部のDLN燃焼システムでは、図2に示すように4つの図示のマニホールド70を備える。ここでは各マニホールドは個別の燃料バルブ65と一体化されており、そのうちの1つだけを図2に示す。
一部の制御システム30は、マニホールド70内の圧力に関するデータを必要とする。燃料のスケジューリング、燃焼分割等にとって重要であり得るこのデータを提供するために、GNxとも示すマニホールド装置75を通常使用する。マニホールド装置75は、圧力発信器、圧力変換器、またはマニホールド70内の圧力を測定できる他の任意の装置の形をとることができる。この圧力データは、図示のようにマニホールド70ごとに三重冗長マニホールド装置75を必要とする重要度であり得る。
以下は、一実施形態の在来型アルゴリズムがどのように燃料バルブ65の動作を制御できるのかについての一例である。バルブ位置要求を規定するために、センサおよびサロゲートをブロック80、85、90、および95に設ける。概してセンサ信号は、センサ50が直接監視するターボ機械10のパラメータに関するデータを提供することができる。これだけに限定されないが例えば、温度センサおよび圧力センサは、ターボ機械10への入口、圧縮機セクション15の様々な段階、および排気における温度および圧力を直接測定することができる。同様に、速度センサはターボ機械10の回転速度を測定でき、流量センサは燃焼器20内への燃料流量を測定することができる。サロゲートはターボ機械10のパラメータであり、直接的に検知されるものではなく、むしろ他の動作状態に関するセンサデータに基づくアルゴリズムおよび相関に基づいて求められるパラメータである。
ブロック80は、所要のバルブ位置(PM1_req)を求めることができるバルブ位置アルゴリズムを表す。ブロック80は、TTRF(燃焼温度)およびモードX(燃焼モード)に関するデータを受け取る。次いでブロック80は、他のデータセットのグラフを利用して、TTRFおよびモードXに基づいて燃料バルブ65の所望の位置を求めることができる。次に、所望のバルブ面積アルゴリズムを表すブロック85は、所望のバルブ位置を達成するために必要な、燃料バルブ65の所要の開口を求めることができる。ブロック85は、PM1_reqおよび燃料バルブ65の寸法に関するデータ(Calc Ae)を受け取ることができる。次いでブロック85は、他のデータセットのグラフを利用して、燃料バルブ65の所望の位置を達成するために必要なストローク(PM1strk_req)を求めることができる。次に、このPM1strk_reqデータを燃料バルブ65の制御器に送ることができる。ブロック95は、燃料バルブ65の実際位置についてのフィードバックを提供することができる。ここでは、LVDT(線形可変差動変換器)などだがこれだけに限定されない、燃料バルブ65に接続された位置装置は、位置フィードバックデータ(PM1strk_act)を提供することができる。ブロック95および燃料バルブ65の制御器は、このPM1strk_reqデータとPM1strk_actデータとを比較し、必要な場合に、燃料バルブ65の位置を調節するための誤差信号を生成することができる。
マニホールド装置75からのセンサ信号に関する三重冗長性の要求をターボ機械10から取り除くことができ、マニホールド装置75を1つだけ使用する場合、かなりの製品原価を省くことができ、保守要求も減らされる。しかし、前述の在来型アルゴリズム等で単一のマニホールド装置75を使用することは、そのマニホールド装置75に対してかなりの信頼性の負担をかける可能性がある。
図3は、本発明の一実施形態による、燃料制御器55に関するモデルベースアルゴリズムを示すブロック図である。図3は、燃料制御器55のモデルベースアルゴリズムをどのように燃焼器20に統合できるのかを示す、高水準システム図とみなすことができる。論じたように、ターボ機械10の燃焼システムの一実施形態は、複数のマニホールド70を組み入れることができる。マニホールド70は燃料バルブ65から燃料を受け取り、次いでその燃料をターボ機械10の各燃焼器20上のノズルに分配する。各マニホールド70は特定の燃料バルブ65に対応することができる。これだけに限定されないが例えば、一部の燃焼システムでは、4つの図示のマニホールド70のそれぞれが特定の燃料バルブ65と一体化されており、そのうちの1つだけを図3に示す。
図示のように図3では、図2で論じた在来型アルゴリズムに、燃料システムモデル100、トリミングアルゴリズム105、および燃料流量アルゴリズム110が追加される。図3は、本発明の燃料制御器55の一実施形態が、DLN燃焼システムのマニホールド70ごとに単一のマニホールド装置75しか必要としなくてよいことも示す。
燃料システムモデル100の一実施形態は、燃料バルブ65の実際位置についての推定を実時間で求めることができる。燃料システムモデル100は、ターボ機械10の動作のシミュレーションを含む適応型実時間エンジンとみなすことができる。燃料システムモデル100は、所望の燃料スケジュールに合わせるように各燃料バルブ65を実時間で調整できるようにする。このことは、燃料バルブ65の較正曲線に適応修正を加えることにより、燃料分割およびスケジューリングの閉ループ制御を可能にすることができる。
燃料システムモデル100の利点の1つは、前述のLVDTまたは燃料バルブ65の位置を測定する他の物理装置が必要でないことである。代わりに、燃料システムモデル100は、a)マニホールド70内の圧力に関するデータ、ならびにb)チャンバ圧力、燃料特性、周囲条件、燃焼温度に関するデータおよび他のデータを利用して燃料バルブ65の位置を推定する。燃料システムモデル100は、燃料バルブ65の位置を求める装置が不正確に較正される効果を著しく低下させることができる。
トリミングアルゴリズム105は、燃料システムモデル100のデータに基づいて燃料分割を調節しまたは調整するために使用することができる。このトリミングアルゴリズムの一実施形態は、所望のバルブ位置と実際のバルブ位置との間でのノズル面積の差を求めることができる。トリミングアルゴリズム105は、ノズル面積の変化(ΔAe)に関するトリムバルブを出力する、比例積分(P+I)補償アルゴリズムなどだがこれだけに限定されない数学的エンジンとして機能することができる。このP+Iユニットは、前述のようにPM1_reqとPM1_actとの差であり得る誤差信号を受け取ることができる。図3に示すように、燃料システムモデル100はPM1_actを生成することができ、バルブ位置アルゴリズムブロック80はPM1_reqを生成することができる。
燃料流量アルゴリズム110は、概してマニホールド圧力に基づいて燃料流量(ΣWi)を計算するように機能する。燃料バルブ65の較正に依拠しない燃料流量値を提供することにより、このことが有益であると証明し得る。燃料流量アルゴリズム110は、燃料システムモデル100およびトリミングアルゴリズム105からのデータを取り入れる、訂正済みAeに関するデータを受け取ることができる。さらに、ΣWiの値は、ΣWiを求める他の方法を使用して行われ得る燃料加熱と無関係とすることができる。これだけに限られないが例えば、一部の方法は、燃焼器20の端ぶたに設置されたオリフィスによってΣWiを測定する。ここではオリフィスを流れる燃料は、燃焼器20の構成要素から燃料への伝導性熱伝達により温度の上昇を受ける。この熱伝達は、燃料流量の不正確な値をもたらす可能性がある。燃料流量アルゴリズム110が使用する方法では、オリフィスを利用しない。測定される燃料が受ける温度上昇は大幅に低いものとすることができる。したがってこの燃料流量アルゴリズムは、ΣWiのより正確な測定を提供することができる。
以下は、本発明の一実施形態がどのように燃料バルブ65の動作を制御できるのかについての、これだけに限定されない非限定例である。バルブ位置要求を規定するために、センサおよびサロゲートを一連のアルゴリズム80、85、90、95、100、105、および110に設ける。ブロック80、85、および90の機能および動作は、図2で説明した機能および動作と同様であるとすることができる。
ブロック80は、所望のバルブ位置(PM1_req)を求めることができるアルゴリズムを表す。ブロック80は、TTRF(燃焼温度)およびモードX(燃焼モード)に関するデータを受け取る。次いでブロック80は、他のデータセットのグラフを利用して、TTRFおよびモードXに基づいて燃料バルブ65の所望の位置を求めることができる。次に、所望のバルブ面積アルゴリズムを表すブロック85は、所望のバルブ位置(PM1_req)を達成するために必要な、燃料バルブ65の所要の開口を求めることができる。次いで、求められたPM1_reqの値をブロック85および第1の加算合流点115に送ることができる。
ブロック85は、このPM1_reqデータを受け取り、燃料バルブ65の寸法をその中に記憶することができるメモリを備えることができる。次いでブロック85は、グラフまたは他のデータセットを利用して、PM1_reqを達成するために必要な所要のバルブ面積(Calc Ae)を求めることができる。
次いで、前述のバルブストローク要求アルゴリズムであるブロック90が、Calc Aeに関するデータを受け取ることができる。ブロック90は、少なくとも1つの曲線または他のデータを利用して、PM1_reqを達成するために必要な所要のストローク(PM1strk_req)を求めることができる。ここでは、その少なくとも1つの曲線または他のデータは、記憶されたバルブ較正データを含むことができる。
次に、本発明の一実施形態では、ブロック95がPM1strk_reqデータを受け取ることができる。ここで、ブロック95はいくつかの目的を果たすことができる。ブロック95は、PM1strk_reqを燃料バルブ65に伝えることができる。ブロック95はさらに、少なくとも1つの曲線または他のデータを利用して、燃料バルブ65の実面積を求めることができる。このデータは本発明の一実施形態の閉ループ機構で使用することができ、燃料バルブ65の実際位置についてのフィードバックを提供することができる。
PM1strk_reqデータは、燃料バルブ65の作動器の動作をもたらし得る、燃料分割を決定する命令とみなすことができる。この燃料分割は、PM1strk_reqが燃料バルブ65の位置の調節をもたらし、マニホールド装置75がマニホールド70内の圧力量の差を測定できる後に、検討することができる。論じたように本発明の一実施形態は単一のマニホールド装置75で機能することができ、これは重要かつ費用を削減する特徴である。次いでマニホールドの圧力データを燃料システムモデル100に送ることができ、燃料システムモデル100は燃料バルブ65の実際位置(PM1_act)を求めかつ/または確認することができる。
次に、第1の加算合流点115が、所望の燃料分割対実際の燃料分割に関するデータを比較することができる。これは、バルブ位置(PM1_act)と所要のバルブ位置(PM1_req)との形の比較に関係するものとして理解することができる。PM1_actとPM1_reqとの差を表す誤差信号を、トリミングアルゴリズム105に送ることができる。この処理は、所望の燃料分割が実際の燃料分割とほぼ等しくなるまで繰り返すことができる。
次に、第2の加算合流点120が、ΔAeを実際のAeから減算またはトリムし、訂正済みAeを生み出すことができる。この訂正済みAeは、燃料バルブ65がPM1_reqの値を達成するために必要とし得る、ノズル面積の所要の変化量とみなすことができる。
次に、この訂正済みAeの値をブロック90に伝えることができる。ここでは、較正曲線または他のデータセットを調節して、説明したように燃料バルブ65のストロークに対する調節をもたらす新たなPM1strk_reqを生み出すことができる。この訂正済みAeの値は燃料流量アルゴリズム110にも伝えることができ、この燃料流量アルゴリズム110は説明したように全燃料流量ΣWiの更新されたバルブを求めることができる。
説明したように、本発明の一実施形態は利用者に複数の利点を提供することができる。本発明の一実施形態は、制御バルブハードウェアおよび較正プロセスでのばらつきを自動的に補償することができる。本発明の一実施形態は、マニホールド装置75の冗長性をなくすことができる。本発明の一実施形態は、燃料加熱とは無関係な、全燃料流量を求めるための方法を提供することができる。
図4は、本発明の一実施形態による、燃料システムを操作するための例示的システム400のブロック図である。図3の各要素をシステム400内に実施し、システム400が実行することができる。システム400は、1つまたは複数のユーザ/クライアント通信装置402もしくは同様のシステム/装置を含むことができる(図4には2つ示す)。各通信装置402は、例えばコンピュータシステム、携帯情報端末、携帯電話、または電子メッセージを送受信可能な同様の装置とすることができるが、これだけに限定されない。
通信装置402は、システムメモリ404またはローカルファイルシステムを含むことができる。システムメモリ404には例えばROM(読み出し専用メモリ)やRAM(ランダムアクセスメモリ)が含まれ得るが、これだけに限定されない。ROMはBIOS(基本入出力システム)を含むことができる。BIOSは、通信装置402の要素または構成要素間での情報転送を助ける基本ルーチンを含むことができる。システムメモリ404は、通信装置402の全体的な動作を制御するためのオペレーティングシステム406を含むことができる。システムメモリ404は、ブラウザ408またはウェブブラウザも含むことができる。システムメモリ404は、図3と同様でありまたは図3の要素を含み得るモデルベース燃料システムを操作するための、データ構造410またはコンピュータ実行可能コードも含むことができる。
システムメモリ404は、モデルベース燃料システムを操作するために図3と組み合わせて使用することができる、テンプレートキャッシュメモリ412をさらに含むことができる。
通信装置402は、通信装置402の他の構成要素の動作を制御するためのプロセッサまたは処理ユニット414も含むことができる。オペレーティングシステム406、ブラウザ408、データ構造410はプロセッサ814上で動作可能とすることができる。プロセッサ414は、システムバス416により、メモリシステム404および通信装置402の他の構成要素に結合することができる。
通信装置402は複数の入力装置、出力装置、または組合せの入出力装置418も含むことができる。各入出力装置418は、入出力インタフェース(図4には不図示)によってシステムバス416に結合することができる。この入力装置および出力装置または組合せの入出力装置418は、利用者が通信装置402を相手に操作およびインタフェースし、モデルベース燃料システムを操作するためのソフトウェアをアクセス、操作、および制御するために、ブラウザ408およびデータ構造410の動作を制御することを可能にする。入出力装置418には、本明細書で論じる操作を行うためのキーボード、コンピュータポインティング装置等が含まれ得る。
入出力装置418には、ディスクドライブ、光入出力装置、機械入出力装置、磁気入出力装置、赤外入出力装置、モデム等も含まれ得る。入出力装置418は、媒体420にアクセスするために使用することができる。媒体420は、通信装置402などのシステムが使用する、または通信装置402などのシステムに関連するコンピュータ可読命令、コンピュータ実行可能命令、または他の情報を含み、記憶し、通信し、もしくは伝送することができる。
通信装置402は、ディスプレイやモニタ422などの他の装置も含む、またはそれらの装置に接続することもできる。モニタ422は、利用者が通信装置402とインタフェースできるようにするために使用することができる。
通信装置402は、ハードディスクドライブ424も含むことができる。ハードドライブ424は、ハードドライブインタフェース(図4には不図示)により、システムバス416に結合することができる。ハードドライブ424は、ローカルファイルシステムまたはシステムメモリ404の一部分を形成することもできる。通信装置402が動作するように、システムメモリ404とハードドライブ424との間でプログラム、ソフトウェア、およびデータを転送し、交換することができる。
通信装置402は、ネットワーク428を介して、リモートサーバ426と通信することができ、他のサーバまたは通信装置402と同様の他の通信装置にアクセスすることができる。システムバス416は、ネットワークインタフェース430によりネットワーク428に結合することができる。ネットワークインタフェース430は、ネットワーク428に結合するためのモデム、イーサネット(商標)カード、ルータ、ゲートウェイ等とすることができる。結合は、有線接続または無線とすることができる。ネットワーク428は、インターネット、プライベートネットワーク、イントラネット等とすることができる。
サーバ426も、ファイルシステム、ROM、RAM等が含まれ得るシステムメモリ432を含むことができる。システムメモリ432は、通信装置402内のオペレーティングシステム406と同様のオペレーティングシステム434を含むことができる。システムメモリ432は、モデルベース燃料システムを操作するためのデータ構造436も含むことができる。データ構造436は、本発明の一実施形態により図3に関して説明したのと同様の操作を含むことができる。サーバのシステムメモリ432は、他のファイル438、アプリケーション、モジュール等も含むことができる。
サーバ426は、サーバ426内の他の装置の動作を制御するためのプロセッサ442または処理ユニットも含むことができる。サーバ426は、入出力装置444も含むことができる。入出力装置444は、通信装置402の入出力装置418と同様のものとすることができる。サーバ426は、入出力装置444とともにサーバ426へのインタフェースを提供するための、モニタ等の他の装置446をさらに含むことができる。サーバ426は、ハードディスクドライブ448も含むことができる。サーバ426の様々な構成要素をシステムバス450が接続することができる。ネットワークインタフェース452が、システムバス450を介してサーバ426をネットワーク428に結合することができる。
図面の中の流れ図およびステップ図は、本発明の様々な実施形態によるシステム、方法、およびコンピュータプログラム製品の可能な実装形態のアーキテクチャ、機能、および動作を示す。この点で、その流れ図またはステップ図の中の各ステップは、指定の1つまたは複数の論理機能を実施するための1つまたは複数の実行可能命令を含むモジュール、セグメント、またはコードの一部分を表すことができる。一部の代替実装形態では、ステップに示す機能を図中に示す順序と異なる順序で行えることにも留意すべきである。例えば、連続して示す2つのステップを実際には実質的に同時に実行することができ、または関与する機能に応じて、時としてステップを逆の順序で実行することができる。ブロック図および/または流れ図の各ステップならびにブロック図および/または流れ図のステップの組合せは、指定の機能または活動を実行する専用ハードウェアベースシステム、または専用ハードウェアおよびコンピュータ命令の組合せによって実施できることにも留意されたい。
本明細書で使用した用語は特定の実施形態を説明することを目的とするに過ぎず、本発明を限定することは意図しない。本明細書で使用するとき、文脈が明らかにそうでないと示す場合を除き、単数形「a、an(ある、1つの)」および「the(この、その)」は複数形もまた含むことを意図する。本明細書で使用するとき、用語「comprises(備える、含む)」および/または「comprising(備えている、含んでいる)」は、述べられた機構、整数、ステップ、動作、要素、および/または構成要素があることを明示するが、1つまたは複数の他の機構、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および/またはそれらの群があることもしくは加わることを排除するものではないことがさらに理解されよう。
本発明をそのほんの少数の例示的実施形態に関してかなり詳細に図示し説明してきたが、特に前述の教示に照らして本発明の新規の教示および利点から実質的に逸脱することなく、開示した実施形態に様々な修正、省略、および追加を行うことができるため、本発明者らは本発明をこれらの実施形態に限定することは意図しないことを当業者は理解すべきである。よって本発明者らは特許請求の範囲によって定義する本発明の趣旨および範囲に含まれ得るものとして、そのようなすべての修正、省略、追加、および均等物を対象として含むことを意図する。
10 ターボ機械
15 圧縮機セクション
20 燃焼器
25 タービンセクション
30 制御システム
35 圧縮機入口
40 入口案内翼(IGV)
45 負荷器
50 センサ
55 燃料制御器
60 IGV作動器
65 燃料バルブ
70 マニホールド
75 マニホールド装置
80 バルブ位置アルゴリズム
85 所望のバルブ面積アルゴリズム
90 バルブストローク要求アルゴリズム
95 実際のバルブ面積アルゴリズム
100 燃料システムモデル
105 トリミングアルゴリズム
110 燃料流量アルゴリズム
115 第1の加算合流点
120 第2の加算合流点
15 圧縮機セクション
20 燃焼器
25 タービンセクション
30 制御システム
35 圧縮機入口
40 入口案内翼(IGV)
45 負荷器
50 センサ
55 燃料制御器
60 IGV作動器
65 燃料バルブ
70 マニホールド
75 マニホールド装置
80 バルブ位置アルゴリズム
85 所望のバルブ面積アルゴリズム
90 バルブストローク要求アルゴリズム
95 実際のバルブ面積アルゴリズム
100 燃料システムモデル
105 トリミングアルゴリズム
110 燃料流量アルゴリズム
115 第1の加算合流点
120 第2の加算合流点
Claims (10)
- 装置の位置を調節する方法(300)であって、
a.アルゴリズムを使用して装置の位置の推定値を求めるステップ(90)であって、前記アルゴリズムは少なくとも1つのセンサから入力を受け取り、前記少なくとも1つのセンサは前記装置の物理的特性を測定する、推定値を求めるステップ(90)と、
b.前記装置の実際位置の値と所要位置の値とを比較することに基づいてトリム係数を求めるステップ(105)と、
c.前記推定位置の前記値を調節するために前記トリム係数を利用するステップ(120)と、
d.前記推定位置の前記値と前記所要位置の前記値とが許容範囲内にあるかどうかを判定するステップ(95)と
を含む方法(300)。 - 前記装置が少なくとも1つの制御バルブ(65)を備える、請求項1記載の方法(300)。
- 前記少なくとも1つのセンサが、マニホールド(70)の物理的特性を測定するマニホールド装置(75)を備え、前記マニホールド(70)は前記少なくとも1つの制御バルブ(65)に燃料を提供する、請求項2記載の方法(300)。
- 前記アルゴリズムが、前記少なくとも1つの制御バルブ(65)の現在位置を求めるために前記少なくとも1つのセンサからの前記入力を利用する燃料システムモデル(100)を含む、請求項3記載の方法(300)。
- 前記アルゴリズムが、前記所要位置を求める(80)ために燃焼の燃焼温度および燃焼動作モードに関するデータを利用する、請求項1記載の方法(300)。
- 前記推定位置の前記値と所要位置の値とを比較することに基づいてトリム係数を求める前記ステップ(105)がトリムアルゴリズムを含み、前記トリムアルゴリズムは前記推定位置の前記値(65)と前記所要位置の前記値との差を求める(120)、請求項4記載の方法(300)。
- 前記トリムアルゴリズムがノズル面積の差を求める(105)、請求項6記載の方法(300)。
- 前記アルゴリズムが、燃料流量を求めるために前記トリムアルゴリズム(105)からのデータを取り入れる、請求項7記載の方法(300)。
- 前記少なくとも1つの制御バルブの位置を調節するための命令を生成する(65、90、95)ために、前記ノズル面積の差に関するデータを利用するステップをさらに含む、請求項7記載の方法(300)。
- 前記少なくとも1つの制御バルブ(65)を操作するシステムに命令(65)を適用するステップをさらに含む、請求項8記載の方法(300)。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US12/419,589 US20100256888A1 (en) | 2009-04-07 | 2009-04-07 | Method and system for actively tuning a valve |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010242758A true JP2010242758A (ja) | 2010-10-28 |
Family
ID=42102266
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010084749A Withdrawn JP2010242758A (ja) | 2009-04-07 | 2010-04-01 | バルブを能動的に調整するための方法およびシステム |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20100256888A1 (ja) |
EP (1) | EP2239439A2 (ja) |
JP (1) | JP2010242758A (ja) |
CN (1) | CN101858258A (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9176002B2 (en) | 2012-10-02 | 2015-11-03 | General Electric Company | Methods and systems for detecting an oscillatory event |
US9157376B2 (en) | 2012-10-02 | 2015-10-13 | General Electric Company | Methods and systems for detecting an oscillation error |
GB201313140D0 (en) * | 2013-07-23 | 2013-09-04 | Rolls Royce Engine Control Systems Ltd | System for performing staging control of a multi-stage combustor |
US20150059348A1 (en) * | 2013-08-28 | 2015-03-05 | General Electric Company | System and method for controlling fuel distributions in a combustor in a gas turbine engine |
US9494086B2 (en) | 2014-02-28 | 2016-11-15 | General Electric Company | Systems and methods for improved combined cycle control |
US10480792B2 (en) * | 2015-03-06 | 2019-11-19 | General Electric Company | Fuel staging in a gas turbine engine |
US11333082B2 (en) * | 2020-06-12 | 2022-05-17 | General Electric Company | Systems and methods for determination of gas turbine fuel split for head end temperature control |
CN114000938B (zh) * | 2021-11-12 | 2024-04-19 | 无锡威孚力达催化净化器有限责任公司 | 调音阀开度优化方法 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4277832A (en) * | 1979-10-01 | 1981-07-07 | General Electric Company | Fluid flow control system |
US4506503A (en) * | 1982-04-30 | 1985-03-26 | Solar Turbines Incorporated | Gas turbine engine fuel controller |
US4474012A (en) * | 1983-07-13 | 1984-10-02 | General Electric Company | Steam turbine pressure rate limiter |
US4618931A (en) * | 1984-03-21 | 1986-10-21 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Gas generator fuel flow throttle control system |
US7294421B2 (en) * | 2001-02-07 | 2007-11-13 | Delphi Technologies, Inc. | Solid oxide auxiliary power unit reformate control |
JP4190855B2 (ja) * | 2002-10-23 | 2008-12-03 | ヤマハマリン株式会社 | 船舶の推進制御装置 |
FR2846711B1 (fr) * | 2002-10-30 | 2006-09-22 | Hispano Suiza Sa | Dispositif de dosage de carburant a soupape de regulation compensee, dans une turbomachine |
US7287742B2 (en) * | 2003-04-03 | 2007-10-30 | Walbro Engine Management, L.L.C. | Carburetor and method of manufacturing |
US7032388B2 (en) * | 2003-11-17 | 2006-04-25 | General Electric Company | Method and system for incorporating an emission sensor into a gas turbine controller |
DE102004041708B4 (de) * | 2004-08-28 | 2006-07-20 | Bayerische Motoren Werke Ag | Verfahren zur modellbasierten Bestimmung der während einer Ansaugphase in die Zylinderbrennkammer einer Brennkraftmaschine einströmenden Frischluftmasse |
JP3922277B2 (ja) * | 2004-09-06 | 2007-05-30 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の空気量推定装置 |
US7269939B2 (en) * | 2004-11-24 | 2007-09-18 | General Electric Company | Method and apparatus for automatically actuating fuel trim valves in a gas |
JP4000159B2 (ja) * | 2005-10-07 | 2007-10-31 | 三菱電機株式会社 | エンジンの高圧燃料ポンプ制御装置 |
US7481061B2 (en) * | 2005-11-10 | 2009-01-27 | Siemens Energy, Inc. | Fuel control for starting a gas turbine engine |
JP4775643B2 (ja) * | 2006-06-06 | 2011-09-21 | 株式会社Ihi | ガスタービンの燃料切替装置及び方法 |
-
2009
- 2009-04-07 US US12/419,589 patent/US20100256888A1/en not_active Abandoned
-
2010
- 2010-03-31 EP EP10158798A patent/EP2239439A2/en not_active Withdrawn
- 2010-04-01 JP JP2010084749A patent/JP2010242758A/ja not_active Withdrawn
- 2010-04-07 CN CN201010165258A patent/CN101858258A/zh active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20100256888A1 (en) | 2010-10-07 |
EP2239439A2 (en) | 2010-10-13 |
CN101858258A (zh) | 2010-10-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2010242758A (ja) | バルブを能動的に調整するための方法およびシステム | |
JP4681280B2 (ja) | エミッションセンサをガスタービン制御装置に組み込むための方法及びシステム | |
US7742904B2 (en) | Method and system for gas turbine engine simulation using adaptive Kalman filter | |
JP5650929B2 (ja) | ガスタービンの性能を補正するシステム及び方法 | |
US8849542B2 (en) | Real time linearization of a component-level gas turbine engine model for model-based control | |
JP2017133495A (ja) | 適応エンジンモデルのトルク配分最適化 | |
CN106884724B (zh) | 对功率输出-排放参数的燃气轮机调节中的概率控制建模 | |
JP6920013B2 (ja) | スケーリングファクタで発電出力−排出パラメータを最適化する、ガスタービンのマシン固有に組み合わされた確率論的制御、関連する制御システム、コンピュータプログラム製品および方法 | |
JP6952457B2 (ja) | スケーリング係数を用いたパワー出力−排出量パラメータのためのガスタービンのチューニングにおける複合確率的制御の適用、関連する制御システム、コンピュータプログラム製品および方法 | |
JP6906935B2 (ja) | 出力−排出物パラメータに関するガスタービンの調節における装置特有の確率的制御、関連の制御システム、コンピュータプログラム製品、及び方法 | |
JP6889008B2 (ja) | 較正された性能モデルによる機械の制御 | |
JP6754213B2 (ja) | 燃料流量/排出量パラメータのためのガスタービンの調整における確率制御の適用、関連する制御システム、コンピュータプログラム製品、および方法 | |
US9611791B2 (en) | Application of probabilistic control in gas turbine tuning for fuel flow-power output parameters, related control systems, computer program products and methods | |
US9599032B2 (en) | Application of probabilistic control in gas turbine tuning for emissions-fuel flow parameters, related control systems, computer program products and methods | |
CN106884727B (zh) | 在燃气涡轮调节中对功率输出-排放参数的概率控制 | |
US9771877B2 (en) | Power output and fuel flow based probabilistic control in part load gas turbine tuning, related control systems, computer program products and methods | |
US9599033B2 (en) | Application of probabilistic control in gas turbine tuning for fuel flow-exhaust energy parameters, related control systems, computer program products and methods | |
US9599026B2 (en) | Application of probabilistic control in gas turbine tuning for exhaust energy-power output parameters, related control systems, computer program products and methods | |
US9599025B2 (en) | Application of probabilistic control in gas turbine tuning for power output-exhaust energy parameters, related control systems, computer program products and methods | |
US9599030B2 (en) | Application of probabilistic control in gas turbine tuning for exhaust energy-fuel flow parameters, related control systems, computer program products and methods | |
EP3081786B1 (en) | Application of probabilistic control in gas turbine tuning for exhaust energy-emissions parameters, related control systems and computer porgram. | |
US9599027B2 (en) | Application of probabilistic control in gas turbine tuning for emissions-exhaust energy parameters, related control systems, computer program products and methods | |
US9771874B2 (en) | Power output and fuel flow based probabilistic control in gas turbine tuning, related control systems, computer program products and methods | |
JP2024067613A (ja) | 遅れ時間算出方法及びガスタービンの制御方法並びに遅れ時間算出装置及びガスタービン用の制御装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20130604 |