[發(fā)明專利]促進燃氣輪機燃料控制的方法和裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710161168.0
• 申請日: 2007-12-19
• 公開（公告）號: CN101205836A
• 公開（公告）日: 2008-06-25
• 發(fā)明（設計）人: M·費茨
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F02C9/26
• 分類號: F02C9/26
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 曾祥夌;廖凌玲

技術領域

本發(fā)明總體上涉及燃氣輪機，尤其涉及與燃氣輪機一起使用的燃料控制系統(tǒng)。

背景技術

至少一些已知工業(yè)燃氣輪機燃料控制系統(tǒng)為了適當操作而依賴一組平行燃氣控制閥上游的穩(wěn)定燃料壓力，以壓力P2表示。為促進控制該燃料壓力，至少一些已知燃氣輪機發(fā)動機包括直接位于該組平行燃氣控制閥上游的壓力控制閥。

然而，至少一些發(fā)動機使用仍經(jīng)受平行燃氣控制閥上游的燃料壓力(P1)震蕩的這種燃料控制系統(tǒng)。例如，由供給壓力P1引起的P2震蕩可導致帶有控制參數(shù)的控制系統(tǒng)較差的追蹤作用。另外，這種壓力震蕩還可由燃氣燃料供給壓力變化引起，已知如壓力P1。已知的控制系統(tǒng)總體上只對P2誤差起作用，但具有較差的P1抗干擾性能。

發(fā)明內容

一方面，提供一種用于控制燃氣輪機燃料控制系統(tǒng)中的燃料控制閥的動態(tài)響應的方法。該方法包括使用部件模型調節(jié)燃氣輪機的燃料供給壓力、檢測到燃氣輪機的燃料供給壓力，并將結合有燃氣供給壓力前饋信號的比例加積分控制算法應用到壓力命令信號，該壓力命令信號控制燃料控制閥以增加抗壓力干擾的系統(tǒng)響應，并且增加燃料控制閥響應的抗干擾帶寬。

另一方面，提供一種控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)包括構造為調節(jié)燃氣輪機的燃料供給的部件模型、構造為檢測供給到燃氣輪機的燃料壓力的壓力傳感器、以及結合有燃氣供給壓力前饋(feedforward)的比例加積分控制器(proportional?plus?integral?controller)，其構造為向部件模型提供參考信號以促進增加抗壓力干擾的系統(tǒng)響應，并且增加燃料控制閥響應的抗干擾帶寬。

另一方面，提供一種燃氣輪機組件。該組件包括構造為通過燃料供給控制閥接收來自燃料供給系統(tǒng)的燃料流的燃燒室、以及構造為促進控制燃料供給控制閥的動態(tài)響應的控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)包括處理器，該處理器構造為使用部件模型調節(jié)到燃燒室的燃料供給壓力、接收到燃燒室的燃料供給的壓力信號、以及將結合有燃氣供給壓力前饋的比例加積分控制器應用到部件模型，以促進增加抗壓力干擾的系統(tǒng)響應，并且增加燃料供給控制閥響應的抗干擾帶寬。

附圖說明

圖1是可用于包括燃氣輪機發(fā)動機的發(fā)電站的示例性控制系統(tǒng)的示意圖；

圖2是可用于圖1中所示燃氣輪機發(fā)動機的控制系統(tǒng)的一部分的示意圖。

具體實施方式

圖1是可用于包括燃氣輪機發(fā)動機14的發(fā)電站12的示例性控制系統(tǒng)10的示意圖。在示例性的實施例中，燃氣輪機發(fā)動機14配接蒸汽輪機16并且通過單一軸20以復合循環(huán)構造配接發(fā)電機18。在其它各種實施例中，燃氣輪機發(fā)動機14以簡單循環(huán)燃氣輪機發(fā)動機構造配接發(fā)電機。應當認識到在其它實施例中，燃氣輪機發(fā)動機14以其它構造配接其它原動機。

在示例性的實施例中，燃氣輪機發(fā)動機14由控制系統(tǒng)10通過燃氣輪機和燃料控制子系統(tǒng)22控制。其它設備例如蒸汽輪機16、熱回收蒸汽發(fā)生器24以及站設備26的平衡由控制系統(tǒng)10通過發(fā)電站12中相應的控制子系統(tǒng)控制。該相應的子系統(tǒng)構造為與配接到設備的傳感器和控制構件(圖未示)通訊以提供信號，該信號是設備操作參數(shù)的函數(shù)。用于各單元的子系統(tǒng)彼此通訊并且通過單元數(shù)據(jù)總線30與站控制系統(tǒng)28通訊，數(shù)據(jù)總線30可為單、雙冗余或三冗余總線系統(tǒng)。站控制系統(tǒng)28與工程師工作站32、至少一個操作員工作站34以及例如但不限于打印機和歷史數(shù)據(jù)庫(historian)的其它顯示和人機界面36通訊，該打印機和歷史數(shù)據(jù)庫接收并存儲從通過單元數(shù)據(jù)總線30配接的相應子系統(tǒng)傳輸?shù)狡涞臄?shù)據(jù)。

在示例性的實施例中，子系統(tǒng)包括例如但不限于發(fā)電機激勵和保護子系統(tǒng)38、靜態(tài)啟動器子系統(tǒng)40、蒸汽輪機和旁路控制子系統(tǒng)42、熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)和蒸汽循環(huán)機械輔助子系統(tǒng)44以及單元輔助控制子系統(tǒng)46。

圖2是可用于燃氣輪機發(fā)動機14(圖1中所示)的控制系統(tǒng)10(圖1中所示)的燃氣輪機發(fā)動機燃料控制部分100的示意圖。在示例性的實施例中，燃氣輪機發(fā)動機14接收來自一個或多個燃料分配管線102的燃料供給，燃料分配管線102各包括至少一個流動連通地與其配接的燃料控制閥104。更具體地講，在示例性的實施例中，引導到燃料分配管線102的燃料流從流動連通地配接燃料控制閥104上游的壓力控制閥106排出。在示例性的實施例中，級間壓力傳感器108流動連通地配接壓力控制閥106下游以及燃料控制閥104上游的燃料供給。