[發明專利]在結冰狀況期間限制燃氣輪機的核心發動機速度的方法

有效

• 申請號: 201711007827.5
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN108180077B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: S.J.亞斯琴博夫斯基;M.R.斯托弗;B.希爾茲;T.C.斯瓦格爾
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F02C7/22
• 分類號: F02C7/22;F02C7/057;F02C9/28;G06F30/17;G06F30/28;G06F113/08;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 萬欣;譚祐祥

本發明提供一種用于控制燃氣渦輪發動機的方法。所述方法包括例如通過確定經校正風扇速度百分比是否低于預定風扇速度閾值來確定是否存在潛在結冰狀況。如果存在潛在結冰狀況，那么燃料調節器可在核心發動機的經校正核心速度百分比超過預定核心速度閾值的情況下通過限制到所述發動機的燃料流來根據第一控制算法操作。如果不存在潛在結冰狀況以使得所述燃氣渦輪發動機的所述風扇區段和核心發動機正常操作，那么所述燃料調節器可根據第二控制算法操作，所述第二控制算法不包括此硬壓縮機速度界限。

技術領域

本發明主題大體上涉及燃氣渦輪發動機，且更具體地說，涉及一種調節燃氣渦輪發動機的核心速度以改進結冰狀況期間的可操作性的方法。

背景技術

燃氣渦輪發動機大體上包括布置成彼此流動連通的風扇和核心。另外，燃氣渦輪發動機的核心大體上包括呈串流次序的壓縮機區段、燃燒區段、渦輪機區段和排氣區段。在操作中，空氣從風扇被提供到壓縮機區段的入口，在所述壓縮機區段處，一個或多個軸向壓縮機漸進地壓縮空氣，直到空氣到達燃燒區段為止。燃料與壓縮空氣混合并在燃燒區段內燃燒以提供燃燒氣體。燃燒氣體從燃燒區段被導引到渦輪機區段。通過渦輪機區段的燃燒氣體流驅動渦輪機區段，且接著被導引通過排氣區段，例如到大氣環境。

常規燃氣渦輪發動機包括用以在各種操作狀況期間適當地調節到燃氣渦輪發動機的燃燒區段中的燃料流的燃料流調節器和控制系統。舉例來說，在結冰狀況期間，歸因于冰的累積，風扇和低壓壓縮機可能速度減緩，且因此可能無法將經充分加壓空氣提供到高壓壓縮機。因此，燃料調節器可被配置成通過將額外燃料提供到燃燒區段來增加核心發動機速度和風扇速度。在某些狀況下，以此方式使發動機加速充分升高核心溫度且增加轉子速度，從而造成累積的冰脫落。

然而，此類控制系統可能在極端結冰狀況期間難以調節燃料流。在此類情形中，例如歸因于冰的堵塞，風扇和低壓壓縮機區段可能“中止”或速度減緩，而核心發動機繼續加速。

因此，用于在結冰狀況期間調節燃氣渦輪發動機的核心發動機速度的方法將是有用的。

發明內容

本發明的方面和優點將部分地在下面的描述中闡述，或者可由所述描述顯而易見，或者可通過實施本發明來了解。

在本發明的一個示范性實施例中，提供一種用于控制燃氣渦輪發動機的方法。燃氣渦輪發動機包括風扇、壓縮機區段、燃燒區段和渦輪機區段。所述方法包括提供到燃氣渦輪發動機的燃燒區段的燃料流和確定存在結冰狀況。所述方法進一步包括響應于確定存在結冰狀況且經校正核心速度百分比超過預定核心速度閾值而確定燃氣渦輪發動機的經校正核心速度百分比超過預定核心速度閾值且減少到燃氣渦輪發動機的燃燒區段的燃料流。

在本發明的另一示范性實施例中，提供一種控制燃氣渦輪發動機的方法。燃氣渦輪發動機包括風扇、壓縮機區段、燃燒區段和渦輪機區段。所述方法包括提供到燃氣渦輪發動機的燃燒區段的燃料流、確定經校正風扇速度百分比和確定經校正核心速度百分比。所述方法進一步包括在經校正風扇速度百分比低于預定風扇速度閾值的情況下在第一操作算法下調節到燃燒區段的燃料流，所述第一操作算法包括限制到燃氣渦輪發動機的燃燒區段的燃料流以將經校正核心速度百分比維持在預定核心速度閾值以下。所述方法還包括在經校正風扇速度百分比超過預定風扇速度閾值的情況下在第二操作算法下調節到燃燒區段的燃料流。

在本發明的又另一示范性實施例中，提供一種控制燃料流的計算機實施的方法。所述方法包括通過一個或多個計算裝置確定到燃氣渦輪發動機的燃燒區段的燃料的流動速率。所述方法進一步包括確定存在燃氣渦輪發動機的結冰狀況且確定燃氣渦輪發動機的經校正核心速度百分比超過預定核心速度閾值。所述方法還包括響應于確定存在結冰狀況且經校正核心速度百分比超過預定核心速度閾值而通過一個或多個計算裝置減少到燃氣渦輪發動機的燃燒區段的燃料的流動速率。

技術方案1.一種用于控制燃氣渦輪發動機的方法，所述燃氣渦輪發動機包括風扇、壓縮機區段、燃燒區段和渦輪機區段，所述方法包括：