用于燃气发动机的气体剂量控制制造技术

本发明专利技术涉及用于燃气发动机的气体剂量控制。一种燃气发动机组件，包括压缩机、燃烧系统、旁通管线和控制系统。控制系统构造成基于输送延迟值控制气体供应参数。输送延迟值对应于调整气体供应控制机构时的时间与在气体供应控制机构下游的预定点处接收具有气体特性的对应调整的气体的时间之间的延迟。

【技术实现步骤摘要】

本文公开的主题涉及燃气发动机的气体剂量控制，并且具体地涉及确定涡轮增压器燃气发动机的气体供应管线中的输送延迟和基于输送延迟控制气体供应参数。
技术介绍
燃气发动机的燃气涡轮通过提供流体(诸如气体、空气或气体/空气混合物)进入压缩机、利用燃烧器加热流体和通过涡轮级驱动加热的流体来生成功率。涡轮级包括叶片或轮叶，其固定于轴，并且构造成在加热的流体被引导至叶片或轮叶时使轴旋转，从而转动轴来生成功率。在涡轮增压器涡轮中，轴的旋转可用于使压缩机中的叶片旋转，以迫使将空气引入压缩机中。至压缩机和燃烧系统的气体供应可由气体剂量阀控制，并且供应至压缩机和燃烧系统的空气和气体的混合物可由气体混合器控制。然而，当将控制信号传输至气体剂量阀或气体混合器来使期望量的气体或期望的气体/空气混合物流至燃烧器时，延迟存在于调整气体供应控制机构(诸如气体供应阀)的时间与在气体供应控制机构下游的点处接收气体特性的对应变化的时间之间。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，一种燃气发动机组件包括构造成从第一气体供应管线接收气体并压缩气体的压缩机。燃烧系统经由第二气体供应管线从压缩机接收气体，并且燃烧气体和燃料。旁通管线具有连接于第一气体供应管线的一个端部和连接于第二气体供应管线的相对的端部，以将少于所有气体的气体的部分从第一气体供应管线和第二气体供应管线中的一个转移至第一气体供应管线和第二气体供应管线中的另一个。控制系统基于输送延迟来控制气体供应参数，其中输送延迟对应于调整气体供应机构时的时间与在气体供应机构下游的预定点处检测气体特性的对应变化的时间之间的延迟。根据本专利技术的另一个方面，一种输送延迟计算模块从沿气体供应源与燃烧系统之间的气体供应通路的至少一个传感器接收测量结果，并且计算对应于调整气体供应控制机构的时间与具有气体特性的对应调整的气体到达燃烧系统的时间之间的延迟的输送延迟值。气体供应机构命令模块生成气体供应控制信号，以基于输送延迟值来控制气体供应控制机构。根据本专利技术的又一个方面，一种控制燃气发动机组件的操作的方法包括从沿气体供应通路的至少一个传感器获得至少一组测量结果，其中，气体供应通路构造成将气体从气体供应源供应至压缩机并从压缩机供应至燃气涡轮的燃烧系统。燃气发动机组件包括旁通管线，其具有沿气体供应源与压缩机之间的气体供应通路连接的一个端部和沿压缩机与燃烧系统之间的气体供应通路连接的相对的端部。该方法包括计算对应于调整气体供应控制机构的时间与在气体供应控制机构下游的预定点处接收具有气体特性的对应调整的气体的时间之间的延迟的输送延迟值。该方法包括生成气体供应控制信号来基于输送延迟值控制气体供应控制机构。一种燃气发动机组件，包括：压缩机，其构造成从第一气体供应管线接收气体并压缩气体；燃烧系统，其构造成从压缩机经由第二气体供应管线接收气体并燃烧气体和燃料；旁通管线，其具有连接于第一气体供应管线的一个端部和连接于第二气体供应管线的相对的端部，以将少于所有气体的气体的部分从第一气体供应管线和第二气体供应管线中的一个转移至第一气体供应管线和第二气体供应管线中的另一个；以及控制系统，其构造成基于输送延迟值来控制气体供应参数，输送延迟值对应于调整气体供应控制机构时的时间与在气体供应控制机构下游的预定点处接收气体特性的对应调整的时间之间的延迟。优选地，气体供应控制机构为气体/空气混合器，并且气体为空气和非空气气体的混合物。优选地，气体供应控制机构为构造成调整提供至第一气体供应管线的非空气气体的量的气体剂量阀。优选地，旁通管线构造成基于操作为涡轮增压器的燃气发动机组件将气体的部分传输至下游。优选地，控制系统构造成通过在一定时间内沿至少第二气体供应管线确定气体的浓度来计算输送延迟值。优选地，控制系统构造成通过测量气体的压力来计算气体的浓度。优选地，燃气发动机组件还包括：沿第一燃料供应管线的第一传感器；以及沿第二气体供应管线的第二传感器，其中，控制系统构造成基于分析一定时间内来自第一传感器和第二传感器的测量结果来计算输送延迟值。优选地，分析一定时间内来自第一传感器和第二传感器的测量结果包括检测对应于第一气体供应命令信号的来自第一传感器的测量结果中的第一特征、检测对应于第一气体供应命令信号的来自第二传感器的测量结果中的第二特征，以及基于第一特征和第二特征的出现之间的时间差来计算输送延迟值。一种燃气发动机控制电路，包括：输送延迟计算模块，其构造成接收来自沿气体供应源与燃烧系统之间的气体供应通路的至少一个传感器的测量结果，并且计算对应于调整气体供应控制机构的时间与具有气体特性的对应调整的气体到达气体供应控制机构下游的预定点的时间之间的延迟的输送延迟值；以及气体供应机构控制模块，其构造成基于输送延迟值来生成气体供应控制信号以控制气体供应控制机构。优选地，燃气发动机控制电路还包括：目标值生成器，其构造成生成对应于燃气发动机的期望状态的目标值，其中，气体供应机构控制模块基于目标值和输送延迟值来生成气体供应控制信号以控制气体供应控制机构。优选地，燃气发动机控制电路还包括：比较单元，其构造成将目标值与来自至少一个传感器的测量结果相比较，并且基于目标值与测量结果之间的差异来生成误差值，其中，气体供应机构控制模块构造成基于误差值和输送延迟值来生成气体供应控制信号。优选地，输送延迟计算模块构造成接收来自沿气体供应通路的至少两个传感器的在一定时间内的至少两组测量结果，并且基于一定时间内的至少两组测量结果的分析来计算输送延迟值。优选地，输送延迟计算模块构造成检测来自至少两个传感器之间的第一传感器的第一组测量结果中的第一特征，第一特征对应于第一气体供应控制信号，输送延迟计算模块构造成检测来自至少两个传感器之间的第二传感器的第二组测量结果中的第二特征，第二特征对应于第一气体供应控制信号，并且输送延迟计算模块构造成基于第一特征和第二特征的出现之间的时间差来计算输送延迟值。优选地，输送延迟计算模块构造成计算燃气涡轮的气体供应通路的输送延迟值，燃气涡轮具有构造成从气体供应源接收气体和压缩气体的压缩机、构造成接收来自压缩机的气体来燃烧气体和燃料的燃烧系统，以及旁通管线，旁通管线具有沿气体供应源与压缩机之间的气体供应通路连接的一个端部，以及沿压缩机和燃烧系统之间的气体供应通路连接的相对的端部，并且输送延迟计算模块构造成通过考虑少于所有气体的气体的部分转移穿过旁通管线来计算输送延迟值。一种控制燃气发动机组件的操作的方法，包括：获得来自沿燃气发动机组件的气体供应通路的至少一个传感器的至少一组测量结果，气体供应通路构造成将气体从气体供应源经由压缩机供应至燃烧系统，燃气发动机组件包括旁通管线，旁通管线具有沿气体供应源与压缩机之间的气体供应通路连接的一个端部和沿压缩机与燃烧系统之间的气体供应通路连接的相对的端部；计算对应于调整气体供应控制机构的时间与在气体供应控制机构下游的沿气体供应通路的预定点处接收包括气体特性的对应调整的气体的时间之间的延迟的输送延迟值；以及基于输送延迟值来生成气体供应控制信号以控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃气发动机组件，包括：压缩机，其构造成从第一气体供应管线接收气体并压缩所述气体；燃烧系统，其构造成从所述压缩机经由第二气体供应管线接收所述气体并燃烧所述气体和燃料；旁通管线，其具有连接于所述第一气体供应管线的一个端部和连接于所述第二气体供应管线的相对的端部，以将少于所有所述气体的所述气体的部分从所述第一气体供应管线和所述第二气体供应管线中的一个转移至所述第一气体供应管线和所述第二气体供应管线中的另一个；以及控制系统，其构造成基于输送延迟值来控制气体供应参数，所述输送延迟值对应于调整气体供应控制机构时的时间与在所述气体供应控制机构下游的预定点处接收气体特性的对应调整的时间之间的延迟。

【技术特征摘要】
2013.05.10 US 13/891,8071. 一种燃气发动机组件，包括：
压缩机，其构造成从第一气体供应管线接收气体并压缩所述气体；
燃烧系统，其构造成从所述压缩机经由第二气体供应管线接收所述气体并燃烧所述气体和燃料；
旁通管线，其具有连接于所述第一气体供应管线的一个端部和连接于所述第二气体供应管线的相对的端部，以将少于所有所述气体的所述气体的部分从所述第一气体供应管线和所述第二气体供应管线中的一个转移至所述第一气体供应管线和所述第二气体供应管线中的另一个；以及
控制系统，其构造成基于输送延迟值来控制气体供应参数，所述输送延迟值对应于调整气体供应控制机构时的时间与在所述气体供应控制机构下游的预定点处接收气体特性的对应调整的时间之间的延迟。
2. 根据权利要求1所述的燃气发动机组件，其特征在于，所述气体供应控制机构为气体/空气混合器，并且
所述气体为空气和非空气气体的混合物。
3. 根据权利要求1所述的燃气发动机组件，其特征在于，所述气体供应控制机构为构造成调整提供至所述第一气体供应管线的非空气气体的量的气体剂量阀。
4. 根据权利要求1所述的燃气发动机组件，其特征在于，所述旁通管线构造成基于操作为涡轮增压器的所述燃气发动机组件将所述气体的部分传输至下游。
5. 根据权利要求1所述的燃气发动机组件，其特征在于，所述控制系统构造成通过在一定时间内沿至少所述第二气体供应管线确定所述气体的浓度来计算所述输送延迟值。
6. 根据权利要求5所述的燃气发动机组件，...

【专利技术属性】
技术研发人员：OE萨尔米恩托佩纽拉，RR布格迈尔，J胡贝尔，M萨特里亚，RC塞尔加，P斯里尼瓦桑，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US