自动燃烧系统表征技术方案

本公开的方面一般涉及一种系统，其包含：与燃烧系统进行通信的计算装置，其中计算装置配置成执行如下动作，包含：向燃烧系统发出输入；确定对应于到燃烧系统的输入的动态输出和排放输出中的一个是否超过第一边界条件；并且通过第一阶跃变化和第二阶跃变化中的一个，调整到燃烧系统的输入；其中第一阶跃变化对应于未超过第一边界条件的动态输出和排放输出，并且第二阶跃变化对应于超过第一边界条件的动态输出和排放输出中的一个，第二阶跃变化小于第一阶跃变化。

Automatic combustion system characterization

Aspects of the present disclosure generally relates to a system comprising a computing device in communication with the combustion system, the computing device configured to perform the following actions, including: send input to the combustion system; determine a dynamic output and emission corresponding to the combustion system of input output in the first is beyond the boundary conditions; and through the first step change and second step a change, adjust to the combustion system of the input; the first step change corresponding to the first did not exceed the boundary conditions of the dynamic output and emission output, and a second step change corresponding to more than the first boundary condition of the dynamic output and emissions output. Second step change is less than the first step change.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术背景本文中公开的主题涉及表征燃烧系统。更具体地说，本公开涉及自动表征在诸如燃气涡轮机的燃烧系统的输入与输出之间关系的系统。包含在燃气涡轮机组合件中发现的那些燃烧系统的燃烧系统能够通过燃烧燃料源而生成机械能，由此形成用于驱动（例如，通过可旋转轴）附接到燃烧系统的负载组件的机械功率。为优化燃烧系统的性能，能够\表征\在燃烧系统的不同输入变量与输出变量之间的关系。如本文中所使用的，术语“进行表征”或\表征\指定义在诸如燃烧的空气、旁通空气和燃料的相对值（其可根据数学比表示）的到燃烧系统的输入与诸如从燃烧系统产生的排放水平或声音的一个或多个类型的输出之间的物理关系。表征能够产生使一个或多个输入与一个或多个输出相关的数学函数或模型。假定在个别的燃烧系统与其预期应用之间的差别，这些装置通常在每单元的基础上表征。与表征燃烧系统关联的一个风险是一些输入组可造成燃烧系统或其部分失效或者变得不可运转。在输入变量超过与失效的安全原因相关的一个或多个边界条件时，这些事件可发生。
技术实现思路
本文中参照燃烧系统的自动表征来描述本公开的至少一个实施例。然而，本专利技术的实施例通常可适用于其它类似或相关情况，例如表征其它类型的机器和涡轮机械,这对于本领域中熟练的并且通过本文教导指导的人员应该是显然的。本公开的第一方面提供一种系统，其包含：与燃烧系统进行通信的计算装置，其中计算装置配置成执行如下动作，包含：向燃烧系统发出输入；确定对应于到燃烧系统的输入的动态输出和排放输出中的一个是否超过第一边界条件；并且通过第一阶跃变化和第二阶跃变化中的一个，调整到燃烧系统的输入；其中第一阶跃变化对应于未超过第一边界条件的动态输出和排放输出，并且第二阶跃变化对应于超过第一边界条件的动态输出和排放输出中的一个，第二阶跃变化小于第一阶跃变化。本公开的第二方面提供一种存储在计算机可读存储媒介上的程序产品。计算机可读存储媒介能够自动表征燃烧系统，并且可包含程序代码,其用于促使计算机系统：向燃烧系统发出输入；确定对应于输入的动态输出和排放输出中的一个是否超过第一边界条件；并且通过第一阶跃变化和第二阶跃变化中的一个，调整到燃烧系统的输入；其中第一阶跃变化对应于未超过第一边界条件的动态输出和排放输出，并且第二阶跃变化对应于超过第一边界条件的动态输出和排放输出中的一个，第二阶跃变化小于第一阶跃变化。本公开的第三方面提供一种系统，其包含：燃烧动态监测(CDM)系统，配置成监测燃烧系统的动态输出和从特定单元的排放监测器复制燃烧系统的排放输出；以及与燃烧系统和CDM系统进行通信的表征系统，其中表征系统还配置成执行如下的动作,包含：向燃烧系统发出输入，输入包括燃烧系统的空气燃料比和旁通空气分流比中的一个；确定对应于到燃烧系统的输入的动态输出和排放输出中的一个是否超过第一边界条件；并且通过第一阶跃变化和第二阶跃变化中的一个，调整到燃烧系统的输入；其中第一阶跃变化对应于未超过第一边界条件的动态输出和排放输出，并且第二阶跃变化对应于超过第一边界条件的动态输出和排放输出中的一个，第二阶跃变化小于第一阶跃变化。附图说明从结合描绘本专利技术的各种实施例的附图所进行的设备的各种方面的下面的详细描述中，将更容易理解公开的设备的这些和其它特征，其中：图1是根据本公开的实施例的系统的示意图。图2是根据本公开的实施例的包含与燃气涡轮机组合件相互作用的计算装置的计算机系统的说明性示意图。图3提供在本公开的实施例中在计算装置与燃气涡轮机组合件之间的示例数据流。图4描绘根据本公开的实施例的方法的说明性流程图。注意，图形不必按比例绘制。图形意图仅描绘本公开的典型方面，并且因此不应视为限制其范围。图形中，相似的编号表示图形之间的相似元素。具体实施方式在下面的描述中，参照了形成其一部分的附图，并且图中通过说明示出其中可实施本教导的特定示范实施例。这些实施例以充分详细描述，以便使本领域的技术人员能够实施本教导，并且要理解，在不脱离本教导的范围的情况下，可使用其它实施例，并且可进行变化。下面的描述因此只是示范的。本公开的实施例包含用于自动表征燃烧系统的系统和程序产品。如本文中所使用的，术语“自动”指根据预确定的规则并且在没有来自用户的输入的情况下，通过输入变量的连续、迭代选择确定在到控制系统的输入与输出变量之间的关系。本公开能够在与燃烧系统进行通信的计算装置中体现，计算装置能够执行过程步骤以便与燃烧系统相互作用。计算装置能够将特定输入发出到燃烧系统，并且确定输入是否促使燃烧系统的一个或多个输出变量（例如，动态(dynamic)输出或排放(emission)输出）超过预确定的“边界条件”。边界条件指可根据数学推导和/或用户偏好选择的阈值输出，表示来自燃烧系统的输出接近诸如系统失效的不预期的状态的时间。如本文中所使用的，术语“排放”指诸如气体的从燃烧系统中的燃烧反应产生的排气化合物。术语“动态”指从燃烧系统内燃烧反应产生的声音，其可指示系统和/或个别部分的状况。动态可根据在操作期间从燃烧系统产生的声音的频率、音量等测量。计算机系统能够基于用于输入的排放或动态输出是否超过对应边界条件，通过阶跃变化调整输入的值。计算机系统也能够包含用于每个类型的输入的最大和/或最小值，也称为“目标输入”值。在一个或多个“目标输入”值被发出或由于可能造成系统失效而被忽视时，计算机系统能够发出不同的输入组或者结束表征过程。图1根据本公开的实施例的燃气涡轮机组合件10的示意图。燃气涡轮机组合件10是具有根据本公开的伴随组件（例如，计算系统200）的燃烧系统的示例。连接到一个或多个燃料喷嘴14的燃烧室12通常位于燃气涡轮机组合件10的压缩机16与涡轮机区段18之间。因此，理解，图1的示意图中的燃料喷嘴14可表示多个燃料喷嘴。压缩机16与涡轮机18能够通过可旋转轴20相互机械耦合。空气22按顺序流过压缩机16、燃烧室12，并且最后流过涡轮机18。空气22能够在燃烧室12中与从燃料喷嘴14提供的燃料起反应，以形成燃烧反应，这又产生热气体流。热气体流能够进入涡轮机18以给予机械能到可旋转轴20，由此将功率输送回压缩机16和/或耦合到可旋转轴20的任何负载（未示出）。燃气涡轮机组合件10可以是更大系统内的若干燃气涡轮机中的一个。虽然在本文中为示例和演示的目的描述了燃气涡轮机组合件10，但理解，本公开能够适应于与其它类型的机器例如其它类型的涡轮机组合件、内燃机等一起使用。旁通线路24能够将一些压缩的空气22直接转移到涡轮机18而不是燃烧室12。一个或多个阀26能够控制进入旁通线路24的空气量。从压缩机16转移到涡轮机18而未进入燃烧室12的空气的比例能够根据在0与1之间的小数表示。阀26能够完全打开，完全闭合，或者仅部分打开以控制进入燃烧室12或旁通线路24的空气量。进入燃烧室12或旁通线路24的空气量相对于空气的总量能够表示为旁通空气分流比（“分流比”）。分流比是一种类型的输入，其可影响燃气涡轮机组合件10的性能和/或输出变量，包含动态和/或排放输出。更具体地说，分流比影响在操作期间在燃烧室12中发生的燃烧反应量。一个或多个燃料阀28能够类似地控制从一个或多个对应燃料喷嘴14输送到燃烧室12的燃料量。燃料阀28能够完全打开，完全闭本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：与燃烧系统进行通信的计算装置，其中所述计算装置配置成执行如下的动作,包含：向所述燃烧系统发出输入；确定对应于到所述燃烧系统的所述输入的动态输出和排放输出中的一个是否超过第一边界条件；以及通过第一阶跃变化和第二阶跃变化中的一个，调整到所述燃烧系统的所述输入；其中所述第一阶跃变化对应于未超过所述第一边界条件的所述动态输出和所述排放输出，并且所述第二阶跃变化对应于超过所述第一边界条件的所述动态输出和所述排放输出中的一个，所述第二阶跃变化小于所述第一阶跃变化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.26 US 14/3163251.一种系统，包括：与燃烧系统进行通信的计算装置，其中所述计算装置配置成执行如下的动作,包含：向所述燃烧系统发出输入；确定对应于到所述燃烧系统的所述输入的动态输出和排放输出中的一个是否超过第一边界条件；以及通过第一阶跃变化和第二阶跃变化中的一个，调整到所述燃烧系统的所述输入；其中所述第一阶跃变化对应于未超过所述第一边界条件的所述动态输出和所述排放输出，并且所述第二阶跃变化对应于超过所述第一边界条件的所述动态输出和所述排放输出中的一个，所述第二阶跃变化小于所述第一阶跃变化。2.如权利要求1所述的系统，其中所述计算装置还配置成生成包含用于所述燃烧系统的所述输入、所述动态输出和所述排放输出的表征矢量，其中所述表征矢量对应于发出所述输入的实例。3.如权利要求1所述的系统，其中所述输入包含所述燃烧系统的关于单个燃料喷嘴的空气燃料比、关于多个燃料喷嘴的多个空气燃料比和旁通空气分流比中的一个。4.如权利要求1所述的系统，其中所述动态输出包含最大燃烧动态、平均燃烧动态、中值燃烧动态、系统水平动态和动态频率中的一个。5.如权利要求1所述的系统，其中所述排放输出包含氧化氮(NOx)水平、未燃的碳氢化合物(UHC)水平及一氧化碳(CO)水平中的一个。6.如权利要求1所述的系统，其中所述第一边界条件包括高动态阈值、高排放阈值和失效条件中的一个。7.如权利要求1所述的系统，其中所述计算装置还配置成执行如下的动作,包含：确定所述动态输出和所述排放输出中的一个是否超过第二边界条件；以及响应于所述动态输出和所述排放输出中的一个超过所述第二边界条件而将所述输入设置成安全状态，而不通过所述第一阶跃变化和所述第二阶跃变化中的一个调整所述输入。8.如权利要求1所述的系统，其中采用燃烧动态监测(CDM)系统来监测所述动态输出，并且采用特定单元的排放监测器来监测所述排放输出。9.如权利要求8所述的系统，其中所述计算装置还配置成从所述特定单元的排放监测器复制所述排放输出，并且将所复制的排放输出集成到所述CDM系统中。10.如权利要求1所述的系统，其中通过所述第一阶跃变化和所述第二阶跃变化中的一个对所述输入的调整减小了在目标值与所述输入之间的差别。11.一种存储在用于自动表征燃烧系统的计算机可读存储媒介上的程序产品，所述计算机可读存储媒介包括程序代码,所述程序代码用于促使计算机系统：向所述燃烧系统发出输入；确定对应于所述输入的动态输出和排放输出中的一个是否超过第一边界条件；以及通过第一阶跃变化和第二阶跃变化中的一个，调整到所述燃烧系...

【专利技术属性】
技术研发人员：RK贾伊文，BD拉斯科夫斯基，R拉祖里，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US