燃气轮机燃烧室工作曲线的调整方法和调整设备技术

一种用于调整燃气轮机装置（１）工作曲线的调整方法，包括下列步骤：　　　　－检测至少一个受控量；　　　　－将检测的受控量与预定的给定参数比较；　　　　－以受控量与给定参数的比较为基础确定至少一个调整量；以及　　　　－将确定的调整量输给至少一个影响向燃气轮机装置（１）燃烧室（１２）供给空气和／或燃料的调整装置（３１、３２），其中，作为所述至少一个受控量，采用一个指示火焰接近稳定性边界的受控量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃气轮机燃烧室工作曲线的调整方法和调整设备本专利技术涉及一种调整燃气轮机燃烧室工作曲线的调整方法和一种调整 设备。燃气轮机是一种涡轮机械，它通常包括压气机、涡轮及燃烧室部件。在 压气^/L内压缩吸入的环境空气并在最后将压缩空气供给燃烧室部件。在燃烧 室部件内设至少 一个大多有多个燃烧器的燃烧室，压缩空气供给这些燃烧 器。除压缩空气外在燃烧器内还供入燃料，它与空气混合并燃烧。在燃烧室 内形成的高温燃烧废气供给涡轮，燃烧废气在涡轮中膨胀和冷却并在此过程 中使涡轮旋转。以此方式将燃烧废气的热能转化成机械功，它一方面用于驱 动压气机，并在另一方面用于驱动消耗器，例如发电用的发电机。对于在燃烧室内的燃烧应当注意的是存在稳定的火焰。火焰的不稳定性 尤其因在燃烧废气内的谐振式燃烧产生，从而一方面会导致排出更多的有害 物质以及另一方面会引起燃烧室的振荡及振动，其结果是减少燃烧室使用寿 命和缩短维修间隔时间。此外，燃烧器通常配备有主燃料供给装置和还有一个所谓辅助燃料供给 装置(Pilotbrennstoffzufuhr)。借助辅助燃料供给装置供给一个与主燃料质量流 量相比较小的燃料质量流量，用它来支持火焰。在需要时还可以通过影响供 入的辅助燃料的质量流量来稳定火焰。火焰的稳定性受许多干扰因素的影响。这些干扰因素例如是环境温度、 燃料比重和热值，但也还有燃气轮机装置尤其燃烧室和燃烧器的结构状态。 干扰因素的影响借助经由辅助燃烧器供入的燃料质量流量补偿。在这里，辅 助燃气质量流量不允许低于或高于规定的极限，因为要不然会使火焰过渡到 不稳定区域内。为了将辅助燃气质量流量保持在火焰的稳定区内，采用一个 根据干扰因素决定应投入的辅助燃气质量流量的函数。这一函数也称辅助燃 气曲线。在辅助燃气曲线中涵盖了 一些燃气轮机参数。这些参数对于这一个燃气 轮机装置与另一个燃气轮机装置是不一样的，即便它们的结构相同。尤其还 应考虑燃气轮机装置安装地点的环境条件。此外，在燃气轮机装置运行时燃气轮机的参数随时间也会发生变化。这便导致可能有必要对辅助燃气曲线进 行费时的重新调整或再调整。由于这种调整过程引起高额费用和长的停机时 间。还有，人们对于干扰因素对辅助燃气曲线定量的影响还了解得不够。对 于某些干扰因素还完全不能做出相应的反应。因此本专利技术的目的是，提供一种调整方法和一种调整设备，它们能有利 地使用于抑制火焰的不稳定性。此目的通过按权利要求1的调整方法或按权利要求13的调整设备达到。 从属权利要求包含本专利技术的一些有利的设计。按本专利技术的燃气轮机装置工作曲线的调整方法，包括检测至少 一个受控量；将检测的受控量与预定的给定参数比较；以此比较为基础确定至少一个调整量。将确定的调整量输给至少一个影响向燃气轮机装置燃烧室供给空气 和/或燃料的调整装置。在这里，将一个由它可导出火焰接近稳定性边界的受 控量用作所述至少一个受控量。作为这种受控量尤其考虑至少一个燃烧器参 数或燃烧室参数随时间的变化。尤其在燃烧室内的脉动压力和/或燃烧室(振 动)加速度可以用作燃烧室参数。作为燃烧器参数可例如使用在燃烧器凸缘 处的"永动压力。采用按本专利技术的调整方法可以保持火焰稳定，不必定量地准确了解干扰 因素对火焰稳定性的影响。本专利技术以下列新的方案为基础。取代在先有技术中为了保持火焰稳定性 需要对干扰因素有所认知，在按本专利技术的调整方法中自动感知脉动极限(Bmmmgrenzen)，亦即稳定性边界。换句话说，辅助燃气质量流量不是根据 检测到的干扰因素改变，而是在接近脉动极限时改变。在这里，接近脉动极 限的确定是在没有定量地了解干扰因素的情况下完成的。在先有技术中必须定量地了解干扰因素，以便能确定随干扰因素变动的 脉动极限，并由此能提供一条对于所有的干扰因素而言均在脉动极限以内变 动的辅助燃气曲线。因为如已在前言中说明的那样，干扰因素对脉动极限的 影响甚至在一些结构相同的燃气轮机装置中也是变化的，例如基于不同的环 境条件，所以在先有技术中必须逐个调整每一个燃气轮机装置。反之，按本专利技术的方法不必定量地了解在干扰因素与脉动极限的位置之 间的关系，因为改变辅助燃气量以稳定火焰，可以直接根据是否已接近脉动极限以及直接检测到接近脉动极限来进行。此外，辅助燃气也可以用来支持 火焰。为了确定接近脉动极限，可以利用已提及的燃烧器参数或燃烧室参数随 时间的变化。在这里特别适用的是在燃烧器凸缘处的脉动压力，因为它比在 燃烧室内的脉动压力和燃烧室(振动)加速度对于接近脉动极限更早做出反 应。但原则上所列举的所有燃烧室参数均适用于确定脉动极限的接近。所述的燃烧器参数和燃烧室参数(例如脉动压力、燃烧室加速度或OH 排放或羟基排放)意味着是一些振荡量，为了评估对火焰不稳定性的接近要对它们实行快速傅里叶变换FFT(Fast Fourier Transformation)和/或取中值的 自相关。为了分析随时间的变量，快速傅里叶变换和/或取中值的自相关是一 种特别恰当的措施。为了确定自相关，多个频带的振荡模拟信号首先振幅准确地过滤并接着 模拟-数字信号转换(简称模-数转换)，或它们首先模-数转换并接着振幅准确 地过滤。自相关按频带分离在短的时间间隔内以信号的2-8个周期时间为基 础在此频带各自的平均频率下计算。接着，按频带分离的自相关分别与来自 各自频带较早的时段数量为10-100彼此相邻相继的自相关在一起取平均值。 与此同时用各自频带的自相关平均值确定其变化。现在根据这些频谱和/或取中值的自相关和/或自相关的变化，对于个别 频率或规定的频带构成瞬时值。这例如可以借助线性回归计算实现。若个别 瞬时值或由它构成的特征值超过规定的值，则实施调节干预，例如降低功率 或改变辅助燃气量。若由取中值的自相关绝对值及其瞬时值以及必要时附加地由自相关的 变化及变化的瞬时值构成的特征值超过规定值，则实施调节干预，例如降低 功率或改变辅助燃气量。通过评估瞬时值可以得到长得多的预先警告时间。此外，在此调整方法中除了至少一个燃烧器参数和/或至少一个燃烧室 参数外，还检测一个或多个燃烧参数作为受控量。 一种恰当的燃烧参数例如 是燃气轮机装置的有害物排放量，尤其是在燃烧废气中的氮氧化物含量(NOx 含量)和/或在燃烧废气中的一氧化碳含量(CO含量)。 一种同样适用的燃烧参 数是通过燃烧室的压力降。此外，为了进一步支持，在按本专利技术的调整方法中还检测燃烧器参数和 燃烧室参数的绝对值。但首先关注的是燃烧器参数和燃烧室参数，以便确定对脉动极限的接近。作为调整量可输出至少 一个导致改变燃气轮机功率的参量，和/或输出 至少 一个导致改变燃烧废气校正温度的参量。但尤其输出至少 一个体现辅助 燃气质量流量改变的参量作为调整量。燃气轮机功率或燃烧废气校正温度的 改变，通常间接地通过改变空气及主燃料供给的绝对值以及通过改变空气供 给与主燃料供给之比实现。因此，尤其考虑这些参量作为导致改变燃气轮一几 功率或燃烧废气校正温度的参量，即它们能体现空气供给和/或主燃料供给和 /或空气供给与主燃料供给之比的可调的绝对值。燃气轮机功率的改变可例如 用于使燃气轮机装置保持在排放量范围内，不离开装置原来的工作曲线。反 之，辅助燃气质量流量的改变在应改变燃气轮机装置工作曲线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈亚斯·鲍尔，西格弗里德·博德，埃伯哈德·德克，安德烈亚斯·迪贝尔斯，托马斯·哈纳，托马斯·赫西，沃纳·克雷布斯，乔基姆·莱珀斯，马丁·米勒，斯蒂芬·珀诺，伯恩德·普拉德，彼得安德烈亚斯·施奈德，迪特尔·西蒙，伯索德·斯特姆，海因里希·索尔金，迪特尔·沃纳克，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：