基于质量流损失调整气体涡轮系统压缩机的操作极限阈值技术方案

本发明专利技术题为基于质量流损失调整气体涡轮系统压缩机的操作极限阈值。本文公开了用于基于质量流损失(130)来调整气体涡轮系统(11)的压缩机(12)的操作极限(OL)阈值(144B,144D)的系统(10)、程序产品和方法。该系统(10)可包括与气体涡轮系统(11)连通的至少一个计算装置(100)、测量气体涡轮系统(11)的操作特性的传感器(106)以及测量气体涡轮系统(11)周围的环境流体(20)压力的压力传感器(104)。该计算装置(100)可被配置为通过执行包括以下的过程来调整气体涡轮系统(11)的操作参数：确定气体涡轮系统(11)的压缩机(12)的估计的第一质量流率(124)与计算的第二质量流率(128)之间的质量流损失(130)，以及基于该质量流损失(130)来调整气体涡轮系统(11)的压缩机(12)的OL阈值(144,144A,144C)。该压缩机(12)的OL阈值(144,144A,144C)可低于压缩机(12)的预先确定的喘振阈值(140)。振阈值(140)。振阈值(140)。

【技术实现步骤摘要】
基于质量流损失调整气体涡轮系统压缩机的操作极限阈值

技术介绍

[0001]本公开整体涉及气体涡轮系统，并且更具体地，涉及用于基于压缩机的质量流损失来调整气体涡轮系统的压缩机的操作极限(OL)阈值的系统、程序产品和方法。
[0002]在常规电力系统中，每个部件的操作效率和潜在不期望事件影响整个系统的总体操作。例如，气体涡轮系统的压缩机收集、初始压缩并引导气流，例如朝向压缩机的旋转部分。压缩机的压力比可确定压缩机操作的效率。然而，当压力比达到确定的阈值或峰值(通常称为操作喘振线)时，气流不稳定性可表现为减少或潜在地逆转压缩机气流。压缩机喘振(或失速)是指流体流与压缩机内的叶片/喷嘴分离，从而减小了有效面积，从而减少了可通过的气流。极端情况下，流经压缩机的流体的方向实际上可能会反向。当喘振发生时，压缩机不再压缩并向气体涡轮系统的其余部分提供流体，这继而导致发电的损失。随着操作时间增加，由于多种因素，喘振风险增加和/或压缩机喘振线减小。这些因素可包括由于结垢(例如，污垢在压缩机机翼上的积聚)、侵蚀(例如，机翼表面材料的损失)和/或摩擦(例如，旋转的压缩机叶片和压缩机壳体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种系统(10)，所述系统包括：至少一个计算装置(100)，所述至少一个计算装置与以下装置连通：气体涡轮系统(11)，所述气体涡轮系统包括具有入口导向轮叶的压缩机(12)，至少一个传感器(104)，所述至少一个传感器定位在所述气体涡轮系统(11)内或附近，所述至少一个传感器(104)测量所述气体涡轮系统(11)的操作特性，和压力传感器(104)，所述压力传感器定位在所述气体涡轮系统(11)附近以用于测量所述气体涡轮系统(11)周围的环境流体(20)压力，其中所述至少一个计算装置(100)被配置为通过执行包括以下的过程来调整所述气体涡轮系统(11)的操作参数：分别基于所述至少一个传感器(104)和所述压力传感器(104)的预先确定的测量不确定性来调整所测量的操作特性和所测量的环境流体(20)压力；基于经调整的所测量的操作特性和经调整的所测量的所述气体涡轮系统(11)周围的环境流体(20)压力来估计所述气体涡轮系统(11)的所述压缩机(12)的第一质量流率(124)；基于经调整的所测量的操作特性和经调整的所测量的所述气体涡轮系统(11)周围的环境流体(20)压力来计算所述气体涡轮系统(11)的所述压缩机(12)的第二质量流率(128)；确定所述气体涡轮系统(11)的所述压缩机(12)的所估计的第一质量流率(124)与所计算的第二质量流率(128)之间的质量流损失(130)；以及基于所述质量流损失(130)来调整所述气体涡轮系统(11)的所述压缩机(12)的操作极限(OL)阈值(144,144A,144C)，所述压缩机(12)的所述OL阈值(144,144A,144C)低于所述压缩机(12)的预先确定的喘振阈值(140)。2.根据权利要求1所述的系统(10)，其中所述至少一个计算装置(100)被配置为通过执行包括以下中的至少一者的过程来调整所述气体涡轮系统(11)的所述压缩机(12)的所述OL阈值(144,144A,144C)：调整所述气体涡轮系统(11)的轴(34)的速度，所述轴(34)的至少一部分定位在所述压缩机(12)内，或者调整所述气体涡轮系统(11)的所述压缩机(12)的所述入口导向轮叶的位置。3.根据权利要求1所述的系统(10)，其中所述至少一个计算装置(100)被配置为通过执行包括以下的过程来调整所述气体涡轮系统(11)的所述压缩机(12)的所述OL阈值(144,144A,144C)：基于所确定的质量流损失(130)来增大或减小所述压缩机(12)的所述OL阈值(144,144A,144C)与所述预先确定的喘振阈值(140)之间的裕度。4.根据权利要求1所述的系统(10)，其中所述至少一个计算装置(100)被配置为通过执行包括以下的过程来调整所测量的操作特性和所测量的环境流体(20)压力：使用所测量的操作特性和所测量的环境流体(20)压力来计算所述气体涡轮系统(11)的操作原理；将所述气体涡轮系统(11)的所计算的操作原理与所述气体涡轮系统(11)的预定义的操作原理进行比较，所述预定义的操作原理基于在与所测量的操作特性和所测量的环境流
体(20)压力相同的条件下操作的所述气体涡轮系统(11)的操作模型；以及分别基于所述至少一个传感器(104)和所述压力传感器(104)的所述预先确定的测量不确定性来调整所测量的操作特性和所测量的环境流体(20)压力，直到所述气体涡轮系统(11)的所计算的操作原理基本上等于所述气体涡轮系统(11)的所述预定义的操作原理。5.根据权利要求4所述的系统(10)，其中所述至少一个计算装置(100)被配置为通过执行包括以下的过程来计算所述气体涡轮系统(11)的所述压缩机(12)的所述第二质量流率(128)：基于在与经调整的所测量的操作特性和经调整的所测量的环境流体(20)压力相同的条件下操作的所述气体涡轮系统(11)的所述预定义的操作模型，计算所述压缩机(12)的所述第二质量流率(128)。6.根据权利要求1所述的系统(10)，其中所述至少一个传感器(104)包括定位在所述压缩机(12)附近或内的温度传感器(104)，并且其中所述操作特性包括压缩机(12)入口温度。7.根据权利要求6所述的系统(10)，其中由所述至少一个计算装置(100)执行以调整所述气体涡轮系统(11)的操作参数的所述过程还包括：测量或计算与所述压缩机(12)入口温度不同的至少一个不同的操作特性中的至少一者，所述至少一个不同的操作特性选自：所述气体涡轮系统(11)的排气温度；所述气体涡轮系统(11)的环境湿度；压缩机(12)排气温度；压缩机(12)排气压力；所述气体涡轮系统(11)的燃料(26)流率；和所述气体涡轮系统(11)的功率输出。8.一种包括程序代码的计算机程序产品，所述程序代码在由至少一个计算装置(100)执行时使得所述至少一个计算装置(100)通过执行包括以下的过程来调整包括具有入口导向轮叶的压缩机(12)的气体涡轮系统(11)的操作参数：调整由定位在所述气体涡轮系统(11)内或附近的至少一个传感器(104)测量的操作特性，以及调整由定位在所述气体涡轮系统(11)附近的压力传感器(104)测量的环境流体(20)压力，分别基于所述至少一个传感器(104)和所述压力传感器(104)的预先确定的测量不确定性...

【专利技术属性】
技术研发人员：维拉潘，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：