ПОРОГ НА ОСНОВЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ВЫХЛОПНОГО ГАЗА ДЛЯ СПОСОБА УПРАВЛЕНИЯ ТУРБИНОЙ И ТУРБИНА

1. Способ управления рабочей точкой газовой турбины, содержащей компрессор, камеру сгорания и по меньшей мере турбину, включающий:
определение давления выхлопного газа на выходе турбины;
измерение давления на выходе компрессора;
определение коэффициента давления турбины на основе давления выхлопного газа и давления на выходе компрессора;
вычисление эталонной пороговой кривой перехода из режима горения в первичной зоне в режим горения в первичной и вторичной зонах как функции от коэффициента давления турбины, при этом пороговая кривая перехода из режима горения в первичной зоне в режим горения в первичной и вторичной зонах содержит точки, в которых работа газовой турбины изменяется между режимом горения в первичной зоне и режимом горения в первичной и вторичной зонах, и
управление газовой турбиной для перехода между режимом горения в первичной зоне (primary mode) и режимом горения в первичной и вторичной зонах (lean-lean mode),
при этом режим горения в первичной зоне определяется как обеспечивающий подачу более половины топлива в первичные горелки и подачу оставшегося топлива или отсутствие подачи топлива во вторичную горелку камеры сгорания и воспламенение поданного топлива в первичной зоне камеры сгорания, причем первичная зона расположена рядом с вторичной зоной, а
режим горения в первичной и вторичной зонах определяется как обеспечивающий подачу топлива как в первичные горелки, так и во вторичную горелку и горение поданного топлива как в первичной зоне, так и во вторичной зоне.
2. Способ по п.1, также включающий регулирование угла входного направляющего аппарата, расположенного на входе в компрессор, и управление топливными клапанами, обеспечивающими подачу топлива в первичные горелки и во вторичную горелку, для выбора режима работы газовой турбины.
3. Способ по п.1 или 2, также включающий:
отслеживание траектории рабочей точки газовой турбины в плоскости зависимости температуры выхлопного газа от коэффициента давления турбины и
выбор режима горения в первичной зоне или режима горения в первичной и вторичной зонах, когда рабочая точка пересекает эталонную пороговую кривую перехода из режима горения в первичной зоне в режим горения в первичной и вторичной зонах.
4. Способ по п.1 или 2, в котором определение давления выхлопного газа включает:
вычисление падения давления выхлопного газа из-за протекания массы в воздуховоде турбины;
вычисление восстановления давления вследствие возникновения тяги из-за разницы высот между выходом турбины и выходом из воздуховода в атмосферу и
суммирование падения давления выхлопного газа из-за протекания массы и восстановления давления для получения давления выхлопного газа.
exhaust
exhaust ref
air
air ref
ref
act
ref
act
act
ref
act
ref
act
ref
act
ref
act
ref
act
act
fraction
ratio ref
ref
act
xx
хх
xx
xx
5. Способ по п.1 или 2, в котором давление выхлопного газа зависит от величины ρ, которая является плотностью выхлопного газа при фактической температуре выхлопного газа и фактическом давлении окружающей среды, величины ρ, которая является плотностью выхлопного газа при эталонной температуре выхлопного газа и эталонном давлении окружающей среды, величины ρ, которая является плотностью окружающего воздуха при фактическом давлении и фактической температуре, величины ρ, которая является плотностью окружающего воздуха при эталонном давлении и эталонной температуре, величины Δh, которая является разницей высот между выходом газовой турбины и выходом из воздуховода в атмосферу, величины v, которая является скоростью выхлопного газа внутри воздуховода, величины ttx, которая является эталонной температурой выхлопного газа, величины ttx, которая является фактической температурой выхлопного газа, величины pamb, которая является эталонным давлением окружающей среды, величины pamb, которая является фактическим давлением окружающей среды, величины pinlet, которая является фактическим давлением воздуха на входе в компрессор, величины pinlet, которая является эталонным давлением воздуха на входе в компрессор, величины tamb, которая является температурой окружающей среды, величины tinlet, которая является фактической температурой воздуха на входе в компрессор, величины tinlet, которая является эталонной температурой воздуха на входе в компрессор, величины tnh, которая является фактической скоростью вращения компрессора, величины tnh, которая является эталонной скоростью вращения компрессора, величины igv, которая является фактическим углом igv, величины igv, которая является эталонным углом igv, величины Wair, которая является фактической массовой скоростью потока воздуха на входе в компрессор, величины Wair, которая является эталонной массовой скоростью потока воздуха на входе в компрессор, величины Wexhaust, которая является фактической массовой скоростью потока выхлопного газа, величины Wfuel, которая является массовой скоростью потока топлива, величины IBH, которая является частью воздуха, отбираемой с выхода компрессора, величины fa, которая является эталонным отношением масс топливо-воздух, величины LHV, которая является эталонным значением LHV газового топлива, величины LHV, которая является фактическим значением LHV газового топлива, величины sh, которая является удельной влажностью воздуха, при этом ha означает влажный воздух, wv означает водяной пар, da означает сухой воздух, а также зависит от величины SG, которая является удельной массой ha, wv или da, величины ρ, которая является плотностью ha, wv или da, величины m, которая является массой ha, wv или da, и величины V, которая является объемом ha, wv или da.
6. Способ по п.1 или 2, в котором определение коэффициента давления турбины включает деление давления на выходе компрессора или давления на входе в турбину на давление выхлопного газа для получения коэффициента давления турбины.
7. Способ по п.1 или 2, в котором вычисление эталонной пороговой кривой перехода из режима горения в первичной зоне в режим горения в первичной и вторичной зонах включает:
идентификацию множества пороговых точек для газовой турбины в плоскости, заданной температурой выхлопного газа и коэффициентом давления турбины;
применение множества билинейных интерполяций для идентифицированного множества точек и
определение первого множества точек для бедного газа и второго множества точек для богатого газа в результате применения множества билинейных интерполяций.
8. Способ по п.7, также включающий применение линейной интерполяции при постоянном коэффициенте давления турбины для точек из первого множества и второго множества.
9. Способ по п.8, также включающий
применение политропической коррекции к результату линейной интерполяции для вычисления эталонной пороговой кривой перехода из режима горения в первичной зоне в режим горения в первичной и вторичной зонах.
10. Газовая турбина, содержащая контроллер для управления рабочей точкой газовой турбины,
компрессор, выполненный с возможностью сжатия текучей среды;
камеру сгорания, соединенную с компрессором и выполненную с возможностью приема сжатой текучей среды из компрессора и приема топлива;
турбину, имеющую общий вал с компрессором и выполненную с возможностью вращения при приеме сжигаемого топлива из камеры сгорания, и
процессор, выполненный с возможностью управления всасыванием компрессора и подачей топлива в камеру сгорания, а также с возможностью
определения давления выхлопного газа на выходе турбины,
приема значения давления на выходе компрессора,
определения коэффициента давления турбины на основе давления выхлопного газа и давления на выходе компрессора,
вычисления эталонной пороговой кривой перехода из режима горения в первичной зоне в режим горения в первичной и вторичной зонах как функции от коэффициента давления турбины, при этом пороговая кривая перехода из режима горения в первичной зоне в режим горения в первичной и вторичной зонах содержит точки, в которых работа газовой турбины изменяется между режимом горения в первичной зоне и режимом горения в первичной и вторичной зонах, и
управления газовой турбиной для перехода между режимом горения в первичной зоне и режимом горения в первичной и вторичной зонах,
при этом режим горения в первичной зоне определяется как обеспечивающий подачу более половины топлива в первичные горелки и подачу оставшегося топлива или отсутствие подачи топлива во вторичную горелку, а также воспламенение поданного топлива в первичной зоне камеры сгорания, причем первичная зона расположена рядом с вторичной зоной, а
режим горения в первичной и вторичной зонах определяется как обеспечивающий подачу топлива как в первичные горелки, так и во вторичную горелку и горение поданного топлива как в первичной зоне, так и во вторичной зоне.