涡轮运行灵活性的制作方法
【技术领域】
[0001]本文公开的主题涉及燃气涡轮发动机，并且更特别地，涉及用于使用无模型的适应性框架来灵活地运行涡轮发动机的系统和方法。
【背景技术】
[0002]在燃气涡轮发动机运行时，各种因素影响磨损，并且从而影响发动机构件的总寿命。例如，开始循环、功率设定、燃料和/或蒸汽或水的喷射水平直接影响关键的燃气涡轮部件的寿命，并且因而可为确定维护时间间隔的重要因素。另外，燃气涡轮磨损以不同的方式取决于例如它们的服务条件，并且因此，将具有不同的磨损速率，这取决于服务的性质。例如，进入高峰或循环工作中的机器可暴露于更大的热机械疲劳，而置于连续工作或基线运行中的机器可典型地经历更大的断裂、蠕变挠曲、氧化和/或腐蚀。因此，燃气涡轮发动机的操作者(面临各种运行条件和场面)必须经常做出区分涡轮发动机的寿命或性能的优先次序的决定。
[0003]目前，操作者决定典型地基于离线执行(例如与待监测的机器的运行分开)的维护因素的计算，并且可说明诸如燃烧时数和/或启动时数的因素。但是，这些计算经常忽略了考虑特定缓变速率的累积时数，或部分负载所花的时间，以及涡轮运行的其它复杂性。此夕卜，奉命计算寿命的操作者可使用热模型来计算金属温度，该金属温度会聚可需要几小时，因此减小了此类模型对实时应用的效用。现有的运行决定和控制技术的额外缺点包括缺乏考虑设备动力学和使用多个非集成模型。因此需要改进的运行控制技术，其考虑到涡轮运行的复杂性、设备动力学，并且集成多个热模型来实时地估计寿命对性能。因此，目前的方法和系统使用历史数据、实时数据、当前热模型以及无模型的适应性技术来提供更灵活地控制燃气涡轮运行的系统和方法。产生的技术可允许降低和/或最小化成本，以及增加和/或最大化来自运行涡轮发动机的收入。
【发明内容】
[0004]在下面概括在范围上与最初要求权利的本发明相称的某些实施例。这些实施例不意图限制要求权利的本发明的范围，而是相反地，这些实施例仅意图提供本发明的可能形式的简要概括。实际上，本发明可包含可与在下面提出的实施例相似或不同的各种形式。
[0005]第一实施例包括一种装置，其构造成:接收与机器的运行有关的感测到的运行参数；在第一分析器中使用感测到的运行参数，该第一分析器构造成生成与机器的退化有关的第一特性:在第二分析器中使用感测到的运行参数，该第二分析器构造成生成与机器的热特性有关的第二特性，其中，热特性包括存在于机器中的热应力；使用与机器的退化有关的第一特性、与机器的热特性有关的第二特性，以及与关于机器的当前运行的操作者行为有关的第三特性，来生成机器的构件的剩余使用寿命特性；以及生成运行设定点，用于部分地基于剩余使用寿命特性、基于操作者行为的期望机器性能特性以及机器的维护特性来控制机器。
[0006]在第二实施例中，一种制品包括有形的非暂时性机器可读介质，其上编码有处理器可执行指令，该处理器可执行指令包括:用以接收与机器的运行有关的感测到的运行参数的指令；用以在第一分析器中应用感测到的运行参数的指令，该第一分析器构造成生成与机器的退化有关的第一特性；用以在第二分析器中应用感测到的运行参数的指令，该第二分析器构造成生成与机器的热特性有关的第二特性，其中，热特性包括存在于机器中的热应力；指令，其用以应用下者:与机器的退化有关的特性、与机器的热特性有关的第二特性，以及与关于机器的当前运行的操作者行为有关的第三特性，以生成机器的构件的剩余使用寿命特性；以及指令，其用以生成运行设定点，用于部分地基于剩余使用寿命特性、基于操作者行为的期望机器性能特性以及机器的维护特性来控制机器。
[0007]在第三实施例中，一种有形的非暂时性机器可读介质包括代码，该代码构造成:至少基于机器中的热应力来确定机器的构件的总剩余使用寿命；确定与机器的当前运行有关的操作者行为引起的机器的第一退化因素；确定与机器活动的持续时间有关的第二退化因素；确定与关于机器的运行的行为有关的机器的运行成本；基于机器的运行来确定瞬时和稳态运行时的系统损失；以及使用总剩余使用寿命、第一退化因素、第二退化因素、运行成本以及系统损失来生成用于控制机器的运行设定点。
[0008]技术方案1.一种装置，其构造成:
接收与机器的运行有关的感测到的运行参数；
在第一分析器中使用所述感测到的运行参数，所述第一分析器构造成生成与所述机器的退化有关的第一特性；
在第二分析器中使用所述感测到的运行参数，所述第二分析器构造成生成与所述机器的热特性有关的第二特性，其中，所述热特性包括存在于所述机器中的热应力；
使用与所述机器的退化有关的所述第一特性，与所述机器的热特性有关的所述第二特性，以及关于与所述机器的当前运行有关的操作者行为的第三特性，以生成所述机器的构件的剩余使用寿命特性；以及
生成运行设定点，用于部分地基于所述剩余使用寿命特性、基于所述操作者行为的期望机器性能特性以及所述机器的维护特性，来控制所述机器。
[0009]技术方案2.根据技术方案I所述的装置，其特征在于，所述装置构造成使用神经网络来生成所述机器的构件的剩余使用寿命特性。
[0010]技术方案3.根据技术方案I所述的装置，其特征在于，所述装置构造成实时地接收所述感测到的运行参数。
[0011]技术方案4.根据技术方案I所述的装置，其特征在于，所述装置构造成基于指示所述操作者行为的用户设定来分析所述机器的运行行为，以及生成所述机器的运行行为的指示。
[0012]技术方案5.根据技术方案4所述的装置，其特征在于，所述装置构造成分析所述机器的运行成本，以及生成所述机器的运行成本的指示。
[0013]技术方案6.根据技术方案5所述的装置，其特征在于，所述装置构造成生成所述运行设定点，用于部分地基于所述机器的运行成本的指示来控制所述机器。
[0014]技术方案7.根据技术方案6所述的装置，其特征在于，所述装置构造成生成所述运行设定点，用于部分地基于与所述机器的容量和能力有关的设计边界来控制所述机器。
[0015]技术方案8.根据技术方案I所述的装置，其特征在于，所述装置构造成使用神经网络来生成用于控制所述机器的所述运行设定点。
[0016]技术方案9.根据技术方案I所述的装置，其特征在于，所述装置构造成将用于控制所述机器的所述运行设定点传输到所述机器的促动器。
[0017]技术方案10.根据技术方案I所述的装置，其特征在于，所述机器包括功率生成单元。
[0018]技术方案11.一种制品，其包括:
有形的非暂时性机器可读介质，其上编码有处理器可执行的指令，所述处理器可执行的指令包括:
用以接收与机器的运行有关的感测到的运行参数的指令；
用以在第一分析器中应用所述感测到的运行参数的指令，所述第一分析器构造成生成与所述机器的退化有关的第一特性；
用以在第二分析器中应用所述感测到的运行参数的指令，所述第二分析器构造成生成与所述机器的热特性有关的第二特性，其中，所述热特性包括存在于所述机器中的热应力；
指令，其用以应用下者:与所述机器的退化有关的所述特性、与所述机器的热特性有关的所述第二特性，以及关于与所述机器的当前运行有关的操作者行为的第三特性，以生成所述机器的构件的剩余使用寿命特性；以及
指令，其用以生成运行设定点，用于部分地基于所述剩余使用寿命特性、基于所述操作者行为的期望机器性能特性，以及所述机器的维护特性，来控制所述机器。
[0019]技术方案12.根据技术方案11所述的制品，其特征在于，所述制品包括用以进行下者的指令:基于用户设定来分析所述机器的运行行为，以及生成所述机器的运行行为的指示。
[0020]技术方案13.根据技术方案12所述的制品，其特征在于，所述制品包括用以进行下者的指令:分析所述机器的运行成本，以及生成所述机器的运行成本的指示。
[0021]技术方案14.根据技术方案13所述的制品，其特征在于，所述制品包括用以进行下者的指令:生成所述运行设定点，用于部分地基于所述机器的运行成本的指示来