专利名称：用于控制燃气轮机的起动的系统和方法
技术领域：
一般来说，本发明的实施例涉及燃气轮机，更具体来说，涉及燃气轮机的起动控制。
背景技术：
旋转失速是一种可在诸如燃气轮机的压缩机的轴流机器内导致机械应力和损坏的现象。在涡轮机起动期间，由于压缩机操作处于压缩机的标准操作状况之外，所以可在压缩机内出现旋转失速。来自叶片的流动分离通常可在压缩机内在宽速度范围内持续。在某些情况下，与旋转失速相关联的频率可与压缩机叶片的自然共振频率类似，从而在压缩机内导致共振、相对高的机械应力以及较大的损坏风险。在常规涡轮机控制系统中，起动序列通常涉及向压缩机提供相对大的气流，与此同时向涡轮机的燃烧室提供相对大的燃料流。换句话说，这些常规系统试图通过将到压缩机的空气流和到燃烧室的燃料流最大化而使涡轮机达到稳态操作状况。但是，如上所述，这些常规系统可导致操作处于压缩机的标准操作状况之外，并且由于旋转失速而导致机械应力。因此，希望用于控制燃气轮机的起动的改进的系统和方法。
发明内容
以上需求和/或问题中的一些或所有需求和/或问题可通过本发明的某些实施例来解决。本发明的实施例可包括用于控制燃气轮机的起动的系统和方法。根据本发明的一个实施例，公开一种用于控制燃气轮机的起动的系统。该系统可包括气体排放组件、燃料控制组件、驱动组件和至少一个控制装置。气体排放组件可配置成从与燃气轮机相关联的压缩机组件中排放气体。燃料控制组件可配置成控制提供给与燃气轮机相关联的燃烧室组件的燃料流。驱动组件可配置成向与燃气轮机相关联的轴提供旋转力。这至少一个控制装置可配置成(i)指示气体排放组件从压缩机组件中排放气体；(ii)指示燃料控制组件将燃料流调整至与压缩机组件的减小的操作线相关联的值；以及(iii)指示驱动组件旋转轴。根据本发明的另一个实施例，公开一种用于控制燃气轮机的起动的方法。可指示从与燃气轮机相关联的压缩机组件中排放诸如空气的气体。另外，可指示调整提供给与燃气轮机相关联的燃烧室组件的燃料流，以便将燃料流调整至与压缩机组件的减小的操作线相关联的值。另外，可指示驱动组件向与燃气轮机相关联的轴提供旋转力。在某些实施例中，该方法的操作可由与一个或多个控制装置相关联的一个或多个计算装置来执行。通过本发明的各种实施例的技术可意识到额外的系统、方法、设备、特征和方面。 本文将详细描述本发明的其它实施例和方面，它们被视为是要求权利的发明的一部分。可参考描述和附图来理解其它实施例和方面。
因此，在概括地描述了本发明之后，现在将参考附图，附图不一定按比例绘制，并且其中图1是根据本发明一个说明性实施例可用于控制燃气轮机的起动的一个实例系统的框图。图2是根据本发明一个说明性实施例用于控制燃气轮机的起动的一个实例方法的流程图。
具体实施例方式现在，下文将参考附图更全面地描述本发明的说明性实施例，附图中，示出本发明的一些、但非所有实施例。实际上，本发明能以许多不同的形式实施，并且不应理解为限于本文阐述的实施例；而是，提供这些实施例是为了使本公开将满足可应用的法律要求。所有附图中，类似的数字表示类似的要素。公开用于控制燃气轮机的起动的系统和方法。根据本发明的一个实例实施例，燃气轮机控制器可操纵压缩机质量流和/或燃烧室燃料流以便减小燃气轮机内的旋转失速。 例如，在燃气轮机的起动序列中的至少一部分期间，可偏移与燃气轮机相关联的压缩机组件的操作线。出于公开的目的，术语“操作线”是指压缩机内的各种旋转速度的压缩机压力比(“CPR”)。作为偏移操作线的结果，可将与压缩机相关联的旋转失速减小和/或偏移或移动到这样的速度或速度范围，在此速度或速度范围，它的频率与各种压缩机组件的自然频率不一致。例如，可通过合适的气体排放组件从压缩机中排放提供给压缩机的气体。或者，可将减少的气体量提供给压缩机组件。另外，可将提供给燃气轮机的燃烧室组件或燃烧室部分的燃料流从用于涡轮机起动的常规燃料流量调整或减少至与压缩机组件的减小的操作线相关联的燃料流。或者，可将燃料流设置为低于用于常规涡轮机起动的燃料流的燃料流或其它预定值。作为另一个备选，可将燃料流减至最少。作为起动期间偏移和/或最小化压缩机组件的操作线的结果，可最小化和/或减小压缩机组件内的机械应力，例如压缩机叶片上的应力，从而有助于更低的维修成本。另外，在本发明的某些实施例中，可利用至少一个驱动组件来向与燃气轮机相关联的轴提供旋转力或力矩。在这点上，可在涡轮机起动期间至少部分地补偿由于气体排放和/或燃料流的减少或最小化而导致的力矩减小。根据需要，在本发明的各种实施例中， 可利用各种各样不同类型的驱动组件，例如经由负载换流逆变器接收功率的电动机或发电机。根据本发明的一个方面，至少一个控制装置可配置成指示排放气体、减少燃料流和/或通过驱动组件向轴施加旋转力。例如，控制装置可配置成基于固定的起动计划表控制燃气轮机的起动。又如，控制装置可配置成标识压缩机组件的期望的操作线，并基于期望的操作线控制燃气轮机的起动。再如，控制装置可配置成动态地监测与燃气轮机相关联的各种起动状况，例如排放的气体的量和/或提供给燃烧室的燃料流。在这样做时，控制装置可与任何数量的合适的传感器和/或测量装置通信并从中接收测量数据。基于起动状况和参数的监测和/或确定，控制装置可确定或计算要通过驱动组件提供的期望的力矩。本发明的各种实施例可包括利于控制燃气轮机的起动的一个或多个专用计算机、 系统和/或特定机器。根据需要，在各个实施例中，专用计算机或特定机器可包括各种各样不同的软件模块和/或应用。如下文将更详细地说明，在某些实施例中，这些各种软件组件可用于以减少旋转失速的影响的方式开始和/或控制燃气轮机的起动序列。本文描述的本发明的某些实施例可具有利于燃气轮机的起动的技术效果。另外， 本发明的某些实施例可具有在燃气轮机起动期间偏移压缩机的操作线和/或压缩机的旋转失速窗口的技术效果。在这点上，可将诸如压缩机叶片的压缩机组件上的机械应力减小和/或减至最小。图1是根据本发明一个说明性实施例可用于控制燃气轮机的起动的一个实例系统100的示意图。系统100可包括合适的燃气轮机105和配置成控制燃气轮机105的起动的一个或多个控制装置或控制单元110。燃气轮机105可包括压缩机组件115(“压缩机”)、 燃烧室组件120( “燃烧室”)和涡轮机组件125。根据需要，涡轮机组件125可称为涡轮机 125。压缩机115可以是通过切向动量来增加能量以增大诸如空气的气体的压力的合适的装置。在某些实施例中，压缩机115可以是轴流压缩机，但是根据需要，在各种实施例中，可利用其它类型的压缩机。另外，在某些实施例中，压缩机115可以是多级压缩机。在操作中，压缩机115可压缩气体(如空气)，并且压缩机115可将压缩气体提供到燃烧室120。 燃烧室120可从压缩机115接收相对高压的压缩气体，并将气体与经由任何数量的合适的燃料流通道124(例如，燃料流管道)从任何数量的燃料供给122接收的燃料混合。然后， 可通过燃烧室120点燃混合的气体和燃料，并可经由任何数量的合适的喷嘴将膨胀的热气提供给与涡轮机组件125相关联的任何数量的级。在这点上，膨胀热气可驱动涡轮机组件 125。如图所示，压缩机组件115和涡轮机组件125可在共同的转轴1 上操作，该共同的转轴1 也可连接到位于涡轮机125下游的发电机130。通过涡轮机组件125旋转转轴1 可导致经由发电机130生成功率。根据需要，可通过发电机130经由任何数量的合适的变压器和/或其它功率装置将生成的功率提供给合适的电力线和/或电网。继续参考图1，可提供至少一个气体排放组件，例如所示的进气加热系统140。气体排放组件可利于从压缩机115排放气体，从而有助于增加提供给燃烧室120的气体的体积。例如，进气加热系统140可配置成从与压缩机115相关联的任何数量的级抽取压缩气体。在这点上，可降低压缩机115上来自燃烧室115的背压。另外，可有效地降低或减少压缩机质量气流。背压的减小可利于偏移或降低与压缩机115相关联的操作线。另外，背压的减小可利于将压缩机的旋转失速窗口从不合宜的范围偏移到安全或合宜的范围。另外，可联合系统100提供一个或多个燃料控制组件。燃料控制组件可配置成控制提供给燃烧室120的燃料流。根据需要，在各种实施例中，可以利用各种各样不同类型的燃料控制组件，例如可位于闭合、打开和/或任何数量的部分打开的位置的一个或多个阀145。在某些实施例中，阀145的定位可由一个或多个控制单元110控制。在燃气轮机 105起动期间，燃料控制组件可定位成或以其它方式配置成将到燃烧室的燃料流调整至与压缩机115相关联的减小的操作线相关联的燃料流。例如，燃料控制组件可定位成向燃烧室120提供减小的或相对减小的燃料流。作为一个实例，可相对于与常规燃气轮机起动技术相关联的燃料流减少燃料流。作为另一个实例，可将燃料流设置成相对低于预定或预期值(例如，与常规燃气轮机起动技术相关联的燃料流)的值。燃料流的减少、调整或设置可减小压缩机排放压力，并进一步有助于偏移与压缩机115相关联的操作线和/或旋转失速窗口。在某些实施例中，可以采用维持足够的余量(margin)的方式减少或设置燃料流以便
5缺燃料熄火(lean blow out)。根据需要，该限度可利用任何数量的测试过程、模型和/或监测过程来确定。另外，在某些实施例中，燃料流可最小化至仍然允许燃气轮机105起动的相对低的燃料流量。如上所述，在涡轮机起动期间，可通过减小压缩机115上的来自燃烧室120的背压和/或通过调整提供给燃烧室120的燃料流来降低压缩机115的操作线和/或偏移压缩机 115的旋转失速窗口。操作线的降低或减小导致压缩机排放压力减小，这可导致轴1 力矩减小。为了在起动期间补偿该减小并维持涡轮机组件125的加速度，可利用一个或多个驱动组件和/或驱动机构来在起动期间驱动轴128。例如，驱动组件可向轴1 提供旋转力和 /或力矩，以便在涡轮机组件125起动期间旋转轴。根据需要，在本发明的各种实施例中， 可利用各种各样不同类型的驱动组件130。例如，至少一个电动机可连接到轴128，并配置成向轴提供旋转力。可利用各种各样合适类型的电动机，例如任何合适的交流(“AC”)和 /或直流(“DC”)电动机。根据需要，电动机可从诸如电网135的合适的电源接收功率，并利用接收的功率来旋转或驱动轴128。合适的驱动机构的另一个实例是发电机/电动机130，它经由任何数量的合适的功率电子器件147(例如，合适的负载换流逆变器(“LCI”))从诸如电网135的电源接收功率。在燃气轮机105正常操作期间，发电机/电动机130可以用于生成提供给电网135的功率。但是，在涡轮机起动期间，功率电子器件147可利于将来自电网135的功率提供给发电机/电动机130，并且发电机/电动机130可向轴1 提供旋转力和/或力矩，以便帮助涡轮机125起动和加速。另外，在本发明的某些实施例中，可提供任何数量的传感器、传感装置和/或测量装置。传感器可配置成监测和/或测量与燃气轮机105相关联的各种各样的操作状况和/ 或操作参数。然后，可将测量提供给控制单元110并在燃气轮机105起动期间供控制单元 110使用。例如，各种传感器可测量提供给燃烧室120的燃料流、轴1 的旋转速度、压缩机115内的压力、从压缩机115排放的一个或多个气体流和/或任何其它数量的参数。控制单元110可以利用各种测量，以便确定起动期间的期望的气体排放、期望的燃料流和/或要提供给轴128的期望的旋转力的量中的一个或多个。在某些实施例中，控制单元110可在起动期间动态地监测各种操作参数并动态地控制燃气轮机105的起动。继续参考图1，系统100可包括一个或多个控制单元110或控制装置。在某些实施例中，控制单元110可以是与发电设备和/或发电系统相关联的中央控制器。合适的控制器的一些实例是由General Electric Company制造的Mark VI控制系统和Mark VIe 控制系统。根据本发明的一个方面，控制单元110可配置成控制燃气轮机105的起动、燃气轮机105的监测和/或燃气轮机105的操作。在某些实施例中，控制单元110可控制系统 100的其它组件的操作。例如，控制单元110可指示进气加热系统140或其它气体排放组件从压缩机115排放气体；控制单元110可控制阀145的定位和/或指示燃料控制组件调整、减少和/或最小化提供给燃烧室120的燃料流；并且控制单元110可指示驱动组件(例如，发电机130、电动机等)向轴1 提供旋转力。根据需要，系统100的各种组件的控制可分布在数个控制单元中。例如，第一控制单元可监测和/或控制燃气轮机105的起动，而第二控制单元可控制与发电机130相关联的LCI组件和/或功率电子器件147的操作。根据需要，多个控制单元可经由任何数量的合适的网络彼此通信，网络可以是例如局域网、广域网、蜂窝网络、无线网络等。控制单元110可包括任何数量的合适的处理器驱动装置。例如，控制单元110可包括任何数量的专用计算机或特定机器、专用电路、可编程逻辑控制器(“PLC”)、微控制器、 个人计算机、微型计算机、大型计算机、超级计算机等。在某些实施例中，控制单元110的操作可通过计算机执行的或计算机实现的指令进行控制，这些指令由与控制单元110相关联的一个或多个处理器执行。根据需要，在本发明的各种实施例中，这些指令能以一个或多个软件组件来实施。这些指令的执行可形成可进行操作以控制燃气轮机105的起动的专用计算机或其它特定机器。控制着控制单元110的操作的这一个或多个处理器可结合到控制单元110中和/或经由一个或多个合适的网络与控制单元110通信。控制单元110可包括一个或多个处理器150、一个或多个存储器装置152、一个或多个输入/输出(“I/O”)接口 IM和/或一个或多个网络接口装置156。这一个或多个存储器装置152可以是任何合适的存储器装置，例如高速缓存、只读存储器装置、随机存取存储器装置、磁存储装置等。这一个或多个存储器装置152可存储数据、可执行指令和/或供控制单元110使用的各种程序模块，例如与燃气轮机105和/或系统100的其它组件的操作相关联的数据文件158、操作系统(“OS”)160、启动或起动模块162和轴驱动模块164。 数据文件158可包括与燃气轮机105的操作和/或起动相关联的任何合适的数据，例如与燃气轮机105和/或系统100的其它组件相关联的各种测量数据、与燃气轮机105的起动相关联的一个或多个参数和/或状况、与压缩机115相关联的期望的操作线、与起动计划表相关联的信息等。OS 160可包括利于和/或控制控制单元110的一般操作的可执行指令和 /或程序模块。例如，OS 160可利于通过处理器150执行其它软件程序和/或程序模块。启动模块162可配置成控制燃气轮机105的起动或起动序列。根据本发明的一个方面，启动模块162可控制起动，以便降低压缩机115的操作线，从而偏移与压缩机115相关联的旋转失速窗口。作为偏移旋转失速窗口的结果，可减小施加到压缩机115的组件(例如，压缩机叶片)上的机械应力，从而导致压缩机组件的磨损减少和寿命周期改善。为了降低压缩机115的操作线，启动模块162可指示排放组件(例如，进气加热系统140)从压缩机115排放气体，和/或启动模块162可指示燃料控制组件(例如，阀14 调整、减小、设置和/或最小化提供给燃烧室120的燃料流。另外，在某些实施例中，启动模块162可指示驱动组件向轴1 提供旋转力，以便补偿在起动期间压缩机115的降低的操作线。根据需要，启动模块162可利用各种各样的合适的技术和/或算法来控制燃气轮机105的起动。例如，在某些实施例中，启动模块162可根据固定起动计划表控制涡轮机105 的起动。固定计划表可指定一个或多个起动参数，例如期望的燃料流、期望的气体质量流和 /或气体排放、由驱动组件提供的期望的旋转力、与燃气轮机105的起动相关联的定时、和/ 或涡轮机组件125的期望的加速率。在这点上，固定计划表可导致在涡轮机105的起动序列的至少一部分期间压缩机115的操作线降低。另外，固定计划表可导致在涡轮机105的起动序列的至少一部分期间压缩机115的旋转失速窗口偏移。在某些实施例中，可在涡轮机105的整个起动序列期间偏移旋转失速窗口。在其它实施例中，可在起动序列的一部分期间，例如在通常可对压缩机组件造成相对较高的机械应力和/或损坏的起动序列的一部分期间，偏移旋转失速窗口。启动模块162可从存储器152和/或从外部系统或数据源获得固定计划表，并且启动模块162可利用固定计划表来控制涡轮机105的起动。
用于控制涡轮机105的起动的另一个实例技术涉及启动模块162获得压缩机115 的期望的操作线。在某些实施例中，操作线可利用用于将燃气轮机105的操作建模的合适的建模组件来确定，并且可将操作线提供给启动模块162。根据需要，操作线可表示在涡轮机105起动期间压缩机115的最小操作线，但也可利用其它期望的操作线。一旦启动模块 1 62获得期望的操作线，启动模块162便可利用期望的操作线来计算和/或确定燃气轮机的各种启动状况，例如到燃烧室120的期望的燃料流、压缩机115内的期望的气体质量流、 从压缩机115的期望的气体排放和/或由驱动组件提供给轴128的期望的旋转力。然后， 启动模块162可至少部分地基于期望的操作线和/或利用期望的操作线确定的启动状况控制涡轮机105的起动。用于控制涡轮机1 05的起动的又一个实例技术涉及启动模块162动态地监测与涡轮机105相关联的一个或多个启动状况，并动态地计算要提供给燃烧室120的期望的气体质量流、从压缩机115的期望的气体排放和/或要提供给轴128的期望的旋转力中的一个或多个。例如，启动模块162可接收与压缩机115内的气体质量流和/或提供给燃烧室 120的燃料流相关联的测量数据。然后，启动模块162可基于接收的测量动态地指示调整燃料流和/或从压缩机115排放气体。在这点上，启动模块162可维持与压缩机115相关联的期望的操作状况和/或期望的操作线。另外，启动模块162可动态地计算和/或确定需要由驱动组件提供给轴128的期望的旋转力的量，以便在起动期间达到涡轮机组件125的最小或期望的加速度。然后，启动模块162可基于计算指示驱动组件和/或驱动组件控制
ο在本发明的某些实施例中，启动模块162还可配置成改变和/或抑制与燃气轮机 105相关联的其它控制模块。例如，启动模块162可为了试图在起动序列期间使到涡轮机组件的空气和燃料流最大化的计划表而改变和/或抑制常规加速度计划表。在这点上，启动模块162可改变或抑制试图增加或驱动压缩机115的相对较高的操作线的涡轮机控制系统的其它组件。轴驱动模块164可配置成控制驱动组件的操作。根据需要，在某些实施例中，轴驱动模块164可结合到启动模块162中，或者由单独的控制单元执行。在利用发电机130来驱动轴128的本发明的实施例中，轴驱动模块164可包括配置成经由任何数量的合适的功率电子器件147(例如，合适的LCI组件)控制将来自电网135或另一个电源的功率提供给发电机130的合适的LCI调度组件。轴驱动模块164可利用类似的操作来控制将功率提供给电动机或其它合适的驱动组件。在这点上，轴驱动模块164可指示驱动组件在涡轮机105 起动期间对轴1 施加旋转力和/或力矩。由驱动组件提供的额外力矩可补偿由于压缩机 115的较低操作线引起的损失的至少一部分。继续参考图1，网络接口装置156可利于将控制单元110连接到任何数量的合适的网络，例如局域网、广域网、互联网、射频(“RF”)网络、Bluetooth 启用的网络(BLUETOOTH SIG, INC.拥有的商标)、任何合适的有线网络、任何合适的无线网络、或有线和无线网络的任何合适的组合。在这点上，控制单元110可与系统100的其它组件和/或与外部装置或系统通信。I/O接口 IM可利于控制单元110与诸如一个或多个用户接口装置的一个或多个输入/输出装置之间的通信，用户接口装置可以是例如利于与控制单元110进行用户交互的显示器、键盘、控制面板、触摸屏显示器、远程控件、麦克风等。
8
根据需要，本发明的实施例可包括具有多于或少于如图1所示的组件的系统100。 图1中的系统100只是为了举例说明而给出的。图2是用于控制燃气轮机(例如，图1中示出的燃气轮机105)的起动的一个实例方法200的流程图。方法200可由与燃气轮机105相关联的合适的控制单元(例如，图1 中示出的控制单元110)来执行。方法200可在方框205开始。在方框205，可标识和/或获得与燃气轮机105的起动相关联的一个或多个参数。 根据需要，在本发明的各种实施例中，可标识各种各样的起动参数。例如，在某些实施例中， 可标识燃气轮机105的固定起动计划表，该计划表起作用以在起动序列的至少一部分期间降低涡轮机105的操作线和/或偏移旋转失速窗口。在其它实施例中，可标识在起动期间压缩机115的期望的操作线。在其它实施例中，可标识应当偏移旋转失速窗口的各种定时参数(例如，时间窗口)和/或旋转速度参数。例如，可标识应当偏移旋转失速窗口的参数， 这些参数标识燃气轮机起动期间的窗口。在其它实施例中，可标识在起动序列期间燃气轮机105的期望的最小和/或最大操作参数，例如最小加速度、燃烧室120的期望的燃料-气体比等。根据需要，可利用标识的一个或多个参数来控制燃气轮机105的起动。在方框210，可指示从压缩机115排放气体。例如，可指示进气加热系统或其它合适的气体排放组件从与燃气轮机105相关联的压缩机115排放气体。另外，在方框215，可指示减少或最小化提供给燃烧室120的燃料流。例如，可控制诸如图1中示出的阀145的一个或多个阀的位置以调整、设置、减少和/或最小化提供给燃烧室120的燃料流。气体排放和燃料流的调整或最小化可导致在燃气轮机105的起动序列的至少一部分期间压缩机115 的操作线降低。另外，气体排放和燃料流的调整或最小化可导致在起动序列的至少一部分期间压缩机115的旋转失速窗口的偏移。根据需要，气体排放的指示和调整、减小或最小化燃料流的指示可至少部分地基于在方框205标识的一个或多个参数。例如，可查阅固定起动计划表并利用它来指示气体排放和/或燃料流减小或最小化。又如，可利用期望的操作线来确定期望的燃料流和/或气体质量流率，并且气体排放和/或燃料流减小或最小化的指示可至少部分地基于这些确定。再如，可监测和动态地调整气体质量流率和/或燃料流。在方框220，可指示驱动组件驱动或旋转与燃气轮机105相关联的轴，例如图1中示出的轴128。根据需要，在本发明的各种实施例中，可利用各种各样的装置作为驱动组件， 例如由LCI供电的电动机和/或发电机。驱动组件可向轴1 提供旋转力和/或力矩，以便至少部分地补偿压缩机115的降低的操作线。在这点上，可达到和/或维持燃气轮机105 的涡轮机组件125的期望的加速度，例如最小起动加速度。根据需要，驱动组件的指示可至少部分地基于在方框205标识的一个或多个参数，例如固定起动计划表。另外，在某些实施例中，可基于与燃气轮机105相关联的各种测量数据或基于燃料流和/或气体质量流来计算或确定轴1 的期望的旋转速度和/或要驱动组件施加的期望的力矩。在某些实施例中， 可在燃气轮机105起动期间动态地确定期望的旋转速度。然后，可基于计算或确定的旋转速度指示驱动组件。在本发明的某些实施例中可选的方框225中，可在燃气轮机105起动期间改变和/ 或抑制燃气轮机控制系统的一个或多个其它组件的操作。在这点上，可防止可独立于本文描述的方法200操作的控制系统的组件增加压缩机115的操作线。根据需要，在本发明的各种实施例中，可改变和/或抑制各种各样的其它组件。例如，可改变与燃气轮机起动相关联的加速度计划表。方法200可在方框225之后结束。图2的方法200中所描述的操作不一定要按照图2中叙述的顺序执行，而是可以按照任何合适的顺序执行。另外，在本发明的某些实施例中，可执行比图2中叙述的所有要素或操作更多或更少的要素或操作。上文参考根据本发明的实例实施例的系统、方法、设备和/或计算机程序产品的框图和流程图描述了本发明。应了解，框图和流程图中的一个或多个方框以及框图和流程图中的方框的组合可分别通过计算机可执行程序指令来实现。类似地，根据本发明的一些实施例，框图和流程图中的一些方框不一定要按照介绍的顺序执行，或者完全不必要执行。这些计算机可执行程序指令可加载到通用计算机、专用计算机、处理器或其它可编程数据处理设备中以产生特定机器，从而使得在计算机、处理器或其它可编程数据处理设备上执行的指令创建用于实现在这个或这些流程图方框中所指定的一个或多个功能的部件。这些计算机程序指令也可存储在计算机可读存储器中，它们可指示计算机或其它可编程数据处理设备按照特定方式起作用，以使得存储在计算机可读存储器中的指令产生包括用于实现在这个或这些流程图方框中所指定的一个或多个功能的指令部件的制品。作为一个实例，本发明的实施例可提供计算机程序产品，它包括其中实施了计算机可读程序代码或程序指令的计算机可使用介质，所述计算机可读程序代码适于经执行以实现在这个或这些流程图方框中所指定的一个或多个功能。计算机程序指令也可加载到计算机或其它可编程数据处理设备上以造成在计算机或其它可编程设备上执行一系列操作要素或步骤而产生计算机实现的过程，从而使得在计算机或其它可编程设备上执行的指令提供用于实现在这个或这些流程图方框中所指定的功能的要素或步骤。因此，框图和流程图中的方框支持用于执行指定功能的部件的组合、用于执行指定功能的要素或步骤和用于执行指定功能的程序指令部件的组合。还将了解，框图和流程图中的每个方框、以及框图和流程图中的方框的组合可通过执行指定功能、要素或步骤的基于硬件的专用计算机系统、或专用硬件和计算机指令的组合来实现。尽管结合了目前被视为是最实用的各种实施例的内容描述了本发明，但将了解， 本发明不限于公开的实施例，而是相反，它要涵盖包含在随附权利要求范围内的各种修改和等效布置。本书面描述利用实例公开包括最佳模式的本发明，并且还使得本领域技术人员能够实现本发明，包括制作和使用任何装置或系统并执行任何结合的方法。本发明的可授予专利的范围在权利要求中进行了限定，并且可包括本领域技术人员可想到的其它实例。如果这些其它实例具有与权利要求的字面语言没什么不同的结构元素，或者如果这些其它实例包括与权利要求的字面语言无实质差异的等效结构元素，那么它们要在权利要求的范围内。零件列表100 系统105 燃气轮机110 控制单元115 压缩机
10
120燃烧室
122燃料供给
124燃料流通道
125涡轮机组件
128轴
130发电机
135电网
140进气加热系统
145阀
147功率电子器件
150处理器
152存储器
154I/O 接口
156网络接口
158数据文件
160操作系统
162启动模块
164轴驱动模块
200方法
205方框
210方框
215方框
220方框
225方框
权利要求
1.一种用于控制燃气轮机(105)的起动的系统(100)，所述系统(100)包括气体排放组件(140)，其配置成从与所述燃气轮机(105)相关联的压缩机组件(115)排放气体；燃料控制组件(145)，其配置成控制提供给与所述燃气轮机(105)相关联的燃烧室组件(120)的燃料流；驱动组件，其配置成向与所述燃气轮机(105)相关联的轴(128)提供旋转力；以及至少一个控制装置(110)，其配置成(i)指示所述气体排放组件(140)从所述压缩机组件(115)排放气体，(ii)指示所述燃料控制组件(145)将所述燃料流调整至与所述压缩机(115)的减小的操作线相关联的值，以及(iii)指示所述驱动组件旋转所述轴(128)。
2.如权利要求1所述的系统(100)，其中所述至少一个控制装置(110)基于与所述燃气轮机(105)的起动相关联的固定计划表指示所述气体排放组件(140)、燃料控制组件 (145)或驱动组件中的至少一个组件。
3.如权利要求1所述的系统(100)，其中所述至少一个控制装置(110)还配置成标识与所述压缩机组件(115)相关联的期望的操作线，并且其中所述至少一个控制装置(110)基于所标识的期望的操作线指示所述气体排放组件(140)、燃料控制组件(145)或驱动组件中的至少一个组件。
4.如权利要求1所述的系统(100)，其中所述至少一个控制装置(110)还配置成至少部分地基于以下参数中的一个或多个参数计算要由所述驱动组件提供的期望力矩(i)由所述气体排放组件(145)排放的气体的量；或(ii)提供给所述燃烧室组件(120)的燃料流，并且其中所述至少一个控制装置(110)基于所述期望力矩的计算指示所述驱动组件。
5.如权利要求1所述的系统(100)，其中所述至少一个控制装置(110)还配置成标识与所述燃气轮机(105)的起动相关联的一个或多个参数，并且其中所述至少一个控制装置(110)基于所标识的一个或多个参数指示所述气体排放组件(140)、燃料控制组件(145)或驱动组件中的至少一个组件。
6.如权利要求5所述的系统(110)，其中所述一个或多个参数包括以下参数中的至少一个参数(i)在所述燃气轮机(105)起动期间应当偏移与所述压缩机组件(115)相关联的旋转失速窗口的时间；(ii)在所述燃气轮机(105)起动期间应当偏移与所述压缩机组件 (115)相关联的旋转失速窗口的所述轴(128)的旋转速度；或(iii)所述燃烧室组件(120) 的期望的燃料-气体比。
7.如权利要求1所述的系统(100)，其中所述至少一个控制装置(110)在所述燃气轮机(105)的起动序列的一部分期间指示所述气体排放组件(140)、燃料控制组件(145)或驱动组件中的至少一个组件。
8.如权利要求1所述的系统(100)，其中所述气体排放和所述燃料流调整偏移(124) 与所述压缩机组件(115)相关联的旋转失速窗口。
9.如权利要求1所述的系统(100)，其中所述至少一个控制装置(110)还配置成改变与所述燃气轮机(105)的起动相关联的加速度计划表。
10.如权利要求1所述的系统(100)，其中所述驱动组件包括经由负载换流逆变器接收功率的(i)电动机或(ii)发电机(130)之一。
全文摘要
描述用于控制燃气涡轮机的起动的系统和方法。气体排放组件可配置成从与燃气轮机相关联的压缩机组件排放气体。燃料控制组件可配置成控制提供给与燃气轮机相关联的燃烧室组件的燃料流。驱动组件可配置成向与燃气轮机相关联的轴提供旋转力。至少一个控制装置可配置成(i)指示气体排放组件从压缩机组件排放气体，(ii)指示燃料控制组件调整燃料流，以及(iii)指示驱动组件旋转轴。
文档编号F02C7/26GK102400788SQ201110218808
公开日2012年4月4日 申请日期2011年7月22日 优先权日2010年7月22日
发明者B·P·汉森, C·E·拉马斯特, D·A·斯奈德, T·E·德乔里斯 申请人:通用电气公司