专利名称：用于加载蒸汽涡轮的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及控制系统，且更具体来说，涉及提供用于加载蒸汽涡轮的方法和系统。
背景技术：
联合循环动力系统包括一个或多个燃气涡轮和热回收蒸汽发生器(“HRSG”)及蒸汽涡轮。传统的联合循环系统启动过程包括燃气涡轮的低负载限定以及对燃气涡轮加载速率的限制，以便控制蒸汽温度的增加速率。这些限定和限制在启动事件期间导致一定的空气排放，可能增加启动和加载时间，并且可能增加启动和加载期间的燃料消耗。对联合循环动力系统的最新改进通过利用用于蒸汽压力控制的并行和级联蒸汽旁路路径以及用于蒸汽温度控制的末端减温器两者，允许独立于蒸汽涡轮启动地启动和加载燃气涡轮。由于最新的这些改进，燃气涡轮能够独立于蒸汽涡轮启动的需求而尽可能快地加载到基本载荷。因此，蒸汽发生能够在启动中早期达到远远更高的水平是可能的。为了增加早期启动中的发电，尽可能多地消耗发生的蒸汽变得有益。但是，蒸汽涡轮的约束(例如，应力、差胀、余隙等)可能限制蒸汽消耗可上升的速率，不包括这些蒸汽涡轮约束的任何一个约束，即过量水汽(excessive moisture) 0除了联合循环动力系统外 (例如，蒸汽涡轮和锅炉)，加载其他蒸汽系统和控制蒸汽温度时相似的原理同样适用。因此，存在对用于加载蒸汽涡轮的改进的方法和系统的需要。
发明内容
本发明的实施例能够解决上文描述的一些或所有需要。根据一个实施例，提供一种用于加载蒸汽涡轮的方法。该方法可以包括接收涡轮加载因数；接收当前蒸汽涡轮废气温度；至少部分地基于涡轮加载因数和当前蒸汽涡轮废气温度确定蒸汽流量上升速率参数和蒸汽温度上升速率参数，其中蒸汽流量上升速率参数和蒸汽温度上升速率参数至少部分地基于蒸汽流量上升速率参数与蒸汽温度上升速率参数之间的反向关系来确定。该方法还可以包括以如下方式的至少其中之一进行控制(a)至少部分地基于蒸汽流量上升速率参数控制蒸汽涡轮的蒸汽流量；或(b)至少部分地基于蒸汽温度上升速率参数控制蒸汽涡轮的蒸汽温度。根据另一个实施例，提供一种用于加载蒸汽涡轮的系统。该系统可以包括同与蒸汽涡轮废气路径关联的一个或多个温度传感器通信的控制器、燃气涡轮与蒸汽涡轮之间的一个或多个蒸汽旁路路径以及蒸汽涡轮的一个或多个减温器。该控制器可以操作成接收涡轮加载因数；从与蒸汽涡轮废气路径关联的一个或多个温度传感器接收当前蒸汽涡轮废气温度；至少部分地基于涡轮加载因数和当前蒸汽涡轮废气温度确定蒸汽流量上升速率参数和蒸汽温度上升速率参数，其中蒸汽流量上升速率参数和蒸汽温度上升速率参数至少部分地基于蒸汽流量上升速率参数与蒸汽温度上升速率参数之间的反向关系来确定。该控制器还可以执行操作，以通过如下方式的至少其中之一进行控制(a)至少部分地基于蒸汽流量上升速率参数控制蒸汽涡轮的蒸汽流量；或(b)至少部分地基于蒸汽温度上升速率参数控制蒸汽涡轮的蒸汽温度。根据又一个实施例，提供一种用于加载蒸汽涡轮的方法。该方法可以包括定义蒸汽流量上升速率与蒸汽温度上升速率之间的线性关系；基于该线性关系，在加载期间调整至蒸汽涡轮的蒸汽流量速率的增加的速率；以及基于该线性关系，在加载期间调整至蒸汽涡轮的蒸汽温度的增加的速率。从下文结合附图进行的描述，本发明的其他实施例和方面将变得显而易见。
图1是图示根据示范实施例的联合循环发电系统的示意框图。图2是图示根据示范实施例的用于加载蒸汽涡轮的方法的逻辑框图。图3是图示根据示范实施例的用于加载蒸汽涡轮的方法的流程图。图4是图示根据实施例的用于对涡轮建模和/或控制涡轮的控制器的框图。
具体实施例方式现在将在下文参考附图更全面地描述本发明的示范实施例，附图中示出了本发明的一些而非全部实施例。实际上，本发明可以采用许多不同的形式来实施，而不应解释为局限于本文阐述的实施例；而是，提供这些实施例以使本公开将满足适用的法律要求。在所有附图中，相似的数字指代相似的元件。根据本发明的示范实施例，能够控制蒸汽涡轮(例如但不限于，联合循环发电系统的蒸汽涡轮)的加载以便允许基于蒸汽流量和蒸汽温度的上升速率(或增加递送(也可互换地称为“加载”)的速率)之间的预定关系控制这两者。能够定义一种算法(也可互换地称为“函数”或“关系”)，其允许对蒸汽涡轮的蒸汽流量加载和蒸汽温度加载进行按比例控制，以便增强或改善蒸汽消耗同时不违反蒸汽涡轮的约束。根据一个实施例，该算法定义蒸汽流量上升的量与蒸汽温度上升的量之间的线性关系，并且取决于蒸汽涡轮废气温度，以便沿着连续的当前涡轮废气温度，随着其中一个量的上升速率增加，另一个量的上升速率呈线性降低。蒸汽流量和蒸汽温度的每一个的上升速率还取决于整体涡轮加载因数， 整体涡轮加载因数定义涡轮的总加载概况，其通常基于不一定与蒸汽和/或温度控制的个别水平相关联的多个涡轮约束。但是，如下文所述，蒸汽流量上升和蒸汽温度上升之间的关系可以根据任何数量的数学关系来定义。实际上，根据这些方法和系统，该算法允许将整体涡轮加载因数分割于增加蒸汽流量的速率与增加蒸汽温度的速率之间，以便在涡轮加载期间，随着其中之一变化速率增加时，另一个的变化速率增加较少(或完全不增加)。根据一些实施例，定义蒸汽流量上升速率与蒸汽温度上升速率之间的关系的算法定义至少三个不同加载概况根据整体加载因数，仅增加蒸汽流量而保持蒸汽温度控制的第一概况；在达到第一预定义废气温度时降低蒸汽流量上升并增加蒸汽温度上升、持续到达到预定义的上限温度为止的第二概况；以及在达到预定义上限废气温度时，降低蒸汽温度上升并增加蒸汽流量上升的第三概况。在一些情况中，加载期间并达到或超过第一预定义废气温度时，一般将进行涡轮加载，以便根据线性(或非线性)关系分配蒸汽流量上升和蒸汽温度上升。可能的是，在蒸汽涡轮的加载期间，温度将开始高(例如，处于高过热)并下降，然后再次增加。可以在第一预定义废气温度与预定义上限温度之间的此第二概况内一般地进行过热温度的这种下降和增加。随着废气温度下降，蒸汽流量加载降低以及温度上升增加，以及然后随着废气温度再次增加(部分由于温度上升)，蒸汽流量加载增加并且温度上升降低。现在参考图1-4描述示范实施例。虽然本文描述的方法和系统处在电力行业发电环境中使用的联合循环动力系统的上下文中，但是可设想本文描述的方法和系统可以在其他应用中找到实用性。此外，本文提出的原理和教导可应用于使用多种可燃燃料(例如但不限于，天然气、汽油、煤油、柴油和航空煤油)的涡轮。此外，此类启动技术能够结合多轴和单轴联合循环系统来应用。因此下文的描述仅是通过说明性方式来阐述的，不应作为限制。正如本文所使用的，术语“蒸汽涡轮”不限于联合循环动力系统的蒸汽涡轮，而且可以包括其它用途中的蒸汽涡轮、锅炉或在操作期间能够调整蒸汽流量和温度的任何其他机械或系统。图1提供根据一个实施例的联合循环发电系统10的示意图示。联合循环发电系统10包括耦合到发电机16的燃气涡轮12和蒸汽涡轮14。蒸汽涡轮14通过多个导管连接到HRSG 18，并且其废气连接到冷凝器20。正如所陈述的，引述联合循环发电系统是出于说明性目的来提供的，且实施例不限于此。在图1图示的实施例中，联合循环动力系统10包括位于高压过热器的排出端的至少一个减温器22和设在HRSG 18中的再热器的排出端处的至少一个减温器M。可以根据其他实施例，在例如分布式配置或冗余配置中提供附加的减温器。HRSG 18可以具有直流 (once-through)或筒式蒸发器，该蒸发器能够在正常使用寿命和维护下，耐受每日启动以及以增强或改进的速率加载燃气涡轮12。在燃气涡轮12和蒸汽涡轮14的启动和加载期间，减温器22、M操作以控制HRSG 18生成且供给到蒸汽涡轮14的高压和热再热蒸汽的温度，此控制例如通过分别地控制递送到高压部分的蒸汽的温度和递送到中间或低压部分的蒸汽的温度来进行。对减温器22、 24的控制和调整由涡轮控制器根据参考图2-3更详细描述的蒸汽流量和温度上升算法来提供，正如参考图4描述的。联合循环发电系统10还可以包括用于加热供给到燃气涡轮12的燃料的燃料气体加热器26。在示范实施例中，可以使用附属锅炉和附属锅炉蒸汽出口与燃气燃料线之间的中间换热器来执行此类加热。启动期间加热燃料提供较之无此类燃料加热的加载更快加载燃气涡轮12的优点。更具体来说，利用附属热源加热燃料提供在启动期间以增强或改进的速率执行燃气涡轮加载的能力。确切地来说，利用来自附属源的热量加热燃料能够以增强或改进的速率来进行不间断加载，以有助于减少为最低废气排放、最大化载荷。根据一个实施例，联合循环发电系统10还包括一个或多个旁路路径，例如从 HRSG18到冷凝器20的旁路路径观、30、32和从高压蒸汽线路到冷再热蒸汽管道的旁路路径33，这些旁路路径提供替代高压蒸汽流路径，同时如根据参考图2-3更详细地描述的蒸汽流量和温度上升算法来调节蒸汽涡轮进气阀以控制蒸汽涡轮14的加载。可以根据其他实施例，在例如分布式配置或冗余配置中提供附加的旁路路径。旁路路径观、33包括被调节以响应来自涡轮控制器的控制命令来控制高压蒸汽的压力和高压蒸汽压力增加的速率的阀。旁路路径30提供在蒸汽涡轮加载期间调节中间压力控制阀时的热再热蒸汽的替代
6路径。蒸汽旁路路径32提供在蒸汽涡轮加载期间调节蒸汽涡轮低压进气阀时的低压蒸汽的替代路径。图2提供图示根据一个实施例的、通过分配蒸汽流量上升速率和蒸汽温度上升速率来加载蒸汽涡轮的操作的逻辑框图200。图示的操作表示蒸汽流量上升速率205与蒸汽温度上升速率210之间的示范关系，该示范关系一般由上升速率分割因数(X) 215来确定， 其中利用涡轮控制器存储并在操作上提供该上升速率分割因数(X) 215以便控制减温器和 /或旁路路径，正如参考图1大致论述的。如图所示，可以在最初提供整体涡轮加载因数 220，其指示根据多个系统约束确定的蒸汽涡轮的整体加载概况。涡轮加载因数220指示增加蒸汽涡轮的载荷的总速率，其表示为单位时间的百分比增加(例如，％/分钟等)。要意识到在加载蒸汽涡轮时，可以调整此加载因数220。例如，在最初启动和加载期间，它可以指示载荷中更大的增加(例如，更高的％/分钟)，在一段时间之后，可以降低加载因数。 作为响应，该控制器可以执行操作以基于加载因数220的当前(或接近实时)值和计算的上升速率分割因数215来动态地确定蒸汽流量上升速率和蒸汽温度上升速率205、210。为了确定上升速率分割因数215，可以定义函数(或算法)225，以使上升速率分割因数215与蒸汽涡轮的测量的或感测的状况有关，例如图2沿着函数225的χ轴所示的废气温度或过热温度。因此，取决于蒸汽涡轮废气温度或过热温度的值，函数225规定上升速率分割因数215的值。要意识到，该函数可以是定义蒸汽流量上升速率与蒸汽温度上升速率之间的期望关系的多个数学公式或其他表达式的任何一个。示范函数225可以指示蒸汽流量上升速率参数205与蒸汽温度上升速率参数210之间的线性关系或非线性关系。上升速率分割因数215对定义蒸汽流量上升速率参数205和蒸汽温度上升速率参数210的实际影响可以由其他公式表征，这些其他公式一般建立蒸汽流量上升速率参数 205的增加速率与蒸汽温度上升速率参数210的增加速率相比之间的反向关系。如图2所示，可以定义如下一组公式蒸汽流量上升速率参数=上升速率分割因数(X)*加载因数； 以及蒸汽温度上升速率参数=(1-上升速率分割因数(X))*加载因数。因此，随着上升速率分割因数215增加(例如，随着废气温度或过热温度增加)，蒸汽流量上升速率参数205 将增加，但是蒸汽温度上升速率参数210将降低。相反，随着废气温度降低，上升速率分割因数降低215以及蒸汽流量上升速率参数205将降低，同时蒸汽温度上升速率参数210将增加。通过在较低废气温度处相对于蒸汽流量上升速率参数205增加蒸汽温度上升速率参数210，将导致蒸汽温度在涡轮内增加。注意，蒸汽流量上升速率参数或蒸汽温度上升速率参数205、210的降低不一定意味着流量或温度将降低，而是它们中任一个的增加速率将降低。例如，降低蒸汽流量上升速率参数205可以仅导致蒸汽的递送以比其先前递送的增加速率小的增加速率递送。根据其中上升速率分割因数215取决于蒸汽涡轮废气温度的一个实施例(如图2 所示)，可能存在函数225表示的多于一个的上升概况。例如，第一上升概况可以用于低于预定义下限温度(例如，图2中的“10”)的较低废气温度期间的状况。在第一上升概况期间，可以将上升速率分割因数215设为0 (或另一个低数字)，以使蒸汽流量上升保持恒定或仅轻微增加，而蒸汽温度显著增加。第二上升概况可以由成角度的直线表示，该直线示出具有沿着y方向的增加斜率以及从0的上升速率分割因数215增加到1。此第二概况可以存在于下限温度与上限温度(例如，图2中的“40”)之间，其可以至少部分地基于蒸汽涡轮约束(例如，饱和温度、过热、水汽形成等)。因此，随着废气温度降低于此上限和下限之间，上升速率分割因数215的值降低，这进而导致蒸汽流量上升减少而蒸汽温度上升增加。 最终，第三概况可以存在于废气温度的顶端处，以便对于上限处或以上的废气温度，执行很小或没有的温度上升，并且执行显著的蒸汽流量上升(例如，等于加载因数)。根据一个实施例，至少部分地基于某个废气状况的饱和温度来确定至少下限，以便函数225在达到该饱和点时增加上升速率因数(X)215(例如，图2中从右向左)，从而导致温度上升速率增加， 并从饱和点移开。根据一个实施例，至少部分地基于另一个涡轮约束来定义该上限。要意识到，函数225是出于说明性目的提供的，以及可以定义任何数量的数学关系，并在操作上由涡轮控制器来实现以确定蒸汽流量上升和蒸汽温度上升的水平，以使它们彼此依赖。图2还表示的是将蒸汽流量上升速率参数205和蒸汽温度上升速率参数210转换成可使用的工程单位的操作。通过工程单位，能够对一个或多个蒸汽旁路路径和一个或多个减温器发出控制命令。根据一个实施例，因为加载因数是以时间上的百分比增加(例如，％/分钟)来提供的，所以可以将蒸汽流量上升速率参数205校准到不同的时间单位， 例如但不限于每秒百分比增加(例如，％/秒)。为了例如能够更精确地控制旁路路径，可能需要不同的时间单位。在其他示例中，可以将蒸汽流量上升速率参数205校准为每个单位时间容积或每个单位时间压力。相似地，可以将蒸汽温度上升速率参数210校准为反映每个单位时间温度变化，例如但不限于华氏温度/秒。在其他实施例中，该加载因数可以具有不同的单位和/或表示不同类型的加载命令(例如，每个单位时间容积、每个单位时间功率等)，这可以按期望针对蒸汽流量上升速率参数205和蒸汽温度上升速率参数210的每一个参数进行校准。因此，在确定蒸汽流量上升速率参数205和蒸汽温度上升速率参数210，以及执行了任何再校准和/或单位调整之后，涡轮控制器可以向一个或多个蒸汽旁路路径发出控制命令以调整向蒸汽涡轮中递送蒸汽的速率和/或向一个或多个减温器发出控制命令以调整正在递送到蒸汽涡轮的蒸汽的温度，从而能够进行更有效率但相对安全的蒸汽涡轮加载。要意识到，在本发明的其他实施例中，可以不采用上文描述的减温器，而可以采用用于独立于蒸汽流量地控制蒸汽温度的其他装置。在将这些系统和方法应用于锅炉的一个示例中，可以响应蒸汽温度上升速率参数205来改变锅炉燃烧，并且蒸汽流量可以是响应蒸汽流量上升速率参数205、经由一个或多个旁路阀是可控制的。要意识到，可以采用用于独立于蒸汽流量地控制蒸汽温度的任何其他适合装置，本文一般可以由“减温器”来指代该装置。图3示出根据一个实施例的用于使用上述函数加载蒸汽涡轮的示范方法300，其例如可至少部分由涡轮控制器执行。该方法可开始于框305，其中定义用来生成上升速率分割因数(X)的函数，如参考图2描述的函数225。正如所描述的，该函数可至少部分地基于蒸汽涡轮的操作状态，例如废气温度或过热温度等，并且可生成用来对蒸汽涡轮分配蒸汽的上升或加载的量和温度上升的量的上升速率分割因数。在框305之后是框310，其中由涡轮控制器接收或以其他方式获取涡轮加载因数， 如参考图2描述的涡轮加载因数220。正如所描述的，在不一定考虑蒸汽加载或上升对温度上升的比率的情况下，该加载因数一般可以表示蒸汽涡轮在此时的整体加载概况。框310之后是框315，其中根据一个实施例，获取涡轮的当前废气温度。正如参考图2描述的，框305的函数定义的上升速率分割因数(X)可以取决于蒸汽涡轮的当前操作状态或参数。在其他实施例中，可以作为替代或附加采用废气温度、废气压力、湿度测量等。框315之后是框320，其中基于上升速率分割因数(X)和涡轮加载因数来确定蒸汽流量上升速率。例如，根据一个实施例，蒸汽流量上升速率可以是上升速率分割因数(X)与涡轮加载因数的乘积。相似地，在框325处，基于上升速率分割因数⑴和涡轮加载因数来确定蒸汽温度上升速率。例如，根据一个实施例，可以通过将1减去上升速率分割因数(X) 的差乘以涡轮加载因数来确定蒸汽流量上升速率。因此，将蒸汽流量上升速率和温度上升速率定义为具有反向关系-随着温度上升增加，蒸汽流量上升降低，以及反之亦然。在框330和335处，由涡轮控制器基于框315和320处确定的蒸汽流量上升速率和蒸汽温度上升速率来控制蒸汽涡轮的蒸汽流量上升和温度上升。正如参考图1描述的， 可以控制一个或多个蒸汽旁路路径来控制将蒸汽递送到蒸汽涡轮的速率。相似地，可以控制一个或多个减温器来控制递送的蒸汽的温度。该方法300可以在框335，在涡轮加载期间分配了蒸汽流量上升和温度上升之后结束。要意识到，方法300可以在蒸汽涡轮的加载周期期间(和/或任何其他操作状态期间)迭代地执行，以便在框330和335处调整旁路路径和/或减温器之后，方法可以重复到框305或返回到框310。如果重复回框图305，则重新定义蒸汽流量上升和温度上升之间的关系是可能的，以便可以重新定义生成上升速率分割因数(X)的函数。如果涡轮操作状态改变，如果环境状况改变或如果向系统提供新的或不同的约束，则可以重新定义此函数。图4通过框示根据说明性实施例的用于有助于加载蒸汽涡轮的示范涡轮控制器400。更确切地来说，除了有助于涡轮控制(包括生成控制命令和将其递送到蒸汽旁路路径和减温器)外，可以使用计算机化控制器400的元件来生成、存储和操作涡轮控制概况和蒸汽流量上升和温度上升之间的关系，正如参考图1-3所描述的。计算机化控制器 400可以包括存储器410，存储器410存储编程的逻辑420 (例如，软件)并且可以存储数据430(例如，感测的操作参数、操作概况、数学函数等)。存储器410还可以包括操作系统 440。处理器450可以利用操作系统440来执行编程的逻辑420，并在如此操作时还可以利用数据430。数据总线460可以提供存储器410与处理器450之间的通信。用户可以经由至少一个用户接口装置470(如键盘、鼠标、控制台或能够往返于控制器400传送数据的任何其他装置)与控制器400实现接口。控制器400可以经I/O接口 480与蒸汽涡轮在操作时在线通信，以及与燃气涡轮在不操作时离线通信。更确切地来说，一个或多个控制器400 可以执行参考图2-3描述的方法，包括定义数学关系，根据这些关系分析涡轮加载概况以及生成控制命令以便在蒸汽涡轮加载期间(和/或在涡轮的其他操作状态期间)使用。此外，应该意识到，其他外部装置、多个其他蒸汽涡轮和/或联合循环发电系统的其他组件可以经I/O接口 480与控制器400通信。在图示的实施例中，控制器400可以设在相对于蒸汽涡轮远离的位置；但是，它也可以与蒸汽涡轮共存或甚至与之集成。而且，控制器400和由此实现的编程的逻辑420可以包括软件、硬件、固件和/或它们的任何组合。还应该意识到，可以使用多个控制器400，从而可以在一个或多个不同控制器400上执行本文描述的不同特征。因此，本文描述的实施例能够实现根据蒸汽涡轮的蒸汽流量与温度的上升速率之间的预定义关系来控制它们。这些系统和方法在不违反个别蒸汽涡轮约束的情况下实现将涡轮输出功率最大化的技术效果。这些系统和方法实现的另一个技术效果包括通过根据预定义关系控制蒸汽和温度上升来防止启动和加载期间的水汽形成。这提供蒸汽涡轮启动的早期阶段期间增加的功率产生，以及减少蒸汽涡轮的高压部分中的腐蚀导致的损耗。参考根据本发明的示范实施例的系统、方法、设备和计算机程序产品的框图。将理解，可以至少部分地由计算机程序指令来分别实现框图的至少一些框和框图中的框的组合。可以将这些计算机程序指令加载到通用计算机、专用计算机、基于硬件的专用计算机或其他可编程数据处理设备，以制造机器，从而该计算机或其他可编程数据处理设备上执行的指令构成用于实现论述的框图的至少一些框或框图中的框的组合的功能性的装置。这些计算机程序指令还可以存储在能够引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式实现功能的计算机可读存储器中，以便存储在该计算机可读存储器中的指令构成包含实现一个或多个框中指定的功能的指令装置的制造品。还可以将这些计算机程序指令加载到计算机或其他可编程数据处理设备上，以使一系列操作步骤在该计算机或其他可编程设备上执行，从而构成计算机实现的过程，以便该计算机或其他可编程设备上执行的这些指令提供用于实现一个或多个框中指定的功能的步骤。可以通过计算机的操作系统上运行的应用程序来实现本文描述的系统的一个或多个部件和方法的一个或多个单元。它们也可以利用其他计算机系统配置来实施，包括手持装置、多处理器系统、基于微处理器或可编程的消费电子产品、小型计算机、主机计算机寸。作为本文描述的系统和方法的组件的应用程序可以包括实现某些抽象数据类型和执行某些任务或动作的例程、程序、组件、数据结构等。在分布式计算环境中，该应用程序 (整体或部分)可以位于本地存储器中或位于其他存储装置中。作为附加或备选，该应用程序(整体或部分)可以位于远程存储器中或存储中，以允许经通信网络链接的远程处理装置执行任务的环境。利用前文描述中给出的教导和关联的附图，将设想到这些描述相关的本文提出的示例描述的许多修改和其他实施例。因此，将意识到可采用多种形式实施本发明，并且不应将本发明限于上文描述的示范实施例。因此，应理解本发明不应限于公开的特定实施例，并且修改和其他实施例应包含在所附权利要求范围内。虽然本文采用特定的术语，但是这些术语仅在通用和描述性意义上使用，而非出于限定目的。
权利要求
1.一种用于加载蒸汽涡轮的方法，包括接收涡轮加载因数；接收当前蒸汽涡轮废气温度；通过控制器、至少部分地基于所述涡轮加载因数和所述当前蒸汽涡轮废气温度，确定蒸汽流量上升速率参数和蒸汽温度上升速率参数，其中，所述蒸汽流量上升速率参数和所述蒸汽温度上升速率参数至少部分地基于所述蒸汽流量上升速率参数与所述蒸汽温度上升速率参数之间的反向关系来确定；以及以如下方式的至少其中之一进行控制(a)至少部分地基于所述蒸汽流量上升速率参数控制所述蒸汽涡轮的蒸汽流量；或(b)至少部分地基于所述蒸汽温度上升速率参数控制所述蒸汽涡轮的蒸汽温度。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述蒸汽流量上升速率参数和所述蒸汽温度上升速率参数基于如下函数随着所述当前蒸汽涡轮废气温度增加，所述温度蒸汽上升速率参数降低，而所述蒸汽流量上升速率参数增加。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述蒸汽流量上升速率参数和所述蒸汽温度上升速率参数基于如下函数随着所述当前蒸汽涡轮废气温度降低，所述温度蒸汽上升速率参数增加，而所述蒸汽流量上升速率参数降低。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述蒸汽流量上升速率参数和所述蒸汽温度上升速率参数还包括定义生成上升速率分割因数(X)的函数，随着所述当前蒸汽涡轮废气温度增加到两个预定义温度之间，所述上升速率分割因数(X)沿着正斜率增加，其中所述蒸汽流量上升速率参数和所述蒸汽温度上升速率参数基于所述上升速率分割因数(X) 确定。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，通过将所述涡轮加载因数乘以所述上升速率分割因数(X)来确定所述蒸汽流量上升速率参数。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，通过将所述涡轮加载因数乘以(1-所述上升速率分割因数(X))来确定所述蒸汽温度上升速率参数。
7.根据权利要求4所述的方法，其中，所述函数由线性公式定义。
8.根据权利要求4所述的方法，其中所述函数由非线性公式定义。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述蒸汽流量上升速率参数包括对所述蒸汽涡轮增加蒸汽流量的变化速率的测量，以及其中所述蒸汽温度上升速率参数包括对所述蒸汽涡轮增加蒸汽温度的变化速率的测量。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，控制所述蒸汽涡轮的蒸汽流量包括至少部分地基于所述蒸汽流量上升速率参数调整一个或多个蒸汽旁路路径。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，控制所述蒸汽涡轮的蒸汽流量包括至少部分地基于所述蒸汽流量上升速率参数调整一个或多个减温器。
12.一种用于加载蒸汽涡轮的系统，包括同与蒸汽涡轮废气路径关联的一个或多个温度传感器通信的控制器、燃气涡轮与所述蒸汽涡轮之间的一个或多个蒸汽旁路路径、以及所述蒸汽涡轮的一个或多个减温器，其中所述控制器可操作成接收涡轮加载因数；从与所述蒸汽涡轮废气路径关联的所述一个或多个温度传感器接收当前蒸汽涡轮废气温度；至少部分地基于所述涡轮加载因数和所述当前蒸汽涡轮废气温度，确定蒸汽流量上升速率参数和蒸汽温度上升速率参数，其中，所述蒸汽流量上升速率参数和所述蒸汽温度上升速率参数至少部分地基于所述蒸汽流量上升速率参数与所述蒸汽温度上升速率参数之间的反向关系来确定；以及以如下方式的至少其中之一进行控制(a)至少部分地基于所述蒸汽流量上升速率参数控制所述蒸汽涡轮的蒸汽流量；或(b)至少部分地基于所述蒸汽温度上升速率参数控制所述蒸汽涡轮的蒸汽温度。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述控制器还包括用于确定所述蒸汽流量上升速率参数和所述蒸汽温度上升速率参数的函数随着所述当前蒸汽涡轮废气温度增加， 所述温度蒸汽上升速率参数降低，而所述蒸汽流量上升速率参数增加。
14.根据权利要求12所述的系统，其中，所述控制器还包括用于确定所述蒸汽流量上升速率参数和所述蒸汽温度上升速率参数的函数随着所述当前蒸汽涡轮废气温度降低， 所述温度蒸汽上升速率参数增加，而所述蒸汽流量上升速率参数降低。
15.根据权利要求12所述的系统，其中，所述控制器还包括用于确定所述蒸汽流量上升速率参数和所述蒸汽温度上升速率参数的函数，所述函数生成上升速率分割因数(X)，随着所述当前蒸汽涡轮废气温度增加到两个预定义温度之间，所述上升速率分割因数(X)沿着正斜率增加，其中，通过将所述涡轮加载因数乘以所述上升速率分割因数(X)来确定所述蒸汽流量上升速率参数；以及其中通过将所述涡轮加载因数乘以(1-所述上升速率分割因数(X))来确定所述蒸汽温度上升速率参数。
16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述函数由线性公式定义。
17.根据权利要求15所述的系统，其中，所述函数由非线性公式定义。
18.根据权利要求12所述的系统，其中，所述蒸汽流量上升速率参数包括对所述蒸汽涡轮增加蒸汽流量的变化速率的测量，以及其中所述蒸汽温度上升速率参数包括对所述蒸汽涡轮增加蒸汽温度的变化速率的测量。
19.根据权利要求12所述的系统，其中，为了控制所述蒸汽涡轮的蒸汽流量，所述控制器使一个或多个蒸汽旁路路径的调整至少部分地基于所述蒸汽流量上升速率参数来进行； 以及其中为了控制所述蒸汽涡轮的蒸汽温度，所述控制器使一个或多个减温器的调整至少部分地基于所述蒸汽温度上升速率参数来进行。
20.一种用于加载蒸汽涡轮的方法，包括定义蒸汽流量上升速率与蒸汽温度上升速率之间的线性关系；通过控制器、在加载期间基于所述线性关系调整至蒸汽涡轮的蒸汽流量速率的增加速率；以及在加载期间基于所述线性关系调整至所述蒸汽涡轮的蒸汽温度的增加速率。
全文摘要
本发明为“用于加载蒸汽涡轮的方法和系统”。提供用于加载蒸汽涡轮的系统和方法。一种方法，可包括接收涡轮加载因数；接收当前蒸汽涡轮废气温度；至少部分地基于涡轮加载因数和当前蒸汽涡轮废气温度来确定蒸汽流量上升速率参数和蒸汽温度上升速率参数，其中蒸汽流量上升速率参数和蒸汽温度上升速率参数至少部分地基于蒸汽流量上升速率参数与蒸汽温度上升速率参数之间的反向关系来确定。该方法还可以包括以如下方式的至少其中之一进行控制(a)至少部分地基于蒸汽流量上升速率参数控制蒸汽涡轮的蒸汽流量；或(b)至少部分地基于蒸汽温度上升速率参数控制蒸汽涡轮的蒸汽温度。
文档编号F01K13/02GK102536362SQ20111040316
公开日2012年7月4日 申请日期2011年11月30日 优先权日2010年11月30日
发明者D·萨特亚纳拉亚纳, J·帕奇里洛, S·迪帕尔马 申请人:通用电气公司