專利名稱：用于確定進(jìn)入燃燒器的燃料成分的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
所述LHV作為新的假定燃料成分16輸入到氣動(dòng)熱循環(huán)模 型14中，新的氣動(dòng)熱循環(huán)模型輸出18被輸入到燃料系統(tǒng)模型22中，新
的Wt。t—FSYS由燃料系統(tǒng)模型22輸出。Wt t—fsys再次與Wt。t—ares進(jìn)行比較，
由此得到新的Wt t error和新的LHV。該誤差減小的過程一直持續(xù)到
Wtot error 等于零為止。
0013
一旦實(shí)現(xiàn)了誤差減小，總流量W和壓力比PR被輸入到笫 一傳遞函數(shù)32，該第一傳遞函數(shù)32輸出與燃?xì)廨啓C(jī)10的性能有關(guān)的輸 出，例如排放數(shù)據(jù)34和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)36。數(shù)據(jù)34、 36被送到控制函數(shù)38， 該控制函數(shù)38將數(shù)據(jù)34、 36與數(shù)值界限40進(jìn)行比較。如果數(shù)據(jù)34、 36 超過所述界限40的一個(gè)或多個(gè)，那么控制函數(shù)38可使一個(gè)或多個(gè)機(jī)械 控制器(machine control )42產(chǎn)生變化從而改變?nèi)細(xì)廨啿艓?0的運(yùn)行參數(shù)，
例如進(jìn)口導(dǎo)向葉片角和/或噴嘴面積。該方法允許控制對(duì)燃料成分的變化
敏感的燃?xì)廨啓C(jī)10,并且具有響應(yīng)于燃料成分的變化快速調(diào)整機(jī)械控制 器42的能力。
0014在一些實(shí)施例中，測(cè)定燃料中的組元的相對(duì)量。該測(cè)定特別 適用于計(jì)算特定燃料的火焰穩(wěn)定裕度(FHM)和響應(yīng)于該火焰穩(wěn)定裕度 調(diào)整機(jī)械控制器40。例如，在燃料為天然氣的燃?xì)廨啓C(jī)10中，有利的是 了解存在于燃料中的甲烷、乙烷、丁烷和丙烷組分的相對(duì)量。在該實(shí)施 例中， 一旦如上所述確定了 LHV,相對(duì)組分模型44就用來估計(jì)存在于燃 料中的組分的相對(duì)量。
0015在另 一實(shí)施例中，對(duì)一個(gè)或多個(gè)組分的直接測(cè)量可用來確定 相對(duì)組分含量。調(diào)節(jié)用以檢測(cè)具體組分的一個(gè)或多個(gè)組分傳感器，例如 光學(xué)裝置46，可安置在燃?xì)廨啓C(jī)10的燃料流(未示出)中。來自所述一 個(gè)或多個(gè)光學(xué)裝置46的輸出然后引導(dǎo)至相對(duì)組分模型44，在該相對(duì)組分 模型44中確定其余組分的相對(duì)量。來自所述一個(gè)或多個(gè)光學(xué)裝置46的 輸出也用來調(diào)節(jié)相對(duì)組分模型44，從而改善將來迭代的置信度。
[0016
一旦如上所述確定了組分量，F(xiàn)HM傳遞函數(shù)48就用來確定 特定燃料成分的FHM。然后該FHM輸入到控制函數(shù)38中并與界限40 進(jìn)行比較。該控制函數(shù)38計(jì)算相對(duì)于界限40的FHM并確定是否需要對(duì) 一個(gè)或多個(gè)機(jī)械控制器42進(jìn)行調(diào)整，如果需要調(diào)整則指示變化。
[0017
雖然已經(jīng)結(jié)合僅僅有限數(shù)量的實(shí)施例詳細(xì)描述了本發(fā)明， 但是應(yīng)當(dāng)容易理解，本發(fā)明不限于這樣公開的實(shí)施例。相反，本發(fā)明可 被改進(jìn)以引入在此之前未描述的任何數(shù)量的變型、修改、替換或等同裝 置，但是這些引入的內(nèi)容應(yīng)符合本發(fā)明的精神和范圍。另外，雖然已經(jīng) 描述了本發(fā)明的各種實(shí)施例，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的各方面可僅包括 某些所述實(shí)施例。因此，本發(fā)明不被視為由前述說明限制，而是僅由所 附權(quán)利要求的范圍限制。
權(quán)利要求
1. 一種用于確定進(jìn)入燃燒器(28)的燃料(16)成分的方法，包括:確定進(jìn)入所述燃燒器(28)的燃料(24)的溫度；利用燃料性質(zhì)和燃料噴嘴(26)有效面積(Ae)計(jì)算第一估計(jì)的總?cè)剂狭髁?；利用氣?dòng)熱循環(huán)模型(14)分析來計(jì)算第二估計(jì)的總?cè)剂狭髁?；將所述第一估?jì)的總?cè)剂狭髁颗c所述第二估計(jì)的總?cè)剂狭髁窟M(jìn)行比較；以及由所述第一估計(jì)的總?cè)剂狭髁亢退龅诙烙?jì)的總?cè)剂狭髁恐g的差值確定燃料的低發(fā)熱值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于包括確定燃料中的 一個(gè)或多個(gè)組分的比例。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，通過將所述低發(fā)熱 值輸入到相對(duì)組分模型(44)中來確定所述一個(gè)或多個(gè)組分的比例。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，通過利用一個(gè)或多 個(gè)組分傳感器測(cè)量一個(gè)或多個(gè)組分的量來確定所述一個(gè)或多個(gè)組分的 比例。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述一個(gè)或多個(gè)組 分的比例由下列步驟確定利用 一個(gè)或多個(gè)組分傳感器確定所述一個(gè)或多個(gè)組分的至少一個(gè) 組分的量；將所述至少一個(gè)組分的量輸入到相對(duì)組分模型；以及 通過將所述低發(fā)熱值輸入到所述相對(duì)組分模型(44)中來確定其 余所需組分的相對(duì)量。
6. —種用于控制燃?xì)廨啓C(jī)(10)的方法，包括 確定進(jìn)入所述燃?xì)廨啓C(jī)(10 )的燃燒器(28 )的燃料(16 )成分; 計(jì)算燃料(16)成分對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)(10)的性能的影響； 將一個(gè)或多個(gè)性能參數(shù)與一個(gè)或多個(gè)參數(shù)界限(40)進(jìn)行比較；以及根據(jù)比較的結(jié)果改變所述燃?xì)廨啓C(jī)(10)的一個(gè)或多個(gè)機(jī)械控制 器(42)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述燃料(16)成 分由下列步驟確定確定進(jìn)入所述燃?xì)廨啓C(jī)(10 )的燃燒器(28 )的燃料(24 )的溫度；利用燃料性質(zhì)和燃料噴嘴(26)有效面積(A。)計(jì)算第一估計(jì)的總 燃料流量；利用氣動(dòng)熱循環(huán)模型(14)分析來計(jì)算第二估計(jì)的總?cè)剂狭髁浚?將所述第一估計(jì)的總?cè)剂狭髁颗c所述第二估計(jì)的總?cè)剂狭髁窟M(jìn)行 比較；以及由所述第 一估計(jì)的總?cè)剂狭髁亢退龅诙烙?jì)的總?cè)剂狭髁恐g 的差值確定燃料的低發(fā)熱值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于包括確定燃料中的一個(gè)或多個(gè)組分的比例。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，通過將所述低發(fā)熱 值輸入到相對(duì)組分模型(44)中來確定所述一個(gè)或多個(gè)組分的比例。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述一個(gè)或多個(gè) 組分的比例由下列步驟確定利用 一個(gè)或多個(gè)組分傳感器確定所述一個(gè)或多個(gè)組分的至少一個(gè) 組分的量；將所述至少一個(gè)組分的量輸入到相對(duì)組分模型(44);以及 通過將所述低發(fā)熱值輸入到所述相對(duì)組分模型(44)中來確定其 余所需組分的相對(duì)量。
全文摘要
用于確定進(jìn)入燃燒器(28)的燃料(16)成分的方法和系統(tǒng)。該方法包括確定進(jìn)入燃燒器(28)的燃料(24)溫度；利用燃料性質(zhì)和燃料噴嘴(26)有效面積(A_e)計(jì)算第一估計(jì)的總?cè)剂狭髁浚徊⒗脷鈩?dòng)熱循環(huán)模型(14)分析來計(jì)算第二估計(jì)的總?cè)剂狭髁?。將第一估?jì)的總?cè)剂狭髁颗c第二估計(jì)的總?cè)剂狭髁勘容^，由第一估計(jì)的總?cè)剂狭髁亢偷诙烙?jì)的總?cè)剂狭髁恐g的差值確定燃料的低發(fā)熱值。用于控制燃?xì)廨啓C(jī)(10)的方法和系統(tǒng)，包括計(jì)算燃料(16)成分對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)(10)的性能的影響，并將一個(gè)或多個(gè)性能參數(shù)與一個(gè)或多個(gè)參數(shù)界限(40)比較。根據(jù)比較的結(jié)果改變?nèi)細(xì)廨啓C(jī)(10)的一個(gè)或多個(gè)機(jī)械控制器(42)。
文檔編號(hào)G01N25/28GK101382512SQ20081021280
公開日2009年3月11日 申請(qǐng)日期2008年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月6日
發(fā)明者G·C·弗里德里克, J·C·因泰爾, J·V·奇特諾, T·A·希利 申請(qǐng)人:通用電氣公司