燃氣輪機啟動控制方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及燃氣輪機控制領域，具體涉及一種燃氣輪機啟動控制方法及系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]通常，在燃氣輪機啟動過程中，開始由啟動機拖動燃氣輪機啟動，同時燃氣輪機啟動控制系統(tǒng)控制燃料調(diào)節(jié)閥(控制閥)提供給燃氣輪機合適的燃料進行燃燒產(chǎn)生動力，隨著燃氣輪機轉速不斷的上升，當達到一定轉速后，啟動機退出工作，燃氣輪機完全由燃燒燃料產(chǎn)生的動力驅(qū)動運轉到額定轉速(工作轉速)，至此，完成了燃氣輪機的啟動。在燃氣輪機啟動過程中，提供合適的燃料是保證正常啟動的關鍵，同時還要保證在啟動過程中，燃氣輪機轉速不超速，排氣溫度不超溫，部件的熱應力、氣缸的脹差、機組的振動等都符合要求。
[0003]現(xiàn)有的常規(guī)啟動控制是按照預先依據(jù)經(jīng)驗(或試驗)設定的“轉速-開度”曲線對燃料調(diào)節(jié)閥進行控制，同時輔以超速、超溫等保護限制。該“轉速-開度”曲線是指一組在不同轉速下對應不同閥門開度的數(shù)據(jù)，一般通過特定的條件下的運行經(jīng)驗(或試驗)獲得。這種常規(guī)的啟動控制，僅是根據(jù)設定的“轉速-開度”曲線來供給燃料，未考慮啟動過程中燃氣輪機狀態(tài)的變化，不能夠?qū)崟r的根據(jù)當前燃氣輪機的狀態(tài)變化情況進行自適應控制和調(diào)整，在外部環(huán)境條件和燃氣輪機自身情況發(fā)生變化時，容易導致啟動過程時間過長或啟動失敗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題是常規(guī)燃氣輪機啟動過程中存在的啟動過程固化，啟動時間長和啟動成功率低的問題。
[0005]為此目的，本發(fā)明提出一種燃氣輪機啟動控制系統(tǒng)，包括:
[0006]自適應修正單元、啟動控制單元、第一最大值選擇門、第一最小值選擇門、燃料控制閥控制單元、燃氣輪機監(jiān)測系統(tǒng)和燃料控制閥；
[0007]所述自適應修正單元，用于在燃氣輪機啟動過程中，根據(jù)所述燃氣輪機監(jiān)測系統(tǒng)實時反饋的燃氣輪機狀態(tài)信號對當前燃料控制閥操作量進行動態(tài)自適應調(diào)整；
[0008]所述第一最大值選擇門，用于選取所述自適應修正單元輸出的燃料控制閥操作量與所述啟動控制單元輸出的燃料控制閥操作量中的較大值；
[0009]所述第一最小值選擇門，用于選取所述第一最大值選擇門選取的所述較大值與預設的超限保護值中的較小值；
[0010]所述燃料控制閥控制單元，用于根據(jù)所述第一最小值選擇門選取的所述較小值，驅(qū)動所述燃料控制閥調(diào)節(jié)當前的燃料供給量。
[0011]另一方面，本發(fā)明提出一種燃氣輪機啟動控制方法，包括:
[0012]建立自適應修正單元；
[0013]在燃氣輪機啟動過程中，根據(jù)燃氣輪機的燃氣輪機監(jiān)測系統(tǒng)實時反饋的燃氣輪機狀態(tài)信號，利用所述自適應修正單元對當前燃料控制閥操作量進行動態(tài)自適應調(diào)整；
[0014]通過燃氣輪機的第一最大值選擇門選取所述自適應修正單元輸出的燃料控制閥操作量與燃氣輪機的啟動控制單元輸出的燃料控制閥操作量中的較大值；
[0015]通過燃氣輪機的第一最小值選擇門選取所述第一最大值選擇門選取的所述較大值與預設的超限保護值中的較小值；
[0016]根據(jù)所述第一最小值選擇門選取的所述較小值，利用燃氣輪機的燃料控制閥控制單元，驅(qū)動燃氣輪機的燃料控制閥調(diào)節(jié)當前的燃料供給量。
[0017]本發(fā)明實施例燃氣輪機啟動控制方法及系統(tǒng)，基于在役的燃氣輪機控制與監(jiān)測系統(tǒng)，通過建立自適應修正單元，能夠及時根據(jù)燃氣輪機狀態(tài)變化情況，對當前的燃料供給量進行自適應動態(tài)調(diào)整，實現(xiàn)啟動過程的自適應性和智能化，從而能夠縮短啟動時間，提高啟動成功率，而且利用常規(guī)啟動控制單元來判別和約束自適應修正單元的輸出，從而保證改進的自適應啟動控制系統(tǒng)的可靠運行，同時避免改進系統(tǒng)帶來的潛在風險。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明一種燃氣輪機啟動控制系統(tǒng)一實施例的方框結構示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明一種燃氣輪機啟動控制方法一實施例的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0020]為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0021]如圖1所示，本發(fā)明實施例公開一種燃氣輪機啟動控制系統(tǒng)，包括:
[0022]自適應修正單元1、啟動控制單元2、第一最大值選擇門3、第一最小值選擇門4、燃料控制閥控制單元5、燃氣輪機監(jiān)測系統(tǒng)6和燃料控制閥7 ；
[0023]所述自適應修正單元I，用于在燃氣輪機啟動過程中，根據(jù)所述燃氣輪機監(jiān)測系統(tǒng)6實時反饋的燃氣輪機狀態(tài)信號對當前燃料控制閥操作量進行動態(tài)自適應調(diào)整；
[0024]所述第一最大值選擇門3，用于選取所述自適應修正單元I輸出的燃料控制閥操作量與所述啟動控制單元2輸出的燃料控制閥操作量中的較大值；
[0025]所述第一最小值選擇門4，用于選取所述第一最大值選擇門3選取的所述較大值與所述啟動控制單元2輸出的超限保護值中的較小值；
[0026]所述燃料控制閥控制單元5，用于根據(jù)所述第一最小值選擇門4選取的所述較小值，驅(qū)動所述燃料控制閥7調(diào)節(jié)當前的燃料供給量。
[0027]可選地，在本發(fā)明燃氣輪機啟動控制系統(tǒng)的另一實施例中，所述自適應修正單元包括:溫升修正模塊、振動修正模塊、喘振修正模塊、脈動修正模塊和第二最小值選擇門；
[0028]其中，所述溫升修正模塊，用于根據(jù)所述燃氣輪機監(jiān)測系統(tǒng)實時反饋的燃氣輪機不同部件的不同位置的溫度，利用預設的修正準則和修正系數(shù)對當前燃料控制閥操作量進行修正；
[0029]所述振動修正模塊，用于根據(jù)所述燃氣輪機監(jiān)測系統(tǒng)實時反饋的燃氣輪機啟動過程不同階段的燃氣輪機的壓氣機端軸振動信號，利用預設的修正準則和修正系數(shù)對當前燃料控制閥操作量進行修正；
[0030]所述喘振修正模塊，用于根據(jù)所述燃氣輪機監(jiān)測系統(tǒng)實時反饋的燃氣輪機的壓氣機進口導葉與進氣室靜壓差，利用預設的修正準則和修正系數(shù)對當前燃料控制閥操作量進行修正；
[0031]所述脈動修正模塊，用于根據(jù)所述燃氣輪機監(jiān)測系統(tǒng)實時反饋的燃氣輪機的燃燒室脈動壓力，利用預設的修正準則和修正系數(shù)對當前燃料控制閥操作量進行修正；
[0032]所述第二最小值選擇門，用于選取所述溫升修正模塊、振動修正模塊、喘振修正模塊和脈動修正模塊輸出的燃料控制閥操作量中的最小值，并將所述最小值作為所述自適應修正單元的輸出。
[0033]可選地，在本發(fā)明燃氣輪機啟動控制系統(tǒng)的另一實施例中，所述溫升修正模塊包括:
[0034]第一確定子模塊，用于根據(jù)所述燃氣輪機監(jiān)測系統(tǒng)實時反饋的燃氣輪機的壓氣機出口溫度確定出燃氣輪機當前的壓氣機出口溫度的溫升率；
[0035]第一比較子模塊，用于將所述燃氣輪機監(jiān)測系統(tǒng)實時反饋的燃氣輪機當前的壓氣機出口溫度與預設的燃氣輪機的壓氣機出口參考溫度進行比較，并將所述燃氣輪機當前的壓氣機出口溫度的溫升率與預設的燃氣輪機的壓氣機出口溫度的參考溫升率進行比較；
[0036]第一修正子模塊，用于根據(jù)所述第一比較子模塊比較的結果，利用預設的修正準則和修正系數(shù)對當前燃料控制閥操作量進行修正。
[0037]可選地，在本發(fā)明燃氣輪機啟動控制系統(tǒng)的另一實施例中，所述溫升修正模塊包括:
[0038]第二確定子模塊，用于根據(jù)所述燃氣輪機監(jiān)測系統(tǒng)實時反饋的燃氣輪機的透平缸表面溫度確定出燃氣輪機當前的透平缸表面溫度的溫升率；
[0039]第三確定子模塊，用于根據(jù)所述燃氣輪機監(jiān)測系統(tǒng)實時反饋的燃氣輪機當前的透平缸表面溫度和所述燃氣輪機當前的透平缸表面溫度的溫升率確定出當前燃氣輪機的透平缸表面的熱應力；
[0040]第二比較子模塊，用于將所述燃氣輪機監(jiān)測系統(tǒng)實時反饋的燃氣輪機當前的透平缸表面溫度與預設的燃氣輪機的透平缸表面參考溫度進行比較，將所述燃氣輪機當前的透平缸表面溫度的溫升率與預設的燃氣輪機的透平缸表面溫度的參考溫升率進行比較，并將所述當前燃氣輪機的透平缸表面的熱應力與預設的參考熱應力進行比較；
[0041]第二修正子模塊，用于根據(jù)所述第二比較子模塊比較的結果，利用預設的修正準則和修正系數(shù)對當前燃料控制閥操作量進行修正。
[0042]可選地，在本發(fā)明燃氣輪機啟動控制系統(tǒng)的另一實施例中，所述溫升修正模塊包括:
[0043]第四確定子模塊，用于根據(jù)所述燃氣輪機監(jiān)測系統(tǒng)實時反饋的燃氣輪機的透平出口