專利名稱：燃燒設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃燒設(shè)備并且涉及具體地由燃?xì)鉁u輪機(jī)構(gòu)成的燃燒設(shè)備。燃燒設(shè)備被用于大量的不同環(huán)境，包括燃?xì)鉁u輪機(jī)、熔爐和鍋爐。
背景技術(shù)：
圖1以摘要方式示出了典型燃?xì)鉁u輪機(jī)設(shè)置的示例。燃?xì)鉁u輪機(jī)包括位于一端處的空氣入口 10，之后是壓縮機(jī)級(jí)11，在該壓縮機(jī)級(jí)11中入流空氣被壓縮以便用于一個(gè)或多個(gè)燃燒器12，所述燃燒器12圍繞渦輪機(jī)軸線13周向分布。燃料在14處被引入到燃燒器內(nèi)并且在此與離開壓縮機(jī)級(jí)11的一部分壓縮空氣混合。在燃燒器12中燃燒所產(chǎn)生的熱氣體在被一組渦輪機(jī)引導(dǎo)葉瓣16引導(dǎo)的過程中被引導(dǎo)到一組渦輪機(jī)葉片15，因此渦輪機(jī)葉片15和形成軸線13的軸轉(zhuǎn)動(dòng)。渦輪機(jī)葉片15繼而旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)級(jí)11的葉片，以使得一旦運(yùn)轉(zhuǎn)則壓縮空氣就由燃?xì)鉁u輪機(jī)本身供應(yīng)。圖2A中示意性示出典型燃燒器的一部分。(圖2B是沿圖2A所示的線III-III截取的截面)。燃燒器有四個(gè)部分前端部分20 (噴燃器)、旋流器部分21、噴燃器預(yù)燃室部分 22以及燃燒容積23。主要燃料借助于前端部分20通過管道M被引入到旋流器21中，而導(dǎo)引燃料通過在其端部具有導(dǎo)引燃料噴嘴四的管道25或者經(jīng)由一系列噴嘴或孔進(jìn)入噴燃器空間。主要和導(dǎo)引燃料流來自于燃料分流閥沈，用代表通向燃燒器的總體燃料供應(yīng)的燃料供應(yīng)27來供給該燃料分流閥26。主要燃料流通過一組主要燃料噴嘴(或噴射器) 進(jìn)入旋流器，由此其沿旋流器葉瓣30被引導(dǎo)，在該過程中與入流壓縮空氣相混合。得到的空氣 /燃料混合物維持噴燃器火焰30。來自這個(gè)火焰的熱空氣進(jìn)入燃燒容積23。燃?xì)鉁u輪機(jī)將通常包括多個(gè)這樣的燃燒器，在這種情況下主要和導(dǎo)引燃料流分配將通常如圖3所示。針對(duì)所有燃燒器的公共燃料供應(yīng)將被劃分成針對(duì)所有燃燒器的主要燃料供應(yīng)以及同樣針對(duì)所有燃燒器的導(dǎo)引燃料供應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
常見的問題在于，由于這種燃燒器內(nèi)產(chǎn)生的高溫，所以燃燒器的各組成部分具有過熱的風(fēng)險(xiǎn)，這能夠嚴(yán)重?fù)p壞燃燒器或至少損害其性能。而且，NOx排放(NOx代表如化合物NO和NO2的氮的氧化物)是主要考量。本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種燃燒設(shè)備，其減小這種過熱的風(fēng)險(xiǎn)并且針對(duì)于在寬操作范圍內(nèi)僅產(chǎn)生低排放。這個(gè)目標(biāo)是通過獨(dú)立權(quán)利要求實(shí)現(xiàn)的。從屬權(quán)利要求描述了本發(fā)明的有利改良和改型。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種燃燒設(shè)備，其包括
-通向燃燒設(shè)備以用于向燃燒設(shè)備提供總?cè)剂瞎?yīng)的燃料供應(yīng)管線； -至少一個(gè)噴燃器，其包括通向所述至少一個(gè)噴燃器的多個(gè)燃料供應(yīng)管線，通向所述至少一個(gè)噴燃器的所述多個(gè)燃料供應(yīng)管線中的燃料供應(yīng)對(duì)應(yīng)于通向所述設(shè)備的所述燃料供應(yīng)管線中的所述總?cè)剂瞎?yīng)；-與所述至少一個(gè)噴燃器關(guān)聯(lián)的燃燒容積；
-溫度傳感器，其位于所述設(shè)備內(nèi)以便能夠傳輸與所述設(shè)備中將要被保護(hù)以防過熱的部分相關(guān)的溫度信息；
-壓力傳感器，其能夠傳輸代表所述燃燒容積內(nèi)的壓力的壓力信息；以及 -控制設(shè)置?？刂圃O(shè)置被設(shè)置成基于溫度信息并基于壓力信息并基于其他信息來改變向所述至少一個(gè)噴燃器中的一個(gè)或更多個(gè)噴燃器的燃料供應(yīng)，所述其他信息指示出針對(duì)時(shí)間信息所定義的時(shí)間跨度的信號(hào)隨時(shí)間的進(jìn)程，以便保持要被保護(hù)的所述部分的溫度低于預(yù)定最大溫度限制，以及以便保持燃燒容積中的壓力變化低于預(yù)定最大壓力變化限制，同時(shí)保持通向設(shè)備的燃料供應(yīng)管線內(nèi)的總?cè)剂瞎?yīng)基本恒定。本發(fā)明的構(gòu)思是特別有利的，這是因?yàn)槟軌虮苊庠诓环€(wěn)定情況下或避免在導(dǎo)致在燃燒容積內(nèi)的表面上或噴燃器上施加過高溫度的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)所述設(shè)備。而且通過考慮到時(shí)間信息，可以在離散的時(shí)間點(diǎn)改變?nèi)剂瞎?yīng)并且保持離散時(shí)間點(diǎn)之間的燃料供應(yīng)不變。除此之外，還允許以如下方式頻繁地改變?nèi)剂瞎?yīng)，即操作點(diǎn)將接近但不處于特定操作范圍內(nèi)，例如接近產(chǎn)生較高壓力動(dòng)力(優(yōu)點(diǎn)在于將產(chǎn)生較少NOx)或產(chǎn)生高溫(優(yōu)點(diǎn)在于設(shè)備將提供穩(wěn)定燃燒)的操作點(diǎn)。另一方面，指示出信號(hào)隨時(shí)間的進(jìn)程的其他信息的賦值可以保證燃料供應(yīng)的變化不會(huì)以太頻繁的方式發(fā)生，從而允許穩(wěn)定進(jìn)行的操作模式而不會(huì)連續(xù)地改變?nèi)剂瞎?yīng)的閥設(shè)定并且避免了閥設(shè)定的振蕩。除此之外，通過賦值信號(hào)隨時(shí)間的進(jìn)程，可以忽略信號(hào)中可能存在的尖峰和噪聲。在第一實(shí)施例中，要被處理的信號(hào)可以代表負(fù)載信息和壓力信息中的一者，其中負(fù)載信息指示出燃燒設(shè)備的負(fù)載。這樣，能夠監(jiān)視在所述時(shí)間跨度上是否重復(fù)發(fā)生動(dòng)態(tài)壓力波動(dòng)，并且如果發(fā)生的話則能夠執(zhí)行改變?nèi)剂瞎?yīng)以便提供具有改良的動(dòng)態(tài)壓力波動(dòng)的操作的步驟。如果至少針對(duì)特定帶寬，動(dòng)態(tài)壓力波動(dòng)的數(shù)量或幅度減小，則能夠觀察到動(dòng)態(tài)壓力波動(dòng)的“改良”。在又一實(shí)施例中且在第一操作模式中，控制設(shè)置還可以被設(shè)置成以如下方式改變時(shí)間信息所限定的時(shí)間點(diǎn)處的燃料供應(yīng)，即使得要被保護(hù)的所述部分的溫度被調(diào)節(jié)成使預(yù)定最大溫度限制和溫度信息所代表的所述部分的溫度之間的差異不超過預(yù)定義溫度閾值。 這可以避免各部分的過熱。在又一實(shí)施例并且在第二操作模式中，控制設(shè)置可以進(jìn)一步被設(shè)置成以如下方式改變時(shí)間信息所限定的時(shí)間點(diǎn)處的燃料供應(yīng)，即使得壓力變化被調(diào)節(jié)成使預(yù)定最大壓力變化限制和壓力信息所代表的壓力變化或波動(dòng)之間的差不超過預(yù)定義壓力變化閾值。賦值可以例如經(jīng)由帶寬操作被限制到可以被看作是不利于穩(wěn)定操作的僅僅特定壓力頻帶，例如不利于穩(wěn)定操作的原因在于，觸及了燃燒值內(nèi)的共振頻率以及/或者壓力脈沖負(fù)面地影響火焰例如以致會(huì)導(dǎo)致熄火的風(fēng)險(xiǎn)。優(yōu)選地，控制設(shè)置可以進(jìn)一步被設(shè)置成通過針對(duì)時(shí)間信息所限定的時(shí)間跨度執(zhí)行信號(hào)的求平均或求和步驟從而賦值信號(hào)隨時(shí)間的進(jìn)程，具體地用于確定壓力或負(fù)載值在該時(shí)間跨度上的積分或確定壓力或負(fù)載值在該時(shí)間跨度上的平均值。在將要進(jìn)行求平均或求和步驟之前，信號(hào)可以被預(yù)處理，例如通過濾波器被預(yù)處理?？梢韵鄬?duì)于閾值處理積分。通過處理積分或平均值，能夠識(shí)別出燃燒設(shè)備的大體操作趨勢(shì)，并且如果操作進(jìn)入或處于不希望的區(qū)內(nèi)，則能夠通過改變?nèi)剂瞎?yīng)來采取對(duì)策。顯著優(yōu)點(diǎn)在于，通過這種操作，被賦值信號(hào)(例如壓力動(dòng)力或負(fù)載)中的信號(hào)尖峰或噪聲可以被忽略以使得僅在感知到處于不希望的區(qū)中的恒定且穩(wěn)定操作時(shí)開始改變?nèi)剂瞎?yīng)。在下文中，將更具體地討論上述第二操作模式，其中提供了接近預(yù)定最大壓力變化限制的操作。在優(yōu)選實(shí)施例中，控制設(shè)置可以進(jìn)一步被設(shè)置成通過基于壓力信息和時(shí)間信息進(jìn)行時(shí)間積分來確定時(shí)間積分值。具體地，可以僅在壓力信息代表下落到預(yù)定義另一壓力變化限制值之下的動(dòng)態(tài)壓力值時(shí)確定時(shí)間積分值。換言之，下落到預(yù)定義另一壓力變化限制值之下的動(dòng)態(tài)壓力值引發(fā)了對(duì)時(shí)間積分的賦值。對(duì)于這樣的設(shè)置而言，控制設(shè)置可以進(jìn)一步被設(shè)置成如果時(shí)間積分值超過(可能僅比較絕對(duì)值)預(yù)定義第一時(shí)間積分限制值則燃料供應(yīng)被改變第一變化值。特別地，如果時(shí)間積分表現(xiàn)出動(dòng)態(tài)壓力值持續(xù)地保持在第一時(shí)間積分限制值之上，則導(dǎo)引燃料供應(yīng)可以被增加以獲得更可靠的燃燒。除此之外，控制設(shè)置可以進(jìn)一步被設(shè)置成在燃料供應(yīng)的前一變化之后，如果壓力信息指示出壓力變化達(dá)到預(yù)定最大壓力變化限制，則燃料供應(yīng)改變第二變化值，以便至少部分地抵消第一變化值的燃料供應(yīng)變化。這是有利的，因?yàn)槿紵O(shè)備將不會(huì)在最大壓力變化限制處直接操作而是在距該限制一預(yù)定距離處操作。此外，操作可以被延長，以使得如果壓力信息指示出壓力變化低于預(yù)定最大壓力變化限制超過預(yù)定義壓力變化差，則燃料供應(yīng)改變第三變化值，有利地是沿與第一變化值相同的“方向”改變并且可能改變的值為第一變化值。這允許產(chǎn)生階梯型曲線，參見圖6A， 對(duì)此，操作保持成接近預(yù)定最大壓力變化限制。在下文中，仍然針對(duì)第二操作模式，將通過時(shí)間平均操作而不是先前描述的積分來賦值隨時(shí)間的進(jìn)程。除了動(dòng)態(tài)壓力之外，負(fù)載信息也能夠被賦值以作為隨時(shí)間的信號(hào)。特別地，燃燒設(shè)備可以進(jìn)一步包括位于設(shè)備中的可回轉(zhuǎn)軸和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載指示器以便能夠傳輸代表發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載或軸的扭矩或軸的回轉(zhuǎn)速度的負(fù)載信息。其他操作參數(shù)或這些參數(shù)的組合能夠被看作指示出發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載。這可以取決于實(shí)際的燃燒設(shè)備。有利地，控制設(shè)置可以進(jìn)一步被設(shè)置成針對(duì)時(shí)間信息所限定的時(shí)間跨度保持燃料供應(yīng)恒定并且收集該時(shí)間跨度期間的負(fù)載信息。因此，將避免對(duì)燃料供應(yīng)的過快校正。控制設(shè)置可以進(jìn)一步被設(shè)置成如果在時(shí)間跨度期間收集的負(fù)載信息的變化保持小于預(yù)定義負(fù)載閾值，例如時(shí)間跨度內(nèi)5%的負(fù)載變化，則在時(shí)間跨度的一段時(shí)移之后使得燃料供應(yīng)改變第一變化值。如果應(yīng)該接近預(yù)定最大壓力變化限制來操作燃燒，則燃料供應(yīng)的變化可導(dǎo)致導(dǎo)引燃料的減少。如上所述，控制設(shè)置可以進(jìn)一步被設(shè)置成在燃料供應(yīng)的前一變化之后，如果壓力信息指示出壓力變化到達(dá)了預(yù)定最大壓力變化限制，則燃料供應(yīng)改變第二變化值，從而至少部分抵消第一變化值的燃料供應(yīng)變化。如上所述，優(yōu)點(diǎn)在于，將不會(huì)在最大壓力變化限制處直接操作而是距該限制一預(yù)定義距離處操作燃燒設(shè)備。而且在不同方案中解釋進(jìn)一步的操作。具體而言，操作可以被延長，使得如果壓力信息指示出壓力變化低于預(yù)定最大壓力變化限制超過預(yù)定義壓力變化差，則燃料供應(yīng)改變第三變化值，有利地沿與第一變化值相同的“方向”改變并且可能改變的值為第一變化值。這允許產(chǎn)生階梯型曲線(見圖6A)，其中操作被保持成接近預(yù)定最大壓力變化限制。在下文中，將更加具體地討論上述第一操作模式，其中提供了接近預(yù)定最大溫度的操作。對(duì)于初始步驟，控制設(shè)置可以進(jìn)一步被設(shè)置成如果溫度信息指示出溫度達(dá)到了預(yù)定最大溫度限制，則燃料供應(yīng)改變第四變化值以便至少部分抵消第一變化值的燃料供應(yīng)變化。在這個(gè)變化之后，控制設(shè)置可以進(jìn)一步被設(shè)置成在時(shí)間信息限定的時(shí)間跨度上保持燃料供應(yīng)恒定并且收集該時(shí)間跨度期間的負(fù)載信息。如上所述，因此將避免對(duì)燃料供應(yīng)的過快校正?？刂圃O(shè)置可以進(jìn)一步被設(shè)置成如果在該時(shí)間跨度期間收集到的負(fù)載信息的變化保持低于預(yù)定負(fù)載閾值，例如時(shí)間跨度內(nèi)5%的負(fù)載變化，則在該時(shí)間跨度的一段時(shí)移之后使燃料供應(yīng)改變第一變化值。如果應(yīng)該接近預(yù)定最大溫度限制處進(jìn)行燃燒，則燃料供應(yīng)的變化會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)引燃料的增加。該過程可以以如下方式繼續(xù)，即控制設(shè)置可以進(jìn)一步被設(shè)置成如果溫度信息指示出溫度第二次或第更多次地再次達(dá)到預(yù)定最大溫度限制，則燃料供應(yīng)改變第五變化值，有利地是沿與第一變化值相同的“方向”改變并且可能改變的值為第一變化值。應(yīng)用多個(gè)前述設(shè)置將允許提供保持靠近預(yù)定最大溫度限制的操作。對(duì)于所有操作模式而言，下述結(jié)構(gòu)構(gòu)造是適用的并且會(huì)是有利的。例如，多個(gè)燃料供應(yīng)管線可以包括通向所述至少一個(gè)噴燃器中的每一個(gè)的第一主要燃料供應(yīng)管線和第二導(dǎo)引燃料供應(yīng)管線。此外，多個(gè)燃料供應(yīng)管線可以包括通向所述至少一個(gè)噴燃器中的每一個(gè)的第一和第二主要燃料供應(yīng)管線?？刂圃O(shè)置可以被設(shè)置成改變所述至少一個(gè)噴燃器中的至少一個(gè)中的第一和第二燃料供應(yīng)管線中的燃料供應(yīng)比例，同時(shí)將去往該噴燃器的總?cè)剂瞎?yīng)保持基本恒定?？商娲?，該設(shè)備可以包括多個(gè)噴燃器，并且控制設(shè)置可以被設(shè)置成改變一個(gè)噴燃器內(nèi)的第一和第二燃料供應(yīng)管線中的燃料供應(yīng)比例，且同時(shí)允許去往該噴燃器的總?cè)剂瞎?yīng)變化，去往該噴燃器的總?cè)剂瞎?yīng)的變化由去往另一個(gè)或多個(gè)噴燃器的總?cè)剂瞎?yīng)的相應(yīng)相反變化來補(bǔ)償。要被保護(hù)的部分可以是下述中的至少一者至少一個(gè)噴燃器的前面、至少一個(gè)噴燃器的預(yù)燃室壁、燃燒容積的壁以及位于噴燃器的旋流器腔室內(nèi)的噴管。溫度傳感器可以位于要被保護(hù)部分上或內(nèi)，所述要被保護(hù)部分可以是如下中的任一者至少一個(gè)噴燃器的前面、至少一個(gè)噴燃器的預(yù)燃室壁、燃燒容積的壁以及位于噴燃器的旋流器腔室內(nèi)的噴管。溫度傳感器可以定位成能夠感測(cè)進(jìn)入至少一個(gè)噴燃器的氣體的溫度?？商娲?， 在燃燒設(shè)備是燃?xì)鉁u輪機(jī)的情況下，其可以被定位在燃燒容積的下游端，以便能夠感測(cè)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉瓣的溫度。作為另一選擇，溫度傳感器可以定位在通向至少一個(gè)噴燃器的燃料供應(yīng)管線內(nèi)。燃燒設(shè)備可以是燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)并且燃燒容積可以包括燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒容積。可替代地，燃燒設(shè)備可以是鍋爐或熔爐。前文中，從結(jié)構(gòu)上限定了控制設(shè)置。還可能的是限定這種控制設(shè)置所執(zhí)行的方法步驟并且僅主張這些方法步驟。在此將不就此論述，因?yàn)槠浯蟛糠质侵貜?fù)的。無論如何，權(quán)禾Ij要求還可以被限定成賦值如溫度信息、壓力信息和負(fù)載信息的輸入信息以及控制燃料供應(yīng)設(shè)定的方法步驟。本領(lǐng)域技術(shù)人員將從上文和下述描述中得出，除非另有提示，否則屬于一種主題類型的特征的任意組合以及涉及不同主題的特征之間的任意組合，具體是產(chǎn)品權(quán)利要求的特征和方法權(quán)利要求的特征之間的任意組合，均被認(rèn)為被本申請(qǐng)所公開。從之后描述的實(shí)施例示例可以顯而易見到本發(fā)明的上述方面和其他方面，并且參考實(shí)施例示例解釋了各方面。


現(xiàn)在將參考附圖僅以示例方式描述本發(fā)明的實(shí)施例，附圖中 圖1是典型燃?xì)鉁u輪機(jī)的縱向截面圖2A是典型燃燒器的縱向截面圖，并且圖2B是沿圖2A的線III-III截取的截面圖； 圖3是表示具有多個(gè)燃燒器的典型燃?xì)鉁u輪機(jī)內(nèi)的主要和導(dǎo)引燃料供應(yīng)的來源的方框圖4是表示與本發(fā)明相關(guān)的用于不同負(fù)載值的主要/導(dǎo)引燃料分流的示圖； 圖5是被放置在根據(jù)本發(fā)明的燃燒設(shè)備內(nèi)的溫度和壓力傳感器的一種示例； 圖6表示了示出控制機(jī)構(gòu)的影響的示例性示圖。
具體實(shí)施例方式附圖中的圖示是示意性的。應(yīng)該注意到在不同附圖中類似或相同元件將使用相同附圖標(biāo)記。本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到可以通過改變通向燃燒器的主要/導(dǎo)引燃料供應(yīng)而不改變通向設(shè)備的總?cè)剂瞎?yīng)，從而防止由于燃燒區(qū)域內(nèi)的燃燒過程造成燃燒設(shè)備的組成部分的過熱。通常希望的是保持通向燃燒器(或一組燃燒器，其中具有一個(gè)以上的燃燒器)的恒定總?cè)剂瞎?yīng)，以便與施加在可以是例如燃?xì)鉁u輪機(jī)的設(shè)備上的恒定負(fù)載匹配。當(dāng)燃?xì)鉁u輪機(jī)上的負(fù)載改變時(shí)，則通常必須改變通向燃?xì)鉁u輪機(jī)的總?cè)剂瞎?yīng)(如果不采用其他方法的話)。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，在多個(gè)噴射點(diǎn)(主要燃料噴嘴(或噴射器) 和導(dǎo)引燃料噴嘴四， 如圖2、圖3和圖5所示)使用多個(gè)燃料供應(yīng)管線M、25 (見圖5)將燃料引入到燃?xì)鉁u輪機(jī)的燃燒室內(nèi)。燃料將被供給通過不同的燃料供應(yīng)管線(導(dǎo)引燃料供應(yīng)管線25和主要燃料供應(yīng)管25)，并且將由作為本發(fā)明控制設(shè)置36的所謂的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元通過閥門來控制分流比例。通常，經(jīng)由預(yù)定義燃料分流映射在不同負(fù)載上設(shè)定導(dǎo)引燃料供應(yīng)管線25和主要燃料供應(yīng)25之間的燃料噴射比，以便在整個(gè)操作范圍上實(shí)現(xiàn)最佳性能和NOx。根據(jù)本發(fā)明， 預(yù)定義燃料分流映射的使用被限于特定操作范圍，這是因?yàn)轭A(yù)定義燃料分流映射需要相對(duì)于低排放被設(shè)定于特別保守的水平以便確保全面的可操作性。在整個(gè)操作范圍上使用的預(yù)定義燃料分流映射的主要缺點(diǎn)在于，預(yù)定義燃料分流映射沒有考慮到可能由于例如環(huán)境溫度、制造容差和特定地點(diǎn)需求的改變而產(chǎn)生的發(fā)動(dòng)機(jī)特性的變化。此外，在預(yù)定義操作映射上有時(shí)會(huì)經(jīng)歷較窄的操作裕度，例如高的金屬溫度 (圖4上的區(qū)A)和大的燃燒器壓力波動(dòng)(圖4上的區(qū)B)彼此靠近的邊界處。
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圖4中示出了本發(fā)明內(nèi)在的構(gòu)思，圖4是負(fù)載相對(duì)于主要/導(dǎo)引燃料分流的示圖。 水平軸線在左手側(cè)代表低負(fù)載并且在右手側(cè)代表高負(fù)載。豎直軸線代表燃料分流，其中在豎直軸線的較高范圍處，經(jīng)由導(dǎo)引燃料供應(yīng)的燃料量較大。在豎直軸線的較小范圍處將標(biāo)示出經(jīng)由導(dǎo)引燃料供應(yīng)的燃料的量較小。豎直軸線沒有示出燃料供應(yīng)的絕對(duì)值而是與主要燃料供應(yīng)相比的導(dǎo)引燃料供應(yīng)的相對(duì)值。在附圖中，A表示的陰影區(qū)域代表一組工況，其中燃燒器的組成部分由于過熱而處于損壞的危險(xiǎn)。例如，可存在如下情況，其中特定主要-導(dǎo)引燃料分流將導(dǎo)致給定負(fù)載時(shí)燃燒器表面的過熱。因此，本發(fā)明針對(duì)給定負(fù)載試圖在主要和導(dǎo)引燃料流之間產(chǎn)生分離(分流)以便避開區(qū)域A。同時(shí)，本發(fā)明試圖保持操作遠(yuǎn)離區(qū)域B。對(duì)于一種特定情況來講，區(qū)域B代表一組工況，其中燃燒區(qū)域內(nèi)的動(dòng)態(tài)壓力振蕩的幅度是不希望地高。當(dāng)這種動(dòng)態(tài)壓力振蕩超過可接受水平時(shí)，燃?xì)鉁u輪機(jī)的操作和/或燃燒系統(tǒng)的機(jī)械壽命能夠受到嚴(yán)重?fù)p害。因此，還希望能夠保持遠(yuǎn)離區(qū)域B和區(qū)域A。這根據(jù)本發(fā)明來實(shí)現(xiàn)。動(dòng)態(tài)壓力振蕩的頻率取決于燃燒器的幾何構(gòu)造以及作為一部分的聲學(xué)系統(tǒng)的特性，并且可以從100 Hz以下到高達(dá)幾kHz的范圍。為了實(shí)現(xiàn)主要/導(dǎo)引燃料流分流的適當(dāng)變化，與燃燒器相關(guān)的適當(dāng)點(diǎn)的溫度和壓力振蕩借助于傳感器被監(jiān)測(cè)?，F(xiàn)在參考與圖2A相對(duì)應(yīng)的圖5，在此燃燒器設(shè)置中的溫度和壓力振蕩通過如下方式測(cè)量即首先將溫度傳感器32放置在燃燒器的關(guān)鍵部分上，之后將壓力傳感器33放置在燃燒容積23內(nèi)。在此示例中，關(guān)鍵部分是限定燃燒容積23的周向壁。來自兩個(gè)傳感器的輸出34和35被傳輸?shù)阶鳛榭刂圃O(shè)置的控制單元36。負(fù)載信息作為另一輸入38提供給控制單元36。負(fù)載信息可以代表可以連接到燃?xì)鉁u輪機(jī)的軸并由該軸驅(qū)動(dòng)的被驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的速度或功率輸出、該被驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)生成的功率、燃?xì)鉁u輪機(jī)的軸的旋轉(zhuǎn)速度或者該軸所提供的扭矩。負(fù)載信息還可以代表離開燃燒室的質(zhì)量流量。其可以來自于傳感器(圖5中未示出)或者可以源自于其他操作參數(shù)。負(fù)載信息還可以是上述定義的組合。基于經(jīng)由輸入/輸出34、35、38提供的信息，控制單元36通過經(jīng)由控制單元36的輸出37提供控制信號(hào)來控制通過閥沈的主要和導(dǎo)引燃料的比例。控制單元36包含處理設(shè)備來執(zhí)行適于將燃?xì)鉁u輪機(jī)的操作保持在圖4中的區(qū)域 A和B之間的安全區(qū)域內(nèi)的處理步驟。這種處理的示例將在下文中給出。在第一實(shí)施例中，將通過靠近代表具有大壓力波動(dòng)的操作點(diǎn)的區(qū)B運(yùn)行從而在 NOx大幅減少的情況下操作燃?xì)鉁u輪機(jī)。通過參考圖6A來解釋這種實(shí)施例。根據(jù)圖6，供應(yīng)給導(dǎo)引燃料噴嘴四的導(dǎo)引燃料和供應(yīng)給主要燃料噴嘴觀的主要燃料之間的分流遵循曲線60。曲線60針對(duì)低負(fù)載在區(qū)域61內(nèi)遵循預(yù)定義燃料分流映射并且針對(duì)高負(fù)載在區(qū)域63內(nèi)遵循預(yù)定義燃料分流映射。在中度負(fù)載的區(qū)域62內(nèi)，圖6示出了一個(gè)區(qū)域，其中如果將遵循預(yù)定義燃料分流映射則曲線60將遵循虛線。相比之下，由本發(fā)明構(gòu)思所得到的實(shí)際曲線在區(qū)域61、62、63中被示為實(shí)線并且“校正”燃料分流以便區(qū)A或 B均不是永久操作點(diǎn)。對(duì)于非常低的負(fù)載而言，向噴燃器提供高的導(dǎo)引燃料值。這種燃料分流將保持未被修改直到負(fù)載達(dá)到閾值C。閾值C定義了“啟動(dòng)負(fù)載”，其對(duì)應(yīng)于一發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載，認(rèn)為在該發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載之上必須運(yùn)行本發(fā)明處理過程的控制部分。如果負(fù)載超過閾值C，則預(yù)定義燃料分流映射限定了以如下方式改變主要/導(dǎo)引燃料分流，即使得導(dǎo)引燃料供應(yīng)減少并且主要燃料供應(yīng)增加。所述過程之后基本連續(xù)地重復(fù)以便遵循預(yù)定義燃料分流映射。如果負(fù)載超過閾值C或者可替代地在整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)，控制設(shè)置36被設(shè)置成讀取提供壓力信息的壓力傳感器33以及提供溫度信息的溫度傳感器32以及提供負(fù)載信息的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載指示器的輸出。在之后的時(shí)間段，溫度信息被收集并且與預(yù)定最大溫度限制進(jìn)行比較。除此之外， 壓力信息被收集并且與預(yù)定最大壓力變化限制進(jìn)行比較。如果這些條件中的任一為真，則啟動(dòng)根據(jù)本發(fā)明的主動(dòng)導(dǎo)引控制處理過程。如果不是這樣，則針對(duì)來自離默認(rèn)設(shè)定的任意變化來檢查主要/導(dǎo)引流動(dòng)分流映射。作為圖6A所示的第一示例，現(xiàn)在假定燃料供應(yīng)遵循主要/導(dǎo)引流動(dòng)分流映射并且在某一點(diǎn)處負(fù)載增大從而開始侵入?yún)^(qū)域A。這在圖6A中示為點(diǎn)72。在這些情況下，溫度信息參數(shù)將超過許用最大值，即預(yù)定最大溫度限制。因此，開始特定的主動(dòng)導(dǎo)引控制，并且分流被遞減至假定點(diǎn)73。壓力動(dòng)態(tài)信號(hào)被進(jìn)一步監(jiān)控并且作為壓力信息被提供給控制設(shè)置 36。如果壓力信息代表在特定預(yù)定義值之下的壓力動(dòng)態(tài)值，則在時(shí)間信息限定的時(shí)間上計(jì)算壓力動(dòng)態(tài)值上的時(shí)間積分。這個(gè)時(shí)間積分對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的其他信息，其指示出信號(hào)隨時(shí)間的進(jìn)程，該信號(hào)是壓力動(dòng)態(tài)值。如果這個(gè)時(shí)間積分值超過預(yù)定義第一時(shí)間積分限制值，則本發(fā)明的燃料分流控制將以設(shè)定比例減小導(dǎo)引燃料直到觸及區(qū)B (點(diǎn)74)。如果觸及到區(qū) B，則導(dǎo)引燃料將稍微增加(75)從而是在區(qū)A和區(qū)B之間的目標(biāo)區(qū)域內(nèi)、但靠近區(qū)B的操作點(diǎn)ο可以在曲線和給定動(dòng)態(tài)壓力限制之間進(jìn)行積分。對(duì)于最小限制而言，如果要計(jì)算的積分將產(chǎn)生負(fù)值的話(在這種情況下計(jì)算區(qū)域在曲線和限制之間并且曲線低于限制)，則還會(huì)使用積分的求逆。對(duì)于動(dòng)態(tài)壓力值而言，還可關(guān)注于特定頻帶。在構(gòu)建積分之前，可以例如通過施加帶寬算符從而僅考慮特定頻帶。這樣，例如可關(guān)注于會(huì)導(dǎo)致熄火的壓力頻率。在已經(jīng)進(jìn)行了這些步驟之后，只要負(fù)載保持恒定，則不再進(jìn)行進(jìn)一步的主要/導(dǎo)引燃料分流改變。從這點(diǎn)開始，作為一種可能的實(shí)施例，不再進(jìn)行燃料分流調(diào)整，直到觸及區(qū)A、區(qū)B 或默認(rèn)燃料分流映射?？商娲?，進(jìn)一步的燃料分流調(diào)整可以是可能的并且是有利的。可以監(jiān)控負(fù)載變化，這能夠經(jīng)由提供給控制設(shè)置36的負(fù)載信息被分析出。一旦負(fù)載已經(jīng)增加了預(yù)定義值， 或者與負(fù)載無關(guān)只是簡(jiǎn)單地等待了預(yù)定義時(shí)間，則將再次執(zhí)行針對(duì)點(diǎn)72開始的上述處理過程。這將多次迭代地被執(zhí)行并且燃料分流可以被更新以便燃?xì)鉁u輪機(jī)的操作點(diǎn)保持靠近區(qū)B。這能夠通過圖6A在區(qū)域62內(nèi)的左手側(cè)上的階梯狀曲線看出?？墒褂煤罄m(xù)多個(gè)迭代來繼續(xù)這種操作模式。如果到達(dá)上負(fù)載限制或最小導(dǎo)引燃料供應(yīng)設(shè)定(點(diǎn)70)則可以結(jié)束這種處理過程。之后，主要/導(dǎo)引燃料分流可以保持不變(參見區(qū)域62的右手側(cè)上的曲線)直到可以再次在區(qū)域63遵循默認(rèn)燃料分流(從點(diǎn)71開始)。在第一示例中，構(gòu)建時(shí)間積分?，F(xiàn)在在第二示例中，示出不同的實(shí)施方式。再次參考圖6A。
根據(jù)這種第二示例，再次假定燃料供應(yīng)遵循主要/導(dǎo)引流動(dòng)分流映射并且在某一點(diǎn)處負(fù)載增加從而開始侵入?yún)^(qū)域A (點(diǎn)72)。在這些情況下，溫度信息參數(shù)將超過許用最大值，即預(yù)定最大溫度限制。因此，開始特定的主動(dòng)導(dǎo)引控制，并且分流被遞減至假定點(diǎn)73。 從這個(gè)時(shí)間點(diǎn)開始，將針對(duì)時(shí)間信息所限定的時(shí)間跨度(例如15至30分鐘)監(jiān)控工況。根據(jù)本發(fā)明，在這個(gè)時(shí)間跨度上，將監(jiān)控操作負(fù)載并且在負(fù)載上建立時(shí)間平均，負(fù)載上的時(shí)間平均可以是指示出隨時(shí)間進(jìn)程的進(jìn)一步信息。如果時(shí)間平均值保持相對(duì)恒定，例如具有最高達(dá)5%的變化，則控制處理過程將以設(shè)定比例減小導(dǎo)引分流并且將重啟前面的監(jiān)控時(shí)間跨度上的負(fù)載和建立時(shí)間平均的時(shí)間值的步驟。這個(gè)處理過程將迭代地持續(xù)并且本發(fā)明的燃料分流控制將以設(shè)定比例減小導(dǎo)弓丨燃料直到觸及區(qū)B (點(diǎn)74)。如果觸及了區(qū)B，則導(dǎo)引燃料將稍微增加(75)從而是在區(qū)A和區(qū)B之間的目標(biāo)區(qū)域內(nèi)、但靠近區(qū)B的操作點(diǎn)。在已經(jīng)進(jìn)行了這些步驟之后，只要負(fù)載保持恒定，則不再執(zhí)行進(jìn)一步的主要/導(dǎo)引燃料分流改變。從這點(diǎn)開始，也不執(zhí)行燃料分流調(diào)整，直到觸及區(qū)A、區(qū)B或默認(rèn)燃料分流映射?？商娲?，進(jìn)一步的燃料分流調(diào)整可以是可能的?？梢员O(jiān)控負(fù)載變化，這能夠經(jīng)由提供給控制設(shè)置36的負(fù)載信息被分析出。一旦負(fù)載已經(jīng)增加了預(yù)定義值，或者與負(fù)載無關(guān)只是簡(jiǎn)單地等待了預(yù)定義時(shí)間，則將再次執(zhí)行針對(duì)點(diǎn)72開始的上述處理過程。這被多次迭代地執(zhí)行以便燃?xì)鉁u輪機(jī)的操作點(diǎn)保持靠近區(qū)B。這能夠通過圖6A在區(qū)域62內(nèi)的左手側(cè)上的階梯狀曲線看出。可使用后續(xù)多個(gè)迭代來繼續(xù)這種操作模式。如果到達(dá)上負(fù)載限制或最小導(dǎo)引燃料供應(yīng)設(shè)定(點(diǎn)70)則可以結(jié)束這種處理過程。之后，主要/導(dǎo)引燃料分流可以保持不變(參見區(qū)域62的右手側(cè)上的曲線)直到可以再次在區(qū)域63內(nèi)遵循默認(rèn)燃料分流(從點(diǎn)71開始)。第一和第二示例示出了只要觸及點(diǎn)72就開始的處理過程。作為進(jìn)一步的改型，這個(gè)處理過程可以在啟動(dòng)負(fù)載點(diǎn)C處就已經(jīng)開始，以便在整個(gè)負(fù)載范圍上燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)都將靠近區(qū)B并且因此關(guān)于NOx排氣被優(yōu)化。作為又一改型，處理過程可以開始于曲線60上的任意給定點(diǎn)處，甚至曲線60不與區(qū)A相交。在第三實(shí)施例中，將通過靠近區(qū)A運(yùn)行從而在發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性增加的情況下操作燃?xì)鉁u輪機(jī)，其中區(qū)A代表噴燃器20和燃燒室的特定表面上存在高溫時(shí)的操作點(diǎn)。特別是如果壓力傳感器或換能器信號(hào)失效以及/或者燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)在主要具有燃燒動(dòng)態(tài)問題的給定部位運(yùn)行，則靠近區(qū)A運(yùn)行可以是使得燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)最可靠運(yùn)轉(zhuǎn)的一種選擇。參考圖6B解釋了這種實(shí)施例。根據(jù)這種第二示例，假定燃料供應(yīng)遵循主要/導(dǎo)引流動(dòng)分流映射并且在某一點(diǎn)處負(fù)載增加從而開始侵入?yún)^(qū)域A (點(diǎn)72)。在這些情況下，溫度信息參數(shù)將超過許用最大值， 即預(yù)定最大溫度限制。因此，開始特定的主動(dòng)導(dǎo)引控制，并且分流被遞減至假定點(diǎn)73。從這個(gè)時(shí)間點(diǎn)開始，將針對(duì)時(shí)間信息所限定的時(shí)間跨度(例如15至30分鐘)監(jiān)控工況。在這個(gè)時(shí)間跨度上，將監(jiān)控操作負(fù)載并且在負(fù)載上建立時(shí)間平均。如果時(shí)間平均值保持相對(duì)恒定，例如具有最高達(dá)5%的變化，則控制處理過程將以設(shè)定比例再次增加導(dǎo)引分流并且將重啟前面的監(jiān)控時(shí)間跨度上的負(fù)載和建立時(shí)間平均的時(shí)間值的步驟。監(jiān)控負(fù)載和遞增導(dǎo)引分流的處理過程將迭代地持續(xù)并且本發(fā)明的燃料分流控制因此將以設(shè)定比例增加導(dǎo)引燃料直到觸及區(qū)A (點(diǎn)74)。如果觸及了區(qū)A，則導(dǎo)引燃料將稍微減小(75)從而是在區(qū)A和區(qū)B之間的目標(biāo)區(qū)域內(nèi)、但靠近區(qū)A的操作點(diǎn)。在已經(jīng)進(jìn)行了這些步驟之后，只要負(fù)載保持恒定，則不再執(zhí)行進(jìn)一步的主要/導(dǎo)引燃料分流改變。從這點(diǎn)開始，也可以不進(jìn)行燃料分流調(diào)整，直到觸及區(qū)A、區(qū)B或默認(rèn)燃料分流映射?？商娲兀M(jìn)一步的燃料分流調(diào)整可以是可能的?？梢员O(jiān)控負(fù)載變化，這能夠經(jīng)由提供給控制設(shè)置36的負(fù)載信息被分析出。一旦負(fù)載已經(jīng)增加了預(yù)定義值，或者與負(fù)載無關(guān)只是簡(jiǎn)單地等待了預(yù)定義時(shí)間或觸及區(qū)A時(shí)，則將再次執(zhí)行針對(duì)點(diǎn)72開始的所公開的上述處理過程。這將多次迭代地被執(zhí)行以便燃?xì)鉁u輪機(jī)的操作點(diǎn)保持靠近區(qū)A。這能夠通過圖 6B在區(qū)域62內(nèi)的左手側(cè)上的階梯狀曲線看出。可使用后續(xù)多個(gè)迭代來繼續(xù)這種操作模式。如果到達(dá)上負(fù)載限制或最小導(dǎo)引燃料供應(yīng)設(shè)定(點(diǎn)70)則可以結(jié)束這種處理過程。之后，主要/導(dǎo)引燃料分流可以保持不變(參見區(qū)域62的右手側(cè)上的曲線)直到可以再次在區(qū)域63內(nèi)遵循默認(rèn)燃料分流(從點(diǎn)71開始)。給定示例是特別有利的，因?yàn)樵谝环N操作模式下，將在最小可實(shí)現(xiàn)的NOx的情況下且同時(shí)運(yùn)行可靠地來運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)。除此之外，如果在預(yù)定義時(shí)間段上發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行則所解釋的操作模式中的一種將試圖減小NOx?？商娲兀跓犭娕夹盘?hào)失效的情況下，能夠臨時(shí)地在接近區(qū)B處運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)。在燃燒動(dòng)態(tài)探頭信號(hào)失效的情況下，能夠臨時(shí)地在接近區(qū)A處運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)。這允許穩(wěn)定操作直到燃?xì)鉁u輪機(jī)的下一次例行檢驗(yàn)，即使在監(jiān)控設(shè)備失效的情況下亦可。作為另一優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明還能夠用于發(fā)動(dòng)機(jī)的改良測(cè)試期間以便定義發(fā)動(dòng)機(jī)特定燃料調(diào)度和最低NOx。已經(jīng)在圖5中示出了放置溫度和壓力傳感器的一種示例。可以預(yù)見多種其他位置。可能的是，溫度傳感器32可以被嵌置在噴燃器的前面39之后。因此，在這種情況下被保護(hù)以防過熱的部件是噴燃器的前面。可替代地，溫度傳感器32可以被嵌置在預(yù)燃室22 的壁內(nèi)或燃燒容積23的壁段內(nèi)。因此，在這兩種情況下，要被保護(hù)以防過熱的部件分別是預(yù)燃室壁和燃燒容積的前壁。作為又一種可能位置，對(duì)于溫度傳感器32而言，其可以被提供在位于旋流器腔室內(nèi)的噴燃器噴管的端部處。溫度傳感器優(yōu)選地位于噴管尖端，因?yàn)檫@是噴管最容易過熱的部分。在所有上述示例中，溫度傳感器已經(jīng)被安裝在針對(duì)過熱被監(jiān)控的部件內(nèi)或上。不過，可替代地，可能的是將溫度傳感器與部件本身分開安裝，但是處于其能夠無論如何形成對(duì)于部件溫度的等同測(cè)量的位置。例如，溫度傳感器32位于燃燒器外側(cè)以便能夠測(cè)量壓縮機(jī)排氣區(qū)域內(nèi)空氣的溫度。溫度傳感器可以是用于控制燃?xì)鉁u輪機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)儀器的一部分。 這種設(shè)置允許例如噴燃器和燃燒器的其他部分或燃燒器附近的部件得到保護(hù)而不過熱。這種設(shè)置的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于傳感器容易被接近并且信號(hào)已經(jīng)可用。在這種情況下，控制被用來防止發(fā)生高動(dòng)態(tài)壓力振蕩，在一些系統(tǒng)中高動(dòng)態(tài)壓力振蕩對(duì)于火焰的位置具有影響。這繼而能夠提供關(guān)于部件內(nèi)的金屬溫度的信息。作為另一可替代方案，溫度傳感器可以位于燃燒器的罩內(nèi)并且在冷卻空氣出口的下游，而壓力傳感器還可以位于罩空間內(nèi)。當(dāng)流動(dòng)以特定頻率改變方向時(shí)發(fā)生動(dòng)態(tài)壓力振蕩。因此，根據(jù)系統(tǒng)的聲學(xué)特性，可以在(通過噴燃器)連接到振蕩源(即火焰釋放的熱)的容積內(nèi)的燃燒容積外部記錄振蕩。動(dòng)態(tài)壓力傳感器可以位于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的殼體內(nèi)的其他位置，即使是在燃燒室之外亦可，只要該位置提供與燃燒室內(nèi)的壓力特性對(duì)應(yīng)的壓力特性即可。作為另一構(gòu)造，溫度傳感器可以位于燃燒容積的非常下游端，以便形成與第一渦輪葉瓣的溫度對(duì)應(yīng)的測(cè)量，在這種情況下該第一渦輪葉瓣是要被保護(hù)的部件。該渦輪葉瓣處的溫度曲線受燃料分配且因而受導(dǎo)引和主要燃料供應(yīng)之間的分流影響。因此可以在葉瓣的表面上的金屬溫度和燃料分流閥的設(shè)定之間看到直接的關(guān)聯(lián)。在又一可能設(shè)置中，溫度傳感器可以被定位成測(cè)量向燃料分流閥提供的燃料供應(yīng)的溫度。壓力傳感器可以位于燃燒容積的上游部分內(nèi)。在這種燃燒系統(tǒng)中，通過具體工況， 更具體地通過例如壓縮機(jī)下游的空氣溫度或燃料溫度的參數(shù)，來觸發(fā)壓力振蕩。在開始脈沖時(shí)，這指示出火焰已經(jīng)運(yùn)動(dòng)到燃燒器內(nèi)的某個(gè)位置。在某些系統(tǒng)中的這個(gè)位置對(duì)應(yīng)于增加的熱傳遞，這會(huì)增加要被保護(hù)的部件的金屬溫度。因此，通過監(jiān)測(cè)燃料溫度，算法作用于將火焰移回到更安全的區(qū)。至今已經(jīng)假定，控制在單個(gè)噴燃器內(nèi)的主要和導(dǎo)引燃料之間的燃料分流。不過，還可以具有通往燃燒器的多于一個(gè)的主要供應(yīng)，在這種情況下，可以顯著地限制導(dǎo)引的使用， 或者甚至沒有導(dǎo)引。在這種情況下，本發(fā)明將控制通往燃燒器的兩個(gè)或更多個(gè)主要燃料供應(yīng)之間的分流，同時(shí)保持通往燃燒器的總供應(yīng)恒定，如前面所述那樣。在燃?xì)鉁u輪機(jī)內(nèi)存在多于一個(gè)的燃燒器時(shí)出現(xiàn)另一種可能情況。在這種情況下，可以想到在一個(gè)燃燒器內(nèi)主要和導(dǎo)引(或兩個(gè)或更多個(gè)主要供應(yīng))之間的分流可包括供應(yīng)給該燃燒器的燃料總量的變化 (即總量不保持恒定)，只要供應(yīng)到一個(gè)或更多個(gè)其他燃燒器的燃料總量被調(diào)節(jié)以便補(bǔ)償即可。因此，這還意味著對(duì)于特定負(fù)載而言，通往整個(gè)燃燒設(shè)備的總?cè)剂瞎?yīng)保持恒定。雖然已經(jīng)主要結(jié)合燃?xì)鉁u輪機(jī)來描述了本發(fā)明，不過本發(fā)明還可以用于其他與燃燒相關(guān)的環(huán)境，例如熔爐或鍋爐。已經(jīng)提到，被監(jiān)控的兩個(gè)主要參數(shù)是溫度和壓力。不過還可以監(jiān)控其他“競(jìng)爭(zhēng)”參數(shù)并且在算法中將其用作參數(shù)X和Y?！案?jìng)爭(zhēng)”指的是參數(shù)對(duì)于工況具有“推-拉”作用，一方面使其更加靠近區(qū)域A并且另一方面使其更加靠近區(qū)域B。可以被監(jiān)控的一種這樣的參數(shù)是排放物，例如NOx。為了總結(jié)不同實(shí)施例，提供處理過程來基于例如噴燃器的金屬溫度和燃燒動(dòng)態(tài)讀數(shù)來調(diào)節(jié)燃料調(diào)度(導(dǎo)引分流)。要被賦值的參數(shù)是金屬溫度、燃燒動(dòng)態(tài)讀數(shù)、發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)鐘時(shí)間和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載或發(fā)電機(jī)速度。為了控制主要/導(dǎo)引燃料分流，使用逆積分技術(shù)或時(shí)間平均技術(shù)來接近距圖6上的區(qū)A或B的一個(gè)邊界，從而得到理想操作點(diǎn)。如果NOx是主要興趣，則燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)能夠靠近區(qū)B可靠運(yùn)行。然而，如果發(fā)動(dòng)機(jī)在具有已知燃燒動(dòng)態(tài)問題的特定地點(diǎn)運(yùn)行，則這種技術(shù)能夠被用于驅(qū)使發(fā)動(dòng)機(jī)以便靠近區(qū)A運(yùn)行。逆積分應(yīng)用到代表金屬溫度或壓力的信號(hào)之一。其將計(jì)算時(shí)間積分(在預(yù)定義限制之下)并且如果積分值被滿足，則將改變(增加或減小)導(dǎo)引分流以便接近區(qū)A或B中的一者。上述方法將總是試圖保持被連續(xù)監(jiān)控的信號(hào)之一(噴燃器金屬溫度或壓力動(dòng)態(tài))在兩個(gè)限制之內(nèi)，即針對(duì)壓力或溫度預(yù)定義的最大值和針對(duì)積分預(yù)定義的最小值之間。時(shí)間平均將應(yīng)用到例如負(fù)載或發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(對(duì)于雙軸構(gòu)造而言)的參數(shù)以便識(shí)別出燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)是否在平均階段穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。如果是，則將改變(增加或減小)導(dǎo)引分流以便接近區(qū)A或B中的一者。 對(duì)于所有實(shí)施例而言并且根據(jù)本發(fā)明，有利的是能夠找到一種操作模式，其中用于燃料供應(yīng)的閥門改變次數(shù)能夠被保持成最小，以便不會(huì)連續(xù)發(fā)生燃料分流的更新。這允許燃燒的穩(wěn)定進(jìn)行的操作。
權(quán)利要求
1.一種燃燒設(shè)備，具體是燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，包括-通往所述燃燒設(shè)備以便向該燃燒設(shè)備提供總?cè)剂瞎?yīng)的燃料供應(yīng)管線(27);-至少一個(gè)噴燃器(20)，其包括通往所述至少一個(gè)噴燃器(20)的多個(gè)燃料供應(yīng)管線 (24、25)，通往所述至少一個(gè)噴燃器(20)的所述多個(gè)燃料供應(yīng)管線(24、25)中的燃料供應(yīng)對(duì)應(yīng)于通往所述設(shè)備的所述燃料供應(yīng)管線(27)中的所述總?cè)剂瞎?yīng)；-與所述至少一個(gè)噴燃器(20)關(guān)聯(lián)的燃燒容積(23)；-溫度傳感器(32)，位于所述設(shè)備內(nèi)以便能夠傳輸與該設(shè)備的要被保護(hù)以防過熱的部分(31)相關(guān)的溫度信息；-壓力傳感器(33)，以便能夠傳輸代表所述燃燒容積(23)內(nèi)的壓力的壓力信息；以及-控制設(shè)置(36)，被設(shè)置成基于所述溫度信息和所述壓力信息和其他信息來改變通往所述至少一個(gè)噴燃器(20)中的一個(gè)或更多個(gè)的燃料供應(yīng)，所述其他信息指示出針對(duì)時(shí)間信息限定的時(shí)間跨度的信號(hào)隨時(shí)間的進(jìn)程，以便保持要被保護(hù)的所述部分(31)的溫度低于預(yù)定最大溫度限制，以便保持所述燃燒容積(23)內(nèi)的壓力變化低于預(yù)定最大壓力變化限制，同時(shí)保持通往所述設(shè)備的所述燃料供應(yīng)管線(27)中的所述總?cè)剂瞎?yīng)基本恒定。
2.如權(quán)利要求1所述的燃燒設(shè)備，其中所述控制設(shè)置(36)進(jìn)一步被設(shè)置成使得要被處理的信號(hào)代表負(fù)載信息和所述壓力信息中的一者，所述負(fù)載信息指示出所述燃燒設(shè)備的負(fù)載。
3.如權(quán)利要求1至2中任一權(quán)利要求所述的燃燒設(shè)備，其中在第一操作模式中，所述控制設(shè)置(36)進(jìn)一步被設(shè)置成使得以如下方式改變由所述時(shí)間信息限定的時(shí)間點(diǎn)處的燃料供應(yīng)，即使得要被保護(hù)的所述部分(31)的溫度被調(diào)節(jié)成使得所述預(yù)定最大溫度限制和所述溫度信息代表的所述部分(31)的溫度之間的差不超過預(yù)定義溫度閾值。
4.如權(quán)利要求1至2中任一權(quán)利要求所述的燃燒設(shè)備，其中在第二操作模式中，所述控制設(shè)置(36)進(jìn)一步被設(shè)置成使得以如下方式改變由所述時(shí)間信息限定的時(shí)間點(diǎn)處的燃料供應(yīng)，即使得所述壓力變化被調(diào)節(jié)成使得所述預(yù)定最大壓力變化限制和所述壓力信息代表的壓力變化之間的差不超過預(yù)定義壓力變化閾值。
5.如權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求所述的燃燒設(shè)備，其中所述控制設(shè)置(36)進(jìn)一步被設(shè)置成使得通過執(zhí)行針對(duì)所述時(shí)間信息限定的時(shí)間跨度對(duì)信號(hào)的求平均或求和步驟，具體地以便確定在該時(shí)間跨度上壓力或負(fù)載值的積分或者以便確定在該時(shí)間跨度上的壓力或負(fù)載值的平均值，從而賦值該信號(hào)隨時(shí)間的進(jìn)程。
6.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求5所述的燃燒設(shè)備，其中所述控制設(shè)置(36)進(jìn)一步被設(shè)置成使得通過基于所述壓力信息和所述時(shí)間信息來執(zhí)行時(shí)間積分從而確定時(shí)間積分值。
7.如權(quán)利要求6所述的燃燒設(shè)備，其中所述控制設(shè)置(36)進(jìn)一步被設(shè)置成使得如果所述壓力信息代表低于另一預(yù)定義壓力變化限制值的動(dòng)態(tài)壓力值則確定所述時(shí)間積分值。
8.如權(quán)利要求6或權(quán)利要求7所述的燃燒設(shè)備，其中所述控制設(shè)置(36)進(jìn)一步被設(shè)置成使得如果所述時(shí)間積分值超過預(yù)定義第一時(shí)間積分限制值則使得所述燃料供應(yīng)改變第一變化值。
9.如權(quán)利要求1至5中任一權(quán)利要求所述的燃燒設(shè)備，還包括 -可回轉(zhuǎn)軸；-發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載指示器，其位于所述設(shè)備內(nèi)以便能夠傳輸代表發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載或所述軸的扭矩或所述軸的回轉(zhuǎn)速度的負(fù)載信息。
10.如權(quán)利要求9所述的燃燒設(shè)備，其中所述控制設(shè)置(36)進(jìn)一步被設(shè)置成使得針對(duì)所述時(shí)間信息限定的時(shí)間跨度保持所述燃料供應(yīng)恒定并且收集在該時(shí)間跨度期間的負(fù)載 fn息ο
11.如權(quán)利要求10所述的燃燒設(shè)備，其中所述控制設(shè)置(36)進(jìn)一步被設(shè)置成使得如果在所述時(shí)間跨度期間收集的負(fù)載信息的變化保持低于預(yù)定義負(fù)載閾值，則在該時(shí)間跨度的一段時(shí)移之后使得所述燃料供應(yīng)改變第一變化值。
12.如權(quán)利要求8或權(quán)利要求11所述的燃燒設(shè)備，其中所述控制設(shè)置(36)進(jìn)一步被設(shè)置成使得如果所述壓力信息指示出壓力變化已經(jīng)達(dá)到所述預(yù)定最大壓力變化限制，則燃料供應(yīng)改變第二變化值以便至少部分地抵消所述第一變化值的燃料供應(yīng)變化。
13.如權(quán)利要求1至12中任一權(quán)利要求所述的燃燒設(shè)備，其中所述控制設(shè)置(36)進(jìn)一步被設(shè)置成使得如果所述壓力信息指示出壓力變化低于所述預(yù)定最大壓力變化限制超過預(yù)定義壓力變化差，則所述燃料供應(yīng)改變第三變化值。
14.如權(quán)利要求11所述的燃料設(shè)備，其中所述控制設(shè)置(36)進(jìn)一步被設(shè)置成使得如果所述溫度信息指示出溫度達(dá)到所述預(yù)定最大溫度限制，則燃料供應(yīng)改變第四變化值以便至少部分地抵消所述第一變化值的燃料供應(yīng)變化。
15.如權(quán)利要求1至14中任一權(quán)利要求所述的燃燒設(shè)備，其中所述控制設(shè)置(36)進(jìn)一步被設(shè)置成使得如果所述溫度信息指示出溫度第二次或第更多次地達(dá)到所述預(yù)定最大溫度限制，則燃料供應(yīng)改變第五變化值。
16.如權(quán)利要求1至15中任一權(quán)利要求所述的燃燒設(shè)備，其中所述多個(gè)燃料供應(yīng)管線 (M、25)包括通往所述至少一個(gè)噴燃器(20)中的每一個(gè)的第一主要燃料供應(yīng)管線(24)和第二導(dǎo)引燃料供應(yīng)管線(25)。
17.如權(quán)利要求1至15中任一權(quán)利要求所述的燃燒設(shè)備，其中所述多個(gè)燃料供應(yīng)管線 (24,25)包括通往所述至少一個(gè)噴燃器(20)中的每一個(gè)的第一和第二主要燃料供應(yīng)管線 (24)。
18.如權(quán)利要求16或權(quán)利要求17所述的燃燒設(shè)備，其中所述設(shè)備包括多個(gè)噴燃器 (20 )并且所述控制設(shè)置(36 )被設(shè)置成改變一個(gè)噴燃器(20 )內(nèi)所述第一和第二燃料供應(yīng)管線(24、25)中的燃料供應(yīng)的比例且同時(shí)允許通往這個(gè)噴燃器(20)的總?cè)剂瞎?yīng)改變，通往這個(gè)噴燃器(20)的總?cè)剂瞎?yīng)的變化由通往另一個(gè)或更多個(gè)噴燃器(20)的總?cè)剂瞎?yīng)中的相應(yīng)相反變化來補(bǔ)償。
全文摘要
本發(fā)明涉及燃燒設(shè)備，具體是燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其包括通往所述燃燒設(shè)備以便向該燃燒設(shè)備提供總?cè)剂瞎?yīng)的燃料供應(yīng)管線(27)；至少一個(gè)噴燃器(20)，其包括通往所述至少一個(gè)噴燃器(20)的多個(gè)燃料供應(yīng)管線(24、25)，通往所述至少一個(gè)噴燃器(20)的所述多個(gè)燃料供應(yīng)管線(24、25)中的燃料供應(yīng)對(duì)應(yīng)于通往所述設(shè)備的所述燃料供應(yīng)管線(27)中的所述總?cè)剂瞎?yīng)；與所述至少一個(gè)噴燃器(20)關(guān)聯(lián)的燃燒容積(23)；溫度傳感器(32)，位于所述設(shè)備內(nèi)以便能夠傳輸與該設(shè)備的要被保護(hù)以防過熱的部分(31)相關(guān)的溫度信息；壓力傳感器(33)，以便能夠傳輸代表所述燃燒容積(23)內(nèi)的壓力的壓力信息；以及控制設(shè)置(36)。該控制設(shè)置(36)被設(shè)置成基于所述溫度信息和所述壓力信息和其他信息來改變通往所述至少一個(gè)噴燃器(20)中的一個(gè)或更多個(gè)的燃料供應(yīng)，所述其他信息指示出針對(duì)時(shí)間信息限定的時(shí)間跨度的信號(hào)隨時(shí)間的進(jìn)程，以便維持將要被保護(hù)的所述部分(31)的溫度低于預(yù)定最大溫度限制，并且保持燃燒容積(23)內(nèi)的壓力變化低于預(yù)定最大壓力變化限制，同時(shí)保持通往所述設(shè)備的燃料供應(yīng)管線(27)內(nèi)的總?cè)剂瞎?yīng)基本恒定。
文檔編號(hào)F23N5/10GK102549342SQ200980161869
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2009年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月9日
發(fā)明者G.布拉特, R.麥克米蘭 申請(qǐng)人:西門子公司