息可包括各種燃氣渦輪構(gòu)件(例如，轉(zhuǎn)子、殼、輪葉、噴嘴和過渡件)的燃氣渦輪金屬溫度。在一些實施例中，模型78可包括信息，諸如各種渦輪構(gòu)件的應(yīng)力/應(yīng)變曲線等。同樣，模型78可使用上面論述的信息來計算各種位置處的金屬溫度，諸如關(guān)鍵位置(例如，對燃氣渦輪系統(tǒng)10的運行而言重要性高的位置，或者在燃氣渦輪系統(tǒng)10的運行期間很可能失效的位置)。
[0050]經(jīng)驗降階熱模型的輸出可由剩余使用壽命計算器78使用。在一些實施例中，剩余使用壽命計算器80還可接收傳感器輸出42的指示。剩余使用壽命計算器80可基于傳感器輸出42，以及接收自經(jīng)驗降階熱模型78的信息，來計算渦輪系統(tǒng)10的各種構(gòu)件的剩余使用壽命106，其接著可作為結(jié)果72輸入到無模型的適應(yīng)性框架66中。
[0051]圖6是示出圖1的燃氣渦輪和控制系統(tǒng)的實施例的框圖，其顯示無模型的適應(yīng)性框架66的細節(jié)。框架66接收多組輸入。如上面論述的，退化分析器58接收熱耗率和來自傳感器網(wǎng)絡(luò)42的其它傳感器輸出，以及操作者行為分析器60的輸出，并且計算對于各種運行條件的退化速率63?？蚣?6還接收來自熱分析器62的、用于燃氣渦輪系統(tǒng)10的各種構(gòu)件的剩余使用壽命72計算結(jié)果。操作者行為分析器60計算出的操作者懲罰因素82和基于此的總成本數(shù)據(jù)84 (例如，由成本分析器64得出的燃氣渦輪系統(tǒng)10的運行成本)還可作為輸入提供給框架66。
[0052]在一些實施例中，成本分析器64通過使用與燃料成本、攤銷成本和維護成本有關(guān)的數(shù)據(jù)的分析和聚合來計算總成本數(shù)據(jù)84。這些成本可為存儲在控制系統(tǒng)44的存儲裝置56上的歷史數(shù)據(jù)以及接收自外部源(諸如訪問市場數(shù)據(jù)和/或企業(yè)專有數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò))的實時數(shù)據(jù)的組合。
[0053]維護因素86以及累積負載數(shù)據(jù)88可為至無模型的適應(yīng)性框架66的額外輸入。維護因素可包括應(yīng)該維護燃氣渦輪系統(tǒng)10的頻率、對燃氣渦輪發(fā)動機11的各部分執(zhí)行維護的時長，或者與維持燃氣渦輪系統(tǒng)10有關(guān)的其它因素。累積負載數(shù)據(jù)88可為包括描述隨著時間的過去的負載以及燃氣渦輪系統(tǒng)10的緩變速率的歷史數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)的聚合，并且可由累積負載計算器90提供。
[0054]在無模型的適應(yīng)性框架內(nèi)，接收自退化分析器58的各種構(gòu)件的剩余使用壽命63輸入到模糊邏輯系統(tǒng)92 (例如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))中，以計算例如燃氣渦輪系統(tǒng)10的聚合剩余使用壽命93。同樣，無模型的適應(yīng)性框架66內(nèi)的燃氣渦輪模型94(例如，Gate Cycle, ARES,EMAP)例如可模仿燃氣渦輪發(fā)動機11，并且/或者生成燃氣渦輪發(fā)動機11在穩(wěn)態(tài)運行時的效率圖。這些值可輸出到適合的參數(shù)聚合器96，可包括燃氣渦輪剩余使用壽命、退化速率、設(shè)計極限、總成本、維護因素、期望性能、操作者懲罰和優(yōu)先級決定(其可與以下中的一個或更多個有關(guān):燃氣渦輪發(fā)動機11的壽命、燃氣渦輪發(fā)動機11的性能，或者基于外部需求)。
[0055]適合的參數(shù)聚合器96可將上面論述的聚合信息輸出到模糊邏輯和優(yōu)化系統(tǒng)98，其可包括例如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對燃氣渦輪系統(tǒng)產(chǎn)生最好的(最佳效率或提高的效率)運行點100。這些最佳運行點100接著可為作為用于燃氣渦輪操作者可獲得的控制旋鈕的設(shè)定點102的輸出。在一個實施例中，控制旋鈕可為工作站54顯示器上的操作者可獲得的虛擬控制，其對燃氣渦輪系統(tǒng)10的促動器46實現(xiàn)物理改變。
[0056]圖7示出用于對燃氣渦輪發(fā)動機提供運行靈活性的過程104的實施例，過程104可由圖1的控制系統(tǒng)44執(zhí)行。在步驟106中，控制系統(tǒng)44接收來自燃氣渦輪系統(tǒng)10的傳感器網(wǎng)絡(luò)40的傳感器數(shù)據(jù)42。在步驟108中，控制系統(tǒng)44接收可在燃氣渦輪系統(tǒng)10的外部并且可存儲在控制系統(tǒng)的存儲裝置56上的數(shù)據(jù)。該外部數(shù)據(jù)可包括歷史和實時成本數(shù)據(jù)、維護數(shù)據(jù)，以及歷史操作者行為數(shù)據(jù)。在步驟110中，控制系統(tǒng)44將接收到的數(shù)據(jù)輸入到各種分析器中，以完成退化、熱、操作者行為、成本和負載分析。分析所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)(包括退化速率、剩余使用壽命數(shù)據(jù)、操作者懲罰因素、總成本、累積負載和維護因素)輸入到無模型的適應(yīng)性框架中，如步驟112中顯示的。
[0057]在步驟114中，無模型的適應(yīng)性框架使用燃氣渦輪模型和模糊邏輯系統(tǒng)(例如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))來找到累積剩余使用壽命和最佳運行點。接著控制系統(tǒng)44在步驟116中更新控制旋鈕設(shè)定點。如顯示的，過程可在步驟106處再次開始，由此控制系統(tǒng)44接收更新的傳感器數(shù)據(jù)42。該過程104可自動地啟動，例如設(shè)定成以預(yù)先設(shè)定的計劃基礎(chǔ)運行，或者可由操作者手動地啟動。
[0058]該書面的描述使用實例以公開本發(fā)明(包括最佳模式)，并且還使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明(包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)并且執(zhí)行任何并入的方法)。本發(fā)明的可專利范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它實例。如果這些其它實例具有不與權(quán)利要求的字面語言不同的結(jié)構(gòu)元件，或者如果這些其它實例包括與權(quán)利要求的字面語言無顯著差別的等同結(jié)構(gòu)元件，則這些其它實例意圖在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種裝置，其構(gòu)造成: 接收與機器的運行有關(guān)的感測到的運行參數(shù)； 在第一分析器中使用所述感測到的運行參數(shù)，所述第一分析器構(gòu)造成生成與所述機器的退化有關(guān)的第一特性； 在第二分析器中使用所述感測到的運行參數(shù)，所述第二分析器構(gòu)造成生成與所述機器的熱特性有關(guān)的第二特性，其中，所述熱特性包括存在于所述機器中的熱應(yīng)力； 使用與所述機器的退化有關(guān)的所述第一特性，與所述機器的熱特性有關(guān)的所述第二特性，以及關(guān)于與所述機器的當(dāng)前運行有關(guān)的操作者行為的第三特性，以生成所述機器的構(gòu)件的剩余使用壽命特性；以及 生成運行設(shè)定點，用于部分地基于所述剩余使用壽命特性、基于所述操作者行為的期望機器性能特性以及所述機器的維護特性，來控制所述機器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置構(gòu)造成使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來生成所述機器的構(gòu)件的剩余使用壽命特性。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置構(gòu)造成實時地接收所述感測到的運行參數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置構(gòu)造成基于指示所述操作者行為的用戶設(shè)定來分析所述機器的運行行為，以及生成所述機器的運行行為的指示。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述裝置構(gòu)造成分析所述機器的運行成本，以及生成所述機器的運行成本的指示。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述裝置構(gòu)造成生成所述運行設(shè)定點，用于部分地基于所述機器的運行成本的指示來控制所述機器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述裝置構(gòu)造成生成所述運行設(shè)定點，用于部分地基于與所述機器的容量和能力有關(guān)的設(shè)計邊界來控制所述機器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置構(gòu)造成使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來生成用于控制所述機器的所述運行設(shè)定點。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置構(gòu)造成將用于控制所述機器的所述運行設(shè)定點傳輸?shù)剿鰴C器的促動器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述機器包括功率生成單元。
【專利摘要】本發(fā)明涉及渦輪運行靈活性。一種裝置接收與機器的運行有關(guān)的感測到的運行參數(shù)。裝置在第一分析器中使用感測到的運行參數(shù)，該第一分析器生成與機器的退化有關(guān)的第一特性，并且裝置在第二分析器中使用感測到的運行參數(shù)，該第二分析器構(gòu)造成生成與機器的熱特性有關(guān)的第二特性，其中，熱特性包括存在于機器中的熱應(yīng)力。裝置還使用第一特性和第二特性，以及與關(guān)于機器的當(dāng)前運行的操作者行為有關(guān)的第三特性，以生成機器的構(gòu)件的剩余使用壽命特性，并且生成運行設(shè)定點，用于部分地基于剩余使用壽命特性、基于操作者行為的期望機器性能特性以及機器的維護特性來控制機器。
【IPC分類】F02C9-00
【公開號】CN104727949
【申請?zhí)枴緾N201410791157
【發(fā)明人】A.K.蒂瓦里, M.穆圖拉馬林加姆, P.K.加利
【申請人】通用電氣公司
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2014年12月19日
【公告號】EP2887168A2, US20150176498