一种实现燃气轮机起动过程中燃料实时控制方法及装置

摘要

本发明为解决现有燃气轮机起动过程中燃料开环控制容易导致超温或悬挂问题，公开了一种实现燃气轮机起动过程中燃料量实时闭环控制的方法及装置，适用于地面燃气轮机、航空发动机以及其它起动过程中对燃料控制要求高的动力装置中，在燃气轮机起动过程中增加了燃料质量流量计、压气机测速传感器、排气端温度传感器。燃气轮机点火成功后，燃气轮机控制器通过燃料质量流量计、速度传感器、温度传感器，实时检测和调整燃料量，从而实现燃气轮机起动过程中的燃料实时闭环控制。

主权项

一种实现燃气轮机起动过程中燃料实时闭环控制的方法，所述燃气轮机包括燃料计量与控制单元A和燃气发生器单元B，其特征在于：所述燃料计量与控制单元A包括通过燃料管路依次连接的燃料箱(1)、过滤器(10)、燃料泵(11)、稳压阀(13)、主燃料阀(14)，其中，所述燃料泵(11)的进口和稳压阀(13)的进口之间还设有一带安全阀(12)的燃料管路；所述主燃料阀(14)通过并联的主燃料控制阀(6)和副燃料控制阀(7)与燃气轮机的燃烧室(17)的燃料进口连通；所述燃料计量与控制单元A还包括燃气轮机控制器(4)、燃气轮机测速装置(2)、变频器(3)、燃料质量流量计(5)，其中，所述燃气轮机测速装置(2)、变频器(3)和燃料质量流量计(5)均与所述燃气轮机控制器(4)通信连接；所述变频器(3)与所述燃料泵(11)的驱动马达电连接，为所述燃料泵(11)提供驱动电力；所述燃料质量流量计(5)设置在所述稳压阀(13)和主燃料阀(14)之间的燃料管路上或设置在所述燃料箱(1)和燃料泵(11)之间的燃料管路上；‑‑所述燃气发生器单元B包括进气端(15)、压气机(16)、燃烧室(17)、涡轮(18)及排气端(8)；所述排气端(8)上设置一与所述燃气轮机控制器(4)通信连接的排气端温度传感器(9)；所述燃烧室(17)的燃料进口还通过一燃料管路与所述主燃料阀(14)的出口连通；其中，当所述燃气轮机处于起动过程时，按照基于压气机转速燃料控制逻辑和基于排气温度燃料控制逻辑来控制燃料供应量：SS1.基于压气机转速燃料控制逻辑：根据燃气轮机测速装置(2)测得不同状态下压气机的实际转速，与每一个状态要求的转速N_ε行对比，当测量转速与转速N_ε之差的绝对值不大于最大误差时，增大燃料供应量，当测量转速与转速N_ε差值的绝对值大于最大误差时，切换到基于排气温度燃料控制逻辑；SS2.基于排气温度燃料控制逻辑：通过温度传感器测量不同状态下涡轮排气温度，与每一个状态所要求的温度T_ε进行对比，当测量温度与温度T_ε差值的绝对值小于最大误差时，增大转速，当测量温度与温度T_ε之差的绝对值大于最大误差时，若出现喘振或悬挂现象，则停止燃气轮机的起动，若未出现喘振或悬挂现象，则减小燃料供应量，将排气温度与温度T_ε之差的绝对值稳定在最大误差之内后继续进行起动。