專利名稱：用于控制壓縮機(jī)抽氣冷卻的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)機(jī)械，且更具體而言，涉及用于控制壓縮機(jī)抽氣(extraction)冷 卻的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
一般而言，從燃?xì)廨啓C(jī)的壓縮機(jī)段抽取的冷卻空氣可導(dǎo)致燃?xì)廨啓C(jī)的總體性能下 降。當(dāng)抽取的冷卻空氣的量降低時(shí)，可導(dǎo)致提高燃?xì)廨啓C(jī)的總體性能，但也可導(dǎo)致縮短燃?xì)?輪機(jī)構(gòu)件的壽命。至少一種常規(guī)的燃?xì)廨啓C(jī)使用從壓縮機(jī)段抽取的冷卻空氣來(lái)冷卻(例如)渦輪段 中的各種熱氣體路徑構(gòu)件。在常規(guī)的燃?xì)廨啓C(jī)中，使用來(lái)自設(shè)備底循環(huán)(bottom cycling) 的水的熱交換器可以冷卻從壓縮機(jī)抽取的空氣。通過(guò)起初將從壓縮機(jī)抽取的空氣傳遞通過(guò) 熱交換器，借助來(lái)自設(shè)備底循環(huán)的水，熱交換器可以在空氣輸送至渦輪段之前從空氣中去 除熱量。由于熱交換器及相關(guān)裝備的維護(hù)和運(yùn)行成本，使用熱交換器來(lái)冷卻抽取的壓縮機(jī) 空氣可能比較昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例可解決上述的一些或全部需求。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，公開(kāi) 了一種用于控制壓縮機(jī)抽氣冷卻的方法。該方法可包括提供冷卻介質(zhì)。該方法可包括從與 燃?xì)廨啓C(jī)相關(guān)聯(lián)的壓縮機(jī)抽取空氣。該方法還可包括將冷卻介質(zhì)引到壓縮機(jī)抽取空氣，其 中，在引到渦輪段之前或此期間，壓縮機(jī)抽取空氣由冷卻介質(zhì)冷卻。此外，該方法可包括至 少部分地基于與燃?xì)廨啓C(jī)相關(guān)聯(lián)的特性，選擇性地控制壓縮機(jī)抽取空氣或冷卻介質(zhì)中的至 少一個(gè)。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，公開(kāi)了一種用于控制壓縮機(jī)抽氣冷卻的系統(tǒng)。該系統(tǒng) 可包括可操作以儲(chǔ)存冷卻介質(zhì)的一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)存裝置。另外，該系統(tǒng)可包括可操作以接收 來(lái)自一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)存裝置的冷卻介質(zhì)的一個(gè)或多個(gè)分配裝置。該一個(gè)或多個(gè)分配裝置可以 進(jìn)一步可操作，以在將冷卻介質(zhì)引到壓縮機(jī)抽取空氣之前或在此期間，引導(dǎo)冷卻介質(zhì)的至 少一部分，其中，在引到渦輪段之前，壓縮機(jī)抽取空氣由冷卻介質(zhì)冷卻。此外，該系統(tǒng)可包括 一個(gè)或多個(gè)控制裝置，該一個(gè)或多個(gè)控制裝置可操作，以至少部分地基于與燃?xì)廨啓C(jī)相關(guān) 聯(lián)的特性，選擇性地控制壓縮機(jī)抽取空氣或冷卻介質(zhì)中的至少一個(gè)。根據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例，公開(kāi)了一種燃?xì)廨啓C(jī)。該燃?xì)廨啓C(jī)可包括渦輪段和壓 縮機(jī)，其中空氣從壓縮機(jī)的至少一部分抽出，以引入渦輪段。燃?xì)廨啓C(jī)還可包括可操作以儲(chǔ) 存冷卻介質(zhì)的一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)存裝置。燃?xì)廨啓C(jī)還可包括可操作以接收來(lái)自一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)存 裝置的冷卻介質(zhì)的一個(gè)或多個(gè)分配裝置。另外，該一個(gè)或多個(gè)分配裝置可進(jìn)一步可操作，以 在將冷卻介質(zhì)引到從壓縮機(jī)的至少一部分抽取的空氣之前或在此期間，引導(dǎo)該冷卻介質(zhì)的 至少一部分，其中，在引到渦輪段之前，該空氣由冷卻介質(zhì)冷卻。此外，燃?xì)廨啓C(jī)可包括一個(gè) 或多個(gè)控制裝置，該一個(gè)或多個(gè)控制裝置可操作，以至少部分地基于與燃?xì)廨啓C(jī)相關(guān)聯(lián)的
4特性，選擇性地控制壓縮機(jī)抽取空氣或冷卻介質(zhì)中的至少一個(gè)。根據(jù)下文的具體實(shí)施方式
、附圖和所附的權(quán)利要求書，本發(fā)明的其它實(shí)施例、方面 和特征對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將變得顯而易見(jiàn)。


在已經(jīng)如此概括地描述了本發(fā)明的情況下，現(xiàn)將參考附圖，附圖不一定按比例繪 制，并且其中圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示例性系統(tǒng)和燃?xì)廨啓C(jī)的示意圖。圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于燃?xì)廨啓C(jī)的壓縮機(jī)抽氣冷卻控制系 統(tǒng)的示例性邏輯流程圖。圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于燃?xì)廨啓C(jī)的壓縮機(jī)抽氣冷卻控制系 統(tǒng)的另一示例性邏輯流程圖。圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于燃?xì)廨啓C(jī)的壓縮機(jī)抽氣冷卻控制系 統(tǒng)的另一示例性邏輯流程圖。圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示例性方法。部件列表
具體實(shí)施例方式現(xiàn)將在下文中參照附圖更加完整地描述本發(fā)明的說(shuō)明性實(shí)施例。事實(shí)上，本發(fā)明 可以實(shí)施成諸多不同的形式，且不應(yīng)理解為局限于本文所闡述的實(shí)施例，相反，提供這些實(shí) 施例以便使本公開(kāi)將會(huì)滿足適用的法律要求。在全文中，相同的標(biāo)號(hào)指代相同的元件。公開(kāi)了用于控制壓縮機(jī)抽氣冷卻的系統(tǒng)和方法。在一個(gè)實(shí)施例，一種方法可包括 提供冷卻介質(zhì)。該方法可包括從與燃?xì)廨啓C(jī)相關(guān)聯(lián)的壓縮機(jī)抽取空氣。該方法還可包括將 冷卻介質(zhì)引到壓縮機(jī)抽取空氣，其中，在引到渦輪段之前或在此期間，壓縮機(jī)抽取空氣由冷 卻介質(zhì)冷卻。此外，該方法可包括至少部分地基于與燃?xì)廨啓C(jī)相關(guān)聯(lián)的特性，選擇性地控 制壓縮機(jī)抽取空氣或冷卻介質(zhì)中的至少一個(gè)。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，可提供一種用于 提供壓縮機(jī)抽氣冷卻的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可包括可操作以便儲(chǔ)存冷卻介質(zhì)的一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)存裝 置。另外，該系統(tǒng)可包括可操作以接收來(lái)自一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)存裝置的冷卻介質(zhì)的一個(gè)或多個(gè) 分配裝置。該一個(gè)或多個(gè)分配裝置可進(jìn)一步可操作，以在將冷卻介質(zhì)引到壓縮機(jī)抽取空氣 之前或在此期間，引導(dǎo)該冷卻介質(zhì)的至少一部分，其中，在引到渦輪段之前，壓縮機(jī)抽取空 氣由冷卻介質(zhì)冷卻。此外，該系統(tǒng)可包括一個(gè)或多個(gè)控制裝置，該一個(gè)或多個(gè)控制裝置可操 作，以至少部分地基于與燃?xì)廨啓C(jī)相關(guān)聯(lián)的特性，選擇性地控制壓縮機(jī)抽取空氣或冷卻介 質(zhì)中的至少一個(gè)。在任一實(shí)施例中，使用該系統(tǒng)和/或方法的某些實(shí)施例的新燃?xì)廨啓C(jī)和 /或改型的燃?xì)廨啓C(jī)都可在大約額定的燃燒溫度下，在比較熱的環(huán)境溫度下操作。因此，由 于壓縮機(jī)抽取空氣的溫度降低，所以該系統(tǒng)和方法的某些實(shí)施例以及相關(guān)聯(lián)的燃?xì)廨啓C(jī)可 具有提高燃?xì)廨啓C(jī)性能和保持或者另外延長(zhǎng)燃?xì)廨啓C(jī)構(gòu)件壽命的技術(shù)效果。圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示例性系統(tǒng)和燃?xì)廨啓C(jī)的示意圖。圖1顯 示了包括壓縮機(jī)102、渦輪104、連接壓縮機(jī)102和渦輪104的軸106、以及燃燒器108的示 例性燃?xì)廨啓C(jī)100的某些構(gòu)件。在圖1所示的實(shí)施例中，壓縮機(jī)102壓縮及排出氣體，且燃 燒器108接收壓縮空氣，以開(kāi)始燃燒過(guò)程。來(lái)自燃燒器108的燃燒氣體驅(qū)動(dòng)渦輪104，渦輪 104使軸106轉(zhuǎn)動(dòng)，以驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)110。發(fā)電機(jī)110又進(jìn)行發(fā)電，以輸出到電網(wǎng)112。在圖1 所示的實(shí)施例中，來(lái)自壓縮機(jī)的空氣114可從與壓縮機(jī)102相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)級(jí)116來(lái) 抽取。來(lái)自這種級(jí)116的空氣114可大體被稱為“壓縮機(jī)抽取空氣”。通常，可將壓縮機(jī)抽 取空氣發(fā)送至或者以其它方式輸送至渦輪104的一個(gè)或多個(gè)部分118，其中空氣114可冷卻 與渦輪104相關(guān)聯(lián)的較熱氣體路徑構(gòu)件。如圖1中所示，與燃?xì)廨啓C(jī)100的某些部分相關(guān)聯(lián)的溫度和壓力分別用T1、T2、T3、 PI、P2和P3指示。例如，壓縮機(jī)抽取冷卻空氣的溫度指示為T1，且壓縮機(jī)抽取冷卻空氣的壓力指示為PI。其它的溫度T2和T3、以及壓力P2和P3將在下面進(jìn)一步詳細(xì)描述。指示了 環(huán)境溫度和壓力Ta和Pa，且環(huán)境溫度和壓力在燃?xì)廨啓C(jī)100外部測(cè)得。整個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)100 的這些和其它溫度和壓力可通過(guò)相應(yīng)的傳感器、熱電偶或其它監(jiān)測(cè)裝置測(cè)得或者以其它方 式獲得。同樣在圖1中所示，壓縮抽取空氣系統(tǒng)120可安裝到燃?xì)廨啓C(jī)100上，或者可以另 外改型到燃?xì)廨啓C(jī)100中。系統(tǒng)120可包括一種或多種冷卻介質(zhì)(例如，水122)的供應(yīng)。 該一種或多種冷卻介質(zhì)(例如水122)可儲(chǔ)存在一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)的儲(chǔ)存裝置124中。在其 它實(shí)施例中，可將多種冷卻介質(zhì)儲(chǔ)存在類似于124的相應(yīng)儲(chǔ)存裝置中。冷卻介質(zhì)或該實(shí)例 中的水122的溫度用T2指示。在某些實(shí)施例中，冷卻介質(zhì)可包括但不限于水、流體、氣體或任何液體或壓縮氣 體。在某些實(shí)施例中，儲(chǔ)存裝置可包括但不限于箱、儲(chǔ)槽或能夠儲(chǔ)存所述冷卻介質(zhì)的 任何其它裝置。在一些實(shí)施例中，冷卻介質(zhì)可儲(chǔ)存在現(xiàn)場(chǎng)外或儲(chǔ)存在遠(yuǎn)離燃?xì)廨啓C(jī)的地方， 且可經(jīng)由管道或其它合適的裝置周期性地或連續(xù)地輸送到燃?xì)廨啓C(jī)。同樣在圖1中所示，系統(tǒng)120可包括與一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)存裝置124連通的一個(gè)或多 個(gè)分配裝置126。在該實(shí)施例中，該一個(gè)或多個(gè)分配裝置126可接收來(lái)自一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)存 裝置124的冷卻介質(zhì)(例如水122)的至少一部分。該一個(gè)或多個(gè)分配裝置126可進(jìn)一步 可操作，以將接收的冷卻介質(zhì)或水122的至少一部分引到壓縮機(jī)抽取空氣114，其中，在引 到渦輪104之前或在此期間，壓縮機(jī)抽取空氣114由冷卻介質(zhì)或水122冷卻。在其它實(shí)施 例中，多個(gè)分配裝置可將諸如來(lái)自多個(gè)儲(chǔ)存裝置的多種相應(yīng)的冷卻介質(zhì)引到壓縮機(jī)抽取空 氣114。在任何情況下，在被引到渦輪104期間，冷卻介質(zhì)(該實(shí)例中是水122)的相對(duì)較 冷的溫度T2都可將壓縮機(jī)抽取空氣114的相對(duì)較熱的溫度T1降至溫度T3。在該實(shí)例中， T1和P1被稱為干測(cè)量值，這是因?yàn)檫@些測(cè)量值是在將冷卻介質(zhì)引到壓縮機(jī)抽取空氣之前 得到的，且T3和P3被稱為濕測(cè)量值，這是因?yàn)檫@些測(cè)量值是在將冷卻介質(zhì)引到壓縮機(jī)抽取 空氣期間或之后得到的。因此，由于壓縮機(jī)抽取空氣的溫度降低，所以該系統(tǒng)的示例性實(shí)施 例可具有大大提升渦輪性能的技術(shù)效果。在某些實(shí)施例中，分配裝置可包括但不限于霧化器、潤(rùn)濕器、噴流裝置、噴嘴、歧管 或能夠分配冷卻介質(zhì)的任何其它裝置。同樣在圖1中所示，壓縮抽取空氣系統(tǒng)120可包括一個(gè)或多個(gè)處理器(例如128)， 該一個(gè)或多個(gè)處理器可操作，以控制一個(gè)或多個(gè)分配裝置126以及將冷卻介質(zhì)(例如水 122)引到自壓縮機(jī)102的至少一部分抽取的空氣144的相應(yīng)速率。在該實(shí)施例和其它實(shí) 施例中，一個(gè)或多個(gè)處理器(例如處理器130)和其它控制型裝置可以可操作以控制從壓縮 機(jī)102的至少一部分抽取的空氣114的量。在某些實(shí)施例中，類似于128和130的一個(gè)或 多個(gè)處理器以及其它控制型裝置可以可操作以選擇性地控制空氣114的量或冷卻介質(zhì)(例 如水122)的引入速率中的至少一個(gè)。在該實(shí)施例中，該一個(gè)或多個(gè)處理器128可獲得來(lái)自 于定位在整個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)100中的任何數(shù)量的傳感器的反饋，以控制或者以其它方式操作一 個(gè)或多個(gè)分配裝置126。類似地，可操作以便控制自壓縮機(jī)102的至少一部分抽取的空氣 114的量的一個(gè)或多個(gè)處理器和其它控制型裝置可獲得來(lái)自于定位在整個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)100中 的任何數(shù)量的傳感器的反饋，以便控制或者以其它方式操作空氣114的量。在某些實(shí)施例中，可操作以便控制自壓縮機(jī)102的至少一部分抽取的空氣114的量的一個(gè)或多個(gè)處理器 和其它控制型裝置可獲得來(lái)自于定位在整個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)100中的任何數(shù)量的傳感器的反饋， 以便選擇性地控制或者以其它方式操作空氣114的量或冷卻介質(zhì)(例如水122)的引入速率。在一個(gè)實(shí)施例中，用于該系統(tǒng)和根據(jù)該系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)的示例性分 配裝置可以是分配裝置。該分配裝置可包括(例如)入口、噴嘴頭以及分配器部分。在該 實(shí)施例中，分配裝置可安裝至燃?xì)廨啓C(jī)的一部分上、至少一個(gè)壓縮機(jī)級(jí)(例如圖1中的116) 與渦輪的至少一部分(例如圖1中的118)之間。該入口可接收至少一種冷卻介質(zhì)，例如圖 1中的水120。與入口連通的噴嘴頭可從入口接收至少一種冷卻介質(zhì)(例如水120)。與噴 嘴頭連通的分配器部分可分配該至少一種冷卻介質(zhì)(例如水120)，且可將該至少一種介質(zhì) (例如水120)的至少一部分引到渦輪(例如，圖1中的104)段。圖2-4顯示了可關(guān)于用于燃?xì)廨啓C(jī)(例如圖1中的100)的壓縮機(jī)抽氣冷卻控制 系統(tǒng)實(shí)施的示例性邏輯流程。圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于燃?xì)廨啓C(jī)的壓縮 機(jī)抽氣冷卻控制系統(tǒng)的示例性邏輯流程圖。該邏輯流程圖顯示了用于壓縮機(jī)抽氣冷卻控制 系統(tǒng)的示例性控制算法200，其中算法200可控制引到壓縮機(jī)抽取空氣或引到渦輪的冷卻 介質(zhì)的量?？刂扑惴?例如算法200)可實(shí)施為儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)-例如一個(gè)或多個(gè) 處理器128、軟件、硬件、或其任何組合-上的一組計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的 其它合適的控制算法可包括下文所述的要素，以及比下文所闡述的那些要素?cái)?shù)量更多或更 少的要素。示例性控制算法200開(kāi)始于輸入箭頭202。在輸入箭頭202處，接收一個(gè)或多個(gè)環(huán) 境條件測(cè)量值。環(huán)境條件可包括但不限于環(huán)境溫度、環(huán)境壓力、濕度、時(shí)間或日期。在該實(shí) 施例中，環(huán)境條件可由位于燃?xì)廨啓C(jī)100或系統(tǒng)120的空氣入口處或空氣入口附近的一個(gè) 或多個(gè)傳感器來(lái)測(cè)量。輸入箭頭202導(dǎo)向框204，在框204中，由與框204相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)函數(shù)，例如 F(x)，對(duì)一個(gè)或多個(gè)環(huán)境條件進(jìn)行處理。框204可實(shí)施任何數(shù)量的函數(shù)，包括算法、多項(xiàng)式、 指數(shù)函數(shù)、轉(zhuǎn)移函數(shù)、查詢表或它們的任何組合。例如，在圖2中所示的實(shí)施例中，實(shí)施于 框204處的查詢表可包括先前儲(chǔ)存的條件，例如，一系列溫度、壓力、濕度以及對(duì)應(yīng)的質(zhì)量 流率。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)存在或者以其它方式測(cè)得了環(huán)境溫度和壓力時(shí)，可選擇冷卻介質(zhì) (例如水122)的質(zhì)量流率?？芍辽俨糠值鼗诶鋮s介質(zhì)將對(duì)壓縮機(jī)抽取空氣(例如114) 所具有的期望效果或預(yù)期效果來(lái)選擇冷卻介質(zhì)的選定質(zhì)量流率。例如，如果測(cè)得約為100 度的環(huán)境條件并將該環(huán)境條件輸入查詢表，則可輸出大約3磅/秒的質(zhì)量流率。因此，當(dāng)從 輸入箭頭202接收到一個(gè)或多個(gè)環(huán)境條件測(cè)量值時(shí)，可將該環(huán)境條件測(cè)量值與框204的相 關(guān)查詢表中的條件進(jìn)行比較，或者以其它方式由與框204相關(guān)聯(lián)的相關(guān)函數(shù)F (x)對(duì)其進(jìn)行 處理，并且可從框204輸出用于冷卻介質(zhì)的選定質(zhì)量流率。在一個(gè)實(shí)施例中，可單獨(dú)地使用來(lái)自框204的選定質(zhì)量流率來(lái)控制壓縮機(jī)抽氣冷 卻。在這種實(shí)施例中，與含有先前儲(chǔ)存的條件的查詢表一起來(lái)使用一個(gè)或多個(gè)環(huán)境條件，可 用來(lái)輸出用于冷卻介質(zhì)的選定質(zhì)量流率，該選定質(zhì)量流率可用來(lái)控制壓縮機(jī)抽氣冷卻。一 旦已在框204中確定了選定質(zhì)量流率，則選定質(zhì)量流率206就可在不需要額外修改的情況 下用于控制一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)存裝置124、一個(gè)或多個(gè)分配裝置126和/或一個(gè)或多個(gè)處理器
11128，以有助于為壓縮機(jī)抽取空氣提供冷卻介質(zhì)的選定質(zhì)量流率。例如，可將選定質(zhì)量流率 提供給至少一個(gè)處理器128，處理器128又可將合適的控制命令提供給任何數(shù)量的儲(chǔ)存裝 置124和/或分配裝置126，以有助于冷卻介質(zhì)的選定質(zhì)量流率。在一個(gè)實(shí)施例中，可使用額外的傳感器和計(jì)算為控制系統(tǒng)提供反饋。在這種實(shí)施 例中，圖2中其余的傳感器和計(jì)算也將用于控制質(zhì)量流率。返回到框204，一旦已輸出了選 定質(zhì)量流率，則輸出箭頭206就導(dǎo)向框208。在框208中，進(jìn)行預(yù)期冷卻抽氣溫度或濕抽氣 溫度的計(jì)算。例如，基于前一個(gè)實(shí)例，若存在100度的環(huán)境溫度且選擇了約3磅/秒的冷卻 介質(zhì)質(zhì)量流率，則框208可利用該信息來(lái)確定預(yù)期的冷卻抽氣溫度或濕抽氣溫度(例如，約 400度)。在該實(shí)施例中，可使用合適的算法或函數(shù)來(lái)確定預(yù)期的冷卻抽氣溫度或濕抽氣溫 度。在一個(gè)實(shí)施例中，可使用待混合的空氣流與水流的熱力學(xué)性質(zhì)來(lái)計(jì)算由給定量的 冷卻介質(zhì)流(例如水流)引起的預(yù)期溫度降低。在某些實(shí)例中，可使用基于處理器的主動(dòng) 控制系統(tǒng)來(lái)確定該熱力學(xué)性質(zhì)計(jì)算。在其它實(shí)例中，可使用合適的函數(shù)或者根據(jù)前述熱力 學(xué)性質(zhì)開(kāi)發(fā)的和/或至少部分地基于前述熱力學(xué)性質(zhì)的轉(zhuǎn)移函數(shù)來(lái)計(jì)算預(yù)期的抽氣溫度。 在控制系統(tǒng)中，可不使用計(jì)算出的熱力學(xué)性質(zhì)而是使用該函數(shù)或轉(zhuǎn)移函數(shù)來(lái)計(jì)算預(yù)期的抽 氣溫度。合適的函數(shù)或轉(zhuǎn)移函數(shù)可(例如)為如下的形式
T濕=T干一 K X妒水其中TS =冷卻之后的抽取空氣溫度T〒=冷卻之前的抽取空氣溫度K =基于熱力學(xué)性質(zhì)的計(jì)算常數(shù)
妒水=水流量其它的合適的函數(shù)或轉(zhuǎn)移函數(shù)可能更復(fù)雜。其它合適的函數(shù)或轉(zhuǎn)移函數(shù)可利用更 為高級(jí)的數(shù)學(xué)式，包括但不限于指數(shù)函數(shù)和/或多項(xiàng)式。此外，在某些實(shí)施例中，可采用查 詢表，而不用實(shí)際的函數(shù)或轉(zhuǎn)移函數(shù)?？?08之后是框210，在框210中，接收實(shí)際的或測(cè)得的冷卻抽氣溫度或濕抽氣溫 度的輸入212，并將之與來(lái)自框208的預(yù)期冷卻抽氣溫度或濕抽氣溫度進(jìn)行比較。至少部分 地基于輸入212與來(lái)自框208的輸出之間的差值，可通過(guò)一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)存裝置124、一個(gè)或 多個(gè)分配裝置126和/或一個(gè)或多個(gè)處理器128來(lái)實(shí)施一個(gè)或多個(gè)控制命令，以有助于減 小實(shí)際的或測(cè)得的冷卻抽氣溫度或濕抽氣溫度與預(yù)期的冷卻抽氣溫度或濕抽氣溫度之間 的差值。例如，基于前一個(gè)實(shí)例，如果實(shí)際的或測(cè)得的冷卻抽氣溫度或濕抽氣溫度約為450 度，則實(shí)際的或測(cè)得的冷卻抽氣溫度或濕抽氣溫度與預(yù)期的冷卻抽氣溫度或濕抽氣溫度之 間的差值就約為50度，且可確定框214處的合適的增益/縮減因子并將其應(yīng)用于該差值。在框214處，可將增益/縮減因子應(yīng)用于該差值，以適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)輸入至框208的冷 卻介質(zhì)的選定質(zhì)量流率。當(dāng)在框212中，輸入212與來(lái)自框208的輸出之間的差值減小時(shí)， 框214的應(yīng)用于差值的增益/縮減因子減小，且最終當(dāng)差值測(cè)得約為0或?yàn)榱硪活A(yù)定數(shù)值 時(shí)，則在框214處不再需要應(yīng)用另外的增益/縮減因子。在一個(gè)實(shí)施例中，可使用包括可應(yīng)用于溫度差值的比例常數(shù)的合適的函數(shù)來(lái)確定合適的增益/縮減因子。例如，水流量按如下進(jìn)行計(jì)算H20 (新)=H20 (當(dāng)前)+K* (T 期望-T 測(cè)得)其中K =至少部分地基于一個(gè)或多個(gè)熱力學(xué)性質(zhì)的某預(yù)定常數(shù)圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于燃?xì)廨啓C(jī)的壓縮機(jī)抽氣冷卻控制系 統(tǒng)的另一邏輯流程圖。該邏輯流程圖顯示了用于壓縮機(jī)抽氣冷卻控制系統(tǒng)的一種示例性控 制算法300，其中算法300可控制引到壓縮機(jī)抽取空氣或引到渦輪的冷卻介質(zhì)的量?？刂扑?法(例如，300)可實(shí)施為儲(chǔ)存于計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)-例如一個(gè)或多個(gè)處理器128、軟件、硬件、 或它們的任何組合_上的一組計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的其它合適的控制算 法可包括下文所述的要素，以及比下文所闡述的那些要素?cái)?shù)量更多或更少的要素。示例性控制算法300開(kāi)始于輸入箭頭302。在輸入箭頭302處，接收一個(gè)或多個(gè)環(huán) 境條件測(cè)量值，這類似于圖2中的輸入箭頭202。環(huán)境條件可包括但不限于環(huán)境溫度、環(huán)境 壓力、濕度、時(shí)間或日期。在該實(shí)施例中，環(huán)境條件可由處于燃?xì)廨啓C(jī)100或系統(tǒng)120的空 氣入口處或空氣入口附近的一個(gè)或多個(gè)傳感器來(lái)測(cè)量。輸入箭頭302導(dǎo)向框304 (其類似于圖2中的框204)，在框304中，由至少一個(gè)函 數(shù)，例如F(x)，對(duì)一個(gè)或多個(gè)環(huán)境條件進(jìn)行處理。類似于上述的框204，框304可實(shí)施任何 數(shù)量的函數(shù)，包括算法、多項(xiàng)式、指數(shù)函數(shù)、轉(zhuǎn)移函數(shù)、查詢表或它們的任何組合。例如，在圖 3中所示的實(shí)施例中，在框304處實(shí)施的查詢表可包括先前儲(chǔ)存的條件，例如，一系列溫度、 壓力、濕度以及對(duì)應(yīng)的質(zhì)量流率。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)存在環(huán)境溫度和壓力時(shí)或者以其它方 式測(cè)得環(huán)境溫度和壓力時(shí)，可選擇冷卻介質(zhì)(例如水122)的質(zhì)量流率?？芍辽俨糠值鼗?冷卻介質(zhì)將對(duì)壓縮機(jī)抽取空氣(例如114)所具有的期望效果或預(yù)期效果來(lái)選擇冷卻介質(zhì) 的選定質(zhì)量流率。例如，若測(cè)得約為100度的環(huán)境條件并將其輸入查詢表，則可輸出大約3 磅/秒的質(zhì)量流率。因此，當(dāng)從輸入箭頭302接收到一個(gè)或多個(gè)環(huán)境條件測(cè)量值時(shí)，可將該 環(huán)境條件測(cè)量值與框304的相關(guān)查詢表中的條件進(jìn)行比較，或者以其它方式由與框304相 關(guān)聯(lián)的相關(guān)函數(shù)，例如F(x)，對(duì)其進(jìn)行處理，并且可從框304輸出用于冷卻介質(zhì)的選定質(zhì)量 流率。一旦已從框304輸出了選定質(zhì)量流率，則輸出箭頭306就導(dǎo)向框308。框308可接 收與冷卻介質(zhì)相關(guān)聯(lián)的測(cè)得質(zhì)量流率的輸入310，且將選定質(zhì)量流率的輸出306與測(cè)得質(zhì) 量流率的輸入310進(jìn)行比較，以在306與310兩者之間確定較大值或最大值。在任何情況 下，框308都可將最大質(zhì)量流率輸出312到比較框314，這會(huì)在下文更加詳細(xì)地闡述。到比較框314的另一輸入的產(chǎn)生開(kāi)始于輸入箭頭316。輸入箭頭316代表一個(gè)或 多個(gè)測(cè)得的干壓縮機(jī)抽氣條件，例如，溫度和/或壓力。輸入箭頭316導(dǎo)向框318，在框318 中，合適的函數(shù)Y(x)確定期望的或預(yù)期的冷卻壓縮機(jī)抽氣溫度或濕壓縮機(jī)抽氣溫度。例 如，若存在約600度的測(cè)得干壓縮機(jī)抽氣溫度，則框318可利用該信息來(lái)確定期望的或預(yù)期 的冷卻抽氣溫度或濕抽氣溫度(例如約500度)的輸出320。在該實(shí)施例中，可使用合適的 函數(shù)(例如轉(zhuǎn)移函數(shù))來(lái)確定期望的或預(yù)期的冷卻抽氣溫度或濕抽氣溫度。在一個(gè)實(shí)施例中，可至少部分地基于包括一個(gè)或多個(gè)熱力學(xué)性質(zhì)計(jì)算的基于物理 學(xué)的模型來(lái)開(kāi)發(fā)合適的函數(shù)或轉(zhuǎn)移函數(shù)。合適的函數(shù)或轉(zhuǎn)移函數(shù)的形式可包括任何數(shù)量的 算法、多項(xiàng)式、指數(shù)函數(shù)或其它類型的方程式。框322接收輸出320，在框322處，可接收實(shí)際的或測(cè)得的冷卻抽氣溫度或濕抽氣溫度的另一輸入324，并將其與來(lái)自框318的預(yù)期冷卻抽氣溫度或濕抽氣溫度進(jìn)行比較。在 框322處，可對(duì)輸出320與輸入324之間的差值進(jìn)行確定，該差值可代表預(yù)期冷卻抽氣溫度 或濕抽氣溫度與實(shí)際的或測(cè)得的冷卻抽氣溫度或濕抽氣溫度之間的差值。在任何情況下， 框328都可接收與該差值相關(guān)聯(lián)的輸出326。在框328處，可確定或以其它方式應(yīng)用增益/縮減因子，以適當(dāng)?shù)販p小實(shí)際的或測(cè) 得的冷卻抽氣溫度或濕抽氣溫度與預(yù)期的冷卻抽氣溫度或濕抽氣溫度之間的差值。例如， 可將函數(shù)(例如G(x))應(yīng)用于該差值，以輸出330增益/縮減因子。與來(lái)自框328的增益/ 縮減因子相關(guān)聯(lián)的輸出330可輸入至框314，以適當(dāng)?shù)馗淖冇糜诶鋮s介質(zhì)的選定質(zhì)量流率。 當(dāng)在框322中，輸入324與來(lái)自框318的輸出320之間的差值減小時(shí)，在框328處應(yīng)用于該 差值的增益/縮減因子就減小，且最終當(dāng)測(cè)得差值約為0或?yàn)榱硪活A(yù)定數(shù)值時(shí)，則不再需要 確定另外的增益/縮減因子，或者說(shuō)在框328處不再需要以其它方式應(yīng)用另外的增益因子/ 縮減和/或?qū)⑵漭斎胫量?14以改變用于冷卻介質(zhì)的選定質(zhì)量流率。例如，基于前一個(gè)實(shí) 例，如果實(shí)際的或測(cè)得的冷卻抽氣溫度或濕抽氣溫度約為550度，則實(shí)際的或測(cè)得的冷卻 抽氣溫度或濕抽氣溫度與預(yù)期的冷卻抽氣溫度或濕抽氣溫度之間的差值約為50度，且可 確定合適的增益/縮減因子的輸出330并將其應(yīng)用于該差值，以在框314處確定調(diào)節(jié)或修 改的選定質(zhì)量流率。返回到框314，在已經(jīng)實(shí)施對(duì)冷卻介質(zhì)的選定質(zhì)量流率的任何改變之后，調(diào)節(jié)或修 改后的選定質(zhì)量流率的輸出322在框334處進(jìn)行比較。在框334處，將冷卻介質(zhì)的最大可容 許質(zhì)量流率的輸入336同與來(lái)自框314的調(diào)節(jié)或修改后的選定質(zhì)量流率相關(guān)聯(lián)的輸出332 進(jìn)行比較?？?34可確定最小質(zhì)量流率或與來(lái)自框314的調(diào)節(jié)或修改后的選定質(zhì)量流率相 關(guān)聯(lián)的輸出332與冷卻介質(zhì)的最大可容許質(zhì)量流率之間的較小值。來(lái)自框334的輸出336 代表最終的質(zhì)量流率確定值，可使用該最終的質(zhì)量流率確定值來(lái)請(qǐng)求具體的期望的冷卻介 質(zhì)質(zhì)量流率。至少部分地基于輸出336，可通過(guò)一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)存裝置124、一個(gè)或多個(gè)分配裝置 126和/或一個(gè)或多個(gè)處理器128來(lái)實(shí)施一個(gè)或多個(gè)控制命令，以有助于減小實(shí)際的或測(cè)得 的冷卻抽氣溫度或濕抽氣溫度與預(yù)期的冷卻抽氣溫度或濕抽氣溫度之間的差值。算法300可在輸出箭頭336之后結(jié)束。在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)控制裝置可控制質(zhì)量流率及壓縮機(jī)抽取空氣的溫 度，以對(duì)渦輪段以及相關(guān)聯(lián)的熱氣體路徑元件和轉(zhuǎn)子元件進(jìn)行冷卻。在該實(shí)施例的一個(gè)方 面中，可主動(dòng)地控制壓縮機(jī)抽取空氣流率，且可以以霧狀的形式將可變量的冷卻介質(zhì)引入 到或者以其它方式噴射到空氣流束中，以達(dá)到目標(biāo)溫度或與燃?xì)廨啓C(jī)相關(guān)聯(lián)的其它特性。 該實(shí)施例中的主動(dòng)控制可包括對(duì)壓縮機(jī)抽取空氣和冷卻介質(zhì)兩者的溫度、壓力及質(zhì)量流量 測(cè)量值進(jìn)行監(jiān)測(cè)。實(shí)施主動(dòng)式控制的一個(gè)或多個(gè)控制裝置可主動(dòng)地控制冷卻介質(zhì)流的量以 及冷卻介質(zhì)的溫度，以適當(dāng)?shù)乩鋮s壓縮機(jī)抽取空氣。在某些情況下，可估計(jì)構(gòu)件壽命及燃?xì)?輪機(jī)性能，且該一個(gè)或多個(gè)控制裝置可對(duì)構(gòu)件壽命估計(jì)值以及燃?xì)廨啓C(jī)性能估計(jì)值進(jìn)行比 較，以優(yōu)化構(gòu)件壽命和/或燃?xì)廨啓C(jī)性能。在另一實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)控制裝置可實(shí)施開(kāi)環(huán)控制器，該開(kāi)環(huán)控制器可操作， 以存取一個(gè)或多個(gè)表或具有與燃?xì)廨啓C(jī)相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)預(yù)先限定的目標(biāo)特性的查詢 表。目標(biāo)特性可包括壓縮機(jī)抽取空氣流率和/或冷卻介質(zhì)流率。
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在另一實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)控制裝置可實(shí)施閉環(huán)控制器，該閉環(huán)控制器主動(dòng)地 控制冷卻介質(zhì)流率和/或溫度。在該實(shí)施例的一個(gè)方面中，該閉環(huán)控制器可取決于與渦輪 段相關(guān)聯(lián)的某些下游構(gòu)件金屬溫度，主動(dòng)地控制冷卻介質(zhì)流率和/或溫度。在另一實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)控制裝置可實(shí)施閉環(huán)控制器，該閉環(huán)控制器主動(dòng)地 控制冷卻介質(zhì)流率和/或溫度。在該實(shí)施例的一個(gè)方面中，該閉環(huán)控制器可取決于與渦輪 段相關(guān)聯(lián)的某些下游構(gòu)件金屬溫度，主動(dòng)地控制冷卻介質(zhì)流率和/或溫度。圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于燃?xì)廨啓C(jī)的壓縮機(jī)抽氣冷卻控制系 統(tǒng)的另一示例性邏輯流程圖。該邏輯流程圖顯示了用于壓縮機(jī)抽氣冷卻控制系統(tǒng)的一種示 例性控制算法400，其中算法400可控制壓縮機(jī)抽取空氣的量或引到壓縮機(jī)抽取空氣或引 到渦輪的冷卻介質(zhì)的量中的至少一個(gè)?？刂扑惴?例如算法400)可實(shí)施為儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī) 可讀介質(zhì)-例如一個(gè)或多個(gè)類似于128和130的處理器、軟件、硬件或它們的任何組合-上 的一組計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的其它合適的控制算法可包括下文所述的 要素，以及比下文所闡述的那些要素的數(shù)量更少或更多的要素。示例性控制算法400包括用來(lái)對(duì)引到壓縮機(jī)抽取空氣或引到渦輪的冷卻介質(zhì)的 量進(jìn)行控制的邏輯。圖4中編號(hào)為402-436的要素與圖3中的要素302-336直接對(duì)應(yīng)，且 要素402-436以基本上類似于上文關(guān)于要素302-336所描述的那些的方式起作用。另外， 控制算法400包括用來(lái)控制壓縮機(jī)抽取空氣的量的邏輯。邏輯的這個(gè)部分開(kāi)始于輸入箭頭 438。在輸入箭頭438處，接收一個(gè)或多個(gè)環(huán)境條件測(cè)量值。環(huán)境條件可包括但不限于 環(huán)境溫度、環(huán)境壓力、濕度、時(shí)間或日期。在該實(shí)施例中，環(huán)境條件可由燃?xì)廨啓C(jī)100或系統(tǒng) 120的空氣入口處或空氣入口附近的一個(gè)或多個(gè)傳感器來(lái)測(cè)量。輸入箭頭438導(dǎo)向框440，在框440中，由至少一個(gè)函數(shù)，例如A (x)，對(duì)一個(gè)或多個(gè) 環(huán)境條件進(jìn)行處理。框440可實(shí)施任何數(shù)量的函數(shù)，包括算法、多項(xiàng)式、指數(shù)函數(shù)、轉(zhuǎn)移函 數(shù)、查詢表或它們的任何組合。例如，在圖4中所示的實(shí)施例中，在框440處實(shí)施的查詢表 可包括先前儲(chǔ)存的條件，例如，一系列溫度、壓力、濕度以及對(duì)應(yīng)的質(zhì)量流率。在一個(gè)實(shí)施例 中，當(dāng)存在環(huán)境溫度和壓力或者以其它方式測(cè)得環(huán)境溫度和壓力時(shí)，可選擇壓縮機(jī)抽取空 氣(例如114)的標(biāo)稱干溫度?？芍辽俨糠值鼗趬嚎s機(jī)抽取空氣將對(duì)渦輪104所具有的 期望或預(yù)期的冷卻效果來(lái)選擇壓縮機(jī)抽取空氣的標(biāo)稱干溫度。例如，如果測(cè)得約為100度 的環(huán)境條件并將其輸入查詢表，則可輸出約600度的壓縮機(jī)抽取空氣標(biāo)稱干溫度。因此，當(dāng) 從輸入箭頭438接收到一個(gè)或多個(gè)環(huán)境條件測(cè)量值時(shí)，可將該環(huán)境條件測(cè)量值與框440的 相關(guān)查詢表中的條件進(jìn)行比較，或者以其它方式由與框440相關(guān)聯(lián)的相關(guān)函數(shù)，例如A(x)， 對(duì)其進(jìn)行處理，并且可從框440輸出壓縮機(jī)抽取空氣的標(biāo)稱干溫度。一旦已輸出壓縮機(jī)抽取空氣的標(biāo)稱干溫度，輸出箭頭442就導(dǎo)向框444。到框444 的另一輸入446是測(cè)得的濕壓縮機(jī)抽氣溫度。使用標(biāo)稱干溫度及測(cè)得的濕壓縮機(jī)抽氣溫 度，在框444中，至少部分地基于標(biāo)稱干溫度與測(cè)得的濕壓縮機(jī)抽氣溫度之間的差值來(lái)進(jìn) 行溫度邊際計(jì)算。在該實(shí)施例中，可使用合適的算法或函數(shù)來(lái)確定溫度邊際。將與來(lái)自框444的溫度邊際相關(guān)聯(lián)的輸出448輸入至函數(shù)框450。在函數(shù)框450 中，合適的算法或函數(shù)(例如B(x))可確定可容許的壓縮機(jī)抽氣流率的降低或升高?？?50 可實(shí)施任何數(shù)量的函數(shù)，包括算法、多項(xiàng)式、指數(shù)函數(shù)、轉(zhuǎn)移函數(shù)、查詢表或它們的任何組合。從框450可獲得代表可容許的壓縮機(jī)抽氣流率的降低或升高的輸出452。至少部分地基于輸出452，可通過(guò)一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)存裝置124、一個(gè)或多個(gè)分配裝置 126和/或一個(gè)或多個(gè)處理器128來(lái)實(shí)施一個(gè)或多個(gè)控制命令，以有助于減小標(biāo)稱干壓縮機(jī) 抽氣溫度與測(cè)得的濕抽氣壓縮機(jī)抽氣溫度之間的差值。算法400可在輸出箭頭452之后結(jié)束。圖5是顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于控制燃?xì)廨啓C(jī)中的壓縮機(jī)抽氣冷 卻的示例性方法500的流程圖。在所示的實(shí)施例中，可實(shí)施示例性方法500來(lái)控制與燃?xì)?輪機(jī)(例如圖1中的燃?xì)廨啓C(jī)100)相關(guān)聯(lián)的壓縮機(jī)抽取空氣的冷卻。該示例性方法開(kāi)始于框502。在框502處，提供冷卻介質(zhì)。在該實(shí)施例中，所提供 的冷卻介質(zhì)可以是儲(chǔ)存在一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)儲(chǔ)存裝置124中的水(例如圖1中的122)。在一個(gè)實(shí)施例的一方面，冷卻介質(zhì)可包括如下(介質(zhì))中的至少一種水、流體、氣 體或任何液體或壓縮氣體。在一個(gè)實(shí)施例的一方面，特性可包括如下中的至少一個(gè)渦輪段中的下游壓力、渦 輪段中的下游空氣溫度、渦輪段的一部分的下游金屬溫度、環(huán)境溫度、與壓縮機(jī)抽取空氣相 關(guān)聯(lián)的空氣流量測(cè)量值、與壓縮機(jī)抽取空氣相關(guān)聯(lián)的壓力測(cè)量值、與壓縮機(jī)抽取空氣相關(guān) 聯(lián)的溫度測(cè)量值、冷卻介質(zhì)流量測(cè)量值、冷卻介質(zhì)溫度、冷卻介質(zhì)壓力、或它們的任何組合。在一個(gè)實(shí)施例的一方面，提供冷卻介質(zhì)可包括提供一個(gè)或多個(gè)分配裝置，該一個(gè) 或多個(gè)分配裝置可操作，以在將冷卻介質(zhì)引到壓縮機(jī)抽取空氣之前或在此期間，分配冷卻 介質(zhì)的至少一部分?？?02之后是框504，在框504中，抽取來(lái)自與燃?xì)廨啓C(jī)相關(guān)聯(lián)的壓縮機(jī)的空氣。 在該實(shí)施例中，可從與壓縮機(jī)102相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)級(jí)(例如116)抽取來(lái)自壓縮機(jī)(例 如102)的空氣(例如圖1中的114)?？?04之后是框506，在框506中，將冷卻介質(zhì)引到壓縮機(jī)抽取空氣，其中，在引到 渦輪段之前或在此期間，壓縮機(jī)抽取空氣由冷卻介質(zhì)冷卻。在該實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)分配 裝置(例如圖1中的126)可將所接受的冷卻介質(zhì)或水122的至少一部分引到壓縮機(jī)抽取 空氣114，其中，在引到渦輪(例如104)之前或在此期間，壓縮機(jī)抽取空氣114由冷卻介質(zhì) 或水122冷卻?？?06之后是框508，在框508中，至少部分地基于與燃?xì)廨啓C(jī)相關(guān)聯(lián)的特性來(lái)選 擇性地控制壓縮機(jī)抽取空氣或冷卻介質(zhì)中的至少一個(gè)。在該實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)處理器 (例如圖1中的128)可對(duì)一個(gè)或多個(gè)分配裝置(例如126)以及將冷卻介質(zhì)(例如水122) 引到從壓縮機(jī)102的至少一部分抽取的空氣(例如114)的相應(yīng)速率進(jìn)行控制。此外，在該 實(shí)施例中，該一個(gè)或多個(gè)處理器128可獲得來(lái)自定位于整個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)100中的任何數(shù)量的 傳感器的反饋，以控制或者以其它方式操作一個(gè)或多個(gè)分配裝置126。在另一實(shí)施例中，一 個(gè)或多個(gè)處理器(例如130)可對(duì)一個(gè)或多個(gè)控制型裝置或分配裝置以及從壓縮機(jī)102的 至少一部分抽取的空氣(例如114)的量進(jìn)行控制。此外，在這種實(shí)施例中，類似于128和 130的一個(gè)或多個(gè)處理器可獲得來(lái)自定位于整個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)100內(nèi)的任何數(shù)量的傳感器的反 饋，以控制或者以其它方式操作該一個(gè)或多個(gè)控制型裝置或分配裝置，以控制空氣114的 量。在一個(gè)實(shí)施例的一方面，至少部分地基于與燃?xì)廨啓C(jī)相關(guān)聯(lián)的特性來(lái)選擇性地控制壓縮機(jī)抽取空氣或冷卻介質(zhì)中的至少一個(gè)包括如下中的至少一個(gè)控制引到壓縮機(jī)抽取 空氣的冷卻介質(zhì)的量、控制引到壓縮機(jī)抽取空氣的冷卻介質(zhì)的溫度、控制引到壓縮機(jī)抽取 空氣的冷卻介質(zhì)的壓力、控制引到渦輪段的壓縮機(jī)抽取空氣的量、控制引到渦輪段的壓縮 機(jī)抽取空氣的溫度、控制引到渦輪段的壓縮機(jī)抽取空氣的壓力、或它們的任何組合。在一個(gè)實(shí)施例的一方面，一個(gè)或多個(gè)控制裝置可實(shí)施如下中的至少一個(gè)開(kāi)式環(huán) 路控制、主動(dòng)式控制、閉式環(huán)路控制或被動(dòng)式控制。在一個(gè)實(shí)施例的一方面，可通過(guò)包含具有與燃?xì)廨啓C(jī)相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)預(yù)先限 定的目標(biāo)特性的表的開(kāi)式環(huán)路控制器來(lái)幫助至少部分地基于與燃?xì)廨啓C(jī)相關(guān)聯(lián)的特性來(lái) 選擇性地控制壓縮機(jī)抽取空氣或冷卻介質(zhì)中的至少一個(gè)。在一個(gè)實(shí)施例的一方面，將冷卻介質(zhì)引到壓縮機(jī)抽取空氣包括分配冷卻介質(zhì)的 至少一部分，并至少將冷卻介質(zhì)的該分配部分引到壓縮機(jī)抽取空氣。在一個(gè)實(shí)施例的一方面，通過(guò)至少一個(gè)處理器來(lái)幫助至少部分地基于與燃?xì)廨啓C(jī) 相關(guān)聯(lián)的特性選擇性地控制壓縮機(jī)抽取空氣或冷卻介質(zhì)中的至少一個(gè)。在一個(gè)實(shí)施例中，方法500可包括將一個(gè)或多個(gè)分配裝置安裝到燃?xì)廨啓C(jī)上，其 中該一個(gè)或多個(gè)分配裝置可在引入冷卻介質(zhì)之前或在此期間將冷卻介質(zhì)的至少一部分分 配到壓縮機(jī)抽取空氣。在一個(gè)實(shí)施例中，方法500可包括在將冷卻介質(zhì)引到壓縮機(jī)抽取空氣之前或在此 期間，分配冷卻介質(zhì)的至少一部分，其中，在引到渦輪段之前，壓縮機(jī)抽取空氣由所分配的 冷卻介質(zhì)冷卻。方法500在框508之后結(jié)束。圖5的示例性要素以實(shí)例的方式顯示，且其它流程實(shí)施例可具有更少或更多數(shù)量 的要素，且這些要素可以以根據(jù)本發(fā)明其它實(shí)施例的備選配置來(lái)進(jìn)行布置。盡管已結(jié)合了目前被認(rèn)為是最實(shí)用的及各種各樣的實(shí)施例的內(nèi)容描述了本發(fā)明， 但將理解的是，本發(fā)明并非限定于所公開(kāi)的實(shí)施例，而是相反，本發(fā)明意欲涵蓋包含于所附 的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)的各種修改以及等效布置。本書面說(shuō)明使用實(shí)例來(lái)公開(kāi)本發(fā)明，包括最佳模式，且還使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能 夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造和使用任何裝置、設(shè)備或系統(tǒng)，以及實(shí)施任何所結(jié)合的方法。本發(fā) 明的可受專利保護(hù)的范圍限定在權(quán)利要求書中，且可包括本領(lǐng)域的技術(shù)人員所想到的其它 實(shí)例。如果這些其它實(shí)例具有無(wú)異于權(quán)利要求書字面語(yǔ)言的結(jié)構(gòu)元件，或者如果它們包括 與權(quán)利要求書的字面語(yǔ)言無(wú)實(shí)質(zhì)性差異的等效結(jié)構(gòu)元件，則這些其它實(shí)例意圖處于權(quán)利要 求書的范圍內(nèi)。
1權(quán)利要求
一種用于對(duì)包括壓縮機(jī)(102)和渦輪(104)段的燃?xì)廨啓C(jī)(100)中的壓縮機(jī)抽取空氣的冷卻進(jìn)行控制的系統(tǒng)(120)，所述系統(tǒng)(120)特征在于一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)存裝置(124)，該一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)存裝置(124)可操作以儲(chǔ)存冷卻介質(zhì)(122)；一個(gè)或多個(gè)分配裝置(126)，該一個(gè)或多個(gè)分配裝置(126)可操作，以便從所述一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)存裝置(124)接收所述冷卻介質(zhì)(122)；且在將所述冷卻介質(zhì)(122)引到所述壓縮機(jī)抽取空氣(114)之前或期間，引導(dǎo)所述冷卻介質(zhì)(122)的至少一部分，其中，在引到所述渦輪(104)段之前，所述壓縮機(jī)抽取空氣(114)由所述冷卻介質(zhì)(122)冷卻；以及一個(gè)或多個(gè)控制裝置(128)，該一個(gè)或多個(gè)控制裝置(128)可操作，以便至少部分地基于與所述燃?xì)廨啓C(jī)(100)相關(guān)聯(lián)的特性，選擇性地控制所述壓縮機(jī)抽取空氣(114)或所述冷卻介質(zhì)(122)中的至少一個(gè)。
2.一種燃?xì)廨啓C(jī)(100)，其特征在于 渦輪(104)段；壓縮機(jī)(102)，其中，從所述壓縮機(jī)的至少一部分抽取空氣(114)，以便引入到所述渦 輪(104)段中；一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)存裝置(124)，該一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)存裝置(124)可操作以儲(chǔ)存冷卻介質(zhì) (122)；及一個(gè)或多個(gè)分配裝置(126)，該一個(gè)或多個(gè)分配裝置(126)可操作，以便 從所述一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)存裝置(124)接收所述冷卻介質(zhì)(122)；且 在將冷卻介質(zhì)(122)引到從所述壓縮機(jī)(102)的至少一部分抽取的空氣(114)之前或 期間，引導(dǎo)所述冷卻介質(zhì)(122)的至少一部分，其中，在引到所述渦輪(104)段之前，所述空 氣(114)由所述冷卻介質(zhì)(122)冷卻；以及一個(gè)或多個(gè)控制裝置(128)，該一個(gè)或多個(gè)控制裝置(128)可操作，以便 至少部分地基于與所述燃?xì)廨啓C(jī)(100)相關(guān)聯(lián)的特性，選擇性地控制所述壓縮機(jī)抽取 空氣(114)或所述冷卻介質(zhì)(122)中的至少一個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)(120)或燃?xì)廨啓C(jī)(100)，其特征在于，所述特性 由以下中的至少一個(gè)表征所述渦輪(104)段中的下游壓力、所述渦輪(104)段中的下游 空氣溫度、所述渦輪(104)段的一部分的下游金屬溫度、環(huán)境溫度、與所述壓縮機(jī)抽取空氣 (114)相關(guān)聯(lián)的空氣流量測(cè)量值、與所述壓縮機(jī)抽取空氣(114)相關(guān)聯(lián)的壓力測(cè)量值、與 所述壓縮機(jī)抽取空氣(114)相關(guān)聯(lián)的溫度測(cè)量值、冷卻介質(zhì)(122)流量測(cè)量值、冷卻介質(zhì) (122)溫度、冷卻介質(zhì)(122)壓力或它們的任何組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)(120)或燃?xì)廨啓C(jī)(100)，其特征在于，至少部分 地基于與所述燃?xì)廨啓C(jī)(100)相關(guān)聯(lián)的特性來(lái)選擇性地控制所述壓縮機(jī)抽取空氣(114)或 所述冷卻介質(zhì)(122)中的至少一個(gè)由以下中的至少一種表征控制引到所述壓縮機(jī)抽取空 氣(114)的冷卻介質(zhì)(122)的量、控制引到所述壓縮機(jī)抽取空氣(114)的冷卻介質(zhì)(122) 的溫度、控制引到所述壓縮機(jī)抽取空氣(114)的冷卻介質(zhì)(122)的壓力、控制引到所述渦 輪(104)段的壓縮機(jī)抽取空氣(114)的量、控制引到所述渦輪(104)段的壓縮機(jī)抽取空氣 (114)的溫度、控制引到所述渦輪(104)段的壓縮機(jī)抽取空氣(114)的壓力，或它們的任何組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)(120)或燃?xì)廨啓C(jī)(100)，其特征在于，所述一個(gè)或 多個(gè)控制裝置(128)可實(shí)施以下控制中的至少一種開(kāi)式環(huán)路控制、主動(dòng)式控制、閉式環(huán)路 控制或被動(dòng)式控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)(120)或燃?xì)廨啓C(jī)(100)，其特征在于，所述一個(gè)或 多個(gè)控制裝置(128)的特征在于開(kāi)式環(huán)路控制器，該開(kāi)式環(huán)路控制器包 >括具有與所述燃?xì)?輪機(jī)(100)相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)預(yù)先限定的目標(biāo)特性的表。
7.一種用于對(duì)包括壓縮機(jī)和渦輪(104)段的燃?xì)廨啓C(jī)(100)中的壓縮機(jī)抽氣冷卻進(jìn)行 控制的方法，所述方法特征在于提供冷卻介質(zhì)(122)；從與燃?xì)廨啓C(jī)(100)相關(guān)聯(lián)的壓縮機(jī)抽取空氣(114)；將所述冷卻介質(zhì)(122)引到所述壓縮機(jī)抽取空氣(114)，其中，在引到所述渦輪(104) 段之前或期間，所述壓縮機(jī)抽取空氣(114)由所述冷卻介質(zhì)(122)冷卻；及至少部分地基于與所述燃?xì)廨啓C(jī)(100)相關(guān)聯(lián)的特性，選擇性地控制所述壓縮機(jī)抽取 空氣(114)或所述冷卻介質(zhì)(122)中的至少一個(gè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征還在于將一個(gè)或多個(gè)分配裝置安裝至所述燃?xì)廨啓C(jī)(100)，其中，所述一個(gè)或多個(gè)分配裝置 (126)可在將所述冷卻介質(zhì)(122)引到所述壓縮機(jī)抽取空氣(114)之前或期間，分配所述冷 卻介質(zhì)(122)的至少一部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，提供冷卻介質(zhì)(122)由提供一個(gè)或多個(gè)分 配裝置(126)來(lái)表征，所述一個(gè)或多個(gè)分配裝置(126)可操作，以在將所述冷卻介質(zhì)(122) 引到所述壓縮機(jī)抽取空氣(114)之前或期間，分配所述冷卻介質(zhì)(122)的至少一部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于通過(guò)至少一個(gè)處理器(128)，有助于至 少部分地基于與所述燃?xì)廨啓C(jī)(100)相關(guān)聯(lián)的特性來(lái)選擇性地控制所述壓縮機(jī)抽取空氣 (114)或所述冷卻介質(zhì)(122)中的至少一個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于控制壓縮機(jī)抽氣冷卻的系統(tǒng)和方法。提供了用于提供壓縮機(jī)抽氣冷卻的方法和設(shè)備的實(shí)施例。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，公開(kāi)了一種用于控制壓縮機(jī)抽氣冷卻的方法。該方法可包括提供冷卻介質(zhì)(122)。該方法可包括從與燃?xì)廨啓C(jī)(100)相關(guān)聯(lián)的壓縮機(jī)(102)抽取空氣(114)。該方法還可包括將冷卻介質(zhì)(122)引到壓縮機(jī)抽取空氣(114)，其中，在引到渦輪(104)段之前或在此期間，壓縮機(jī)抽取空氣(114)由冷卻介質(zhì)(122)冷卻。此外，方法可包括至少部分地基于與燃?xì)廨啓C(jī)(100)相關(guān)聯(lián)的特性，選擇性地控制壓縮機(jī)抽取空氣(114)或冷卻介質(zhì)(122)中的至少一個(gè)。
文檔編號(hào)F02C9/00GK101852135SQ20101015691
公開(kāi)日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2010年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月31日
發(fā)明者J·赫納漢, L·B·小戴維斯 申請(qǐng)人:通用電氣公司