專利名稱：用于燃?xì)廨啓C(jī)的進(jìn)氣加熱控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于燃?xì)廨啓C(jī)的進(jìn)氣加熱控制裝置，該進(jìn)氣加熱 控制裝置被設(shè)計成即使在操作經(jīng)受大的進(jìn)氣量改變期間，也能夠以良 好的響應(yīng)性提高進(jìn)氣的溫度。
背景技術(shù)：
在安裝于寒冷地區(qū)的燃?xì)廨啓C(jī)中，從大氣吸入的空氣被加熱，然 后進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)。
這是因?yàn)?，如果溫度非常?例如-2(TC至-3(TC)的高密度外界空氣 (空氣)被不經(jīng)改變地吸入燃?xì)廨啓C(jī)，則點(diǎn)火性能降低或者出現(xiàn)燃燒振 動，使得不可能確保燃?xì)廨啓C(jī)的穩(wěn)定燃燒。此外，如果吸入這樣的溫 度非常低的空氣，則空氣中的水可在燃?xì)廨啓C(jī)的入口處凍成冰。產(chǎn)生 的冰可進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)，損壞渦輪葉片等。
因此，在安裝于寒冷地區(qū)的燃?xì)廨啓C(jī)中，空氣由諸如熱交換器的 加熱裝置加熱，然后被吸入燃?xì)廨啓C(jī)。在該情況下，加熱空氣，以便 空氣溫度達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)能進(jìn)行穩(wěn)定燃燒的溫度(例如大約+5'C的溫度)。
圖3示出安裝在寒冷地區(qū)中的燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)備的例子。如該圖所示， 燃?xì)廨啓C(jī)10由作為主要部件的壓縮機(jī)11、燃燒器12、和渦輪13構(gòu)成。 燃?xì)廨啓C(jī)10的壓縮機(jī)11經(jīng)由進(jìn)氣管道15吸入允許從外部進(jìn)入的空氣 (大氣)A。
在壓縮機(jī)11的入口處設(shè)置有入口導(dǎo)流葉片(IGV)lla，并且根據(jù) IGV lla的開度控制吸入壓縮機(jī)11的空氣量。根據(jù)負(fù)載狀態(tài)、操作狀態(tài)等控制IGVlla的開度。
發(fā)電機(jī)20連接到燃?xì)廨啓C(jī)10，并且由燃?xì)廨啓C(jī)IO旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動， 以發(fā)電。
進(jìn)氣管道15中介裝有用于加熱進(jìn)氣的熱交換器30。熱交換器30 經(jīng)由蒸汽管31供給有溫度高(例如30(TC)的蒸汽S。熱交換器30通過 供給的蒸汽S的熱加熱吸入燃?xì)廨啓C(jī)10的空氣A(與空氣A交換熱)。
在蒸汽管31中介裝有控制閥32，用于控制流動通過蒸汽管31的 蒸汽量、即供給到熱交換器30的蒸汽量。
將由輔助的蒸汽鍋爐(未示出)產(chǎn)生的蒸汽、或者由通過利用渦輪 13的廢熱產(chǎn)生蒸汽的廢熱鍋爐(未示出)產(chǎn)生的蒸汽用作供應(yīng)到熱交換 器30的蒸汽。
在進(jìn)氣管道15中，溫度計40安裝在熱交換器30與壓縮機(jī)11的 入口段之間的位置。溫度計40測量已由熱交換器30加熱并吸入燃?xì)?輪機(jī)10的壓縮機(jī)11的空氣A'的溫度。以該方式測量的進(jìn)氣A'的測得 溫度tl饋送至控制裝置50。
控制裝置50具有偏差計算部51、和比例積分計算部(PI計算部)52。 該控制裝置50具有預(yù)先設(shè)定在該控制裝置50中的目標(biāo)溫度TO(例如+5 °C)。該目標(biāo)溫度TO是根據(jù)各燃?xì)廨啓C(jī)IO的特性預(yù)先設(shè)定的溫度，如 使得燃?xì)廨啓C(jī)10能夠穩(wěn)定燃燒(運(yùn)行)的進(jìn)氣的溫度。
控制裝置50的偏差計算部51計算測得溫度tl與目標(biāo)溫度TO之 間的偏差，以獲得偏差溫度At^TO-tl)。比例積分計算部52進(jìn)行偏差 溫度At的PI計算，并輸出閥開度指令P。根據(jù)閥開度指令P調(diào)節(jié)控制 閥32的閥開度。因此，當(dāng)測得溫度tl低時，閥開度指令P大，以使控制閥32的
閥開度高，從而增加供應(yīng)至熱交換器30的蒸汽量。另一方面，當(dāng)測得 溫度tl高時，閥開度指令P小，以使控制閥32的閥開度低，從而減少 供應(yīng)至熱交換器30的蒸汽量?？傊?，供應(yīng)至熱交換器30的蒸汽量被 反饋控制，以便由熱交換器30加熱并吸入壓縮機(jī)11的空氣A'的溫度 變成目標(biāo)溫度TO。這樣，將進(jìn)氣A'的溫度保持在允許穩(wěn)定燃燒的溫度。
專利文獻(xiàn)1: JP-B-4-48921 專利文獻(xiàn)2: JP-A-2003-16116
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題
當(dāng)啟動燃?xì)廨啓C(jī)10時，吸入壓縮機(jī)11的空氣量隨燃?xì)廨啓C(jī)的回 轉(zhuǎn)數(shù)的增加而顯著增加。此外，通過打開IGV lla，吸入壓縮機(jī)ll的
空氣量顯著增加。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，已運(yùn)用簡單的反饋控制來對控制閥32的開度進(jìn)行 控制(即，控制供應(yīng)至熱交換器30的蒸汽量)，以便吸入壓縮機(jī)11的空 氣A'的溫度變成目標(biāo)溫度TO。
因此，如果吸入壓縮機(jī)11的空氣量急劇增加，如在燃?xì)廨啓C(jī)啟動 時或者在IGV的開度增加期間，則可能出現(xiàn)使空氣A'的溫度(測得溫度 tl)變成目標(biāo)溫度TO的溫度控制不會成功地跟隨(出現(xiàn)控制延遲)，并且 吸入壓縮機(jī)11的空氣A'的溫度明顯下降，和不能保持在能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定燃 燒的溫度。
這是因?yàn)椴捎煤唵蔚姆答伩刂疲郎y得溫度tl與目標(biāo)溫度TO 之間的偏差的控制動作在吸入壓縮機(jī)11的空氣量急劇增加以使空氣溫 度急劇下降的實(shí)際現(xiàn)象出現(xiàn)之后開始。因此，形成大的控制延遲。
8另一方面，如果IGVlla關(guān)閉，則供給到壓縮機(jī)11中的進(jìn)氣量明 顯減少，從而吸入壓縮機(jī)11的空氣A'的溫度上升。這也變成燃燒不穩(wěn)
定的因素。
已根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。本發(fā)明的目的是提供一種用于
燃?xì)廨啓C(jī)的進(jìn)氣加熱控制裝置，即使如燃?xì)廨啓C(jī)IO啟動時或者在IGV lla的開度增加期間，吸入壓縮機(jī)11的空氣量突然改變，該進(jìn)氣加熱 控制裝置也能將進(jìn)氣的溫度保持在目標(biāo)溫度并確保穩(wěn)定的燃燒。
解決問題的手段
用于解決以上問題的本發(fā)明的一方面是一種用于燃?xì)廨啓C(jī)的進(jìn)氣 加熱控制裝置，包括
熱交換器，該熱交換器用于通過加熱介質(zhì)對吸入燃?xì)廨啓C(jī)的空氣
加熱；
控制閥，該控制閥用于通過使控制閥的閥開度受控來控制供應(yīng)至 熱交換器的加熱介質(zhì)的量；
溫度計，該溫度計用于測量已由熱交換器加熱并吸入燃?xì)廨啓C(jī)的 空氣的溫度；和
控制裝置，該控制裝置用于對控制閥的閥開度進(jìn)行控制，以便由 溫度計測量的測得溫度變成預(yù)定的目標(biāo)溫度， 其特征在于該控制裝置包括
偏差計算部，該偏差計算部用于獲得作為目標(biāo)溫度與測得溫度之 間的偏差的偏差溫度，和比例積分計算部，該比例積分計算部用于進(jìn) 行偏差溫度的比例積分計算以獲得閥開度PI校正指令P，
閥開度指令計算函數(shù)部，該閥開度指令計算函數(shù)部用于輸出閥開 度指令，當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)的回轉(zhuǎn)數(shù)增加時，閥開度指令的值增加，
入口導(dǎo)流葉片校正系數(shù)計算函數(shù)部，該入口導(dǎo)流葉片校正系數(shù)計 算函數(shù)部用于輸出入口導(dǎo)流葉片校正系數(shù)，當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)的入口導(dǎo)流葉 片的開度提高時，入口導(dǎo)流葉片校正系數(shù)的系數(shù)值增加，乘法部，該乘法部用于將閥開度指令與入口導(dǎo)流葉片校正系數(shù)相 乘，并輸出閥開度先行指令，和
加法部，該加法部用于將閥開度先行指令與閥開度PI校正指令相 加，并輸出已校正閥開度指令，
并且根據(jù)已校正閥開度指令的大小對控制閥的閥開度進(jìn)行控制。
本發(fā)明的另一方面是一種用于燃?xì)廨啓C(jī)的進(jìn)氣加熱控制裝置，包
括
熱交換器，該熱交換器用于通過加熱介質(zhì)對吸入燃?xì)廨啓C(jī)的空氣
加熱；
控制閥，該控制閥用于通過使控制閥的閥開度受控來控制供應(yīng)至 熱交換器的加熱介質(zhì)的量；
溫度計，該溫度計用于測量已由熱交換器加熱并吸入燃?xì)廨啓C(jī)的 空氣的溫度；和
控制裝置，該控制裝置用于對控制閥的閥開度進(jìn)行控制，以便由 溫度計測量的測得溫度變成預(yù)定的目標(biāo)溫度， 其特征在于該控制裝置包括
偏差計算部，該偏差計算部用于獲得作為目標(biāo)溫度與測得溫度之 間的偏差的偏差溫度，和比例積分計算部，該比例積分計算部用于進(jìn) 行偏差溫度的比例積分計算以獲得闊開度PI校正指令P，
第二偏差計算部，該第二偏差計算部用于獲得目標(biāo)溫度與大氣溫 度之間的溫差，
閥開度指令計算函數(shù)部，該閥開度指令計算函數(shù)部用于輸出閥開 度指令，當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)的回轉(zhuǎn)數(shù)增加時，閥開度指令的值增加，
入口導(dǎo)流葉片校正系數(shù)計算函數(shù)部，該入口導(dǎo)流葉片校正系數(shù)計
算函數(shù)部用于輸出入口導(dǎo)流葉片校正系數(shù)，當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)的入口導(dǎo)流葉 片的開度提高時，入口導(dǎo)流葉片校正系數(shù)的系數(shù)值增加，
溫差校正系數(shù)計算函數(shù)部，該溫差校正系數(shù)計算函數(shù)部用于輸出 溫差校正系數(shù)，當(dāng)溫差增加時，溫差校正系數(shù)的系數(shù)值增加，
乘法部，該乘法部用于將閥開度指令與入口導(dǎo)流葉片校正系數(shù)和溫差校正系數(shù)相乘，并輸出閥開度先行指令，和
加法部，該加法部用于將閥開度先行指令與閥開度PI校正指令相 加，并輸出已校正閥開度指令，
并且根據(jù)已校正閥開度指令的大小對控制閥的閥開度進(jìn)行控制。
本發(fā)明的又一方面是一種用于燃?xì)廨啓C(jī)的進(jìn)氣加熱控制裝置，包
括
熱交換器，該熱交換器用于通過加熱介質(zhì)對吸入燃?xì)廨啓C(jī)的空氣 加熱；
控制閥，該控制閥用于通過使控制閥的閥開度受控來控制供應(yīng)至 熱交換器的加熱介質(zhì)的量；
溫度計，該溫度計用于測量已由熱交換器加熱并吸入燃?xì)廨啓C(jī)的 空氣的溫度；和
控制裝置，該控制裝置用于對控制閥的閥開度進(jìn)行控制，以便由 溫度計測量的測得溫度變成預(yù)定的目標(biāo)溫度， 其特征在于該控制裝置包括
偏差計算部，該偏差計算部用于獲得作為目標(biāo)溫度與測得溫度之 間的偏差的偏差溫度，和比例積分計算部，該比例積分計算部用于進(jìn) 行偏差溫度的比例積分計算，以獲得閥開度PI校正指令P，
第二偏差計算部，該第二偏差計算部用于獲得目標(biāo)溫度與大氣溫 度之間的溫差，
閥開度指令計算函數(shù)部，該閥開度指令計算函數(shù)部用于輸出閩開 度指令，當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)的回轉(zhuǎn)數(shù)增加時，閥開度指令的值增加，
入口導(dǎo)流葉片校正系數(shù)計算函數(shù)部，該入口導(dǎo)流葉片校正系數(shù)計
算函數(shù)部用于輸出入口導(dǎo)流葉片校正系數(shù)，當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)的入口導(dǎo)流葉 片的開度提高時，入口導(dǎo)流葉片校正系數(shù)的系數(shù)值增加，
溫差校正系數(shù)計算函數(shù)部，該溫差校正系數(shù)計算函數(shù)部用于輸出 溫差校正系數(shù)，當(dāng)溫差增加時，溫差校正系數(shù)的系數(shù)值增加，
加熱介質(zhì)壓力校正系數(shù)計算函數(shù)部，該加熱介質(zhì)壓力校正系數(shù)計 算函數(shù)部用于輸出加熱介質(zhì)壓力校正系數(shù)，當(dāng)供應(yīng)至熱交換器的加熱
11介質(zhì)的壓力等于預(yù)定的基準(zhǔn)壓力時，加熱介質(zhì)壓力校正系數(shù)的系數(shù)值 變成l，當(dāng)供應(yīng)至熱交換器的加熱介質(zhì)的壓力高于基準(zhǔn)壓力時，加熱介 質(zhì)壓力校正系數(shù)的系數(shù)值變成小于1，并且當(dāng)供應(yīng)至熱交換器的加熱介 質(zhì)的壓力低于基準(zhǔn)壓力時，加熱介質(zhì)壓力校正系數(shù)的系數(shù)值變成大于 1，
加熱介質(zhì)溫度校正系數(shù)計算函數(shù)部，該加熱介質(zhì)溫度校正系數(shù)計 算函數(shù)部用于輸出加熱介質(zhì)溫度校正系數(shù)，當(dāng)供應(yīng)至熱交換器的加熱 介質(zhì)的溫度等于預(yù)定的基準(zhǔn)溫度時，加熱介質(zhì)溫度校正系數(shù)的系數(shù)值 變成l，當(dāng)供應(yīng)至熱交換器的加熱介質(zhì)的溫度高于基準(zhǔn)溫度時，加熱介 質(zhì)溫度校正系數(shù)的系數(shù)值變成小于1，并且當(dāng)供應(yīng)至熱交換器的加熱介 質(zhì)的溫度低于基準(zhǔn)溫度時，加熱介質(zhì)溫度校正系數(shù)的系數(shù)值變成大于 1，
乘法部，該乘法部用于將閥開度指令與入口導(dǎo)流葉片校正系數(shù)、 溫差校正系數(shù)、加熱介質(zhì)壓力校正系數(shù)、和加熱介質(zhì)溫度校正系數(shù)相 乘，并輸出閥開度先行指令，和
加法部，該加法部用于將閥開度先行指令與閥開度PI校正指令相 加，并輸出已校正閥開度指令，
并且根據(jù)已校正閥開度指令的大小對控制閥的閥開度進(jìn)行控制。
本發(fā)明的效果
進(jìn)氣量隨著由燃?xì)廨啓C(jī)的啟動所引起的回轉(zhuǎn)數(shù)的增加而增加?？?選的是，通過入口導(dǎo)流葉片的打開或關(guān)閉增加或減少進(jìn)氣量。在該情 況下，本發(fā)明以以下方式運(yùn)用先行控制(或前饋控制)根據(jù)增加或減少 進(jìn)氣量的操作條件增加或減少加熱介質(zhì)(蒸汽)的量。因?yàn)檫@樣的先行控 制，所以即使在造成進(jìn)氣量急劇改變的操作條件下(例如在燃?xì)廨啓C(jī)啟 動時)，進(jìn)氣溫度也能保持在能夠進(jìn)行穩(wěn)定燃燒的溫度。
應(yīng)指出的是，"加熱介質(zhì)"不局限于蒸汽，并且能應(yīng)用廢氣等。


12[圖l]圖l是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例用于燃?xì)廨啓C(jī)的進(jìn)氣加熱控 制裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖2(a)至圖2(e)是示出在實(shí)施例中使用的函數(shù)特 性的特性圖。圖3是示出現(xiàn)有技術(shù)的構(gòu)造圖。
附圖標(biāo)記說明
IO燃?xì)廨啓C(jī)
lla入口導(dǎo)流葉片
15進(jìn)氣管道
30熱交換器
31蒸汽管
32控制閥
35壓力計
36溫度計
40溫度計
100控制裝置
IIO先行控制部
具體實(shí)施例方式
以下將基于本發(fā)明的實(shí)施例詳細(xì)說明用于實(shí)施本發(fā)明的最佳模式。
實(shí)施例
圖1示出已適用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于燃?xì)廨啓C(jī)的進(jìn)氣加熱 控制裝置的燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)備。在該實(shí)施例中，蒸汽管31裝備有對供應(yīng)至 熱交換器30的蒸汽S的壓力進(jìn)行檢測的壓力計35、和用于檢測蒸汽S 的溫度的溫度計36。此外，設(shè)置有用于對控制閥32的開度進(jìn)行控制的 控制裝置100。其它部分(例如燃?xì)廨啓C(jī)10、發(fā)電機(jī)20、熱交換器30、蒸汽管31、 控制閥32等)與現(xiàn)有技術(shù)中的構(gòu)造相同。因此，在以下的說明中，主要 說明與現(xiàn)有技術(shù)不同的部分，并且在省略重復(fù)說明的情況下，與現(xiàn)有 技術(shù)相同的部分標(biāo)以與現(xiàn)有技術(shù)中相同的附圖標(biāo)記。
控制裝置100具有先行控制部110以及偏差計算部101、和比例積 分計算部102。
該控制裝置具有預(yù)先設(shè)定在該控制裝置中的目標(biāo)溫度TO(例如 +5°C)。該目標(biāo)溫度TO是根據(jù)各燃?xì)廨啓C(jī)10的特性預(yù)先設(shè)定的溫度， 如使得燃?xì)廨啓C(jī)10能夠穩(wěn)定燃燒(運(yùn)行)的溫度。
控制裝置100的偏差計算部101計算測得溫度tl與目標(biāo)溫度TO 之間的偏差，以獲得偏差溫度At(-TO-tl)。比例積分計算部102進(jìn)行 偏差溫度At的PI計算，并輸出閥開度PI校正指令P。
另一方面，先行控制部110具有閥開度指令計算函數(shù)部114、校正 系數(shù)計算函數(shù)部111至113和115、偏差計算部116、乘法部117和加 法部118。
先行控制部110接收蒸汽壓力SP，該蒸汽壓力SP示出由壓力 計35測得的蒸汽S的壓力；蒸汽溫度ST，該蒸汽溫度ST示出由溫度 計36測得的蒸汽S的溫度；IGV開度，該IGV開度由用于檢測IGV lla 的開度的傳感器(未示出)測得；燃?xì)廨啓C(jī)的回轉(zhuǎn)數(shù)(稱作燃?xì)廨啓C(jī)回轉(zhuǎn) 數(shù))N，該回轉(zhuǎn)數(shù)N由用于檢測燃?xì)廨啓C(jī)IO的回轉(zhuǎn)數(shù)的傳感器(未示出) 測得；和大氣溫度t2，該大氣溫度t2由用于檢測大氣溫度的傳感器(未 示出)測得。
偏差計算部116計算大氣溫度t2與目標(biāo)溫度TO之間的偏差，以 獲得溫差dt(=TO-t2)。校正系數(shù)計算函數(shù)部111具有如圖2(a)所示的校正系數(shù)計算函數(shù) FX1，并且當(dāng)接收到蒸汽壓力SP時，借助于校正系數(shù)計算函數(shù)FX1輸 出與輸入的蒸汽壓力SP對應(yīng)的校正系數(shù)。
校正系數(shù)計算函數(shù)FX1具有使得當(dāng)蒸汽壓力SP增加時校正系數(shù)a 減小的函數(shù)特性。例如，當(dāng)蒸汽壓力SP為標(biāo)準(zhǔn)壓力(例如0.8[MPa])時， 輸出值為l的校正系數(shù)a。當(dāng)蒸汽壓力SP低于標(biāo)準(zhǔn)壓力時，輸出值高 于1的校正系數(shù)a。當(dāng)蒸汽壓力SP高于標(biāo)準(zhǔn)壓力時，輸出值低于1的 校正系數(shù)a。
校正系數(shù)計算函數(shù)部112具有如圖2(b)所示的校正系數(shù)計算函數(shù) FX2，并且當(dāng)接收到蒸汽溫度ST時，借助于校正系數(shù)計算函數(shù)FX2輸 出與輸入的蒸汽溫度ST對應(yīng)的校正系數(shù)b。
校正系數(shù)計算函數(shù)FX2具有使得當(dāng)蒸汽溫度ST增加時校正系數(shù)b 減小的函數(shù)特性。例如，當(dāng)蒸汽溫度ST為標(biāo)準(zhǔn)溫度(例如244'C)時， 輸出值為l的校正系數(shù)b。當(dāng)蒸汽溫度ST低于標(biāo)準(zhǔn)溫度時，輸出值高 于1的校正系數(shù)b。當(dāng)蒸汽溫度ST高于標(biāo)準(zhǔn)溫度時，輸出值低于1的 校正系數(shù)b。
校正系數(shù)計算函數(shù)部113具有如圖2(c)所示的校正系數(shù)計算函數(shù) FX3，并且當(dāng)接收到IGV開度OP時，借助于校正系數(shù)計算函數(shù)FX3 輸出與輸入的IGV開度OP對應(yīng)的校正系數(shù)c。
校正系數(shù)計算函數(shù)FX3具有使得當(dāng)IGV開度OP增加時校正系數(shù) c增加的函數(shù)特性。例如，當(dāng)IGV開度OP為0%時，輸出值為0.3的 校正系數(shù)c。例如，當(dāng)IGV開度OP為50%時，輸出值為0.5的校正系 數(shù)c。例如，當(dāng)IGV開度OP為100%時，輸出值為l.O的校正系數(shù)c。
15閥開度指令計算函數(shù)部114具有如圖2(d)所示的閥開度指令計算 函數(shù)FX4，并且當(dāng)接收到燃?xì)廨啓C(jī)回轉(zhuǎn)數(shù)N時，借助于閥開度指令計 算函數(shù)FX4輸出與輸入的燃?xì)廨啓C(jī)回轉(zhuǎn)數(shù)N對應(yīng)的合適的閥開度指令 d。
閥開度指令計算函數(shù)FX4具有使得當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)回轉(zhuǎn)數(shù)N增加時閥 開度指令d逐漸增加的函數(shù)特性。例如，當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)回轉(zhuǎn)數(shù)N為600[rpm] 時，輸出值為4.P/。的閥開度指令d。當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)回轉(zhuǎn)數(shù)N為3600[rpm] 時，輸出值為17.4%的閥開度指令(1。
校正系數(shù)計算函數(shù)部115具有如圖2(e)所示的校正系數(shù)計算函數(shù) FX5，并且當(dāng)接收到溫差dt時，借助于校正系數(shù)計算函數(shù)FX5輸出與 輸入的溫差dt對應(yīng)的校正系數(shù)e。
校正系數(shù)計算函數(shù)FX5具有使得當(dāng)溫差dt增加時校正系數(shù)e增加 的函數(shù)特性。例如，當(dāng)溫差dt為l(TC時，輸出值為0.67的校正系數(shù)e。 例如，當(dāng)溫差dt為15X:時，輸出值為l.O的校正系數(shù)e。例如，當(dāng)溫 差dt為25'C時，輸出值為1.62的校正系數(shù)e。
乘法部117將閥開度指令d與所有的校正系數(shù)a、 b、 c禾Be相乘， 并輸出閥開度先行指令f。此外，加法部118將閥開度先行指令f與從 比例積分計算部102輸出的閥開度PI校正指令P相加，并輸出已校正 閥開度指令PA。
控制裝置100根據(jù)已校正閥開度指令PA調(diào)節(jié)控制閥32的閥開度。
因此，當(dāng)測得溫度tl低時，閥開度指令P和已校正閥開度指令PA 變大，以使控制閥32的閥開度變大，從而增加供應(yīng)至熱交換器30的 蒸汽量。另一方面，當(dāng)測得溫度tl高時，閥開度PI校正指令P和已校 正閥開度指令PA變低，以使控制閥32的閥開度變低，從而減少供應(yīng)
16至熱交換器30的蒸汽量。該控制進(jìn)行與現(xiàn)有反饋控制相同的控制動作。 此外，當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)回轉(zhuǎn)數(shù)N在燃?xì)廨啓C(jī)IO啟動而增加時，閥開度
指令d和閥開度先行指令f隨燃?xì)廨啓C(jī)回轉(zhuǎn)數(shù)N的增加而變大。當(dāng)燃 氣輪機(jī)回轉(zhuǎn)數(shù)N增加時，已校正閥開度指令PA也變大，從而提高控制 閥32的開度。因此，供應(yīng)至熱交換器30的蒸汽量隨燃?xì)廨啓C(jī)回轉(zhuǎn)數(shù)N 的增加而增加。該類型的控制為先行控制(前饋控制)。
如上所述，根據(jù)燃?xì)廨啓C(jī)回轉(zhuǎn)數(shù)N的增加而先行提高控制閥32 的開度，以增加供應(yīng)至熱交換器30的蒸汽量。因?yàn)樵撓刃锌刂?，所?即使在燃?xì)廨啓C(jī)IO啟動時，進(jìn)氣量隨著回轉(zhuǎn)數(shù)的增加而增加，吸入的 空氣A的溫度也能保持在確保穩(wěn)定燃燒的溫度。
此外，當(dāng)IGV開度OP增大時，校正系數(shù)c和閥開度先行指令f 隨IGV開度OP的增大而變大。當(dāng)IGV開度OP增大時，已校正閥開 度指令PA也變大，從而提高控制閥32的開度。因此，供應(yīng)至熱交換 器30的蒸汽量隨IGV開度OP的提高而增加。在此運(yùn)用的該類型的控 制為先行控制(前饋控制)。
另一方面，當(dāng)IGV開度OP降低時，校正系數(shù)c和閥開度先行指 令f隨IGV開度OP的降低而變小。當(dāng)IGV開度OP降低時，已校正閥 開度指令PA也變小，從而降低控制閥32的開度。因此，供應(yīng)至熱交 換器30的蒸汽量隨IGV開度OP的降低而減少。該類型的控制為先行 控制(前饋控制)。
如上所述，根據(jù)IGV開度OP的提高而先行提高控制閥32的開度， 以增加供應(yīng)至熱交換器30的蒸汽量。因?yàn)樵撓刃锌刂?，所以即使進(jìn)氣 量由于IGV lla的開度提高而急劇增加，吸入的空氣A'的溫度也能保 持在確保穩(wěn)定燃燒的溫度。此外，根據(jù)IGV開度OP的降低而先行降低控制閥32的開度，以 減少供應(yīng)至熱交換器30的蒸汽量。因?yàn)樵撓刃锌刂?，所以即使進(jìn)氣量 由于IGV lla的開度降低而急劇減少，吸入的空氣A的溫度也能保持 在確保穩(wěn)定燃燒的溫度。
此外，當(dāng)大氣溫度t2下降時，溫差dt增加。因此，校正系數(shù)e和 閥開度先行指令f隨大氣溫度t2的下降而變大。當(dāng)大氣溫度t2下降時， 已校正閥開度指令PA也變大，從而提高控制閥32的開度。因此，供 應(yīng)至熱交換器30的蒸汽量隨大氣溫度t2的下降而增加。在此運(yùn)用的該 類型的控制為先行控制(前饋控制)。
另一方面，當(dāng)大氣溫度t2上升時，溫差dt減小。因此，校正系數(shù) e和閥開度先行指令f隨大氣溫度t2的上升而變小。當(dāng)大氣溫度t2上 升時，已校正閥開度指令PA也變小，從而降低控制閥32的開度。因 此，供應(yīng)至熱交換器30的蒸汽量隨大氣溫度t2的上升而減少。在此運(yùn) 用的該類型的控制為先行控制(前饋控制)。
如上所述，根據(jù)根據(jù)大氣溫度t2的上升或下降而先行控制控制閥 32的開度，以增加或減少供應(yīng)至熱交換器30的蒸汽量。因此，即使大 氣溫度t2提高或降低，吸入的空氣A的溫度也能保持在確保穩(wěn)定燃燒 的溫度。
此外，當(dāng)蒸汽壓力SP增大時，校正系數(shù)a和閥開度先行指令f隨 蒸汽壓力SP的增加而變小。當(dāng)蒸汽壓力SP增大時，已校正閥開度指 令PA也降低，從而降低控制閥32的開度。因此，供應(yīng)至熱交換器30 的蒸汽量隨蒸汽壓力SP的增大而減少。在此運(yùn)用的該類型的控制為先 行控制(前饋控制)。
另一方面，當(dāng)蒸汽壓力SP減小時，校正系數(shù)a和闊開度先行指令 f隨蒸汽壓力SP的減小而變大。當(dāng)蒸汽壓力SP減小時，己校正閥開度
18指令PA也提高，從而提高控制閥32的開度。因此，供應(yīng)至熱交換器
30的蒸汽量隨蒸汽壓力SP的減小而增加。在此運(yùn)用的該類型的控制為
先行控制(前饋控制)。
如上所述，根據(jù)根據(jù)蒸汽壓力SP的增大或減小而先行控制控制閥 32的開度，以增加或減少供應(yīng)至熱交換器30的蒸汽量。因此，即使蒸 汽壓力SP增大或減小，吸入的空氣A的溫度也能保持在確保穩(wěn)定燃燒 的溫度。
此外，當(dāng)蒸汽溫度ST升高時，校正系數(shù)b和閥開度先行指令f隨 蒸汽溫度ST的升高而變小。當(dāng)蒸汽溫度ST升高時，已校正閥開度指 令PA也降低，從而降低控制閥32的開度。因此，供應(yīng)至熱交換器30 的蒸汽量隨蒸汽溫度ST的升高而減少。在此運(yùn)用的該類型的控制為先 行控制(前饋控制)。
另一方面，當(dāng)蒸汽溫度ST降低時，校正系數(shù)b和閥開度先行指令 f隨蒸汽溫度ST的降低而變大。當(dāng)蒸汽溫度ST降低時，已校正閥開度 指令PA也變大，從而提高控制閥32的開度。因此，供應(yīng)至熱交換器 30的蒸汽量隨蒸汽溫度ST的降低而增加。在此運(yùn)用的該類型的控制為 先行控制(前饋控制)。
如上所述，根據(jù)根據(jù)蒸汽溫度ST的升高或降低而先行控制控制閥 32的開度，以增加或減少供應(yīng)至熱交換器30的蒸汽量。因此，即使蒸 汽溫度ST升高或降低，吸入的空氣A'的溫度也能保持在確保穩(wěn)定燃燒 的溫度。
當(dāng)蒸汽S的溫度和壓力穩(wěn)定時，可允許不使用校正系數(shù)計算函數(shù) 部111、 112。
此外，在大氣溫度t2不急劇變化的地區(qū)，可允許不使用偏差計算 部116和校正系數(shù)計算函數(shù)部115。
權(quán)利要求
1.一種用于燃?xì)廨啓C(jī)的進(jìn)氣加熱控制裝置，包括熱交換器，所述熱交換器用于通過加熱介質(zhì)對被吸入所述燃?xì)廨啓C(jī)的空氣加熱；控制閥，所述控制閥用于通過使所述控制閥的閥開度受控來控制供應(yīng)至所述熱交換器的所述加熱介質(zhì)的量；溫度計，所述溫度計用于測量已由所述熱交換器加熱并被吸入所述燃?xì)廨啓C(jī)的空氣的溫度；和控制裝置，所述控制裝置用于對所述控制閥的閥開度進(jìn)行控制，使得由所述溫度計測量的測得溫度變成預(yù)定的目標(biāo)溫度，其特征在于所述控制裝置包括偏差計算部和比例積分計算部，所述偏差計算部用于獲得作為所述目標(biāo)溫度與所述測得溫度之間的偏差的偏差溫度，所述比例積分計算部用于進(jìn)行所述偏差溫度的比例積分計算，以獲得閥開度PI校正指令P，閥開度指令計算函數(shù)部，所述閥開度指令計算函數(shù)部用于輸出閥開度指令，當(dāng)所述燃?xì)廨啓C(jī)的回轉(zhuǎn)數(shù)增加時，所述閥開度指令的值增加，入口導(dǎo)流葉片校正系數(shù)計算函數(shù)部，所述入口導(dǎo)流葉片校正系數(shù)計算函數(shù)部用于輸出入口導(dǎo)流葉片校正系數(shù)，當(dāng)所述燃?xì)廨啓C(jī)的入口導(dǎo)流葉片的開度提高時，所述入口導(dǎo)流葉片校正系數(shù)的系數(shù)值增加，乘法部，所述乘法部用于將所述閥開度指令乘以所述入口導(dǎo)流葉片校正系數(shù)，并輸出閥開度先行指令；和加法部，所述加法部用于將所述閥開度先行指令與所述閥開度PI校正指令相加，并輸出已校正閥開度指令，并且所述控制裝置根據(jù)所述已校正閥開度指令的大小對所述控制閥的閥開度進(jìn)行控制。
2. —種用于燃?xì)廨啓C(jī)的進(jìn)氣加熱控制裝置，包括熱交換器，所述熱交換器用于通過加熱介質(zhì)對被吸入所述燃?xì)廨?機(jī)的空氣加熱；控制閥，所述控制閥用于通過使所述控制閥的閥開度受控來控制 供應(yīng)至所述熱交換器的所述加熱介質(zhì)的量；溫度計，所述溫度計用于測量已由所述熱交換器加熱并被吸入所 述燃?xì)廨啓C(jī)的空氣的溫度；和控制裝置，所述控制裝置用于對所述控制閥的閥開度進(jìn)行控制， 使得由所述溫度計測量的測得溫度變成預(yù)定的目標(biāo)溫度，其特征在于所述控制裝置包括偏差計算部和比例積分計算部，所述偏差計算部用于獲得作為所 述目標(biāo)溫度與所述測得溫度之間的偏差的偏差溫度，所述比例積分計 算部用于進(jìn)行所述偏差溫度的比例積分計算，以獲得閥開度PI校正指 令P，第二偏差計算部，所述第二偏差計算部用于獲得所述目標(biāo)溫度與 大氣溫度之間的溫差，閥開度指令計算函數(shù)部，所述閥開度指令計算函數(shù)部用于輸出閥 開度指令，當(dāng)所述燃?xì)廨啓C(jī)的回轉(zhuǎn)數(shù)增加時，所述閥開度指令的值增 加，入口導(dǎo)流葉片校正系數(shù)計算函數(shù)部，所述入口導(dǎo)流葉片校正系數(shù) 計算函數(shù)部用于輸出入口導(dǎo)流葉片校正系數(shù)，當(dāng)所述燃?xì)廨啓C(jī)的入口 導(dǎo)流葉片的開度提高時，所述入口導(dǎo)流葉片校正系數(shù)的系數(shù)值增加，溫差校正系數(shù)計算函數(shù)部，所述溫差校正系數(shù)計算函數(shù)部用于輸 出溫差校正系數(shù)，當(dāng)所述溫差增加時，所述溫差校正系數(shù)的系數(shù)值增 加，乘法部，所述乘法部用于將所述閥開度指令乘以所述入口導(dǎo)流葉 片校正系數(shù)和所述溫差校正系數(shù)，并輸出閥開度先行指令；和加法部，所述加法部用于將所述閥開度先行指令與所述閥開度PI 校正指令相加，并輸出已校正閥開度指令，并且所述控制裝置根據(jù)所述已校正閥開度指令的大小對所述控制 閥的閥開度進(jìn)行控制。
3. —種用于燃?xì)廨啓C(jī)的進(jìn)氣加熱控制裝置，包括 熱交換器，所述熱交換器用于通過加熱介質(zhì)對被吸入所述燃?xì)廨?機(jī)的空氣加熱；控制閥，所述控制閥用于通過使所述控制閥的閥開度受控來控制 供應(yīng)至所述熱交換器的所述加熱介質(zhì)的量；溫度計，所述溫度計用于測量已由所述熱交換器加熱并被吸入所 述燃?xì)廨啓C(jī)的空氣的溫度；和控制裝置，所述控制裝置用于對所述控制閥的閥開度進(jìn)行控制， 使得由所述溫度計測量的測得溫度變成預(yù)定的目標(biāo)溫度，其特征在于所述控制裝置包括偏差計算部和比例積分計算部，所述偏差計算部用于獲得作為所 述目標(biāo)溫度與所述測得溫度之間的偏差的偏差溫度，所述比例積分計 算部用于進(jìn)行所述偏差溫度的比例積分計算，以獲得闊開度PI校正指 令P，第二偏差計算部，所述第二偏差計算部用于獲得所述目標(biāo)溫度與 大氣溫度之間的溫差，閥開度指令計算函數(shù)部，所述閥開度指令計算函數(shù)部用于輸出閥 開度指令，當(dāng)所述燃?xì)廨啓C(jī)的回轉(zhuǎn)數(shù)增加時，所述閥開度指令的值增 加，入口導(dǎo)流葉片校正系數(shù)計算函數(shù)部，所述入口導(dǎo)流葉片校正系數(shù) 計算函數(shù)部用于輸出入口導(dǎo)流葉片校正系數(shù)，當(dāng)所述燃?xì)廨啓C(jī)的入口 導(dǎo)流葉片的開度提高時，所述入口導(dǎo)流葉片校正系數(shù)的系數(shù)值增加，溫差校正系數(shù)計算函數(shù)部，所述溫差校正系數(shù)計算函數(shù)部用于輸 出溫差校正系數(shù)，當(dāng)所述溫差增加時，所述溫差校正系數(shù)的系數(shù)值增 加，加熱介質(zhì)壓力校正系數(shù)計算函數(shù)部，所述加熱介質(zhì)壓力校正系數(shù) 計算函數(shù)部用于輸出加熱介質(zhì)壓力校正系數(shù)，當(dāng)供應(yīng)至所述熱交換器 的加熱介質(zhì)的壓力等于預(yù)定的基準(zhǔn)壓力時，所述加熱介質(zhì)壓力校正系 數(shù)的系數(shù)值變成1，當(dāng)供應(yīng)至所述熱交換器的加熱介質(zhì)的壓力高于所述基準(zhǔn)壓力時，所述加熱介質(zhì)壓力校正系數(shù)的系數(shù)值變成小于1，并且當(dāng) 供應(yīng)至所述熱交換器的加熱介質(zhì)的壓力低于所述基準(zhǔn)壓力時，所述加 熱介質(zhì)壓力校正系數(shù)的系數(shù)值變成大于1，加熱介質(zhì)溫度校正系數(shù)計算函數(shù)部，所述加熱介質(zhì)溫度校正系數(shù) 計算函數(shù)部用于輸出加熱介質(zhì)溫度校正系數(shù)，當(dāng)供應(yīng)至所述熱交換器 的加熱介質(zhì)的溫度等于預(yù)定的基準(zhǔn)溫度時，所述加熱介質(zhì)溫度校正系 數(shù)的系數(shù)值變成1，當(dāng)供應(yīng)至所述熱交換器的加熱介質(zhì)的溫度高于所述 基準(zhǔn)溫度時，所述加熱介質(zhì)溫度校正系數(shù)的系數(shù)值變成小于1，并且當(dāng) 供應(yīng)至所述熱交換器的加熱介質(zhì)的溫度低于所述基準(zhǔn)溫度時，所述加 熱介質(zhì)溫度校正系數(shù)的系數(shù)值變成大于1，乘法部，所述乘法部用于將所述閥開度指令乘以所述入口導(dǎo)流葉 片校正系數(shù)、所述溫差校正系數(shù)、所述加熱介質(zhì)壓力校正系數(shù)和所述 加熱介質(zhì)溫度校正系數(shù)，并輸出閥開度先行指令；和加法部，所述加法部用于將所述閥開度先行指令與所述閥開度PI 校正指令相加，并輸出已校正閥開度指令，并且所述控制裝置根據(jù)所述已校正閥開度指令的大小對所述控制 閥的閥開度進(jìn)行控制。
全文摘要
非常冷(例如-20℃)的空氣(A)由熱交換器(30)加熱，該熱交換器(30)經(jīng)由控制閥(32)供應(yīng)有蒸汽(S)，并且已加熱的空氣(A′)被吸入燃?xì)廨啓C(jī)(10)?？刂崎y(32)的閥開度被反饋控制，以便消除已加熱的空氣(A′)的測得溫度(t1)與目標(biāo)溫度(TO)之間的偏差。此外，當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)(10)的回轉(zhuǎn)數(shù)(N)增加時，或者當(dāng)IGV開度(OP)增加時，根據(jù)回轉(zhuǎn)數(shù)(N)的增加或IGV開度(OP)的增加反饋控制控制閥(32)的閥開度。這樣，即使在燃?xì)廨啓C(jī)啟動時或者在入口導(dǎo)流葉片的開度改變期間，也能在無控制延遲的情況下將空氣(A′)的溫度保持在能夠穩(wěn)定燃燒的溫度，并且能在無控制延遲的情況下加熱進(jìn)氣。
文檔編號F02C7/047GK101542092SQ20078004323
公開日2009年9月23日 申請日期2007年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月21日
發(fā)明者原田升一, 外山浩三, 田中聰史 申請人:三菱重工業(yè)株式會社