Способ определения режима выбросов - RU2017113814A

1. Способ определения режима выбросов газотурбинного двигателя (10), отличающийся тем, что он содержит следующие этапы:

- выполняют параметризацию (100) режима выбросов газотурбинного двигателя (10) для, по меньшей мере, одной выбранной первой переменной (Р0, P1, P2, P3, P4, T0, T1, T2, T3, T4, T5, P2B, MCI, TFIRE, QF, QH, QT, SPLIT) состояния газотурбинного двигателя (10) с использованием модели (102), которая отражает поведение газотурбинного двигателя (10), причем модель (102) позволяет получить результаты, которые преобразуют в математические функции; и

- определяют режим выбросов газотурбинного двигателя (10) с использованием математических функций.

2. Способ по п.1, содержащий следующий этап (этапы):

- выполняют параметризацию (100) режима выбросов газотурбинного двигателя (10) для упомянутой, по меньшей мере, одной выбранной первой переменной (Р0, P1, P2, P3, P4, T0, T1, T2, T3, T4, T5, P2B, MCI, TFIRE, QF, QH, QT, SPLIT) состояния и нескольких различных выбранных вторых переменных состояния; и конкретно

- выполняют параметризацию (100) режима выбросов газотурбинного двигателя (100) путем выполнения индивидуальных параметризаций (100) для упомянутой, по меньшей мере, одной выбранной первой переменной (Р0, P1, P2, P3, P4, T0, T1, T2, T3, T4, T5, P2B, MCI, TFIRE, QF, QH, QT, SPLIT) состояния и для каждой выбранной второй переменной (Р0, P1, P2, P3, P4, T0, T1, T2, T3, T4, T5, P2B, MCI, TFIRE, QF, QH, QT, SPLIT) состояния по отдельности.

3. Способ по п.2, в котором, по меньшей мере, одна индивидуальная параметризация (100) режима выбросов газотурбинного двигателя (10) является представлением состояния в двухмерном пространстве.

4. Способ по любому из предшествующих пунктов, содержащий следующий этап:

- описывают режим выбросов газотурбинного двигателя (10) с использованием дополнительной переменной (OUT) состояния газотурбинного двигателя (10), предпочтительно - уровня выбросов и, конкретно, уровня выбросов NO_x или уровня выбросов СО.

5. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором упомянутая, по меньшей мере, одна выбранная первая переменная (Р0, P1, P2, P3, P4, T0, T1, T2, T3, T4, T5, P2B, MCI, TFIRE, QF, QH, QT, SPLIT) состояния представляет собой входную информацию для модели (10), и/или в котором дополнительная переменная (OUT) состояния, которая отражает режим выбросов газотурбинного двигателя (10), представляет собой выходную информацию модели (102).

6. Способ по любому из предшествующих пунктов, содержащий следующий этап (этапы):

- используют упомянутую, по меньшей мере, одну выбранную первую переменную (Р0, P1, P2, P3, P4, T0, T1, T2, T3, T4, T5, P2B, MCI, TFIRE, QF, QH, QT, SPLIT) состояния как входную информацию для модели (102);

- выполняют модель (102) с изменением упомянутой, по меньшей мере, одной выбранной первой переменной (Р0, P1, P2, P3, P4, T0, T1, T2, T3, T4, T5, P2B, MCI, TFIRE, QF, QH, QT, SPLIT) состояния, при этом дополнительную входную информацию для модели (102) сохраняют неизменной; и, таким образом

- определяют параметризацию (100) с использованием смоделированного поведения при изменении упомянутой, по меньшей мере, одной выбранной первой переменной (Р0, P1, P2, P3, P4, T0, T1, T2, T3, T4, T5, P2B, MCI, TFIRE, QF, QH, QT, SPLIT) состояния.

7. Способ по любому предшествующему пункту, содержащий следующий этап (этапы):

- определяют параметризацию (100) с использованием дискретизации, являющейся результатом изменения упомянутой, по меньшей мере, одной выбранной переменной (Р0, P1, P2, P3, P4, T0, T1, T2, T3, T4, T5, P2B, MCI, TFIRE, QF, QH, QT, SPLIT) состояния и смоделированного поведения, в частности, смоделированного значения переменной для смоделированного поведения; и конкретно

- определяют параметризацию (100) с использованием аппроксимации дискретизации при помощи непрерывной функции.

8. Способ по любому предшествующему пункту, в котором модель представляет собой модель кинетики, а именно, модель кинетики физических процессов или модель (102) кинетики химических реакций.

9. Способ по любому предшествующему пункту, в котором упомянутая, по меньшей мере, одна выбранная первая переменная (Р0, P1, P2, P3, P4, T0, T1, T2, T3, T4, T5, P2B, MCI, TFIRE, QF, QH, QT, SPLIT) состояния представляет собой переменную, выбранную из группы, состоящей из: непосредственно измеряемого параметра, предполагаемого параметра или параметра, получаемого на основе термодинамики.

10. Способ по любому предшествующему пункту, в котором упомянутая, по меньшей мере, одна выбранная первая переменная (Р0, P1, P2, P3, P4, T0, T1, T2, T3, T4, T5, P2B, MCI, TFIRE, QF, QH, QT, SPLIT) состояния представляет собой переменную, выбранную из группы непосредственно измеряемых параметров, которая состоит из: давления окружающей среды на входе, давления (РО) на входе двигателя, температуры окружающей среды на входе, температуры (Т0) на входе двигателя, температуры (Т1) на входе компрессора, давления (Р1) на входе компрессора, давления (Р2) на выходе компрессора, температуры (Т2) на выходе компрессора, давления (Р4) в промежуточном канале турбины, температуры (Т4) в промежуточном канале турбины, температуры (Т5) выхлопа, рабочей температуры газотурбинного двигателя, расхода (QF) топлива, состава (QH) топлива, температуры (QT) топлива или отношения (SPLIT) разделения топлива на основное и пилотное.

11. Способ по любому предшествующему пункту, в котором упомянутая, по меньшей мере, одна выбранная первая переменная (Р3, Т3, TFIRE, Р2В, MCI) состояния представляет собой переменную, выбранную из группы параметров, получаемых на основе термодинамики, которая состоит из: давления (Р3) на выходе из устройства для сжигания, температуры (Т3) на выходе устройства для сжигания, температуры (TFIRE) пуска двигателя, процентного отбора (Р2В) воздуха при подаче из компрессора или вычисляемого массового расхода (MCI).

12. Способ по любому предшествующему пункту, в котором модель отражает термодинамическое поведение ключевых компонентов (12) газотурбинного двигателя (10), а именно, системы (14) сжигания газотурбинного двигателя (10), и в котором, конкретно, ключевым компонентом (12) является компонент, выбранный из группы, состоящей из: главной зоны (16) сжигания, реактора (66) идеального смешения, основного факела (68), пилотного факела (68), реактора (72) идеального вытеснения, объединителя массовых расходов, разделителя массовых расходов или сопротивления протеканию.

13. Способ по любому предшествующему пункту, содержащий следующий этап:

- используют параметризацию (100) режима выбросов газотурбинного двигателя (10) для прогнозирования режима выбросов при заранее определенных значениях упомянутой, по меньшей мере, одной выбранной первой переменной (Р0, P1, P2, P3, P4, T0, T1, T2, T3, T4, T5, P2B, MCI, TFIRE, QF, QH, QT, SPLIT) состояния.

14. Газотурбинный двигатель (10), содержащий, по меньшей мере, один блок (18) обработки и выполненный с возможностью работать с применением, по меньшей мере, одного прогноза, полученного при помощи способа по любому из пунктов с п.1 по п.13, отличающийся тем, что модель (102), отражающая поведение газотурбинного двигателя (10) и позволяющая получить результаты, которые преобразуются в математические функции при помощи параметризации (100), реализована в упомянутом, по меньшей мере, одном блоке (18) обработки для прогнозирования уровня выбросов и/или управления уровнем выбросов газотурбинного двигателя (10) с использованием математических функций.

15. Газотурбинный двигатель по п.14, отличающийся наличием, по меньшей мере, одного устройства (20) для подачи топлива, причем отношение (SPLIT) разделения топлива на основное и пилотное устройства (20) для подачи топлива выполнено с возможностью регулирования таким образом, чтобы влиять на уровень выбросов в соответствии с прогнозом, полученным при помощи модели (102).