用于防止旋轉(zhuǎn)機(jī)器中的緊急超速狀況的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文中公開的本主題大體涉及防止旋轉(zhuǎn)機(jī)器中的緊急超速狀況。更特別地，本主題涉及用于基于旋轉(zhuǎn)機(jī)器的跳脫(trip)過(guò)沖模型而防止旋轉(zhuǎn)機(jī)器中的緊急超速狀況的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于失去反作用載荷以及到旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的能量供給的中斷的延時(shí)，例如燃?xì)鉁u輪、蒸汽渦輪、風(fēng)力渦輪等的旋轉(zhuǎn)機(jī)器經(jīng)常遇到緊急超速狀況。在這種緊急超速狀況下，諸如渦輪轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件加速且達(dá)到超出其規(guī)格或物理極限的旋轉(zhuǎn)速度。超出典型運(yùn)行參數(shù)的旋轉(zhuǎn)速度可導(dǎo)致低效、增加的維護(hù)、系統(tǒng)失效以及對(duì)設(shè)備或人員的可能損害。
[0003]防止這種緊急超速狀況的現(xiàn)有方法包括設(shè)定速度極限，以及如果旋轉(zhuǎn)構(gòu)件超出所限定的速度極限的話，則使旋轉(zhuǎn)機(jī)器跳脫。這種方法具有許多問(wèn)題，例如，如果速度極限設(shè)定得太高，則即使燃?xì)鉁u輪(即，旋轉(zhuǎn)機(jī)器)跳脫，則由于保留在燃?xì)鉁u輪的供給管線中的燃料，轉(zhuǎn)子(即，旋轉(zhuǎn)構(gòu)件)可過(guò)沖且達(dá)到緊急超速狀況。在另一示例中，如果速度極限設(shè)定得過(guò)低，則燃?xì)鉁u輪可甚至在轉(zhuǎn)子可還沒(méi)有達(dá)到緊急超速狀況時(shí)跳脫。這種錯(cuò)誤的跳脫是不利的，因?yàn)槠鋵?dǎo)致在燃?xì)鉁u輪中的能量損耗、增加的停機(jī)時(shí)間以及昂貴的維護(hù)。
[0004]因此，存在對(duì)用于防止旋轉(zhuǎn)機(jī)器中的緊急超速狀況的增強(qiáng)的系統(tǒng)和方法的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)方面，一種方法包括接收旋轉(zhuǎn)機(jī)器中的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的速度和加速度中的至少一個(gè)。該方法包括確定旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的速度和加速度中的至少一個(gè)是否超出速度-加速度平面中的非跳脫運(yùn)行(NTO)空間，其中，NTO空間基于跳脫過(guò)沖模型。該方法還包括響應(yīng)于確定旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的速度和加速度中的至少一個(gè)超出NTO空間而發(fā)送通知以使旋轉(zhuǎn)機(jī)器跳脫。
[0006]根據(jù)本系統(tǒng)的一個(gè)方面，一種系統(tǒng)包括通信模塊，其構(gòu)造成接收旋轉(zhuǎn)機(jī)器中的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的速度和加速度中的至少一個(gè)。系統(tǒng)還包括確定模塊，其構(gòu)造成確定旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的速度和加速度中的至少一個(gè)是否超出速度-加速度平面中的非跳脫運(yùn)行(NTO)空間，其中NTO空間基于跳脫過(guò)沖模型。系統(tǒng)還包括通知模塊，其構(gòu)造成響應(yīng)于確定旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的速度和加速度中的至少一個(gè)超出NTO空間而發(fā)送通知以使旋轉(zhuǎn)機(jī)器跳脫。
[0007]根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)方面，公開了一種對(duì)指令編碼的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。當(dāng)由處理器執(zhí)行時(shí)，指令使處理器接收旋轉(zhuǎn)機(jī)器中的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的速度和加速度中的至少一個(gè)。指令還使處理器確定旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的速度和加速度中的至少一個(gè)是否超出速度-加速度平面中的非跳脫運(yùn)行(NTO)空間，其中NTO空間基于跳脫過(guò)沖模型。指令還使處理器響應(yīng)于確定旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的速度和加速度中的至少一個(gè)超出NTO空間而發(fā)送通知以使旋轉(zhuǎn)機(jī)器跳脫。
[0008]技術(shù)方案1.一種用于防止旋轉(zhuǎn)機(jī)器中的緊急超速狀況的方法，所述方法包括: 接收所述旋轉(zhuǎn)機(jī)器中的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的速度和加速度中的至少一個(gè)； 確定所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的速度和加速度中的至少一個(gè)是否超出速度-加速度平面中的非跳脫運(yùn)行(NTO)空間，其中，所述NTO空間基于跳脫過(guò)沖模型；以及
響應(yīng)于確定所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的速度和加速度中的至少一個(gè)超出所述NTO空間而發(fā)送通知以使所述旋轉(zhuǎn)機(jī)器跳脫。
[0009]技術(shù)方案2.根據(jù)技術(shù)方案I所述的方法，其特征在于，還包括:
接收所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的設(shè)計(jì)速度極限；
基于所述跳脫過(guò)沖模型而計(jì)算所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的一個(gè)或多個(gè)過(guò)沖值；以及通過(guò)將所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的設(shè)計(jì)速度極限減去一個(gè)或多個(gè)過(guò)沖值而確定表示所述NTO空間的邊界。
[0010]技術(shù)方案3.根據(jù)技術(shù)方案2所述的方法，其特征在于，還包括基于最大加速度閾值而確定所述NTO空間。
[0011]技術(shù)方案4.根據(jù)技術(shù)方案2所述的方法，其特征在于，還包括基于最大速度閾值而確定所述NTO空間。
[0012]技術(shù)方案5.根據(jù)技術(shù)方案4所述的方法，其特征在于，還包括確定所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的速度和加速度是否在最大速度空間內(nèi)，其中，所述最大速度空間是在所述速度-加速度平面中的超出所述最大速度閾值且在所述邊界內(nèi)的區(qū)域。
[0013]技術(shù)方案6.根據(jù)技術(shù)方案I所述的方法，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)器是燃燒渦輪，且所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件是所述燃燒渦輪的轉(zhuǎn)子。
[0014]技術(shù)方案7.根據(jù)技術(shù)方案6所述的方法，其特征在于，所述跳脫過(guò)沖模型基于所述轉(zhuǎn)子的慣性、燃料閥的響應(yīng)時(shí)間、燃燒渦輪中的燃料量以及所述燃燒渦輪的構(gòu)件效率中的至少一個(gè)。
[0015]技術(shù)方案8.根據(jù)技術(shù)方案6所述的方法，其特征在于，基于所收集的燃燒渦輪的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)而使用回歸分析和非參數(shù)頻率響應(yīng)分析中的至少一個(gè)得到所述跳脫過(guò)沖模型。
[0016]技術(shù)方案9.一種用于防止旋轉(zhuǎn)機(jī)器中的緊急超速狀況的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
至少一個(gè)處理器；
通信模塊，其存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，且可由所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行，所述通信模塊構(gòu)造成接收所述旋轉(zhuǎn)機(jī)器中的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的速度和加速度中的至少一個(gè)；
確定模塊，其存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中，且可由所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行，所述確定模塊通信聯(lián)接到所述通信模塊且構(gòu)造成確定所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的速度和加速度中的至少一個(gè)是否超出速度-加速度平面中的非跳脫運(yùn)行(NTO)空間，其中，所述NTO空間基于跳脫過(guò)沖模型；以及
通知模塊，其存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中，且可由所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行，所述通知模塊通信聯(lián)接到所述確定模塊且構(gòu)造成響應(yīng)于確定所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的速度和加速度中的至少一個(gè)超出所述NTO空間，而發(fā)送通知以使所述旋轉(zhuǎn)機(jī)器跳脫。
[0017]技術(shù)方案10.根據(jù)技術(shù)方案9所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括運(yùn)行空間模塊，其構(gòu)造成接收所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的設(shè)計(jì)速度極限、基于所述跳脫過(guò)沖模型而計(jì)算所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的一個(gè)或多個(gè)過(guò)沖值，以及通過(guò)將所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的設(shè)計(jì)速度極限減去所述一個(gè)或多個(gè)過(guò)沖值而確定表示所述NTO空間的邊界。
[0018]技術(shù)方案11.根據(jù)技術(shù)方案10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述運(yùn)行空間模塊還基于最大加速度閾值而確定所述NTO空間。
[0019]技術(shù)方案12.根據(jù)技術(shù)方案10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述運(yùn)行空間模塊還基于最大速度閾值而確定所述NTO空間。
[0020]技術(shù)方案13.根據(jù)技術(shù)方案12所述的系統(tǒng)，其特征在于，確定模塊還確定所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的速度和加速度是否在最大速度空間內(nèi)，其中，所述最大速度空間是在所述速度-加速度平面中超出所述最大速度閾值且在所述邊界內(nèi)的區(qū)域。
[0021]技術(shù)方案14.根據(jù)技術(shù)方案9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)器是燃燒渦輪，且所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件是所述燃燒渦輪的轉(zhuǎn)子。
[0022]技術(shù)方案15.根據(jù)技術(shù)方案14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述跳脫過(guò)沖模型基于所述轉(zhuǎn)子的慣性、燃料閥的響應(yīng)時(shí)間、燃燒渦輪中的燃料量以及所述燃燒渦輪的構(gòu)件效率中的至少一個(gè)。
[0023]技術(shù)方案16.根據(jù)技術(shù)方案14所述的系統(tǒng)，其特征在于，基于所收集的燃燒渦輪的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)而使用回歸分析和非參數(shù)頻率響應(yīng)分析中的至少一個(gè)得到所述跳脫過(guò)沖模型。
[0024]技術(shù)方案17.—種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其包括對(duì)指令編碼的非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述指令響應(yīng)于通過(guò)至少一個(gè)處理器的執(zhí)行而使所述處理器執(zhí)行如下操作，包括:
接收旋轉(zhuǎn)機(jī)器中的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的速度和加速度中的至少一個(gè)；
確定所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的速度和加速度中的至少一個(gè)是否超出速度-加速度平面中的非跳脫運(yùn)行(NTO)空間，其中，所述NTO空間基于跳脫過(guò)沖模型；以及
響應(yīng)于確定所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的速度和加速度中的至少一個(gè)超出所述NTO空間而發(fā)送通知以使所述旋轉(zhuǎn)機(jī)器跳脫。
[0025]技術(shù)方案18.根據(jù)技術(shù)方案17所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其特征在于，還使所述處理器執(zhí)行如下操作，包括:
接收所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的設(shè)計(jì)速度極限；
基于所述跳脫過(guò)沖模型而計(jì)算所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的一個(gè)或多個(gè)過(guò)沖值；以及通過(guò)將所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的設(shè)計(jì)速度極限減去一個(gè)或多個(gè)過(guò)沖值而確定表示所述NTO空間的邊界。
[0026]技術(shù)方案19.根據(jù)技術(shù)方案18所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其特征在于，還使所述處理器基于最大加速度閾值而確定所述NTO空間。
[0027]技術(shù)方案20.根據(jù)技術(shù)方案18所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其特征在于，還使所述處理器基于最大速度閾值而確定所述NTO空間。
【附圖說(shuō)明】
[0028]當(dāng)參考附圖閱讀以下詳細(xì)描述時(shí)，本發(fā)明的這些和其它的特征、方面和優(yōu)勢(shì)將變得更