燃?xì)廨啓C(jī)和用于操作燃?xì)廨啓C(jī)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及燃?xì)廨啓C(jī)和用于操作燃?xì)廨啓C(jī)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]燃?xì)廨啓C(jī)是一種內(nèi)燃機(jī)。它通常包括壓氣機(jī)、燃燒室和渦輪。在燃?xì)廨啓C(jī)的操作期間，空氣最初借助于一個(gè)或多個(gè)壓氣機(jī)級(jí)的葉片裝置被壓縮、接著與燃燒室中的氣體或液體燃料混合、被點(diǎn)火并燃燒。空氣還用于冷卻。從而出現(xiàn)了燃燒氣體與空氣的混合物，稱作熱氣體，其在渦輪的隨后部分中膨脹。在該過程期間，熱能被轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。該機(jī)械能首先驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)，而其余部分被用來特別是驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。例如，這種燃?xì)廨啓C(jī)被示出在EP 2128 406 BI 中。
[0003]在處于部分負(fù)荷操作的燃?xì)廨啓C(jī)的情況中，通過設(shè)置可變壓氣機(jī)入口引導(dǎo)葉片來調(diào)節(jié)壓氣機(jī)進(jìn)氣空氣質(zhì)量流量是一種已知的實(shí)踐。由此能夠以給定最大廢氣溫度獲得最大效率。在這里，可變壓氣機(jī)入口引導(dǎo)葉片的許可的最小限度位置尤其由入口引導(dǎo)葉片排和/或第一壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片排的區(qū)域中的進(jìn)氣空氣的冷卻及相關(guān)聯(lián)的結(jié)冰風(fēng)險(xiǎn)限制。取決于進(jìn)氣空氣的濕度，導(dǎo)致流的冷卻的入口引導(dǎo)葉片排的下游的流加速可能會(huì)導(dǎo)致壓氣機(jī)中的結(jié)冰并因此導(dǎo)致機(jī)器的完整性的受損并且很可能導(dǎo)致對(duì)機(jī)器造成損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的根本目的是消除這些缺點(diǎn)并且提供改進(jìn)的燃?xì)廨啓C(jī)和用于操作所述燃?xì)廨啓C(jī)的方法。
[0005]該目的借助于如權(quán)利要求1中所要求保護(hù)的燃?xì)廨啓C(jī)并且借助于如權(quán)利要求6中所要求保護(hù)的方法來實(shí)現(xiàn)。在從屬權(quán)利要求中指示出并且在說明書中描述了發(fā)明的有利發(fā)展。
[0006]根據(jù)發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)包括進(jìn)氣部和具有壓氣機(jī)流導(dǎo)管的壓氣機(jī)。壓氣機(jī)進(jìn)一步具有被定位在壓氣機(jī)流導(dǎo)管中的具有可調(diào)整的入口引導(dǎo)葉片的入口引導(dǎo)葉片排。根據(jù)發(fā)明，燃?xì)廨啓C(jī)具有結(jié)冰傳感器單元，該結(jié)冰傳感器單元包括被布置在第一壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子排與第一壓氣機(jī)引導(dǎo)葉片排之間的至少一個(gè)傳感器。在這里，在壓氣機(jī)流導(dǎo)管中，第一壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片排布置在入口引導(dǎo)葉片排的緊下游并且第一壓氣機(jī)引導(dǎo)葉片排布置在第一壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片排的緊下游。
[0007]該布置有利地使得能夠確定即將發(fā)生的結(jié)冰。利用關(guān)于即將發(fā)生的結(jié)冰的信息，入口引導(dǎo)葉片排的可調(diào)整的入口引導(dǎo)葉片可以被設(shè)置成抵抗該結(jié)冰。這是根據(jù)用于操作燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)明的方法中的意圖。
[0008]根據(jù)發(fā)明的在第一壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片排與第一壓氣機(jī)引導(dǎo)葉片排之間的至少一個(gè)傳感器的定位有利地使得能夠獲取在壓氣機(jī)流導(dǎo)管中的靜態(tài)溫度最低并因此結(jié)冰風(fēng)險(xiǎn)最大所在的點(diǎn)處的數(shù)據(jù)。
[0009]在根據(jù)發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)的有利實(shí)施例中，設(shè)想結(jié)冰傳感器單元具有至少一個(gè)空氣濕度傳感器。在該實(shí)施例中，結(jié)冰傳感器單元進(jìn)一步包括兩者都布置在第一壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片排與第一壓氣機(jī)引導(dǎo)葉片排之間的至少一個(gè)壓力傳感器和一個(gè)溫度傳感器。
[0010]從針對(duì)空氣濕度和溫度及壓力、特別是靜態(tài)壁壓力的數(shù)據(jù)，能夠確定結(jié)冰的風(fēng)險(xiǎn)。在這里，用于溫度和壓力確定的傳感器被定位在壓氣機(jī)流導(dǎo)管中的預(yù)料到最低溫度和最低靜態(tài)壁壓力所在的部位。
[0011]在根據(jù)發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)的有利實(shí)施例中，空氣濕度傳感器布置在進(jìn)氣部中，以使得空氣濕度的測(cè)量能夠靠近裝置發(fā)生。
[0012]在根據(jù)發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)的另一有利實(shí)施例中，結(jié)冰傳感器單元包括在壓氣機(jī)流導(dǎo)管中以沿著圓周分布的方式布置在第一壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片排與第一壓氣機(jī)引導(dǎo)葉片排之間的多個(gè)壓力傳感器。在這里，壓力傳感器例如均勻地間隔開。
[0013]這使得能夠在許多點(diǎn)處確定針對(duì)靜態(tài)壁壓力的值。更精確且更可靠的測(cè)量因此是可能的。此外，一個(gè)壓力傳感器的故障可以通過冗余來補(bǔ)償。
[0014]在根據(jù)發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)的另一有利實(shí)施例中，結(jié)冰傳感器單元具有在壓氣機(jī)流導(dǎo)管中以沿著圓周分布的方式布置在第一壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片排與第一壓氣機(jī)引導(dǎo)葉片排之間的多個(gè)溫度傳感器。在這里，溫度傳感器例如均勻地間隔開。
[0015]這使得能夠在許多點(diǎn)處確定針對(duì)溫度的值。更精確且更可靠的測(cè)量因此是可能的。此外，一個(gè)溫度傳感器的故障可以通過冗余來補(bǔ)償。
[0016]在一種用于在操作的同時(shí)調(diào)整燃?xì)廨啓C(jī)的方法中，所述渦輪使壓氣機(jī)流導(dǎo)管內(nèi)的進(jìn)氣空氣質(zhì)量流加速，在第一步驟中，空氣濕度確定在壓氣機(jī)入口區(qū)域中和/或在壓氣機(jī)流導(dǎo)管中執(zhí)行，與壓氣機(jī)流導(dǎo)管中的壓力確定和壓氣機(jī)流導(dǎo)管中的溫度確定中一樣。在第二步驟中，進(jìn)行結(jié)冰風(fēng)險(xiǎn)確定。在第三步驟中，葉片調(diào)整接著以如下方式發(fā)生:使得當(dāng)存在結(jié)冰風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，以使得進(jìn)氣空氣質(zhì)量流的加速被減小的方式設(shè)置入口引導(dǎo)葉片排的至少入口引導(dǎo)葉片。在根據(jù)發(fā)明的方法中，壓力確定和溫度確定優(yōu)選地在第一壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片排與第一壓氣機(jī)引導(dǎo)葉片排之間發(fā)生。
[0017]借助于根據(jù)發(fā)明的方法，有利地能夠防止結(jié)冰，或者燃?xì)廨啓C(jī)可以更靠近于結(jié)冰極限操作。作為結(jié)果，存在著可用于燃?xì)廨啓C(jī)的操作的可變?nèi)肟谝龑?dǎo)葉片的調(diào)整的較寬的有用范圍。從而與傳統(tǒng)過程相比燃?xì)廨啓C(jī)的操作可以更加高效。
[0018]在根據(jù)發(fā)明的方法的有利實(shí)施例中，空氣濕度確定在壓氣機(jī)入口區(qū)域中發(fā)生。
[0019]在該區(qū)域中，空氣質(zhì)量流的流動(dòng)速度低于壓氣機(jī)流導(dǎo)管中的?？諝鉂穸葴y(cè)量因此可以在該區(qū)域中更加順利地進(jìn)行。
[0020]在根據(jù)發(fā)明的方法的另一有利實(shí)施例中，在空氣濕度確定和/或壓力確定和/或溫度確定中，確定由多個(gè)傳感器的測(cè)量出的值發(fā)生。
[0021]由此監(jiān)測(cè)了壓氣機(jī)流導(dǎo)管的較大區(qū)域。借助于該措施，本方法在精度和可靠性上獲益。
【附圖說明】
[0022]借助于附圖和以下描述更加詳細(xì)地說明發(fā)明的說明性實(shí)施例。附圖中:
[0023]圖1示出根據(jù)發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)，
[0024]圖2示出根據(jù)發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)的壓氣機(jī)，和
[0025]圖3示出根據(jù)發(fā)明的用于調(diào)節(jié)燃?xì)廨啓C(jī)的方法。
【具體實(shí)施方式】
[0026]圖1以簡圖借助于示例示出根據(jù)發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)13。根據(jù)發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)具有用于給送供給空氣的進(jìn)氣部14。在這里，供給空氣在進(jìn)氣空氣質(zhì)量流12中進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)13的壓氣機(jī)入口區(qū)域2(圖1中未具體示出)。壓氣機(jī)I布置在進(jìn)氣部14的下游。按照燃?xì)廨啓C(jī)的慣例，燃燒室(這里未具體示出)布置在壓氣機(jī)的下游，并且渦輪被定位在該燃燒室的下游。
[0027]圖2中以截面圖借助于示例描繪出根據(jù)發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)13的壓氣機(jī)I。
[0028]壓氣機(jī)入口區(qū)域2位于進(jìn)氣部14中。例如，用于測(cè)量空氣濕度的至少一個(gè)空氣濕度傳感器11布置在進(jìn)氣部14中?？諝鉂穸葌鞲衅?1是根據(jù)發(fā)明的結(jié)冰傳感器單元17的一部分。作為替代，空氣濕度傳感器11也可以布置在進(jìn)氣部14的外側(cè)、例如在系統(tǒng)的空氣入口過濾器之前或者在鄰接的氣象站中。此外，至少一個(gè)入口壓力傳感器9和一個(gè)入口溫度傳感器10可以置于進(jìn)氣部14中。
[0029]壓氣機(jī)I布置在壓氣機(jī)入口區(qū)域2的下游。根據(jù)發(fā)明，壓氣機(jī)具有包括入口引導(dǎo)葉片的入口引導(dǎo)葉片排3。包括壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的第一壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片排5布置在入口引導(dǎo)葉片排3的下游。包括壓氣機(jī)引導(dǎo)葉片的第一壓氣機(jī)引導(dǎo)葉片排6布置在第一壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片排5的下游。第一壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片排5和第一壓氣機(jī)引導(dǎo)葉片排6位于壓氣機(jī)流導(dǎo)管4中。
[0030]葉片排的所有葉片被在相同點(diǎn)處以沿著圓周均勻分布的方式布置在壓氣機(jī)流導(dǎo)管4中。它們位于一排中。壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片排5的葉片被固定在軸15上。壓氣機(jī)引導(dǎo)葉片排6的葉片被固定在壓氣機(jī)流導(dǎo)管4的導(dǎo)管壁16上。進(jìn)一步的葉片排(這里未具體示出)可以布置在示出的葉片的組5、6的下游。
[0031]根據(jù)發(fā)明，至少入口引導(dǎo)葉片可以具有可調(diào)整的入射角度。進(jìn)一步的引導(dǎo)葉片排也可以是可調(diào)整的。入口引導(dǎo)葉片的入射角度的可調(diào)整性使得能夠使進(jìn)氣空氣質(zhì)量流2變化并因此能夠使最大許可渦輪出口溫度在寬的部分負(fù)荷范圍內(nèi)恒定。
[0032]根據(jù)發(fā)明，結(jié)冰傳感器單元17的進(jìn)一步的部件布置在壓氣機(jī)流導(dǎo)管4中。至少一個(gè)壓力傳感器7和一個(gè)溫度傳感器8布置在壓氣機(jī)流導(dǎo)管4中。在這里，壓力傳感器7是用于靜態(tài)壁