JP2017528633A

JP2017528633A - 自動式の燃焼システムの特徴付け

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Publication number: JP2017528633A
Application number: JP2016574267A
Authority: JP
Inventors: ジャイブン，レベッカ・キャサリン; ラスコウスキー，ベンジャミン・ディヴィッド; ラズーリ，リチャード
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2014-06-26
Filing date: 2015-06-16
Publication date: 2017-09-28
Anticipated expiration: 2035-06-16
Also published as: WO2015200034A1; CN106574776A; US20150377149A1; CN106574776B; US9909508B2; EP3161381B1; EP3161381A1; JP6641301B2

Abstract

本開示の態様は一般に、燃焼システムと通信する演算デバイスを含むシステムに関し、演算デバイスは、燃焼システムに入力を発行することと、ダイナミック出力と、燃焼システムへの入力に対応するエミッション出力と、のうちの一方が第１の境界条件を超えるかどうかを決定することと、第１のステップチェンジと第２のステップチェンジのうちの一方によって、燃焼システムへの入力を調整することと、を含む行動を実行するように構成され、第１のステップチェンジは、第１の境界条件を超えていないダイナミック出力及びエミッション出力に対応し、第２のステップチェンジは、第１の境界条件を超えているダイナミック出力及びエミッション出力のうちの一方に対応し、第２のステップチェンジは、第１のステップチェンジよりも小さい。【選択図】図１

Description

本明細書に開示した主題は、燃焼システムを特徴付けること（ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｉｎｇ）に関する。より詳細には、本開示は、ガスタービンなどの燃焼システムの入力と出力の関係を自動的に特徴付ける（ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅ）システムに関する。

ガスタービン組立体で見受けられるものを含めて燃焼システムは、燃料源を燃焼させることによって機械エネルギを生成でき、これにより、燃焼システムに取り付けた負荷構成要素（例えば、回転シャフト）を駆動するための機械動力が作り出される。燃焼システムの性能を最適化するために、燃焼システムの様々な入力変数と出力変数の関係は、「特徴付けされる」場合がある。本明細書で使用するとき、用語「特徴付ける」又は「特徴付けること（ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ」は、燃焼空気、バイパス空気、及び燃料の相対値（数学的比率の観点から表現され得る）などの燃焼システムへの入力と、燃焼システムから生じるエミッションレベル又は音などの１つ又は複数の形式の出力と、の物理的な関係を画定することを指す。特徴付けることにより、１つ又は複数の入力を１つ又は複数の出力に関係付ける数学的な関数又はモデルを作り出すことができる。個別の燃焼システムとそれらの意図する用途との間に差異があれば、それらのデバイスは、典型的には単位当たりの基準で特徴付けされる。燃焼システムを特徴付けることに関連する１つのリスクは、入力のグループによっては燃焼システム又はその部品を破損させるか又は動作不能にさせてしまう可能性があることである。それらの事象は、出力変数が無難な故障原因（ｓａｆｅｔｙｃａｕｓｅｓｏｆｆａｉｌｕｒｅ）に関連する１つ又は複数の境界条件を超えるとき、起きることがある。

米国特許出願公開第２０１２／０２７５８９９号明細書

本開示の少なくとも１つの実施態様は、燃焼システムの自動式の特徴付けを参照して、本明細書に記載する。しかしながら、当業者には明らかであって本明細書の教示によって案内されるであろうことは、本発明の実施態様が、他の形式の機械及びターボ機械を特徴付けることなどの他の類似の又は関係のある状況に対して一般に適用可能である、ということである。

本開示の第１の態様は、燃焼システムと通信する演算デバイスを含むシステムを提供し、演算デバイスは、燃焼システムに入力を発行することと、ダイナミック出力と、燃焼システムへの入力に対応するエミッション出力と、のうちの一方が第１の境界条件を超えるかどうかを決定することと、第１のステップチェンジと第２のステップチェンジのうちの一方によって、燃焼システムへの入力を調整することと、を含む行動を実行するように構成され、第１のステップチェンジは、第１の境界条件を超えていないダイナミック出力及びエミッション出力に対応し、第２のステップチェンジは、第１の境界条件を超えているダイナミック出力及びエミッション出力のうちの一方に対応し、第２のステップチェンジは、第１のステップチェンジよりも小さい。

本開示の第２の態様は、コンピュータ可読の記憶媒体に記憶されたプログラム製品を提供する。コンピュータ可読の記憶媒体は、燃焼システムを自動的に特徴付けることができ、また、燃焼システムに入力を発行することと、ダイナミック出力と、入力に対応するエミッション出力と、のうちの一方が第１の境界条件を超えるかどうかを決定することと、第１のステップチェンジと第２のステップチェンジのうちの一方によって、燃焼システムへの入力を調整することと、をコンピュータシステムにさせるためのプログラムコードを含むことができ、第１のステップチェンジは、第１の境界条件を超えていないダイナミック出力及びエミッション出力に対応し、第２のステップチェンジは、第１の境界条件を超えているダイナミック出力及びエミッション出力のうちの一方に対応し、第２のステップチェンジは、第１のステップチェンジよりも小さい。

本開示の第３の態様は、燃焼システムのダイナミック出力を監視して、ユニット特有のエミッションモニタからの燃焼システムのエミッション出力を複製するように構成された燃焼ダイナミック監視（ＣＤＭ）システムと、燃焼システム及びＣＤＭシステムと通信する特徴付けシステムと、を含むシステムを提供し、特徴付けシステムは、燃焼システムの空燃比及びバイパス空気分割比のうちの１つを含む入力を燃焼システムに発行することと、ダイナミック出力と、燃焼システムへの入力に対応するエミッション出力と、のうちの一方が第１の境界条件を超えるかどうかを決定することと、第１のステップチェンジと第２のステップチェンジのうちの一方によって、燃焼システムへの入力を調整することと、を含む行動を実行するように更に構成され、第１のステップチェンジは、第１の境界条件を超えていないダイナミック出力及びエミッション出力に対応し、第２のステップチェンジは、第１の境界条件を超えているダイナミック出力及びエミッション出力のうちの一方に対応し、第２のステップチェンジは、第１のステップチェンジよりも小さい。

開示した装置のそれらや他の特徴については、本発明の様々な実施形態を描いている添付の図面と関連して解釈される装置の様々な態様の以下の詳細な説明からより容易に理解されよう。

本開示の実施形態に係るシステムの概略図である。本開示の実施形態に係るガスタービン組立体と相互作用する演算デバイスを含むコンピュータシステムの図解的概略図である。本開示の実施形態における演算デバイスとガスタービン組立体の間のデータフロー例を提供する図である。本開示の実施形態に係る方法の図解的フロー図である。

図面は必ずしも縮尺通りではない、ということに留意されたい。図面は、本開示の典型的な態様を単に示すことだけを目的としており、したがって、その範囲を限定していると考えるべきではない。図面において、同様の数字は、図面間で同様の要素を表す。

以下の説明では、その一部を形成すると共に本教示が実施され得る特定の例示的な実施形態を例として示している添付の図面に対して、言及を行う。それらの実施形態は、当業者による本教示の実施を可能にするために、十分に詳細に説明しており、理解すべきは、他の実施形態が利用でき、しかも、本教示の範囲から逸脱することなく変更できる、ということである。次の説明は、それ故に単なる例示である。

本開示の実施形態は、燃焼システムを自動的に特徴付けるためのシステム及びプログラム製品を含む。本明細書で使用するとき、用語「自動的に（ａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ）」は、所定の規則に従ってユーザからの入力なしで、入力変数の連続的な反復の選択によって、制御システムに対する入力変数及び出力変数の関係を決定することを指す。本開示は、燃焼システムと通信している演算デバイスにおいて具体化することができ、演算デバイスが、プロセスステップを実行して燃焼システムと相互作用することができる。演算デバイスは、特定の入力を燃焼システムに発行することができ、また、入力が原因で燃焼システムの１つ又は複数の出力変数（例えば、ダイナミック出力又はエミッション出力）が所定の「境界条件（ｂｏｕｎｄａｒｙｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）」を超えるかどうかを決定することができる。境界条件は、数学的な誘導及び／又はユーザの好みに従って選ぶことのできる閾値出力を指し、燃焼システムからの出力がシステム故障などの望んでいない状態に近づくときを意味している。本明細書で使用するとき、用語「エミッション（ｅｍｉｓｓｉｏｎ）」又は「エミッション（ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ）」は、燃焼システム内の燃焼反応から産出されるガスなどの排気化合物を指す。用語「ダイナミック（ｄｙｎａｍｉｃ）」又は「ダイナミックス（ｄｙｎａｍｉｃｓ）」は、燃焼システム内の燃焼反応から生じる音を指し、システム及び／又は個別の部品の条件を示すことがある。ダイナミックスは、動作中の燃焼システムから生じる音の周波数、音量などの観点から測定することができる。コンピュータシステムは、入力に関するエミッション又はダイナミック出力が対応する境界条件を超えるかどうかに基づいて、ステップチェンジによって入力の値を調整することができる。コンピュータシステムは、「目標入力」値としても公知である、入力の各形式に関する最大値及び／又は最小値を含むこともできる。１つ又は複数の「目標入力」値が、発行されるか又はシステム故障を引き起こしそうなので無視されるとき、コンピュータシステムは、異なったグループの入力を発行することができ、或いは、特徴付けプロセスを終了することができる。

図１は、本開示の実施形態に係るガスタービン組立体１０の概略図を示す。ガスタービン組立体１０は、本開示に係る付属の構成要素（例えば、演算システム２００））を備えた燃焼システムの例である。１つ又は複数の燃料ノズル１４に連結された燃焼器１２は、典型的にはガスタービン組立体１０の圧縮機１６とタービンセクション１８の間に位置する。したがって、図１の概略における燃料ノズル１４は、複数の燃料ノズルを表すことがあるということが理解される。圧縮機１６とタービン１８は、回転シャフト２０を介して相互に機械式に結合される場合がある。空気２２は、圧縮機１６と燃焼器１２を通して、そして、最後にタービン１８を通して、順次流れる。空気２２は、燃焼器１２の中で燃料ノズル１４から供給された燃料と反応することができ、燃焼反応を生じさせ、次には、高温のガスストリームが産出される。高温のガスストリームは、タービン１８の中に入ることができ、機械エネルギを回転シャフト２０に分与し、これにより、力は、圧縮機１６、及び／又は、回転シャフト２０に連結された任意の負荷（図示せず）に、また送達される。ガスタービン組立体１０は、より大きなシステム内の幾つかのガスタービンのうちの１つにすることができる。ガスタービン組立体１０については、実例と実証の目的で本明細書に記載しているが、理解されるのは、本開示が、他の形式のタービン組立体や内燃機関などの他の形式の機械と共に使用するのに適合できるということである。

バイパスライン２４は、燃焼器１２の代わりにタービン１８の中に直接圧縮空気２２をいくらか迂回させることができる。１つ又は複数のバルブ２６は、バイパスライン２４に入る空気の量を制御することができる。燃焼器１２に入ることなくタービン１８に迂回した圧縮機１６からの空気の割合は、０から１の間の分数で表現することができる。バルブ２６は、完全に開き、完全に閉じ、又は部分的にだけ開くことができ、燃焼器１２又はバイパスライン２４に入る空気の量が制御される。空気の総量に対する燃焼器１２又はバイパスライン２４に入る空気の量は、バイパス空気分割比（「分割比」）として表現することができる。分割比は、入力の一形式であり、ガスタービン組立体１０の性能、或いは／並びに、ダイナミック出力及び／又はエミッション出力を含む出力変数、に影響を及ぼすことがある。より詳細には、分割比は、動作中に燃焼器１２内で生じる燃焼反応の量に影響を及ぼす。

１つ又は複数の燃料バルブ２８は、１つ又は複数の対応する燃料ノズル１４から燃焼器１２に送達される燃料の量を同様に制御することができる。燃料バルブ２８は、完全に開き、完全に閉じ、又は部分的にだけ開くことができ、燃焼器１２に送達される燃料の量が制御される。燃焼器１２に供給される燃料の量の増加は、その中での燃焼反応の数と大きさに影響を及ぼすことがある。バルブ２６及び／又は燃料バルブ２８の開閉は、ガスタービン組立体１０の空燃比（Ａ／Ｆ比）に影響を及ぼす場合がある。タービン組立体のＡ／Ｆ比は、ガスタービン組立体１０の燃焼器１２内部に放出されるエネルギ及び高温ガスを変化させる入力である。より詳細には、Ａ／Ｆ比は、燃料ノズル１４からの燃料の単位当たりの燃焼器１２に供給される空気又は酸素の質量比を表しており、数学的に次のように表現することができる。

ここで「ｍ」は質量値を表す。また、理解されるのは、Ａ／Ｆ比は、１つ又は複数の燃料ノズル１４から燃焼器１２に供給される燃料のモル数当たりの空気又は酸素のモル数の観点から表現することができる、ということである。或る種のＡ／Ｆ比の値の有効性は、燃焼器１２内で生じている特有の反応の反応化学量論によって決まることになろう。所定の範囲に渡ってＡ／Ｆ比が異なっていると、より多くやより少ない燃焼反応を燃焼器１２内で生じさせることになろう。追加的又は代替的に、単一のガスタービン組立体１０は、複数のＡ／Ｆ比を有することがあり、それぞれの燃料バルブ２８を用いて制御され得る複数の燃料ノズル１４に対応している。

Ａ／Ｆ比又は分割比の変化は、燃焼器１２内の燃焼反応の数に影響を及ぼす場合があり、それが次には、燃焼器１２からエミッションライン３０を通して放出される一定のエミッション（ｌｅｖｅｌｅｍｉｓｓｉｏｎｓ）と他の副産物に影響を及ぼす。ガスタービン組立体１０は、様々な入力に対応する出力を検出及び／又は測定するためのセンサを含む場合がある。燃焼器１２に結合されるセンサ３２は、ガスタービン組立体１０からのダイナミック出力を測定することができる。センサ３２は、燃焼器１２の内部に位置決めすることができ、或いは、燃焼器１２の外側に位置決めされて燃焼反応からダイナミック出力を測定するサウンドセンサなどの他の構成によって燃焼器１２に通信用に連結することができる。センサ３２は、音響センサ、マイクロフォン、振動計などの、ダイナミック周波数と振幅を測定するための１つ又は複数の部品を含むことができる。ガスタービン組立体１０は、エミッションセンサ３４を含む場合もある。エミッションセンサ３４は、燃焼器１２及び／又はガスタービン組立体１０を出て行くエミッションを監視するために、エミッションライン３０内に或いは他の場所に、位置決めすることができる。エミッションセンサ３４は、汎用ガス検出器、熱伝導度検出器、比色検出管、又は、流体のストリームや排気空気のサンプルの中の特定の物質の濃度を測定するための類似のデバイス、の様式にすることができる。エミッションセンサ３４を用いて測定したエミッションの形式例には、例えば、酸化窒素及び二酸化窒素（ＮＯ_x）、並びに／或いは、一酸化炭素（ＣＯ）を含めることができる。いずれにしても、該当するエミッションは、総重量又は相対的な分子量（例えば、総排気のグラム当たりのＮＯ_x又はＣＯのモル）の観点から測定することができる。したがって、エミッションセンサ３４は、酸化窒素／二酸化窒素検出器、一酸化炭素検出器、様々な形式のエミッションを検出するように個々が形成された個別のセンサの集まり、又は、複数のエミッションガスを検出するための単一組立体、を含む場合がある。

ガスタービン組立体１０は、ガスタービン組立体１０を特徴付けるためのデータのロギングと記憶を行うために、１つ又は複数のシステムと通信することができる。燃焼ダイナミック監視（ＣＤＭ）システム１４０は、センサ３２に結合することができる。ＣＤＭシステム１４０は、メモリ又は他の形式の記憶システムを含むか又はそれと通信するコンピュータシステムを含む場合がある。ＣＤＭシステム１４０は、特定のセットの入力に関してガスタービン組立体１０のダイナミック出力を測定するセンサ３２からのデータ読み取りを幾つか収集することができる。ＣＤＭシステム１４０は、ガスタービン組立体１０と無関係にすることができ、また、オフザシェルフ製品（例えば、ＧｅｎｅｒａｌＥｌｅｃｔｒｉｃ社から入手できる遠隔監視システムＭｙＦｌｅｅｔ（商標））や改造様式の一般に入手できるシステムにしてもよい。センサ３２は、ＣＤＭシステム１４０の構成要素にしてもよく、又は、独立して設けるようにしてもよい。ＣＤＭシステム１４０は、ＣＤＭシステム１４０のデータを用いて、統合（例えば、同じフォーマットに変換）のために他のシステムからのデータを複製して、一元化したデータ源を提供するように、プログラムすることができる。いずれにしても、ＣＤＭシステム１４０は、燃焼ダイナミックスの周波数と振幅、燃焼器１２の動作条件、及び関係のある変数、を含む幾つかの形式のダイナミック出力をトラッキングすることができる。ＣＤＭシステム１４０は、収集したデータを処理及び操作することもでき、また、それらの最大、平均、及び／又は中間の値の観点からダイナミック出力を表現することができる。ＣＤＭシステム１４０は、特定のダイナミック周波数及び／又は振幅から、システムレベルのダイナミック（すなわち、ガスタービン組立体１０の全体に対応するダイナミック出力）を演算することもできる。

ガスタービン組立体１０は、エミッションセンサ３４及びガスタービン組立体１０に結合されたエミッション監視システム（ＥＭＳ）１５０を含む場合もある。ＥＭＳ１５０は、エミッションセンサ３４からのエミッションデータを計算し、記憶し、又は受け取るため、メモリ及び／又は処理ユニットを含む場合がある。ＥＭＳ１５０において収集及び／又は演算したエミッションデータ、例えば、ＮＯ_xとＣＯのレベルは、対応するセットの入力に関して、ガスタービン組立体１０の性能を特徴付けることもできる。ＥＭＳ１５０は、特定のガスタービン組立体１０にユニット特有としてもよく、また、ＣＤＭシステム１４０からの様々なフォーマットのデータを記録するように構成してもよい。しかしながら、ＣＤＭシステム１４０は、ＥＭＳ１５０とデータを交換又はそれにデータを送出するために適合することができる。ＣＤＭシステム１４０は、実施形態によっては、ＣＤＭシステム１４０内の集中場所に記憶するためにＥＭＳ１５０からのデータを複製することができる。理解されることは、同じ複製と記憶の機能が、必要に応じて、ＣＤＭシステム１４０からのデータを収集するためにＥＭＳ１５０内に設けることもできる、ということである。

コンピュータシステム２００は、ガスタービン組立体１０と通信することができる。コンピュータシステム２００は、ガスタービン組立体１０を自動的に特徴付けるために本明細書で検討した処理ステップを遂行するためのハードウエア及び／又はソフトウエア含む場合がある。コンピュータシステム２００は、例えば、制御信号を、バルブ２６及び／又は燃料バルブ２８に機械式及び／又は電気的に結合された構成要素に発行して、操作バルブ２６及び／又は燃料バルブ２８に指令を提供することができる。追加的又は代替的に、コンピュータシステム２００は、電気作動式のメカニカルコンバータを用いて、バルブ２６及び／又は燃料バルブ２８を開閉するための指令を提供することができる。コンピュータシステム２００は、入力値を調整するためにコンピュータシステム２００から提供された指令に基づいてバルブ２６及び／又は燃料バルブ２８を開閉することができる。コンピュータシステム２００は、ガスタービン組立体１０に関係しているデータの送出と受け取りのためにＣＤＭシステム１４０及び／又はＥＭＳ１５０に通信用に結合することができる。コンピュータシステム２００は、より詳細には、ＣＤＭシステム１４０及び／又はＥＭＳ１５０からの出力データを読み取り及び／又は受け取って、本明細書で詳細に説明した方法ステップ及び／又はプロセスを実施することにより、ガスタービン組立体１０への入力を調整することができる。したがって、コンピュータシステム２００は、様々な条件下でガスタービン組立体１０の性能を自動的に特徴付けるためにガスタービン組立体１０と相互作用することができる。

図２に転じると、本明細書に記載した様々なプロセスを実施するためのコンピュータシステム２００の図解的実施形態が示されている。特に、コンピュータシステム２００は、演算デバイス２０４を含む場合があり、それが次には、特徴付けシステム２０６を含む場合がある。図２に示した構成要素は、燃焼システムを自動的に特徴付けるためのシステムの一実施形態である。本明細書で検討したように、演算デバイス２０４は、燃焼システムの入力と様々な出力の関係を説明している情報（例えば、数学的関係の様式）をユーザに提供することができる。更に、本開示の実施形態は、ユーザからの入力を要求することなく、ガスタービン組立体１０などの燃焼システムを自動的に特徴付けることができる。本開示の実施形態は、技術者、演算デバイス２０４、及び／又は、技術者と演算デバイス２０４の組み合わせによって、構成するか又は部分的に動作させることができる。理解されることは、図２に示す様々な構成要素の幾つかは、演算デバイス２０４に含められる１つ又は複数の別個の演算デバイスのために、独立して実行する、組み合わせる、及び／又は、メモリに記憶することができる。更に、理解されることは、構成要素及び／又は機能性の幾つかは、実行することができず、或いは、付加的なスキーマ及び／又は機能性は、特徴付けシステム２０６の一部として含めることができる。

演算デバイス２０４は、プロセッサユニット（ＰＵ）２０８、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース２１０、メモリ２１２、及びバス２１６を含む場合がある。また、演算デバイス２０４は、外部Ｉ／Ｏデバイス２１７及び記憶システム２１４と通信するように示されている。特徴付けシステム２０６は、入力制御プログラム２１８を実行することができ、このプログラムは、決定部２２０、計算部２２２、比較部２２４、ステップチェンジモジュール２２６、及び／又はガスタービン制御（「ＧＴ制御」）モジュール２２８を含んでいる、様々な活動を行うように構成された様々なソフトウエア構成要素を含むことができる。特徴付けシステム２０６の様々なモジュールは、データに関して処理、分析、及び動作するために、アルゴリズムに基づく計算、ルックアップテーブル、及び、メモリ２１２に記憶された類似のツールを使用して、それらのそれぞれの機能を実行することができる。一般に、ＰＵ２０８は、コンピュータプログラムコードを実行して、メモリ２１２及び／又は記憶システム２１４内に記憶させることのできる特徴付けシステム２０６などのソフトウエアを走らせることができる。コンピュータプログラムコードを実行する間、ＰＵ２０８は、メモリ２１２、記憶システム２１４、及び／又はＩ／Ｏインターフェース２１０に或いはそれらから、データを読み取り及び／又は書き込みすることができる。バス２１６は、演算デバイス２０４の構成要素の個々の間に通信リンクを提供することができる。Ｉ／Ｏデバイス２１７は、ユーザが演算デバイス２０４と相互作用できるようにする任意のデバイス、或いは、演算デバイス２０４が本明細書で説明した機器及び／又は他の演算デバイスと通信できるようにする任意のデバイス、を含むことができる。Ｉ／Ｏデバイス２１７（キーボード、ディスプレイ、ポインティングデバイスなどを含むがそれらに限定されない）は、直接又は介在するＩ／Ｏコントローラ（図示せず）を介してのいずれかで、コンピュータシステム２００に結合することができる。

メモリ２１２は、１つ又は複数の機械及び／又は機械システムに関する様々な様式のデータ３００を含むこともできる。特徴付けシステム２０６の入力制御プログラム２１８は、本開示のプロセスにおいてデータ３００を記憶してそれと相互作用することができる。例えば、入力データフィールド３０２は、ガスタービン組立体１０への提案したセットの入力を含むことができる。より詳細には、入力データフィールド３０２は、一例としてガスタービン組立体１０に発行されるべき単一グループの入力を含むことができる。ステップチェンジモジュール２２６は、本明細書で検討したプロセスステップの間に予め決めた量だけ（本明細書ではステップチェンジと呼ぶ）入力データフィールド３０２の１つ又は複数の入力値を調整（すなわち、増加、減少、又は予め決めた量に設定）することができる。ＧＴ制御モジュール２２８は、メモリ２１２及び／又は記憶システム２１４の中の入力データフィールド３０２の値を、デジタル命令、指令などの様式のガスタービン組立体１０内への入力に変換することができる。データ３００は、特定の入力値のリストを含む入力ライブラリ３０４を含むこともできる。入力ライブラリ３０４は、例えば、特定の条件に対するガスタービン組立体１０への所望の目標入力のリスト、の様式にすることができる。より詳細には、入力ライブラリ３０４内の値は、様々な目標入力値と所定の安全状態を含むことができる。入力ライブラリ３０４の目標入力値は、分割比、Ａ／Ｆ比、又はガスタービン組立体１０への他の形式の入力、の最大又は最小の可能な値を表すことができる。所定の安全状態は、目標値が達した及び／又は特定の境界条件が超えられた後で入力データフィールド３０２が設定され得るガスタービン組立体１０への入力値を表している。演算デバイス２０４が、ガスタービン組立体１０に異なった入力を発行するので、入力制御プログラム２１８は、テストされているか又はテストの不要である入力ライブラリ３０４内の幾つかの目標入力値について「印を付ける」（すなわち、無視する）ことができる。例えば、ガスタービン組立体１０への入力によって、１つ又は複数の対応する出力が境界条件を超えるとき、入力制御プログラム２１８は、境界条件を同じく超えているであろう対応する目標入力に印を付けることができる。特徴付けシステム２０６の中で記憶されて使用される他の形式のデータは、ガスタービン組立体１０の出力に関係しており、本明細書のどこかで検討する。

図２及び３に併せて転じると、本開示の実施形態に係るガスタービン組立体１０と演算デバイス２０４の間のデータフロー例が示されている。入力制御プログラム２１８のＧＴ制御モジュール２２８は、データを制御信号に変換するための任意の現在公知か又は後に開発されるプロセスによって、入力データフィールド３０２（図２）を入力３１０に変換することができる。入力３１０は、ガスタービン組立体１０に発行されるＡ／Ｆ比３１２及び／又は分割比３１４を含む場合がある。より詳細には、演算デバイス２０４のＧＴ制御モジュール２２８（図２）は、ガスタービン組立体１０への入力３１０として、Ａ／Ｆ比３１２及び／又は分割比３１４を発行することができる。追加的又は代替的に、演算デバイス２０４のＧＴ制御モジュール２２８（図２）は、複数の燃料ノズル１４（図１）及び／又は燃料バルブ２８に対応する複数のＡ／Ｆ比３１２を発行することができる。コンピュータシステム２００は、入力データフィールド３０２からの値を、入力３１０を備えた信号に変換することができ、例えば、バルブ２６及び／又は燃料バルブ２８を調整することによって、ガスタービン組立体１０が調整される。ＧＴ制御モジュール２２８（図２）を用いてガスタービン組立体１０に発行される入力３１０は、ガスタービン組立体１０から対応する出力を発生させ、それが次には、ＣＤＭ１４０及びＥＭＳ１５０を用いて測定及び／又は記録される場合がある。Ａ／Ｆ比３１２及び／又は分割比３１４を調整することにより、ＣＤＭ１４０及び／又はＥＭＳ１５０は、エミッション出力３２２及び／又はダイナミック出力３２４を含む様々な出力３２０を測定する場合がある。ダイナミック出力３２４は、燃焼システム内で燃焼反応から生じる音（測定可能な、例えば、周波数、音量など）を含む場合がある。実施形態では、ＣＤＭ１４０は、ＥＭＳ１５０からのデータを複製することができ、また、データ３００として記憶されるべき演算デバイス２０４へのエミッション出力３２２及びダイナミック出力３２４を両方提供することができる。

図２に戻ると、特徴付けシステム２０６の比較部２２４は、出力３２０（図３）を、境界条件データ３３２に記憶された１つ又は複数の境界条件と比較することができる。この比較に基づき、ステップチェンジモジュール２２６は、入力データ３０２中の値を調整することができ、それが次には、別のセットの入力３１０（図３）に変換される場合がある。追加的又は代替的に、エミッション出力３２２とダイナミック出力３２４（図３）は、それらの対応する入力値と組み合わせることができ、また、特徴付けベクトルデータフィールド３３４に記憶されたベクトルフォーマットデータフィールドに表現することができる。「ベクトルフォーマットデータフィールド」は、幾つかの関係する変数から構成されるデータのアイテムを指す。例えば、特徴付けベクトルデータフィールド３３４の中に記憶されたベクトルは、１つの入力に対するＡ／Ｆ及び分割比の値、並びに、一緒に使用されているそれらの値に関係のあるガスタービン組立体１０からの出力、を含む場合がある。特徴付けベクトルデータフィールド３３４の中の値は、ガスタービン組立体１０の特定の動作状態に関係のある幾つかの変数を含む場合がある。いずれにしても、特徴付けベクトルは、コピー、複製、取得、そうでなければメモリ２１２及び／又は記憶システム２１４の中に記憶することができる。代替実施形態では、出力及び／又は特徴付けベクトルは、必要に応じて、ＥＭＳ１５０から直接提供されるエミッション出力３２２（図３）と、ＣＤＭシステム１４０から直接提供されるダイナミック出力３２４（図３）と、を含む場合がある。本明細書のどこかで検討したように、比較部２２４は、出力を様々な境界条件と比較することができる。決定部２２０が、１つ又は複数の出力が境界条件を超えるか又は目標値を充足することを決定すると、ステップチェンジモジュール２２６は、ガスタービン組立体１０に関する次の入力を画定するために、入力データフィールド３０２の値を調整（すなわち、増加、減少、又は特定の量に設定）することができる。

演算デバイス２０４は、ユーザ（例えば、パーソナルコンピュータ、サーバ、ハンドヘルドデバイスなど）のインストールするコンピュータプログラムコードを実行するための任意の一般目的の演算製品を含むことができる。しかしながら、理解されることは、演算デバイス２０４が、本開示の様々なプロセスステップを実施できる様々な可能な等価な演算デバイス及び／又は技術者を単に表しているにすぎない、ということである。加えて、演算デバイス２０４は、ガスタービン組立体１０を特徴付けるためのより大型のシステムアーキテクチャの一部にすることできる。

この点で、他の実施形態では、演算デバイス２０４は、特定機能を実施するためのハードウエア及び／又はコンピュータプログラムコードを含む任意の特定目的の演算製品や、特定目的及び一般目的のハードウエア／ソフトウエアの組み合わせを含む任意の演算製品などを含む場合がある。各ケースでは、プログラムコードとハードウエアは、標準のプログラミングと工学技術をそれぞれ用いて作り出すことができる。一実施形態では、演算デバイス２０４は、実行時にガスタービン組立体１０を自動的に特徴付けるために作用することのできるコンピュータ可読の記憶デバイスに記憶されるプログラム製品を含むことができる。

図２及び４を併せて参照すると、本開示の実施形態における燃焼システムを自動的に特徴付けるためのステップが示されている。ステップＳ１では、ＧＴ制御モジュール２２８は、入力３１０（図３）をガスタービン組立体１０に発行することができる。より詳細には、ＧＴ制御モジュール２２８は、入力データフィールド３０２に記憶された値を、ガスタービン組立体１０への入力３１０（図３）に変換することができる。本明細書のどこかで検討したように、入力３１０（図３）は、１つ又は複数のＡ／Ｆ比３１２（図３）及び／又は分割比３１４（図３）の値を含むことができる。コントローラ２００は、バルブ２６（図１、３）及び／又は燃料バルブ２８（図１、３）を操作することによって、入力３１０（図３）を発行して、ガスタービン組立体１０に対する分割比及び／又はＡ／Ｆ比を変える。

入力３１０（図３）をガスタービン組立体１０に発行することにより、ガスタービン組立体１０は、セットの対応する出力３２０を産出することになろう。ステップＳ２では、特徴付けシステム２０６は、ＣＤＭ１４０及び／又はＥＭＳ１５０からデータ３００として作り出される出力３２０（図３）を記録することができる。出力３２０（図３）は、エミッション出力３２２（図３）（例えば、ＮＯ_xレベルとＣＯレベル）及び／又はダイナミック出力３２４（図３）（例えば、ガスタービン組立体１０又はより大型のシステムと比較して、経時的な周波数及び振幅）を含む場合がある。特徴付けシステム２０６は、実施形態によってはＣＤＭシステム１４０から一手に取得されるエミッション出力及びダイナミック出力３２２、３２４（図３）を記録することができる。入力３１０（図３）と出力３２０（図３）は、単独で又は他のデータと併用で、特定の条件下でガスタービン組立体１０の動作を特徴付けることができる。

ステップＳ３では、決定部２２０は、ステップＳ１で発行された１つ又は複数の入力が、例えば、入力ライブラリ３０４に記憶され得る特定の目標値と同じであるかどうかを決定することができる。一般に、ガスタービン組立体１０に連続的に発行される各グループの入力は、前のグループの入力よりも、特定の目標値により近いことがある。入力制御プログラム２１８のユーザは、ガスタービン組立体１０への１つ又は複数の入力の最大又は最小の値を表している特定の目標値を選択することができる。ステップＳ１で発行された入力が目標値に達すると（すなわち、ステップＳ３で「はい」）、目標値は印を付けることができ、次の入力を発行するために使用される入力データフィールド３０２のデータは、所定の安全状態に設定することができる。これらのステップは、本明細書で更に詳細に検討する（すなわち、ステップＳ９〜Ｓ１３）。

ステップＳ４で、比較部２２４は、出力３２０を、ガスタービン組立体１０に関する所定の境界条件と比較することができる。出力３２０に関する１つ又は複数の境界条件は、境界条件データ３３２としてメモリ２１２及び／又は記憶システム２１４の中に記憶することができる。境界条件データ３３２は、例えば、ガスタービン組立体１０が故障条件に近いと、エミッション出力及び／又はダイナミック出力３２２、３２４の閾値を表す場合がある。したがって、比較部２２４は、出力３２０を境界条件データ３３２と比較することができ、ガスタービン組立体１０が境界条件の内又は外で動作しているかどうかが評価される。決定部２２０は、１つ又は複数の出力３２０が第１の境界条件を超えるかどうかを決定することができる。第１の境界条件は、例えば、境界条件データ３３２の一部として、演算デバイス２０４内に記憶することができる。第１の境界条件は、不安定であるか又は故障条件を招くかのどちらかであるガスタービン組立体１０への入力３１０（図３）の範囲に近づいている出力３２０（図３）に対応する最小の大きさの境界条件にすることができる。本明細書で使用するとき、不安定な入力とは、ユーザによって設定されて、例えば、演算デバイス２０４のメモリ２１２の中に、記憶され得る所定の安全要件を、ガスタービン組立体１０の出力（例えば、エミッションレベル又はダイナミックレベル）が超える原因となる入力を指す。より詳細には、第１の境界条件は、例えば、高いダイナミック閾値、高いエミッション閾値、及び／又は、ガスタービン組立体１０に関する故障条件、に対応する場合がある。入力制御プログラム２１８のステップチェンジモジュール２２６は、第１の境界条件を超えないで（すなわち、ステップＳ４で「いいえ」）、出力３２０（図３）に応じて、ステップＳ５の所定のステップチェンジによって、入力データフィールド３０２（図３）の値を調整（例えば、増加及び／又は減少）することができる。第１のステップチェンジによって、入力データフィールド３０２（図３）の値を調整することにより、入力３１０（図３）が、入力ライブラリ３０４の中に記憶された１つ又は複数の所定の目標入力値に近づくことができる。目標入力値は、入力３１０の最大値、例えば、０％〜１００％の分割比を表す場合があり、又はより詳細には、ガスタービン組立体１０への予測最大安定入力値である場合がある。

入力制御プログラム２１８は、出力３２０（図３）が第１の境界条件を超えること（すなわち、ステップＳ４で「はい」）を決定している決定部２２０に応じて、出力３２０（図３）が第２の境界条件を超えるかどうかをステップＳ６で決定することができる。実施形態によっては、境界条件データ３３２は、故障又は不安定な動作の前のガスタービン組立体１０の出力３２０（図３）の最大の大きさに対応する第２の境界条件を含む場合がある。したがって、第２の境界条件は、第１の境界条件よりも不安定な状態又は故障条件に近づくことができる。入力制御プログラム２１８は、出力３２０（図３）が第２の境界条件よりも下にあること（すなわち、ステップＳ６で「いいえ」）を決定している決定部２２０に応じて、ステップＳ７で第２のステップチェンジによって入力データフィールド３０２の値を調整することができる。第２のステップチェンジは、システム故障が生じるのを防止するために第１のステップチェンジよりも小さい変化にすることができる。第２のステップチェンジは、第１のステップチェンジよりも小さくできるが、第２のステップチェンジは、入力データフィールド３０２の中の値を所定の目標値に近づけるのを続けることができる。ステップＳ８で適用される第２のステップチェンジは、不安定な条件の近くにあるガスタービン組立体１０に関するより多くのデータを取得する目的で、不安定な動作又はシステム故障に接近しているより多くの入力でガスタービン組立体１０を特徴付けることができる。

ステップＳ８では、１つ又は複数の発行された入力が目標値と等しいことがあり（ステップＳ３で「はい」）、或いは、１つ又は複数の出力が第２の境界条件を超えることがある（ステップＳ６で「はい」）。どちらにしても、ステップＳ８で入力制御プログラム２１８は、テストされているか又は無視されている１つ又は複数の所定の目標値に印を付けることができる。ステップＳ８で特定の目標値に印を付けることに続いて、フローはステップＳ９に進むことができ、そこではステップチェンジモジュール２２６が、入力データフィールド３０２の値を、所定の安全状態と等しいように、設定することができる。所定の安全状態は、第１と第２の境界条件の範囲内のガスタービン組立体１０からの出力を招くことを知っているか又は予測されるガスタービン組立体１０への入力値を表している。１つ又は複数の所定の安全状態は、入力ライブラリ３０４の中に指定値として記憶することができる。入力ライブラリ３０４は、幾つかの様々な安全状態を含むことができ、ステップチェンジモジュール２２６は、入力データフィールド３０２の値を、発行されたことがないか又はユーザが希望する所定の安全状態と等しいように、設定することができる。ステップＳ９で、入力データフィールド３０２の値を安全状態に設定することにより、ガスタービン組立体１０の特徴付けは、ステップＳ６又はＳ８で適用される第１又は第２のステップチェンジがそうでなくてもガスタービン組立体１０を不安定にさせるときでさえ、継続することができる。ステップＳ９で、入力３１０（図３）を安全状態に設定することは、入力データフィールド３０２の中の現在値と、入力ライブラリ３０４の中の１つ又は複数の他の目標入力値と、の差を増加させることがある。しかしながら、入力制御プログラム２１８は、使用すべき残りの目標入力を、次のセットの入力及び／又は本明細書で検討した他のステップのステップチェンジに関する基準として、選択することができる。

ステップＳ５、Ｓ７、又はＳ９での入力値の調整又は設定の後で、入力制御プログラム２１８は、ステップＳ１０でガスタービン組立体１０の動作状態に関する特徴付けベクトルを任意選択で発生させることができる。特徴付けベクトルは、ステップＳ１の入力の発行に関する１つ又は複数のデータのアイテムを含むことができる。例えば、特徴付けベクトルは、入力３１０（図３）の１つの発行のため、ガスタービン組立体１０に関するＡ／Ｆ比３１２（図３）、分割比３１４（図３）、エミッション出力３２２、及び／又は、ダイナミック出力３２４（図３）を含むことができる。ステップＳ１０で作り出される特徴付けベクトルは、例えば、特徴付けベクトルデータフィールド３３４の中に記憶することができる。他の特徴付けベクトルは、後で発行される入力３１０（図３）のためにステップＳ１０で作り出される場合もあり、また、ガスタービン組立体１０の様々な動作状態を比較するための基礎として機能する場合がある。

いずれにしても、決定部２２０は、入力ライブラリ３０４のガスタービン組立体１０への任意の目標入力が印を付けられていないかどうかをステップＳ１１で決定することができる。入力ライブラリ３０４内の１つ又は複数の目標値が印を付けられている場合、ガスタービン組立体１０のそれ以上の動作構成は、特徴付けすることができる。目標入力値が幾つか残っている場合（すなわち、ステップＳ１１で「はい」）、入力制御プログラム２１８は、印を付けられていない入力ライブラリ３０４からの１つ又は複数の新たな目標入力をステップＳ１２で選択することができる。次の１つ又は複数の目標値の選択の後で、フローはステップＳ１に戻ることができ、新たな入力は、ガスタービン組立体１０に発行することができる。決定部２２０が、入力ライブラリ３０４の中の各入力及び／又は目標入力値がテストされたか又は無視されていたことを決定する場合、（すなわち、ステップＳ１１で「はい」）、方法は、特徴付けされている特定のガスタービン組立体１０について終了することができる。

本明細書に開示したシステム及び方法の技術的効果は、複数の入力を複数の出力に関係付ける数学モデルを作り出すことによってガスタービンなどの燃焼システムを特徴付けることを含む。本明細書で検討した実施形態は、ハードウエア、ソフトウエア、及び／又はそれらの組み合わせが、燃焼システムを自動的に特徴付けることを、人間のユーザの介入なしで、可能にすることができる。加えて、本明細書で検討した実施形態は、システム故障や不安定なシステム動作の発生を最小化するか又はそれらの事象を全部排除することができる。

本明細書で検討した様々な実施形態は、技術的及び商業的な利点を幾つか提供することができるが、そのうちの一部は、本明細書で一例として検討している。本開示の実施形態は、入力を選択してガスタービン組立体に発行することにおける人為的なミスを低減ないし除去することができる。具体的には、本開示の実施形態は、不安定なタービン動作又はシステム故障を招くであろう入力を避けることができる。その上、本明細書で検討した方法の実施形態は、特定入力と特徴付けされているシステムの性能との関係を決定するのに要する時間を減少させることができる。本明細書で説明した実施形態に係る自動的な特徴付けは、特定のタービン組立体に関する動作入力の可能な範囲全体が、テストされるかそうでなければ確認（例えば、印を付ける）されることを確実にすることもできる。これらの利点は、テスト時間の減少並びに燃料及び人件費の低下をもたらすことができる。本開示の実施形態は、出力を測定する様々な非統合システム、例えば、燃焼ダイナミック監視システム及びエミッション監視システム、からデータを統合するためのシステム及び方法も提供する。より詳細には、本開示の実施形態は、種々のフォーマットの様々な監視システムからのデータを単一の統一フィールドに統合することによって、エミッション出力とダイナミック出力の双方に関する単一の特徴付けプロセスを提供することができる。

本明細書で使用する用語は、特定の実施形態だけを説明する目的のためであり、本開示を限定することを意図していない。本明細書で使用するとき、単数形「１つ（ａ）」、「１つ（ａｎ）」、及び「その（ｔｈｅ）」は、文脈上別に規定することが明らかな場合を除いて、複数形を同じく含むことを意図している。更に理解されるであろうことは、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」及び／又は「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」が、本明細書での使用時に、記載の特徴、整数、ステップ、動作、要素、及び／又は構成要素の存在を特定しているが、１つ又は複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、及び／又はそれらを集めたものの存在や追加を除外するものではない、ということである。

本明細書で使用するとき、用語「構成され（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ）」、「ように構成され（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄｔｏ）」及び／又は「ために構成され（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄｆｏｒ）」は、そう記載した構成要素の特定目的の特徴を指す場合がある。例えば、機能を果たすように構成されたシステム又はデバイスは、そんな特定機能を果たすためにプログラムされたか、そうでなければ修正された、コンピュータシステム又は演算デバイスを含む場合がある。他のケースでは、コンピュータ可読の媒体（例えば、記憶媒体）に記憶されたプログラムコードは、そのプログラムコードがその演算デバイス上で実行されるときに、少なくとも１つの演算デバイスが機能を果たすように、構成される場合がある。それらのケースでは、プログラムコードの配置は、実行時に演算デバイスの特定の機能を誘発する。他の例では、他の構成要素と相互作用する及び／又はそれに作用するように構成されたデバイスは、効果的にそれらの構成要素と相互作用する及び／又はそれに作用するように、具体的に形状付け及び／又は設計することができる。幾つかのそういった状況では、デバイスは、別の構成要素と相互作用するように構成されるが、その理由は、その形状の少なくとも一部が、そのような他の構成要素の形状の少なくとも一部を補完するからである。幾つかの状況では、デバイスの少なくとも一部は、そのような他の構成要素の少なくとも一部と相互作用するように寸法決めされる。デバイスと他の構成要素の物理的な関係（例えば、相補的、寸法の一致など）は、機能、例えば、１つ又は複数のデバイス若しくは他の構成要素の置換や、１つ又は複数のデバイス若しくは他の構成要素の係合など、を果たすのに役立つ場合がある。

ここに記載した説明は、例を用いて、ベストモードを含めて本発明を開示していると共に、任意のデバイスやシステムを作製及び使用することと任意の組み入れた方法を実行することとを含めて任意の当業者が本発明を実施できるようにしている。特許性を有する本発明の範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者の想到する他の例を含むことができる。そういった他の例は、特許請求の範囲の文字通りの用語と異ならない構造要素を有する場合に、或いは、特許請求の範囲の文字通りの用語に対する差異の実体がない等価な構造要素を含む場合に、特許請求の範囲の範囲内にあることを意図している。

最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
［実施態様１］
燃焼システム（１０）と通信する演算デバイス（２０４）を含むシステムであって、前記演算デバイス（２０４）は、
前記燃焼システム（１０）に入力（３１０）を発行することと、
ダイナミック出力（３２４）と、前記燃焼システム（１０）への前記入力（３１０）に対応するエミッション出力（３２２）と、のうちの一方が第１の境界条件（３２２）を超えるかどうかを決定することと、
第１のステップチェンジと第２のステップチェンジのうちの一方によって、前記燃焼システム（１０）への前記入力（３１０）を調整することと、
を含む行動を実行するように構成され、
前記第１のステップチェンジは、前記第１の境界条件（３３２）を超えていない前記ダイナミック出力（３２４）及び前記エミッション出力（３２２）に対応し、前記第２のステップチェンジは、前記第１の境界条件（３３２）を超えている前記ダイナミック出力（３２４）及び前記エミッション出力（３２２）のうちの一方に対応し、前記第２のステップチェンジは、前記第１のステップチェンジよりも小さい、システム。
［実施態様２］
前記演算デバイス（２０４）は、前記入力（３１０）と、前記ダイナミック出力（３２４）と、前記エミッション出力（３２２）と、を含む前記燃焼システム（１０）に関する特徴付けベクトル（３３４）を生成するように更に構成され、前記特徴付けベクトル（３３４）は、前記入力（３１０）を発行することの例に対応する、実施態様１に記載のシステム。
［実施態様３］
前記入力（３１０）は、単一の燃料ノズル（１４）に関する空燃比（３１２）と、複数の燃料ノズル（１４）に関する複数の空燃比（３１２）と、前記燃焼システム（１０）のバイパス空気分割比（３１４）と、のうちの１つを含む、実施態様１に記載のシステム。
［実施態様４］
前記ダイナミック出力（３２４）は、最大燃焼ダイナミックと、平均燃焼ダイナミックと、中央燃焼ダイナミックと、システムレベルダイナミックと、ダイナミック周波数と、のうちの１つを含む、実施態様１に記載のシステム。
［実施態様５］
前記エミッション出力（３２２）は、酸化窒素（ＮＯ_x）レベルと、未燃炭化水素（ＵＨＣ）レベルと、一酸化炭素（ＣＯ）レベルと、のうちの１つを含む、実施態様１に記載のシステム。
［実施態様６］
前記第１の境界条件（３３２）は、高いダイナミック閾値と、高いエミッション閾値と、故障条件と、のうちの１つを含む、実施態様１に記載のシステム。
［実施態様７］
前記演算デバイス（２０４）は、
前記ダイナミック出力（３２４）と前記エミッション出力（３２２）のうちの一方が、第２の境界条件（３３２）を超えているかどうかを決定することと、
前記第２の境界条件（３３２）を超えている前記ダイナミック出力（３２４）及び前記エミッション出力（３２２）のうちの一方に応じて、前記第１のステップチェンジと前記第２のステップチェンジのうちの一方によって、前記入力（３１０）を調整することなく、前記入力（３１０）を安全状態に設定することと、
を含む行動を実行するように更に構成される、実施態様１に記載のシステム。
［実施態様８］
前記ダイナミック出力（３２４）は、燃焼ダイナミック監視（ＣＤＭ）システム（１４０）を用いて監視され、前記エミッション出力（３２２）は、ユニット特有のエミッションモニタを用いて監視される、実施態様１に記載のシステム。
［実施態様９］
前記演算デバイス（２０４）は、前記ユニット特有のエミッションモニタからの前記エミッション出力（３２２）を複製して、前記複製したエミッション出力を前記ＣＤＭシステム（１４０）に統合するように更に構成される、実施態様８に記載のシステム。
［実施態様１０］
前記第１のステップチェンジと前記第２のステップチェンジのうちの一方によって、前記入力（３１０）を前記調整することは、目標値と前記入力（３１０）の差を減少させる、実施態様１に記載のシステム。
［実施態様１１］
燃焼システムを自動的に特徴付けるためのコンピュータ可読の記憶媒体に記憶されたプログラム製品であって、前記コンピュータ可読の記憶媒体は、
前記燃焼システム（１０）に入力（３１０）を発行することと、
ダイナミック出力（３２４）と、前記入力（３１０）に対応するエミッション出力（３２２）と、のうちの一方が第１の境界条件（３２２）を超えるかどうかを決定することと、
第１のステップチェンジと第２のステップチェンジのうちの一方によって、前記燃焼システム（１０）への前記入力（３１０）を調整することと、
を前記コンピュータシステムにさせるためのプログラムコードを含み、
前記第１のステップチェンジは、前記第１の境界条件（３３２）を超えていない前記ダイナミック出力（３２４）及び前記エミッション出力（３２２）に対応し、前記第２のステップチェンジは、前記第１の境界条件（３３２）を超えている前記ダイナミック出力（３２４）及び前記エミッション出力（３２２）のうちの一方に対応し、前記第２のステップチェンジは、前記第１のステップチェンジよりも小さい、プログラム製品。
［実施態様１２］
前記入力（３１０）と、前記ダイナミック出力（３２４）と、前記エミッション出力（３２２）と、を含む前記燃焼システム（１０）に関する特徴付けベクトル（３３４）を、前記コンピュータシステムに生成させるためのプログラムコードを更に含み、前記特徴付けベクトル（３３４）は、前記入力（３１０）を発行することの例に対応する、実施態様１１に記載のプログラム製品。
［実施態様１３］
前記入力（３１０）は、単一の燃料ノズル（１４）に関する空燃比（３１２）と、複数の燃料ノズル（１４）に関する複数の空燃比（３１２）と、前記燃焼システム（１０）のバイパス空気分割比（３１４）と、のうちの１つを含む、実施態様１１に記載のプログラム製品。
［実施態様１４］
前記ダイナミック出力（３２４）は、最大燃焼ダイナミックと、平均燃焼ダイナミックと、中央燃焼ダイナミックと、システムレベルダイナミックと、ダイナミック周波数と、のうちの１つを含む、実施態様１１に記載のプログラム製品。
［実施態様１５］
前記エミッション出力（３２２）は、酸化窒素（ＮＯ_x）レベルと、未燃炭化水素（ＵＨＣ）レベルと、一酸化炭素（ＣＯ）レベルと、のうちの１つを含む、実施態様１１に記載のプログラム製品。
［実施態様１６］
前記境界条件（３２２）は、高いダイナミック閾値と、高いエミッション閾値と、故障条件と、のうちの１つを含む、実施態様１１に記載のプログラム製品。
［実施態様１７］
前記ダイナミック出力（３２４）と前記エミッション出力（３２２）のうちの一方が、第２の境界条件（３３２）を超えているかどうかを決定することと、
前記第２の境界条件（３３２）を超えている前記ダイナミック出力（３２４）及び前記エミッション出力（３２２）のうちの一方に応じて、前記第１のステップチェンジと前記第２のステップチェンジのうちの一方によって、前記入力（３１０）を調整することなく、前記入力（３１０）を安全状態に設定することと、
を前記コンピュータシステムにさせるためのプログラムコードを更に含む実施態様１１に記載のプログラム製品。
［実施態様１８］
前記ダイナミック出力（３２４）は、燃焼ダイナミック監視（ＣＤＭ）システム（１４０）を用いて監視され、前記エミッション出力（３２２）は、ユニット特有のエミッションモニタを用いて監視される、実施態様１１に記載のプログラム製品。
［実施態様１９］
前記ユニット特有のエミッションモニタからの前記エミッション出力（３２２）を複製して、前記複製したエミッション出力を前記ＣＤＭシステム（１４０）に統合することを、前記コンピュータシステムにさせるためのプログラムコードを更に含む、実施態様１８に記載のプログラム製品。
［実施態様２０］
燃焼システムのダイナミック出力を監視して、ユニット特有のエミッションモニタからの前記燃焼システムのエミッション出力（３２２）を複製するように構成された燃焼ダイナミック監視（ＣＤＭ）システム（１４０）と、
前記燃焼システム（１０）及び前記ＣＤＭシステム（１４０）と通信する特徴付けシステム（２０６）と、を含むシステムであって、
前記特徴付けシステム（２０６）は、
前記燃焼システム（１０）の空燃比（３１２）及びバイパス空気分割比（３１４）のうちの１つを含む入力（３１０）を前記燃焼システム（１０）に発行することと、
前記ダイナミック出力（３２４）と、前記燃焼システム（１０）への前記入力（３１０）に対応する前記エミッション出力（３２２）と、のうちの一方が第１の境界条件（３２２）を超えるかどうかを決定することと、
第１のステップチェンジと第２のステップチェンジのうちの一方によって、前記燃焼システム（１０）への前記入力（３１０）を調整することと、
を含む行動を実行するように更に構成され、
前記第１のステップチェンジは、前記第１の境界条件（３３２）を超えていない前記ダイナミック出力（３２４）及び前記エミッション出力（３２２）に対応し、前記第２のステップチェンジは、前記第１の境界条件（３３２）を超えている前記ダイナミック出力（３２４）及び前記エミッション出力（３２２）のうちの一方に対応し、前記第２のステップチェンジは、前記第１のステップチェンジよりも小さい、システム。

１０ガスタービン組立体
１２燃焼器
１４燃料ノズル
１６圧縮機
１８タービンセクション
２０回転シャフト
２２空気
２４バイパスライン
２６バルブ
２８燃料バルブ
３０エミッションライン
３２センサ
３４エミッションセンサ
１４０ＣＤＭシステム
１５０ＥＭＳ
２００コンピュータシステム
２０４演算デバイス
２０６特徴付けシステム
２０８プロセッサユニット（ＰＵ）
２１０入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース
２１２メモリ
２１４記憶システム
２１６バス
２１７Ｉ／Ｏデバイス
２１８入力制御システム
２２０決定部
２２２計算部
２２４比較部
２２６ステップチェンジ
２２８ＧＴ制御
３００データ
３０２入力データフィールド
３０４入力ライブラリ
３１０入力
３１２Ａ／Ｆ比
３１４分割比
３２０出力
３２２エミッション出力
３２４ダイナミック出力
３３２境界条件データ
３３４特徴付けベクトルデータ
Ｓ１入力を発行
Ｓ２出力を記録
Ｓ３入力が目標値にあるか？
Ｓ４出力が第１の境界を超えているか？
Ｓ５第１のステップチェンジによって入力を調整
Ｓ６出力が第２の境界を超えているか？
Ｓ７第２のステップチェンジによって入力を調整
Ｓ８目標値に印付け
Ｓ９入力データフィールドを安全状態に設定
Ｓ１０特徴付けベクトルを作り出す
Ｓ１１目標入力がいくらか残っているか？
Ｓ１２新たな目標入力を選択

Claims

燃焼システム（１０）と通信する演算デバイス（２０４）を含むシステムであって、前記演算デバイス（２０４）は、
前記燃焼システム（１０）に入力（３１０）を発行することと、
ダイナミック出力（３２４）と、前記燃焼システム（１０）への前記入力（３１０）に対応するエミッション出力（３２２）と、のうちの一方が第１の境界条件（３２２）を超えるかどうかを決定することと、
第１のステップチェンジと第２のステップチェンジのうちの一方によって、前記燃焼システム（１０）への前記入力（３１０）を調整することと、
を含む行動を実行するように構成され、
前記第１のステップチェンジは、前記第１の境界条件（３３２）を超えていない前記ダイナミック出力（３２４）及び前記エミッション出力（３２２）に対応し、前記第２のステップチェンジは、前記第１の境界条件（３３２）を超えている前記ダイナミック出力（３２４）及び前記エミッション出力（３２２）のうちの一方に対応し、前記第２のステップチェンジは、前記第１のステップチェンジよりも小さい、システム。
前記演算デバイス（２０４）は、前記入力（３１０）と、前記ダイナミック出力（３２４）と、前記エミッション出力（３２２）と、を含む前記燃焼システム（１０）に関する特徴付けベクトル（３３４）を生成するように更に構成され、前記特徴付けベクトル（３３４）は、前記入力（３１０）を発行することの例に対応する、請求項１記載のシステム。
前記入力（３１０）は、単一の燃料ノズル（１４）に関する空燃比（３１２）と、複数の燃料ノズル（１４）に関する複数の空燃比（３１２）と、前記燃焼システム（１０）のバイパス空気分割比（３１４）と、のうちの１つを含む、請求項１記載のシステム。
前記ダイナミック出力（３２４）は、最大燃焼ダイナミックと、平均燃焼ダイナミックと、中央燃焼ダイナミックと、システムレベルダイナミックと、ダイナミック周波数と、のうちの１つを含む、請求項１記載のシステム。
前記エミッション出力（３２２）は、二酸化窒素（ＮＯ_x）レベルと、未燃炭化水素（ＵＨＣ）レベルと、酸化炭素（ＣＯ）レベルと、のうちの１つを含む、請求項１記載のシステム。
前記第１の境界条件（３３２）は、高いダイナミック閾値と、高いエミッション閾値と、故障条件と、のうちの１つを含む、請求項１記載のシステム。
前記演算デバイス（２０４）は、
前記ダイナミック出力（３２４）と前記エミッション出力（３２２）のうちの一方が、第２の境界条件（３３２）を超えているかどうかを決定することと、
前記第２の境界条件（３３２）を超えている前記ダイナミック出力（３２４）及び前記エミッション出力（３２２）のうちの一方に応じて、前記第１のステップチェンジと前記第２のステップチェンジのうちの一方によって、前記入力（３１０）を調整することなく、前記入力（３１０）を安全状態に設定することと、
を含む行動を実行するように更に構成される、請求項１記載のシステム。
前記ダイナミック出力（３２４）は、燃焼ダイナミック監視（ＣＤＭ）システム（１４０）を用いて監視され、前記エミッション出力（３２２）は、ユニット特有のエミッションモニタを用いて監視される、請求項１記載のシステム。
前記演算デバイス（２０４）は、前記ユニット特有のエミッションモニタからの前記エミッション出力（３２２）を複製して、前記複製したエミッション出力を前記ＣＤＭシステム（１４０）に統合するように更に構成される、請求項８記載のシステム。
前記第１のステップチェンジと前記第２のステップチェンジのうちの一方によって、前記入力（３１０）を前記調整することは、目標値と前記入力（３１０）の差を減少させる、請求項１記載のシステム。