[發明專利]基于排溫偏離指數的燃氣輪機燃燒系統在線監測診斷方法

在審

• 申請號: 201510443528.0
• 申請日: 2015-07-24
• 公開（公告）號: CN105067275A
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 發明（設計）人: 劉金福;劉嬌;萬杰;馬寧;李飛;于達仁
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01M15/14
• 分類號: G01M15/14
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 楊立超

技術領域

本發明涉及燃氣輪機燃燒系統在線監測診斷方法。

背景技術

隨著技術的進步，燃氣輪機以其結構緊湊、啟動快、運行平穩、熱效率高等優勢已成為21世紀核心動力裝備之一。異常檢測與故障診斷技術是保障燃氣輪機安全運行的重要手段。燃燒室是燃氣輪機的重要組成部分，其工作條件惡劣，故障頻發，且一旦損壞后果十分嚴重，因此加強燃燒室的異常檢測和故障診斷有著十分重要的意義。

然而，由于燃燒室工作時，溫度極高，現行的測溫手段無法在這種條件下長期工作。而在實際運行時，當燃燒筒出現異常的時候，排溫的結果也會出現異常，所以用戶通常是通過排溫異常來判斷燃燒筒的工作情況是否出現異常。可以通過均勻布置在機組透平排氣通道中的熱電偶測量燃氣輪機的排溫，來間接反映燃燒室內的燃燒情況。

《Real-timeon-lineperformancediagnosticsofheavy-dutyindustrialgasturbines》中是利用形狀因子來實現排溫的在線監測，其形狀因子的定義為t時刻下，熱電偶測得的最高溫與平均溫度的比值，由于溫度的突變會影響形狀因子，所以便可以用一段時間內的形狀因子的變化來推測燃機燃燒室是否發生了異常，如當形狀因子突然高于正常范圍，則說明機組的排溫出現了異常。

該方法僅僅利用了各個溫度測點之間的最高值來判斷排溫是否發生異常，不能全面的描述燃機燃燒室工作的情況及異常演變的過程，當某些異常發生時，會導致一些熱電偶的測得的溫度出現問題，若這些排溫不是最高溫度，則該方法不能檢測出系統異常。

GE公司開發的MARKVI燃燒監測系統定義S為排氣溫度的允許排溫分散度，認為S是燃氣輪機出口的平均排氣溫度T₄^*、壓氣機出口溫度T₂^*的函數，具體函數是個經驗公式：

S=(60+0.145T4*-0.08T2*|75050)|17050+(100)]]>

在該公式里，溫度均是以℉為計量單位的。公式右端的(100)帶有括號，表示變工況條件下才加入該項。

此外，MARKVI燃燒監測系統還定義：S1為排氣溫度熱電偶的最高讀數與最低讀數之間的差；S2為排氣溫度熱電偶的最高讀數與第2個低讀數之間的差；S3為排氣溫度熱電偶的最高讀數與第3個低讀數之間的差。

基于上述的公式和定義，MARKVI燃燒監測保護系統的判別原理見圖1。圖1中，K₁,K₂,K₃是三個依據經驗定義的參數。典型情況下：K₁＝1.0；K₂＝5.0；K₃＝0.8；

但是，在實際應用中發現，當檢測系統發出報警時燃燒系統已經損壞較嚴重，存在嚴重的“事后”診斷現象。

發明內容

本發明為了解決現有的燃氣輪機燃燒系統在線監測方法存在嚴重“事后”診斷現象的問題，進而提出了基于排溫偏離指數的燃氣輪機燃燒系統在線監測診斷方法。

基于排溫偏離指數的燃氣輪機燃燒系統在線監測診斷方法，包括下述步驟：