[發明專利]燃氣輪機燃燒室出口溫度計算方法

有效

• 申請號: 201810550491.5
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN108843451B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 宋少華;吉奎栓;聶海剛
• 申請（專利權）人: 中國航發沈陽發動機研究所
• 主分類號: F02C7/00
• 分類號: F02C7/00;F02C9/00;F01D21/00;G06Q50/04
• 代理公司: 北京航信高科知識產權代理事務所(普通合伙) 11526
• 代理人: 高原

本發明公開了一種燃氣輪機燃燒室出口溫度計算方法，該計算方法包括：將氣體膨脹公式進行線性化處理，建立可測量值與燃燒室出口溫度之間的函數關系式；根據壓氣機進口可調導葉位置的變化，對可測量值與燃燒室出口溫度之間的函數關系式進行修正；在不同的大氣溫度情況下，得到不同大氣溫度下可測量值與燃燒室出口溫度之間的函數關系式，并進行修正，得到燃燒室出口溫度計算關系式。本發明采用燃氣輪機可直接測量的性能參數來計算燃燒室出口溫度，運算量小、精度高、速度快，能夠實時地計算燃燒室出口的溫度。

技術領域

本發明涉及航空發動機技術領域，具體涉及一種燃氣輪機燃燒室出口溫度計算方法。

背景技術

燃燒室出口溫度是燃氣輪機的重要性能指標，更是低排放燃燒室燃燒控制和調整的重要狀態參數。燃氣輪機運行時通過燃燒室出口溫度大小可以判斷低排放燃燒室的工作狀態，進而調整燃料與空氣的摻混比，從而達到燃氣輪機低排放的目的，隨著燃氣輪機的發展，燃燒室出口溫度逐漸升高，測溫傳感器很難長時間地直接測量該溫度，傳統的燃氣輪機燃燒室出口溫度計算方法一般是基于燃燒室能量平衡方程，計算時依賴部件特性，需要大氣溫度、壓氣機進口壓力、壓氣機壓比、壓氣機效率、空氣系統引氣量、燃料流量、燃燒效率，參數多，缺一不可，且有些參數不能直接測量，很難實時地計算出燃燒室出口溫度。

因此，希望有一種技術方案來克服或至少減輕現有技術的至少一個上述問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種燃氣輪機燃燒室出口溫度計算方法來克服或至少減輕現有技術中的至少一個上述問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種燃氣輪機燃燒室出口溫度計算方法，所述計算方法包括：將氣體膨脹公式進行線性化處理，建立可測量值與所述燃燒室出口溫度之間的函數關系式，其中，可測量值包括：壓氣機出口壓力以及排氣溫度；根據壓氣機進口可調導葉位置的變化，對所述可測量值與所述燃燒室出口溫度之間的函數關系式進行修正；在不同的大氣溫度情況下，得到不同大氣溫度下所述可測量值與所述燃燒室出口溫度之間的函數關系式，并進行修正，得到所述燃燒室出口溫度計算關系式。

在上述計算方法的優選技術方案中，“將氣體膨脹公式進行線性化處理，建立可測量值與所述燃燒室出口溫度之間的函數關系式”包括

根據氣體膨脹公式，能夠得到計算燃燒室出口溫度的公式

式中，TRM為燃燒室出口溫度，η_t為渦輪效率，k為燃氣的絕熱指數，π_t為渦輪的膨脹比，T₄為燃機排氣溫度；

將公式(1)按照泰勒公式進行展開并簡化，得到公式

式中，TRM為燃燒室出口溫度，η_t為渦輪效率，k為燃氣的絕熱指數，π_t為渦輪的膨脹比，T₄為燃機排氣溫度；

將公式(2)中的參數π_t按照公式

轉化為P₂和σ_b的函數，

式中，σ_b為燃燒室總壓恢復系數，P₂為壓氣機出口壓力，P₄為燃機出口壓力，π_t為渦輪的膨脹比；

渦輪效率η_t由渦輪相似轉速和渦輪膨脹比π_t插值得到，所以渦輪效率η_t＝f(TRM,π_t)；

將燃燒室總壓恢復系數σ_b和燃氣的絕熱指數k按照常數項處理，即公式(2)能夠轉化為以下公式