[發明專利]一種基于TDLAS技術的燃氣輪機燃燒溫度監測系統

在審

• 申請號: 201910294255.6
• 申請日: 2019-04-12
• 公開（公告）號: CN109916532A
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 肖俊峰;王瑋;王峰;李曉豐;于飛龍;張炯
• 申請（專利權）人: 華能國際電力股份有限公司;西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: G01K11/00
• 分類號: G01K11/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.一種基于TDLAS技術的燃氣輪機燃燒溫度監測系統，其特征在于，包括激光發射模塊(1)、激光傳輸模塊(2)、激光數據分析處理模塊(3)以及溫度顯示模塊(4)；其中，

所述激光發射模塊(1)的輸出端與激光傳輸模塊(2)的輸入端相連接；所述激光傳輸模塊(2)輸出端與激光數據分析處理模塊(3)的輸入端相連接，激光數據分析處理模塊(3)的輸出端與溫度顯示模塊(4)的輸入端相連接；激光發射模塊(1)用于產生所需入射激光，通過激光傳輸模塊(2)傳輸入射激光和穿過燃燒流場的激光吸收光譜信號，并將激光吸收光譜信號轉化為電信號；激光數據分析處理模塊(3)用于分析提取有效電信號，反演燃燒溫度，并傳輸至溫度顯示模塊(4)。

2.根據權利要求1的一種基于TDLAS技術的燃氣輪機燃燒溫度監測系統，其特征在于，激光發射模塊(1)包括激光電流源a(11)、激光溫控源a(12)、激光電流源b(13)、激光溫控源b(14)、激光器a(15)、激光器b(16)以及光纖耦合器(17)；其中，激光電流源a(11)用于輸出電流信號和分析解調用的一次諧波信號來驅動所述激光器a(15)發射激光，激光溫控源a(12)用于控制激光器a(15)溫度，確保激光器a(15)所發射的激光波長恒定；激光電流源b(13)用于輸出電流信號和分析解調用的一次諧波信號來驅動所述激光器b(16)發射激光，激光溫控源b(14)用于控制激光器b(16)的溫度，確保激光器b(16)所發射的激光波長恒定；光纖耦合器(17)用于將激光器a(15)和激光器b(16)發射的激光耦合為一束激光，并將耦合后的激光經光纖傳輸至激光傳輸模塊(2)。

3.根據權利要求1的一種基于TDLAS技術的燃氣輪機燃燒溫度監測系統，其特征在于，所述激光傳輸模塊(2)包括光纖(21)、數據傳輸線(22)、激光準直器(23)、準直器冷卻套筒(24)、光電探測器(25)以及光電探測器冷卻套筒(26)；其中，光纖(21)與激光準直器(23)相連接，激光準直器(23)固定在準直器冷卻套筒(24)內；光電探測器(25)固定在光電探測器冷卻套筒(26)內，且激光準直器(23)和光電探測器(25)分別設置在燃氣輪機燃燒室流場相對的兩側；光電探測器(25)通過數據傳輸線(22)與激光數據分析處理模塊(3)相連接。

4.根據權利要求3的一種基于TDLAS技術的燃氣輪機燃燒溫度監測系統，其特征在于，激光準直器(23)以及光電探測器(25)安裝在燃氣輪機燃燒室過渡段出口位置；激光準直器(23)與光電探測器(25)的連線垂直于流體流動方向，且平行于燃氣輪機過渡段出口平面。

5.根據權利要求3的一種基于TDLAS技術的燃氣輪機燃燒溫度監測系統，其特征在于，所述準直器冷卻套筒(24)包括冷卻套筒外套(244)以及套裝在冷卻套筒外套(244)內的冷卻套筒內襯(247)，冷卻套筒內襯(247)的底部與冷卻套筒外套(244)的底部設置有耐高溫石英玻璃(248)，冷卻套筒外套(244)的頂部設置有冷卻套筒蓋板(245)，冷卻套筒內襯(247)的頂部設置有冷卻套筒密封蓋板(246)，冷卻套筒外套(244)與冷卻套筒內襯(247)之間以及冷卻套筒蓋板(245)與冷卻套筒密封蓋板(246)之間形成冷卻腔體，且冷卻套筒蓋板(245)上設置有與該冷卻腔體連通的冷卻水出口a(241)、冷卻水出口b(242)和冷卻水入口(243)；其中，光纖(21)經冷卻水入口(243)和冷卻套筒蓋板(245)，穿過密封蓋板(246)，與激光準直器(23)一起固定在冷卻套筒內襯(247)內；冷卻水能夠經冷卻水入口(243)流入由冷卻套蓋板(245)和密封板(246)組成的流道，進入由冷卻套筒外套(244)以及冷卻套筒內襯組成的流道，對單模光纖(21)、激光準直器(23)和冷卻套筒(24)進行冷卻，再經冷卻水出口a(241)、冷卻水出口b(242)流出。