[發明專利]一種基于流量系數的燃氣系統健康度監測方法

在審

• 申請號: 202111602223.1
• 申請日: 2021-12-24
• 公開（公告）號: CN116336494A
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 楊豐娜;崔耀欣;唐健;孫博;衛明;孫立珠
• 申請（專利權）人: 上海電氣燃氣輪機有限公司
• 主分類號: F23K5/00
• 分類號: F23K5/00;F23N5/24
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 沈金美

本發明提供一種基于流量系數的燃氣系統健康度監測方法，監測開始，數據處理器獲取燃氣運行溫度、燃氣質量流量、燃氣運行的上游壓力和燃氣運行的下游壓力；數據處理器計算被監測通流部件的狀態參數、以及與該狀態參數一一對應的流量系數和健康度指標參數：判斷健康度指標參數是否在健康度達標范圍內：若是，說明被監測通流部件的健康度達標；若否，說明被監測通流部件的健康度劣化。本申請通過監測被監測通流部件的流量系數來實現其健康度指標參數的監測，硬件結構簡單易實現，能準確地監測出被監測通流部件是否發生類似于輕微堵塞、輕微腐蝕等健康劣化問題，對燃氣系統的健康度診斷工程應用具有重要的、創新的指導意義。

技術領域

本發明涉及燃氣供給技術領域，特別是涉及一種基于流量系數的燃氣系統健康度監測方法。

背景技術

燃氣系統是重要的工業系統，其健康度與穩定運行密切相關。燃氣系統中的通流部件，例如流量控制閥、孔板、噴嘴、過濾器、調壓器等，若上游來的燃氣組分發生變化、或潔凈度不佳，可能導致這些通流部件的流體通道發生堵塞、腐蝕等問題。上述問題的產生通常伴隨一個積累過程逐步發生，若無法在早期監測到燃氣系統健康度劣化，往往會使得劣化發展到嚴重階段，導致通流部件不可修復或更加嚴重的后果，帶來嚴重經濟損失。因此，非常有必要對燃氣系統進行健康度監測，以保證燃氣系統的使用壽命。

對燃氣系統進行有效的健康度監測，關鍵在于找到恰當的健康度參數指標。流量系數是表征系統通流部件通流性能的無量綱參數，通流部件的流量系數發生變化則意味著通流部件的物理結構已在發生改變。如此，可以根據通流部件的流量特性去監測燃氣系統的健康度。然而，當燃氣系統中的通流部件發生類似于輕微堵塞、輕微腐蝕等健康劣化問題時，傳統的單純監測溫度、壓力、流量、振動等方法很難明顯地指示問題，也就無法準確檢測燃氣系統的健康度。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種基于流量系數的燃氣系統健康度監測方法，能夠準確檢測燃氣系統的健康度。

為實現上述目的，本發明提供一種基于流量系數的燃氣系統健康度監測方法，包括以下步驟：

S1、在燃氣系統中配置數據處理器、以及都設置在燃氣系統中燃氣管路上的溫度測點、流量測點、上游壓力測點和下游壓力測點，所述上游壓力測點和下游壓力測點分別位于燃氣系統中被監測通流部件的上游側和下游側，所述溫度測點、流量測點、上游壓力測點和下游壓力測點都與數據處理器通訊連接；

S2、在所述數據處理器中預存或導入下述參數：燃氣的標況密度ρ_N、燃氣的絕熱指數k、燃氣的壓縮因子Z、所述被監測通流部件的壓力恢復系數F_L、以及健康度達標范圍；

S3、在所述數據處理器中設定被監測通流部件的采樣初始時間t₀和采樣周期Δt；

S4、監測開始，所述數據處理器在每個采樣周期內都計算被監測通流部件的健康度指標參數：

S41、所述數據處理器獲取在每個采樣時間點t＝t₀+nΔt時，所述溫度測點實時監測的燃氣運行溫度T、所述流量測點實時監測的燃氣質量流量m、所述上游壓力測點實時監測的燃氣運行的上游壓力P₁、所述下游壓力測點實時監測的燃氣運行的下游壓力P₂、以及所述被監測通流部件的閥位修正系數β，n為自然數；

S42、所述數據處理器計算在每個采樣時間點t＝t₀+nΔt時，所述被監測通流部件的狀態參數ENUM、以及與該狀態參數一一對應的流量系數Kv和健康度指標參數y：

當時，狀態參數ENUM＝“一般狀態”，其中，

當時，狀態參數ENUM＝“壅塞狀態”，

S5、判斷所述健康度指標參數y_normal或y_chocked是否在所述健康度達標范圍內：