[发明专利]用于实时燃气涡轮性能报告的方法和系统

说明书

技术领域

本描述大体上涉及机械/电气设备操作、监视和诊断，并且更具体地说，涉及用于自动向操作者报告机械的异常行为的系统和方法。

背景技术

增加燃气涡轮的效率并且优化其性能是油气制造商和客户的最优先考虑。所有燃气涡轮需要以各种间隔进行例行维修，例如从大约每隔6000小时到大约每隔两年。许多因素导致需要此类维修的性能降级，例如与轴流式压缩机和热气路径组件相关的那些。可能由于叶片结垢和腐蚀以及由堵塞引起的入口过滤器压力下降而发生与轴流式压缩机相关的降级。穿过入口过滤器的外来沉积物可积聚在压缩机叶片上。这导致轴流式压缩机效率和压力比下降，其继而导致输出性能下降，例如输出功率和热效率降低。这种输出性能下降可能能够在一个月操作内达到5％。除了叶片腐蚀和疲劳之外，大多数与轴流式压缩机相关的问题可用例行维修来消除。周期性地使用在线和离线水洗来恢复机器操作条件。类似地，替换入口过滤器可减少由于过滤器堵塞引起的性能降级。因此，连续监视机器来检测早期降级迹象有助于延长停工周期。连续监视还通过调适一些过程参数、环境条件或维修时间表来实现性能优化。

传统的性能监视系统使用通式和热力学等式来计算性能度量。不考虑用于受监视燃气涡轮的特定设计和控制策略。因此，预期性能仅仅是理论上的，并且不对应于实际受监视机器。使用许多导致重大错误的假设。因此，此类系统无法检测早期降级迹象。举例来说，仅1％到2％的压缩机效率变化可指示需要水洗。校正因子未准确地用以考虑不同控制策略。另外，输出性能规则仅对全负荷条件有效。然而，众所周知的是通常在部分负荷条件下操作机器。因此，此类规则通常不对所有负荷范围有效。而且，未提供输出参数与输入参数之间的链接。单独地监视每个组件。因此，未有利于故障排除。已知监视系统的另一个主要缺点是其规则取决于来自并不存在或出故障的传感器的数据，从而产生不准确或过时的规则。

发明内容

在一个实施例中，一种用于监视并诊断燃气涡轮的输出中的异常的计算机实施方法，其中所述方法是使用耦合到用户接口的计算机装置和存储器装置来实施的，并且其中所述方法包括在所述存储器装置中存储多个规则集，所述规则集与所述燃气涡轮的所述输出相关，所述规则集包括表达为实时数据输出相对于实时数据输入的关系表达式的至少一个规则，所述关系表达式特定针对于所述燃气涡轮的压缩机的性能、所述燃气涡轮的功率输出、所述燃气涡轮的热耗率和所述燃气涡轮的燃料消耗量中的至少一者。所述方法进一步包括从与所述燃气涡轮相关联的条件监视系统接收实时和历史数据输入，所述数据输入与影响所述压缩机的所述性能、所述功率输出、所述热耗率和所述燃料消耗量中的至少一者的参数相关；确定所述压缩机的所述性能、所述功率输出、所述热耗率和所述燃料消耗量中的至少一者的初始值；周期性地确定所述压缩机的所述性能、所述功率输出、所述热耗率和所述燃料消耗量中的至少一者的当前值；将所述所确定的初始值与所述当前值中的相应值进行比较；基于所述比较来确定所述压缩机的所述性能、所述功率输出、所述热耗率和所述燃料消耗量中的所述至少一者随时间的降级；以及向所述燃气涡轮的操作者推荐一组校正性动作来校正所述降级。

在另一个实施例中，一种用于包括成流体连通的轴流式压缩机和低压涡轮的燃气涡轮的燃气涡轮监视与诊断系统包括燃气涡轮性能规则集，所述规则集包括实时数据输出相对于所述燃气涡轮的压缩机的性能、所述燃气涡轮的功率输出、所述燃气涡轮的热耗率和所述燃气涡轮的燃料消耗量中的至少一者的关系表达式。