[发明专利]基于排温偏离指数的燃气轮机燃烧系统在线监测诊断方法

说明书

技术领域

本发明涉及燃气轮机燃烧系统在线监测诊断方法。

背景技术

随着技术的进步，燃气轮机以其结构紧凑、启动快、运行平稳、热效率高等优势已成为21世纪核心动力装备之一。异常检测与故障诊断技术是保障燃气轮机安全运行的重要手段。燃烧室是燃气轮机的重要组成部分，其工作条件恶劣，故障频发，且一旦损坏后果十分严重，因此加强燃烧室的异常检测和故障诊断有着十分重要的意义。

然而，由于燃烧室工作时，温度极高，现行的测温手段无法在这种条件下长期工作。而在实际运行时，当燃烧筒出现异常的时候，排温的结果也会出现异常，所以用户通常是通过排温异常来判断燃烧筒的工作情况是否出现异常。可以通过均匀布置在机组透平排气通道中的热电偶测量燃气轮机的排温，来间接反映燃烧室内的燃烧情况。

《Real-timeon-lineperformancediagnosticsofheavy-dutyindustrialgasturbines》中是利用形状因子来实现排温的在线监测，其形状因子的定义为t时刻下，热电偶测得的最高温与平均温度的比值，由于温度的突变会影响形状因子，所以便可以用一段时间内的形状因子的变化来推测燃机燃烧室是否发生了异常，如当形状因子突然高于正常范围，则说明机组的排温出现了异常。

该方法仅仅利用了各个温度测点之间的最高值来判断排温是否发生异常，不能全面的描述燃机燃烧室工作的情况及异常演变的过程，当某些异常发生时，会导致一些热电偶的测得的温度出现问题，若这些排温不是最高温度，则该方法不能检测出系统异常。

GE公司开发的MARKVI燃烧监测系统定义S为排气温度的允许排温分散度，认为S是燃气轮机出口的平均排气温度T₄^*、压气机出口温度T₂^*的函数，具体函数是个经验公式：

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

在该公式里，温度均是以℉为计量单位的。公式右端的(100)带有括号，表示变工况条件下才加入该项。

此外，MARKVI燃烧监测系统还定义：S1为排气温度热电偶的最高读数与最低读数之间的差；S2为排气温度热电偶的最高读数与第2个低读数之间的差；S3为排气温度热电偶的最高读数与第3个低读数之间的差。

基于上述的公式和定义，MARKVI燃烧监测保护系统的判别原理见图1。图1中，K₁,K₂,K₃是三个依据经验定义的参数。典型情况下：K₁＝1.0；K₂＝5.0；K₃＝0.8；

但是，在实际应用中发现，当检测系统发出报警时燃烧系统已经损坏较严重，存在严重的“事后”诊断现象。

发明内容

本发明为了解决现有的燃气轮机燃烧系统在线监测方法存在严重“事后”诊断现象的问题，进而提出了基于排温偏离指数的燃气轮机燃烧系统在线监测诊断方法。

基于排温偏离指数的燃气轮机燃烧系统在线监测诊断方法，包括下述步骤：