[发明专利]燃气涡轮燃烧部段中的声学逆燃检测

说明书

一种用于检测燃气涡轮发动机中的燃烧器逆燃的方法，该方法包括：将动态压力传感器定位在具有火焰管的燃烧部段内；向燃气涡轮发动机提供燃料流；以及操作燃气涡轮发动机以建立火焰，该火焰具有与火焰管的出口间隔非零距离的火焰前部。该方法还包括：检测邻近火焰管的压力变化以产生压力信号；监测由动态压力传感器提供的信号的振幅；检测由动态压力传感器提供的信号内的逆燃信号；以及响应于对逆燃信号的检测而改变燃料流。

技术领域

本公开总体上涉及火焰不规则性的检测，并且更具体地涉及燃气涡轮发动机中的不规则性比如逆燃的检测。

背景技术

燃气涡轮发动机是流动力机(flow machine)，在流动机器中，加压的高温气体膨胀以产生机械功。燃气涡轮包括涡轮或膨胀机、定位在涡轮上游的压缩机以及在压缩机与涡轮之间的燃烧室。压缩机部段通过一个或更多个压缩机级的叶片装置来压缩空气。被压缩的空气随后在燃烧室中与气态或液态燃料混合，在燃烧室中混合物被点燃以开始燃烧。燃烧产生热气体(由燃烧气体产物和空气残留成分组成的混合物)，该热气体在随后的涡轮部段中膨胀，其中，在该过程中热能被转换成机械能以驱动轴向轴。轴连接至压缩机并且驱动压缩机。轴还驱动发电机、螺旋桨或其他旋转负载件。在喷气动力装置的情况下，热能还会加速热的废气体流，该热的废气体流产生喷气推力。逆燃是在燃气涡轮的燃烧室中在火焰前部逆着燃料/空气流向后移动并且接近或接触火焰管时发生的现象。

发明内容

一种用于检测燃气涡轮发动机中的燃烧器逆燃的方法，该方法包括：将动态压力传感器定位在具有火焰管的燃烧部段内；向燃气涡轮发动机提供燃料流；以及操作燃气涡轮发动机以建立火焰，该火焰具有与火焰管的出口间隔非零距离的火焰前部。该方法还包括：检测邻近火焰管的压力动态以产生压力信号；监测由动态压力传感器提供的信号的特征；检测由动态压力传感器提供的信号内的逆燃信号；以及响应于检测逆燃信号而改变燃料流。

在另一结构中，一种检测燃气涡轮发动机中的逆燃的方法，燃气涡轮发动机包括燃烧部段，该燃烧部段具有至少两个燃烧器内筒以及位于每个燃烧器筒中的至少一个火焰管，该方法包括：向所述燃气涡轮发动机提供燃料流；操作燃气涡轮发动机以建立火焰，该火焰具有与火焰管中的每个火焰管的出口间隔非零距离的火焰前部；以及将动态压力传感器定位成邻近每个燃烧器筒，以监测每个燃烧器筒内的声学环境。该方法还包括：将振动传感器定位成邻近每个燃烧器筒，以测量每个燃烧器筒的振动；检测两个燃烧器筒之间的振动信号的差异和啁啾信号中的一者；以及响应于对振动信号的差异和啁啾信号中的一者的检测而改变所述燃料流。

在另一结构中，一种用于检测燃气涡轮发动机中的逆燃的方法，燃气涡轮发动机包括燃烧部段，燃烧部段具有多个燃烧器筒以及在每个燃烧器筒中的至少一个火焰管，该方法包括：操作燃气涡轮发动机以建立火焰，该火焰具有与火焰管中的每个火焰管的出口间隔非零距离的火焰前部；以及将振动传感器定位成邻近每个燃烧器筒，以测量每个燃烧器筒的振动。该方法还包括将多个筒中的每个筒的测得的振动与多个筒中的每个剩余筒的振动进行比较，以识别各个筒中的振动事件；以及识别包括超出预定阈值的振动事件的任何筒。

前面已经相当广泛地概述了本公开的技术特征，使得本领域技术人员可以更好地理解下面详细的描述。下文中将描述本公开的形成权利要求的主题的另外的特征和优点。本领域技术人员将理解的是，出于实现本公开的相同目的，他们可以容易地使用所公开的构思和具体实施方式作为用于修改或设计其他构造的基础。本领域技术人员还将认识到，这样的等同结构不会脱离本公开的最广泛的形式的精神和范围。

同样，在进行下面的详细描述之前，应当理解的是，在整个说明书中提供了用于某些单词和短语的各种限定，并且本领域的普通技术人员将理解，这样的限定在许多(如果不是大多数)情况下适用于这样限定的词和短语的先前使用和将来使用。虽然一些术语可以包括各种各样的实施方式，但是所附权利要求可以将这些术语明确地限制到具体实施方式。

附图说明

图1是燃气涡轮发动机的局部横截面。