[发明专利]一种确定燃气轮机故障燃烧室的方法

说明书

本发明公开的一种确定燃气轮机故障燃烧室的方法，所采用的燃烧室与透平排气监测点处排气温度分散度之间的关系由高温流体团在监测点处的影响区域获得，为范围值而非某一具体数值，因此，不仅可通过监测点处排气温度分散度较准确地推断出故障燃烧室的位置或透平通流部件故障的位置，也可判断故障燃烧室或透平通流部件故障的严重程度。燃气轮机运维人员可依据所确定的故障燃烧室/透平及故障损坏严重程度信息，及时调停机组对故障燃烧室/透平进行检查、处理，使得该燃气轮机机组燃烧状况恢复到一个较好运行状态，实现对燃烧室/透平的状态检修。

技术领域

本发明涉及数据分析领域，具体为一种确定燃气轮机故障燃烧室的方法。

背景技术

燃烧室是燃气轮机的三大核心系统部件(压气机、燃烧室和透平)之一，其工作过程具有高温、高压、高速、高过量空气系数、高燃烧热强度等特点。燃烧室火焰筒、过渡段等部件长期工作在高温区域，工作环境恶劣，运行一段时间后，上述部件难免出现破裂、损伤等各种故障。

燃烧室部件一旦出现故障将可能对下游的透平喷嘴和透平动叶部件的安全构成威胁。在燃气轮机实际运行时，由于难以直接对燃烧室、透平等热通道部件的温度进行实时监测，因此，就无从知晓燃烧室燃料喷嘴、火焰筒、过渡段、透平等热通道部件的工作状态。在役燃气轮机只能通过测量透平排气温度的间接监测方法来判断热通道部件的工作是否有异常。

基于上述原因，在役燃气轮机通常引入排气分散度作为判断燃烧状况是否异常的依据。燃烧室部件出现异常或燃烧不正常的情况，将导致排气温度场分布不均匀，排气分散度变大。因此，在燃气轮机机组日常运行过程中，需要时刻监视排气分散度的变化和发展情况，一旦排气温度分散度在短期内出现明显变化，应及时分析，以便在排气温度分散度保护动作之前就及时停机进行必要的检查，以防止非计划停运的发生以及燃烧恶化对热通道部件造成的损伤。

然而，以往在燃气轮机出现排气分散度异常情况时，通常利用运行数据中的排气热电偶异常点，然后利用该型燃气轮机热电偶与燃烧室对应关系的故障燃烧室定位公式/拟合公式，判断故障燃烧室位置的方法，但该方法存在无法确定全部故障燃烧室位置，预测的故障燃烧室位置不全面的问题，而且不能判断故障燃烧室损坏严重程度的问题，往往在分散度大导致跳机后被迫对故障燃烧室进行处理，处理时间长且低效，未能在故障燃烧室初期提前预判。

发明内容

为了能够在燃气轮机出现排气温度分散度大异常情况时，在分散度值尚未达到报警或跳机前，提前预判并准确确定故障燃烧室，评估燃烧室损坏的严重程度，本发明提出一种确定燃气轮机故障燃烧室的方法，该方法通过分析排气温度分散度与燃烧室的对应关系，可以较准确预判故障燃烧室位置。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种确定燃气轮机故障燃烧室的方法，包括以下步骤：

步骤1、获取燃气轮机排气温度分散度，当燃气轮机出现排气温度分散度异常时，获取排气温度分散度异常时的燃气轮机排气温度异常点；

步骤2、根据排气温度异常点初次确定故障燃烧室的位置；

步骤3、建立燃烧室出口至排气温度异常点之间的透平叶栅流道模型，采用模型模拟高温燃气在透平叶栅流道内的流动传热特性，根据流动传热特性确定燃烧室出口的温度分布与排气温度异常点之间的关系；

步骤4、根据温度分布与排气温度异常点之间的关系，再次确定故障燃烧室的位置；

步骤5、结合步骤2和步骤4得到的故障燃烧室的位置，确定所有的故障燃烧室的位置。

优选的，步骤1中所述排气温度异常点的确定方法如下：

实时监测燃气轮机排气温度分散度，在燃气轮机出现排气温度分散度异常时，对所监测的实时排气温度运行数据进行统计分析，绘制排气温度分散度曲线图，根据曲线图确定排气温度异常点。