一种基于排温测点相关性的燃机燃烧系统在线监测方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及燃机燃烧系统在线监测方法，特别设及一种基于排溫测点相关性的燃 机燃烧系统在线监测方法。
【背景技术】
[0002] 随着技术的进步，燃气轮机W其结构紧凑、启动快、运行平稳、热效率高等优势已 成为21世纪核屯、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。
[0003] 然而，由于燃烧室工作时，溫度极高，现行的测溫手段无法在运种条件下长期工 作。而在实际运行时，当燃烧筒出现异常的时候，排溫的结果也会出现异常，所W通过排溫 异常来判断燃烧筒的工作情况是否出现异常。因此，我们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溫，来间接反映燃烧室内的燃烧情况如图1。
[0004] 现有技术利用形状因子来实现排溫的在线监测，其形状因子的定义为t时刻下， 热偶测得的最高溫与平均溫度的比值，由于溫度的突变会影响形状因子，所W便可W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，则说明机组的排溫出现了异常。该方法主要是利用了各个溫度测点之间的最高值 来判断排溫是否发生异常，仅仅使用了一组热电偶中的最大值，某些异常发生时，部分热电 偶测得的溫度出现了问题，但溫度并不是运组热电偶所测得溫度中的最大值，此时该方法 不能及时检测出系统异常。
[0005]GE公司开发的M服VI燃烧监测系统定义S为排气溫度的允许排溫分散度，认为S是燃气轮机出口的平均排气溫度皆、压气机出口溫度巧'*的函数，具体函数是个经验公式：
[000引 S二(賊+化1顿皆-職技。)段。+(100)在上述公式里，溫度均是W。F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。
[0007] 此外，M服VI燃烧监测系统还定义：S1为排气溫度热电偶的最高读数与最低读 数之间的差；S2为排气溫度热电偶的最高读数与第2个低读数之间的差；S3为排气溫度热 电偶的最高读数与第3个低读数之间的差。
[0008] 基于上述的公式和定义，M服VI燃烧监测保护系统的判别原理见图2。图2中， Ki，K2，K3是S个依据经验定义的参数。典型情况下：
[0009] Ki= 1. 0 ；K2= 5. 0 ；K3= 0. 8
[0010] 在实际应用中发现，存在严重的"事后"诊断现象，即当检测系统发出报警时燃烧 系统已经损坏较严重。
【发明内容】
[0011] 本发明是为了解决现有技术无法实现燃烧系统早期预警的问题，而提出的一种基 于排溫测点相关性的燃机燃烧系统在线监测方法。
[0012] 上述的发明目的是通过W下技术方案实现的：
[0013] 步骤一、在燃气轮机的排气端周向均匀地布置n个溫度测点，n个溫度测点在t时 刻所测得的溫度为Tti，Tt2,…，Tt。；
[0014]步骤二、在燃气轮机组正常运行的一段时间ti~12内，根据n个溫度测点在t时 刻测得的溫度Tti，Tt2,…，Tt。、Tti，Tt2,…，Tt。的平均溫度斬W及第i号溫度测点在ti~12 区间所测得溫度的平均值
得到J和《
[001引其中，若和6'的推到过程为：
[001引矜=/;*7;,+(}(/ = 1，:2，:;''''，"）（1)
[0017]
風
[001 引 & 二I'l-打,
[001 引
（4)
[0020] 式中，T。为第i号溫度测点在t时刻测得的溫度，t时刻在时间11~12的区间内；Ti为i号溫度测点在t1~t返间所测得溫度；
[002。 步骤S、根据步骤二得到的基和《，确定第i号溫度测点对应的理论上的每个溫度 测点所测得的溫度的平均溫度7',:
[0022] 武=/; * '/; + 如/' 二!, 2,3,（聲
[0023] 步骤四、定义时间序列a1为实际的每个溫度测点所测得的溫度的平均溫度
与吞的关系系数巧=早/7^:
[0024] 步骤五、燃气轮机在正常模式下运行时，时间序列a1满足a1~N(y1，0 1)，则a1 的范围为[a…a12];
[002引其中，a。为燃气轮机正常工作状态下溫度测点1~n处a1所处范围的上限；a。 为燃气轮机正常工作状态下溫度测点1~n处a1所处范围的下限；
[0026] 步骤六、将上限a。、下限a12和a1作为极半径在极坐标内W
为极角描点， 并将所描点从i= 1至i=n用直线顺次连接起来，再用直线连接i= 1和i=n处所描 的点，得到一个封闭的多边形；若极半径a1的范围为[a11，aJ，则燃气轮机处于正常运 行状态。
[0027] 发明效果
[0028] 本发明实现燃气轮机排溫的在线监测，充分利用排溫各个测点的数据信息，能够 在燃烧系统故障早期检测出故障。
[0029] 与目前已知的同类实时监测方法相比，本发明可W更加准确的判断燃气轮机的燃 烧室是否出现了故障，实现燃烧系统异常检测的早期预警，因此可W降低因为燃气轮机产 生故障不能及时发现所造成的损失和可能。
[0030] 针对
【发明内容】
中提到的问题，本发明实现燃气轮机排溫的在线监测，充分利用排 溫各个测点的数据信息，准确检测出异常演变过程，实现事故预警如图3和图4。
【附图说明】
[0031] 图1为【背景技术】提出的燃烧室及热电偶布置情况示意图；
[0032] 图2为【背景技术】提出的燃烧监测的判别原理图；
[0033] 图3为【具体实施方式】一提出的燃气轮机处于非正常工作状态示意图；
[0034] 图4为【具体实施方式】一提出的燃气轮机处于正常工作状态示意图。
【具体实施方式】
【具体实施方式】 [0035] 一：本实施方式的一种基于排溫测点相关性的燃机燃烧系统在线监 测方法，具体是按照W下步骤实施的：
[0036] 步骤一、在燃气轮机的排气端周向均匀地布置n个溫度测点，n个溫度测点在t时 刻所测得的溫度为Tti，Tt2,…，Tt。；
[0037] 步骤二、在燃气轮机组正常运行的一段时间ti~12内（溫度测点所测得的溫度是 ti~12的有限个时刻的溫度，具体个数与取样频率有关），根据n个溫度测点在t时刻测得 的溫度Tti，Tt2,…，Ttn、Tti，Tt2,…，Ttn的平均溫度索,W及第i号溫度测点在ti~t返间所 测得溫度的平均值
得到a巧；
[00測其中，沒和《的推到过程为：
[0039] 子'二/;*/.;+<}(/ = 1，2,3，'.'，"）（！）
[0040]
谢
[0041] Si二 。）
[004引㈱
[0043]式中，T。为第i号溫度测点在t时刻测得的溫