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专利号: 2021102706387
申请人: 山东赛马力发电设备有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于三维轴流的燃气轮机气动控制系统,其特征在于,包括:

燃气轮机,其燃烧室内设置有温度检测器,以检测所述燃烧室的温度变化,所述燃烧室内还设置有进料口,所述进料口上设置有调节阀,用以控制燃料进入燃烧室的量,所述燃烧室外围设置有超声波检测器,以检测所述燃烧室内壁的积炭厚度;所述燃气轮机的压气机内设置一转速检测器,用以检测压气机叶轮转速,所述压气机进气口设置有导叶,以调节压气机进气量,所述压气机内设置流量检测设备,以检测在所述压气机内轴向截面的不同位置的流量变化;

中控处理器,其与所述超声波检测器、温度检测器、转速检测器、流量检测设备相连接并实时完成数据交换,同时,所述中控处理器根据所述超声波检测器检测的积炭厚度以及压气机内轴向流量的变化,实时调节调节阀的开合程度和导叶的开合角度,其过程包括:S1、燃气轮机点火启动成功进入自转状态后,所述中控处理器启动,检测压气机叶轮转速n与空气流速是否符合预设标准,检测时,包括检测压气机内空气流速大小是否符合标准以及压气机内三维轴向空气流通是否出现偏差,若符合预设标准则直接进行步骤S3;

S2、若步骤S1中的检测不符合预设标准,其中:

若压气机内空气流速大小出现偏差时,则所述中控处理器继续检测燃烧室内温度是否出现异常,并控制调节阀开合程度同时相应调节导叶开合角度;

若压气机内三维轴向空气流通出现偏差,则所述中控处理器根据偏差情况调整导叶开合角度,同时相应调节调节阀开合程度;

S3、所述中控处理器检测燃烧室内温度时,若燃烧温度不正常,则检测燃烧室内积炭厚度是否符合预设标准,若燃烧室内积炭厚度符合预设标准,则根据燃烧室当前温度和压气机叶轮转速调节调节阀开合程度以及注入燃料的温度,若燃烧室内积炭厚度不符合预设标准,则根据所述燃烧室内积炭厚度调整调节阀开合程度,同时调节导叶开合角度;

S4、预设检测周期,每经过一个检测周期重复步骤S1、S2和S3;

所述中控处理器根据所述流量检测设备获取的压气机内空气流量数据,以压气机轴向平面为基准平面建立流量坐标系q(x,y),同时,将所述流量坐标系q(x,y)所表示的区域以轴心为原点划分为四个扇形区域,并检测四个区域内的流量,所述中控处理器每隔预设时间记录各个区域的流量波动值,形成第i区域流量记录矩阵Si(Si1,Si2),i=1,2,3,4,其中,Si1表示第i区域实时流量,Si2表示预设时间段内第i区域流量波动值,所述流量波动值为两次检测的流量差值,所述中控处理器内预设对比参数s1、s2、s3,s2>s3>s1,其根据所述第i区域流量记录矩阵Si(Si1,Si2)内的第i区域实时流量数据,将当前流量进行排序,按流量数据大小顺序将当前流量记录为S01

若,s1s3,则所述中控处理器判定所述压气机内三维轴向空气流通不正常,需减少导叶开合角度;

若S04‑S02>s2,则所述中控处理器判定所述压气机内三维轴向空气流通不正常,需减小所述导叶开合角度。

2.根据权利要求1所述的基于三维轴流的燃气轮机气动控制系统,其特征在于,所述中控处理器其内部预设有导叶开合控制矩阵E(E1,E2,E3)以及调节阀控制矩阵F(F1,F2,F3),其中,E1表示导叶第一减少参数,E2表示导叶第二减少参数,E3表示导叶第三减少参数,F1表示调节阀减少流量第一参数,F2表示调节阀减少流量第二参数,F3表示调节阀减少流量第三参数;所述中控处理器确定压气机三维轴向空气流通异常后减少导叶开合角度时,所述中控处理器计算各个区域在预设时间段内流量波动值平均值SP:其中:S12表示第一区域流量波动值,S22表示第二区域流量波动值,S32表示第三区域流量波动值,S42表示第四区域流量波动值,t表示预设时间段;所述中控处理器根据流量波动值平均值SP确定导叶开合角度减少范围,其内部预设对比参数sp1和sp2,其中:当SP

当sp1≤SP

当SP≥sp2时,所述中控处理器将导叶开合角度减少导叶第三减少参数E3,同时,控制调节阀流量减少F3。

3.根据权利要求1所述的基于三维轴流的燃气轮机气动控制系统,其特征在于,所述中控处理器内预设温度标准范围HS0,所述中控处理器检测当前燃烧室内温度HS不属于所述预设温度标准范围HS0时,所述中控处理器判定当前燃烧室内温度HS异常,并开始判定燃烧室内积炭厚度是否正常,当步骤S2中需要检测燃烧室温度时,所述中控处理器控制所述超声波检测器实时检测燃烧室筒壁内各处的实时积炭厚度,并计算平均积炭厚度,同时根据燃气轮机运转时间计算当前积炭速率V,所述中控处理器内预设积炭速率对比参数V0,当前积炭速率V大于积炭速率对比参数V0时,所述中控处理器判定当前积炭速率异常,并根据当前积炭速率调整导叶开合角度和调节阀开合程度。

4.根据权利要求3所述的基于三维轴流的燃气轮机气动控制系统,其特征在于,所述步骤S3中,所述中控处理器根据所述燃烧室内积炭厚度调整调节阀开合程度,同时调节导叶开合角度时,控制所述转速检测器检测所述压气机叶轮的转速n,根据所述压气机叶轮的转速选择积炭厚度对比参数,判定所述积炭厚度是否符合预设标准,根据积炭厚度调整所述调节阀的开合程度。