用於監測氣輪機系統的性能的方法和設備的製作方法
2023-05-03 13:15:31 1
專利名稱：用於監測氣輪機系統的性能的方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明總的涉及氣輪機系統，更具體的，本發明涉及用於監測氣輪機系統的性能的方法和設備。
背景技術：
氣輪機通常包括用於壓縮空氣的壓縮機和來自該壓縮機的壓縮空氣和氣體燃料在其中混合且燃燒的燃燒室。來自該燃燒室的熱氣體驅動渦輪級以產生動力。通常，對於安裝好的渦輪，通過日常檢查和測量以及定期的性能測試來實施性能監測。這些結果以後用於維護和維修診斷過程。例如，故障出現以後，分析機器的前面所記錄的趨勢來識別故障的原因，且實施從識別的故障恢復所要求的維護措施。由於這樣的監測系統只有在故障發生以後才能識別問題，所以它們有局限性。因此，上述的方法通常不能預測和預防渦輪損壞。而且，由於與分析故障、確定故障原因和確定糾正措施的步驟相關的固有時間延遲，所以使用現在的方法總是導致關鍵性的渦輪部件的修復時間不合需要地過長。
在某些氣輪機監測裝置中，系統建模技術使用發動機性能參數來近似氣輪機中的熱力學過程。在一個這樣的系統中，監測氣輪發動機的發動機壓力比(EPR)，且該發動機壓力比用作獨立的變量，以確定用於正確操作被監測類型的理論發動機的高壓壓縮機級的燃料流、排放氣體溫度以及轉速的期望值。設置二極體網絡來實現電壓轉變特性，該特性近似EPR與諸如在理論發動機中的燃料流之類的相關變量之一之間的參數關係。該二極體網絡提供在理想條件下的工作參數的期望值。來自實際發動機的信號和該期望值提供給模擬計算網絡，以計算實際值與期望值的偏差，以作為檢測異常的一種方法。這樣的系統面臨這樣一種缺點，即，它們不能在被監測的發動機的整個工作中精確監測發動機性能。很多系統建模技術不現實地假設發動機的性能參數值在不同的工作條件下保持恆定，且大多數的系統沒有考慮在發動機的工作壽命期間性能上的逐步退化。
在氣輪機中，由於高溫可以引起對燃燒室元件、熱氣通道部分、轉子葉片以及類似物的損壞，所以期望監測排放氣體溫度。高排放氣體溫度還可以引起諸如氧化氮之類的某些管制的化合物的排放水平上升到允許的限度之上。諸如熱電偶之類的溫度傳感器已經在已有技術系統中使用，以確定在渦輪燃燒室中的排放氣體的溫度。雖然溫度監測提供對於增加渦輪機的可靠性來說至關重要的信息，但是該技術單獨通常不足以識別特定部件在異常條件下的工作，或者不足以識別特定部件有在異常條件下工作的危險。
因此，需要改進的機構來監測氣輪機系統的性能，使得可以識別引起異常工作的特定部件，且可以預測有關該渦輪可以工作直到需要維護和維修程序的時間。
發明內容
簡要的，根據本發明的一方面，一種用於監測氣輪機系統的性能的方法包括提供多個燃燒罐；圍繞該多個燃燒罐的排放平面圓周地設置多個溫度傳感器；操作該多個燃燒罐，同時改變多個工作參數，其中，在操作期間，排放氣體從多個燃燒罐的每一個燃燒罐排出；使用多個溫度傳感器在排放平面測量排放氣體的溫度，以獲得多個單獨溫度測量值；確定排放氣體溫度的單獨溫度測量值與排出排放氣體的多個燃燒罐的相應的單獨燃燒罐的相關性；以及形成渦流模型，其中，該模型使用相關性來預測排放平面內的渦流值，作為工作參數的函數。
根據本發明的另一個方面，一種用於監測氣輪機系統的性能的方法包括提供多個燃燒罐；圍繞該多個燃燒罐的排放平面圓周地設置多個溫度傳感器；操作該多個燃燒罐，同時改變多個氣輪機工作參數，其中，在操作期間，排放氣體從多個燃燒罐的每一個燃燒罐排出，其中改變多個氣輪機工作參數包括在各個值的範圍內改變每個氣輪機工作參數，該各個值的範圍為從在多個燃燒罐的起始條件下使用的各個值到在多個燃燒罐的基本載荷條件下使用的各個值的範圍，且其中該氣輪機工作參數包括入口導向葉片角、壓縮機排放壓、燃料流量、壓縮機排放溫度、校正的質量流量、輸出功率中的至少一個；使用多個溫度傳感器在排放平面測量排放氣體的溫度，其中，在排放平面內測量排放氣體的溫度包括產生排放平面內的排放氣體溫度曲線，該曲線包括多個局部極大點，其中，每個局部極大點相應於多個燃燒罐中的一個燃燒罐；確定排放氣體溫度的單獨測量值與排出排放氣體的相應的單獨燃燒罐的相關性，其中，確定該相關性包括使多個局部極大點的每個局部極大點與其相應的燃燒罐相關聯；形成渦流模型，其中，該模型使用相關性來確定排放平面內的渦流值，作為氣輪機的工作參數的函數；設置多個燃燒罐在一組選定的預定工作條件下工作；在多個燃燒罐在該組選定的工作條件下工作期間，實時獲得排放氣體溫度數據；根據該實時的排放氣體溫度數據來計算實際的渦流值；使用該模型來計算在該組選定的工作條件下的預測渦流值；比較該實際渦流值和預測渦流值，且產生表明存在有故障的燃燒罐的至少一個故障測試統計量；其中該至少一個故障測試統計量是實際渦流值和預測渦流值之間的差，將該差與標準比較；當該差超過標準時，產生至少一個故障標記信號，其中該至少一個故障標記信號表明在多個燃燒罐中存在有故障的燃燒罐；以及產生至少一個故障分類信號，其中，該故障分類信號從多個燃燒罐中識別特定的有故障的燃燒罐。
根據本發明的還有一個方面，一種用於在氣輪機系統中識別潛在有故障的燃燒罐的方法包括在該氣輪機系統中設置多個燃燒罐，以在一組選定的預定工作條件下工作；在多個燃燒罐在該組選定的工作條件下工作期間，使用多個溫度傳感器實時測量排放氣體溫度數據；根據該實時的排放氣體溫度數據來計算實際的渦流值；以及使用該模型來計算在該組選定的工作條件下的預測渦流值。
根據本發明的一個實施例，一種用於監測氣輪機系統性能的設備包括適於在氣輪機系統工作期間感測多個氣輪機工作參數和溫度測量值的傳感器模塊，其中，該氣輪機系統包括多個燃燒罐；適於接收多個氣輪機工作參數和溫度測量值以產生至少一個實際渦流值和至少一個預測渦流值的數據分析模塊；適於接收至少一個實際渦流值和至少一個預測渦流值且適於產生至少一個故障測試統計量的統計量計算模塊；以及適於接收至少一個故障測試統計量且適於產生至少一個故障標記信號的故障檢測模塊，其中，該至少一個故障標記信號表明在多個燃燒罐中存在有故障的燃燒罐。
根據本發明的另一個實施例，一種計算機可讀的介質存儲指導計算機系統監測氣輪機系統性能的計算機指令，該計算機指令包括用於確定多個排放氣體溫度測量值中的單獨溫度測量值與在排放平面內排出排放氣體的多個燃燒罐中的相應的單獨燃燒罐的相關性的指令；以及形成渦流模型，其中，該模型使用相關性來預測排放平面內的渦流值，作為氣輪機工作參數的函數。
根據本發明的還有一個實施例，一種計算機可讀的介質存儲用於監測氣輪機系統性能的計算機指令，該計算機指令包括確定多個排放氣體溫度測量值中的單獨溫度測量值與在排放平面內排出排放氣體的多個燃燒罐中的相應的單獨燃燒罐的相關性，其中，該多個排放氣體溫度測量值包括產生排放平面內的排放氣體溫度曲線，該曲線包括多個局部極大點，其中，每個局部極大點相應於多個燃燒罐中的一個燃燒罐，且其中確定該相關性包括使多個局部極大點的每個局部極大點與其相應的燃燒罐相關聯；形成渦流模型，其中，該模型使用相關性來確定排放平面內的渦流值，作為氣輪機的工作參數的函數；根據實時的排放氣體溫度數據來計算至少一個實際的渦流值；使用該模型來計算在該組選定的工作條件下的至少一個預測渦流值；比較該實際渦流值和預測渦流值，且產生至少一個故障測試統計量；將該故障測試統計量與標準比較；當該故障測試統計量超過標準時，產生至少一個故障標記信號，其中該至少一個故障標記信號表明在多個燃燒罐中存在有故障的燃燒罐；以及產生至少一個故障分類信號，其中，該故障分類信號從多個燃燒罐中識別特定的有故障的燃燒罐。
當通過參考附圖來閱讀下面的詳細描述時，將更好的理解本發明的這些和其它特徵、方面和優點，其中，在所有圖中，同樣的符號表示同樣的部分，其中圖1示出了氣輪機監測裝置的示意圖；圖2A示出了在圖1中使用的氣輪機系統的示意圖，示出了在燃燒室中的燃燒罐的設置和在渦輪機的排放處的橫剖面AA；圖2B示出了圖2A中的橫剖面AA的詳細視圖，示出了溫度傳感器的布置；圖3示出了排放平面內的六個罐的排放氣體溫度曲線；圖4示出了罐-熱電偶的幾何形狀；圖5示出了6個罐從基本載荷到低載荷工作的渦流曲線；圖6示出了6個罐從基本載荷到低載荷工作的渦流範圍圖；
圖7示出了渦流模型形成的最小平方方法和主分量分析方法之間的圖形比較；以及圖8示出了描述執行監測氣輪機系統性能的行動的流程圖。
具體實施例方式
參考圖1，本發明的一個實施例是用於監測氣輪機系統20性能的設備10。一種典型的氣輪機系統20包括用於壓縮空氣且供給到燃燒室15的壓縮機5，壓縮空氣和氣體燃料在該燃燒室中燃燒以驅動渦輪18。燃燒室15包括多個用於燃燒空氣和燃料氣體的燃燒罐30(如圖2所示)。設備10包括適於在氣輪機系統20工作期間感測多個氣輪機工作參數和溫度測量值的傳感器模塊50。在該實施例的一個例子中，使用熱電偶作為溫度傳感器40。工作參數傳感器45用來在操作燃燒罐時感測多個氣輪機工作參數。在某些實施例中，多個溫度傳感器40在氣輪機的排放處圓周地設置在多個燃燒罐30的排放平面內，如圖2所示。圖2A示出了圖1的氣輪機系統20的示意圖，包括壓縮機5、燃燒室15和渦輪18。燃燒室15包括燃燒罐30。該渦輪橫剖面AA在圖2B中詳細顯示，該圖示出了在渦輪18的排放處的溫度傳感器40的布置。排放平面限定為垂直於排放氣體流的平面，且包括設置在氣輪機的排放處的溫度傳感器。在特定的實施例中，這些溫度傳感器40是該渦輪系統20的聯機控制系統25的溫度監測部分的部件。
數據分析模塊60適於接收多個來自傳感器模塊50的氣輪機工作參數和溫度測量值，且適於產生至少一個實際渦流值和至少一個預測渦流值，在下面更詳細地描述。統計量計算模塊80適於接收來自數據分析模塊60的至少一個實際渦流值和至少一個預測渦流值，且適於產生至少一個故障測試統計量。在該實施例一個例子中，該故障測試統計量是實際渦流值和預測渦流值之間的差。故障檢測模塊90適於接收來自統計量計算模塊80的至少一個故障測試統計量，且適於產生至少一個故障標記信號。該故障檢測模塊90將故障測試統計量與標準比較，且當該故障測試統計量的絕對值超過標準時，其產生故障標記信號。該故障標記信號表明在多個燃燒罐中存在有故障的燃燒罐。與標準的比較包括觀察實際渦流值與預測渦流值之間的差，即，每個罐在經過一段時間的故障測試統計量，然後將這些故障測試統計量的值的選定特性的分布與相應於選定的特性的標準或者域值比較。該標準的合適例子包括例如實際值與預測值之間的均方根誤差或者平均值，或者根據實際值與預測值之間的差計算的標準偏差。
在某些特定的實施例中包括故障分類模塊95，其適於接收來自故障監測模塊90的至少一個故障標記信號，且適於產生至少一個故障分類信號，其中，該故障分類信號使用渦流圖從多個燃燒罐中識別特定的有故障的燃燒罐。該故障分類信號傳遞到渦流系統20的聯機控制系統25，以採取合適的維護和維修行動。
在一些實施例中，數據分析模塊60產生給定排放平面內的排放氣體溫度曲線。如圖3所示，該曲線包括多個局部極大點。每個局部極大點相應於燃燒罐30之一(圖2)；該曲線顯示為六個罐的結構。
在一些實施例中，該數據分析模塊60還包括渦流模型70，以確定至少一個溫度測量值與相應的單獨燃燒罐的相關性，作為至少一個氣輪機工作參數的函數。在工作條件的整個範圍期間，渦流模型70使如上所述的排放平面內的每個局部極大點與其相應的燃燒罐相關聯。圖4示出了燃燒罐(由cn所示，其中n為1到6)和溫度傳感器布置(由熱電偶tm所示，其中m為0到21)的一個例子，其中，兩個溫度傳感器之間的角度近似為17度。該相關性產生渦流值，其是該角度的測量值，當排放氣體從其燃燒罐的排出處通過該渦輪剖面傳播到下遊時，排放氣體轉過該角度。使用局部排放氣體溫度極大值作為參考點給出了在渦流值測量中的最大程度的信心，因此，儘管可以使用在溫度曲線中的其它點，問題的中心是使用局部極大值在氣輪機參數和每個燃燒罐40的熱電偶數量之間形成相關性。
圖5示出了當氣輪機工作條件改變時該排放氣體渦流如何顯示其自身的一個例子。在圖5所示的例子中，相應於來自罐#1(c1)的排放氣體的局部極大溫度數據點在基本載荷條件下相應於熱電偶(TC)#7(t7)，且該點在低載荷下相應於熱電偶#12(t12)；相應於罐#1的渦流值近似為85度(兩個熱電偶之間的角距離為近似17度)。因此，很明顯渦流的量與載荷不是線性的。類似的，圖6描述了一個渦流範圍圖，其示出了在從90MW的基礎載荷到10MW的低載荷的整個卸載操作期間排放氣體如何衝擊在熱電偶上的例子。其示出了在罐#1(c1)的整個卸載循環期間，渦流從TC#8(t8)到TC#13(t13)的變化，且該渦流值大約85度。為了形成罐-熱電偶圖(即，渦流圖)，分析排放熱電偶數據，以便在裝載/卸載操作的離散點中識別局部極大值。在裝載/卸載操作期間，對於局部極大值從一個熱電偶偏移到鄰近的熱電偶的那些點獲取時間、熱電偶數量和氣輪機工作參數。記錄該罐數量和熱電偶數量之間的相關性。然後，該相關性數據統計地分析，以確定該罐數量和熱電偶數量之間的相關性，作為氣輪機工作參數的函數。許多合適的統計分析技術在本領域中是已知的，例如包括線性回歸、主分量分析(PCA)和部分潛在結構(PLS)繪圖，以在所有工作點確定氣輪機工作參數和罐-熱電偶相關性的關係。
上述分析的結果用來形成渦流模型70，以確定渦流值，作為氣輪機工作參數的函數。在該實施例的一個例子中，該渦流模型70包括線性模型。在該實施例的另一個例子中，該渦流模型70包括非線性模型。如在本領域中通常所作的那樣，模型性能是根據該模型值與觀察值之間的最大偏差(絕對值)和均方根誤差來評估的。圖7示出了罐#1的分散繪圖，以及使用最小平方方法的結果和PCA方法的結果。
可以觀察到PCA給出更精確的結果，其更接近實際值(由直線描繪)。在一個例子中，使用兩個熱電偶之間近似17度的角距離，該使用PCA方法的模型是有效的，且可以發現，通過PCA方法可以實現小於這些溫度傳感器之間的角距離一半(近似8.5度)的均方根誤差。
如圖8所示的本發明的另一個方面是監測氣輪機系統性能的方法；該方法特別適用於前述設備10(圖1)的應用。其包括在100處提供多個燃燒罐；在110處圍繞該多個燃燒罐的排放平面圓周地設置多個溫度傳感器，且在115處操作該多個燃燒罐，同時改變多個氣輪機工作參數。在特定的實施例中，改變多個氣輪機工作參數包括在各個值的範圍內改變每個氣輪機工作參數。該各個值的範圍可以是從在起始條件下使用的各個值到在多個燃燒罐的基本載荷條件下使用的各個值的範圍。本領域中的普通技術人員應該理解，在起始條件和基本載荷條件下不同工作參數的各個值對不同的渦輪是變化的，且這些值對於給定的渦輪很好地限定。在該實施例的一個例子中，這些氣輪機工作參數包括入口導向葉片角、壓縮機排放壓、燃料流量、壓縮機排放溫度、校正的質量流量、輸出功率中的至少一個。在燃燒罐工作期間，排放氣體從多個燃燒罐的每個燃燒罐排出。該方法包括在120處使用多個溫度傳感器在排放平面測量排放氣體的溫度。在一些實施例中，這些溫度傳感器是該渦輪系統的聯機控制系統的溫度監測部分的部件。在本發明的某些實施例中，測量該溫度包括獲得排放平面內的排放氣體溫度曲線。該曲線包括多個局部極大點，其中，每個局部極大點相應於多個燃燒罐中的一個。在125處確定排放氣體溫度的單獨測量值與排出排放氣體的相應的單獨燃燒罐的相關性。確定該相關性包括使多個局部極大點的每個局部極大點與其相應的燃燒罐相關聯，如前所述。在130處形成渦流模型70，其中，該模型使用相關性來確定在從單獨燃燒罐排出排放氣體的排放平面內的渦流值，作為氣輪機的工作參數的函數。在該方法的一個例子中該模型是線性模型，在另一個例子中該模型是非線性模型。
一種可以與上述方法一起使用或者獨立使用的替代實施例，其包括在135處設置多個燃燒罐，以在一組選定的預定工作條件下工作，且在140處，在該組選定的工作條件下工作期間，實時測量排放氣體溫度數據。在145處，使用該實時的排放數據來計算實際的渦流值；在150處還使用該渦流氣體模型來計算在該組選定的工作條件下的預測渦流值。在155處比較這兩個值，且計算這些值之間的差作為故障測試統計量。在160處將該故障測試統計量與標準比較。當該故障測試統計量超過該標準時，在165處產生故障標記信號，該故障標記信號表明在燃燒室中存在有故障的燃燒罐。接下來在170處產生至少一個故障分類信號，該故障分類信號通過使用渦流圖來識別特定的罐為有故障的罐。在175處將該故障分類信號送到渦輪聯機控制系統，以進行合適的校正行動。
在圖8中的流程圖示出了用於監測氣輪機性能的方法和設備的功能和操作。在這方面，每個塊/部件表示一個模塊、段或者包括用於實現特定的邏輯功能的一條或者多條可執行的指令的代碼的部分。還應該注意，在某些替代實現中，在框中提到的功能可以不以圖中提到的順序出現，或者，例如實際上可以根據所涉及的功能同時或者以相反的順序來執行。此外，本領域中的普通人員之一應該承認可以增加附加的框。而且，這些功能可以用諸如C++或者JAVA之類的程式語言來實現；然而，也可以使用其它語言。
上述的本發明的各種實施例和方面包括用於實現邏輯功能的可執行的指令的有序列表。該有序列表可以在由基於計算機的系統使用的或者結合基於計算機的系統使用的任何計算機可讀的介質中體現，該基於計算機的系統可以檢索指令和執行指令。在本申請方面，該計算機可讀的介質可以是可以包含、存儲、通信、傳播、發送或者轉移指令的任何裝置。該計算機可讀介質可以是電子的、磁的、光的、電磁的或者紅外的系統、設備或者裝置。計算機可讀介質的示例性(非唯一性)列表可以包括具有一根或者多根導線的電連接器(電子的)、可攜式計算機磁碟(磁的)、隨機存取存儲器(RAM)(磁的)、只讀存儲器(ROM)(磁的)、可擦可編程只讀存儲器(EPROM或者快閃記憶體)(磁的)、光纖(光的)以及可攜式只讀光碟(CDROM)(光的)。
注意，該計算機可讀介質可以包括紙或者另一種合適的介質，指令列印在該紙或者另一種合適的介質上。例如，通過光掃描該紙或者其它介質可以電子地獲得這些指令，如果有必要，然後編譯、翻譯或者另外以合適的方式處理這些指令，且將這些指令存儲在計算機存儲器中。
這裡只說明和描述了本發明的某些特徵，本領域中的普通技術人員會想到很多改進和變化。因此，應該理解，後附的權利要求書旨在覆蓋在本發明的真正要旨內的所有這樣的改進和變化。
權利要求
1.一種用於監測氣輪機系統(20)的性能的方法，所述方法包括提供多個燃燒罐(30)；圍繞所述多個燃燒罐的排放平面圓周地設置多個溫度傳感器(40)；操作所述多個燃燒罐，同時改變多個工作參數，其中，在操作期間，排放氣體從所述多個燃燒罐的每一個燃燒罐排出；使用所述多個溫度傳感器在所述排放平面測量所述排放氣體的溫度，以獲得多個單獨溫度測量值；確定排放氣體溫度的所述單獨溫度測量值與排出所述排放氣體的所述多個燃燒罐的相應的單獨燃燒罐的相關性；以及形成渦流模型(70)，其中，所述模型使用所述相關性來預測在所述排放平面內的渦流值，作為所述氣輪機工作參數的函數。
2.如權利要求1所述的方法還包括設置所述多個燃燒罐，以在一組選定的預定工作條件下工作；在所述多個燃燒罐在該組所述選定的工作條件下工作期間，使用所述多個溫度傳感器實時測量排放氣體溫度數據；根據所述實時的排放氣體溫度數據來計算至少一個實際的渦流值；使用所述模型來計算在該組所述選定的工作條件下的至少一個預測渦流值；比較所述實際渦流值和所述預測渦流值，且計算至少一個故障測試統計量；將所述故障統計量與標準比較；當所述故障測試統計量超過所述標準時，產生至少一個故障標記信號，其中所述至少一個故障標記信號表明在所述多個燃燒罐中存在有故障的燃燒罐。
3.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述故障測試統計量是所述實際渦流值和預測渦流值之間的差。
4.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，將所述故障測試統計量與標準的比較包括比較每個罐在經過一段時間的故障測試統計量的值，其中將所述故障測試統計量的值的選定特性的分布在經過所述時間段與相應於所述選定的特性的所述標準比較。
5.如權利要求2所述的方法還包括產生至少一個故障分類信號，其中，所述故障分類信號從所述多個燃燒罐中識別特定的有故障的燃燒罐。
6.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，操作所述多個燃燒罐，同時改變多個氣輪機工作參數還包括在各個值的範圍內改變每個所述氣輪機工作參數，所述各個值的範圍為從在所述多個燃燒罐的起始條件下使用的各個值到在所述多個燃燒罐的基本載荷條件下使用的各個值的範圍。
7.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述氣輪機工作參數包括入口導向葉片角、壓縮機排放壓、燃料流量、壓縮機排放溫度、校正的質量流量、輸出功率中的至少一個。
8.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，在所述排放平面內測量所述排放氣體的溫度包括產生所述排放平面內的排放氣體溫度曲線，所述曲線包括多個局部極大點，其中，每個局部極大點相應於所述多個燃燒罐中的一個所述的燃燒罐，以及其中確定所述相關性包括使所述多個局部極大點的每個局部極大點與其相應的燃燒罐相關聯。
9.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述多個溫度傳感器是該渦輪機的聯機控制系統的溫度監測部分的部件。
10.一種用於監測氣輪機系統(20)的性能的方法，所述方法包括提供多個燃燒罐(30)；圍繞所述多個燃燒罐的排放平面圓周地設置多個溫度傳感器(40)；操作所述多個燃燒罐，同時改變多個氣輪機工作參數，其中，在操作期間，排放氣體從多個燃燒罐的每一個燃燒罐排出，其中改變多個氣輪機工作參數包括在各個值的範圍內改變每個所述氣輪機工作參數，所述各個值的範圍為從在所述多個燃燒罐的起始條件下使用的各個值到在所述多個燃燒罐的基本載荷條件下使用的各個值的範圍，且所述氣輪機工作參數包括入口導向葉片角、壓縮機排放壓、燃料流量、壓縮機排放溫度、校正的質量流量、輸出功率中的至少一個；使用所述多個溫度傳感器在所述排放平面測量所述排放氣體的溫度，其中，在所述排放平面內測量所述排放氣體的溫度包括產生所述排放平面內的排放氣體溫度曲線，所述曲線包括多個局部極大點，其中，每個局部極大點相應於所述多個燃燒罐中的一個所述的燃燒罐；確定排放氣體溫度的單獨溫度測量值與排出所述排放氣體的單獨燃燒罐的相關性，其中確定所述相關性包括使所述多個局部極大點的每個局部極大點與其相應的燃燒罐相關聯；形成渦流模型(70)，其中，所述模型使用所述相關性來確定在所述排放平面內的渦流值，作為所述氣輪機的工作參數的函數；設置所述多個燃燒罐在一組選定的預定工作條件下工作；在所述多個燃燒罐在該組所述選定的工作條件下工作期間，實時獲得排放氣體溫度數據；根據所述實時的排放氣體溫度數據來計算實際的渦流值；使用所述模型來計算在該組所述選定的工作條件下的預測渦流值；比較所述實際渦流值和所述預測渦流值，且產生至少一個故障測試統計量，表明存在有故障的燃燒罐；其中所述至少一個故障測試統計量是所述實際渦流值和所述預測渦流值之間的差；將所述差與標準比較；當所述差超過所述標準時，產生至少一個故障標記信號，其中所述至少一個故障標記信號表明在所述多個燃燒罐中存在有故障的燃燒罐；以及產生至少一個故障分類信號，其中，所述故障分類信號從所述多個燃燒罐中識別特定的有故障的燃燒罐。
全文摘要
一種用於監測氣輪機系統(20)的性能的方法包括提供多個燃燒罐(30)；圍繞該多個燃燒罐的排放平面圓周地設置多個溫度傳感器(40)；操作該多個燃燒罐，同時改變多個工作參數，其中，在操作期間，排放氣體從多個燃燒罐的每一個燃燒罐排出；使用多個溫度傳感器在排放平面測量排放氣體的溫度，以獲得多個單獨溫度測量值；確定排放氣體溫度的單獨溫度測量值與排出排放氣體的多個燃燒罐的相應的單獨燃燒罐的相關性；以及形成渦流模型(70)，其中，該模型使用相關性來預測排放平面內的渦流值，作為工作參數的函數。
文檔編號F02C9/00GK1519554SQ20041000253
公開日2004年8月11日 申請日期2004年1月30日 優先權日2003年1月30日
發明者N·文卡特斯瓦蘭, M·A·沙, B·G·諾爾曼, N 文卡特斯瓦蘭, 沙, 諾爾曼 申請人:通用電氣公司