一種燃氣輪機燃燒室燃燒不穩(wěn)定的主動控制方法
【專利摘要】一種燃氣輪機燃燒室燃燒不穩(wěn)定的主動控制方法，該方法是在燃氣輪機燃燒室端蓋部件或者火焰筒壁面上安裝動態(tài)壓力傳感器；將動態(tài)壓力傳感器采集的燃燒室內的動態(tài)壓力原始信號送往信號處理單元；通過預處理器將動態(tài)壓力原始信號進行去噪處理，通過信號處理單元對處理后的動態(tài)壓力信號進行傅里葉級數(shù)展開，得到直流信號與不同頻率成分的諧波信號的疊加信號；保留諧波信號中振幅超過設定的振幅閾值的諧波信號成分，并將這些保留諧波信號的頻率，幅值和相位信息送往控制器；控制器根據(jù)輸入信息驅動快速響應閥給燃料流量輸入一個與對應頻率諧波信號相位差為180度的同頻激勵，以抑制燃燒室內的高振幅壓力脈動，從而達到燃燒不穩(wěn)定的主動控制。
【專利說明】一種燃氣輪機燃燒室燃燒不穩(wěn)定的主動控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)燃氣輪機的一種燃燒控制方法，尤其涉及一種燃燒不穩(wěn)定的主動控制方法。
【背景技術】
[0002]為了降低排放，獲得較高的燃燒效率，現(xiàn)代工業(yè)燃氣輪機燃燒室越來越多地采用燃料一空氣預混的燃燒方式。貧油預混燃燒系統(tǒng)的排放性能較傳統(tǒng)的非預混系統(tǒng)好，但它的發(fā)展受到燃燒不穩(wěn)定的限制；它的燃燒穩(wěn)定范圍很窄，不能適應燃氣輪機在很大范圍內變化的要求；不穩(wěn)定的燃燒過程產(chǎn)生低頻高幅的壓力振動，它不但影響燃燒室的燃燒性能，而且嚴重時有可能破壞燃燒室的結構。
[0003]為了避免燃燒不穩(wěn)定對燃燒系統(tǒng)和燃氣輪機的破壞作用，各大研究機構投入了大量的人力、物力和財力來進行此項研究，并提出了很多有實際工程價值的控制措施。如Yedidia Neumeier等人提出了 一種燃燒不穩(wěn)定的主動控制方法，但他們所發(fā)明的燃燒不穩(wěn)定主動控制方法主要用于火箭，導彈等容易出現(xiàn)高頻不穩(wěn)定的燃燒系統(tǒng)。MichaelD.Cornffell等人也提出了一種燃燒不穩(wěn)定的主動控制方法，他們所發(fā)明的主動控制方法主要通過分析燃燒室內壓力脈動信號和火焰強度信號的耦合程度來判定燃燒內是否發(fā)生燃燒不穩(wěn)定，然后通過控制器控制閥組來調節(jié)值班噴嘴內燃料量來實現(xiàn)燃燒不穩(wěn)定的主動控制。在US7728736專利文獻中，提出的燃燒不穩(wěn)定控制方法主要是采用一個火焰?zhèn)鞲衅鳒y量不同時刻的火焰強度，然后求取兩個相鄰時刻的火焰強度差，并將該火焰強度差與設定閾值比較，如果火焰強度差大于設定閾值，則通過控制器對燃燒室采取措施來抑制燃燒不穩(wěn)定。而在US6059560專利文獻中，提出了一種通過周期性調節(jié)當量比的方法來實現(xiàn)燃燒不穩(wěn)定的主動控制，但該方法的調節(jié)過程比較復雜，在實際工程中應用難度較大。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的不足和缺陷，提出一種用于燃氣輪機燃燒室燃燒不穩(wěn)定的主動控制方法。
[0005]本發(fā)明所采用的技術方案如下:
[0006]一種燃氣輪機燃燒室燃燒不穩(wěn)定的主動控制方法，其特征是所述方法包括:
[0007]I)在燃氣輪機燃燒室端蓋部件或者火焰筒壁面上安裝動態(tài)壓力傳感器，動態(tài)壓力傳感器測量設定時間步長t的動態(tài)壓力信號；
[0008]2)將動態(tài)壓力傳感器采集的燃燒室內的動態(tài)壓力原始信號送往信號處理單元，并將該原始信號記為p(t) , t e [T1, T2] ； T1為開始記錄數(shù)據(jù)的時刻，τ 2為結束記錄數(shù)據(jù)的時刻；
[0009]3)通過嵌入在信號處理單元中的預處理器將動態(tài)壓力原始信號進行去噪處理，將原始信號中的噪聲信號和處理后的動態(tài)壓力信號分別記為PlmisJt)和P' (t)；
[0010]P' (t) =P (t)-Pniose (t) (I)[0011]4)通過信號處理單元對處理后的動態(tài)壓力信號P' (t)進行傅里葉級數(shù)展開，得到直流信號P與K個不同頻率成分的諧波信號的疊加信號，將每個頻率諧波信號的幅值、頻率和相位分別記為cn，fn，Φη，η e (1,2,3,……K);戶為燃燒室內的平均壓力；
[0012]
【權利要求】
1.一種燃氣輪機燃燒室燃燒不穩(wěn)定的主動控制方法，其特征是所述方法包括: 1)在燃氣輪機燃燒室端蓋部件或者火焰筒壁面上安裝動態(tài)壓力傳感器；動態(tài)壓力傳感器測量設定時間步長t的動態(tài)壓力信號； 2)將動態(tài)壓力傳感器采集的燃燒室內的動態(tài)壓力原始信號送往信號處理單元，并將該原始信號記為P(t) , t e [T1, τ2] ； T1為開始記錄數(shù)據(jù)的時刻，τ 2為結束記錄數(shù)據(jù)的時刻； 3)通過嵌入在信號處理單元中的預處理器將動態(tài)壓力原始信號進行去噪處理，將原始信號中的噪聲信號和處理后的動態(tài)壓力信號分別記為Pntjise(t)和P' (t)；
【文檔編號】F23N1/00GK103807873SQ201410063198
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年2月25日 優(yōu)先權日:2014年2月25日
【發(fā)明者】謝法, 井文明 申請人:北京華清燃氣輪機與煤氣化聯(lián)合循環(huán)工程技術有限公司