一種燃?xì)廨啓C(jī)火焰檢測(cè)系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及燃?xì)廨啓C(jī)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種燃?xì)廨啓C(jī)火焰檢測(cè)系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]燃?xì)廨啓C(jī)的工作原理是由壓氣機(jī)壓縮空氣，壓縮空氣進(jìn)入燃燒室后，與注入燃燒室的燃料發(fā)生燃燒反應(yīng)，放出熱量，變?yōu)楦邷貕嚎s氣體，然后透平在此高溫壓縮氣體的推動(dòng)下旋轉(zhuǎn)做功。燃燒室中燃料燃燒放熱，是燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的前提條件。如果在點(diǎn)火時(shí)，無(wú)法建立火焰，則需要重新開(kāi)始啟動(dòng)，甚至停機(jī)檢查；如果在正常運(yùn)行時(shí)，出現(xiàn)了熄火，則未燃燒的燃料可能進(jìn)入透平燃燒，引起爆燃。所以從正常運(yùn)行和安全運(yùn)行的角度，都需要時(shí)時(shí)刻刻密切監(jiān)視燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室中的火焰情況。
[0003]現(xiàn)有的火焰檢測(cè)方法有兩類，一種是基于光學(xué)傳感器進(jìn)行檢測(cè)，即通過(guò)檢測(cè)燃燒室內(nèi)的特定頻譜的光強(qiáng)來(lái)判斷火焰是否存在。這一類常見(jiàn)的火焰?zhèn)鞲衅饔凶贤鈧鞲衅?、紅外傳感器等，根據(jù)燃料組分的不同而有所選擇。光學(xué)火焰?zhèn)鞲衅鞯膬?yōu)點(diǎn)是檢測(cè)迅捷，時(shí)間延遲小。但光學(xué)火焰?zhèn)鞲衅鞯囊粋€(gè)主要缺陷是，對(duì)于清潔度要求較高，光學(xué)探頭容易因油污、灰等的付著而降低敏感性，甚至失去檢測(cè)能力，因此往往需要多個(gè)檢測(cè)器聯(lián)合工作，組成多冗余的測(cè)量系統(tǒng)。使用光學(xué)傳感器進(jìn)行火焰檢測(cè)，需要定期清潔和維護(hù)，所以硬件成本和維護(hù)成本都較高。為了地高可靠性和降低成本，一般分筒式燃燒室會(huì)使用連焰管來(lái)減少熄火風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)僅僅在部分燃燒室中設(shè)置光學(xué)火焰?zhèn)鞲衅?，然而連焰管并不能時(shí)刻保證對(duì)熄火燃燒室的重點(diǎn)火，所以此種方法對(duì)于熄火而言，也是具有一定漏診風(fēng)險(xiǎn)。
[0004]第二種是基于溫度進(jìn)行檢測(cè)，典型的方式是通過(guò)透平排氣溫度檢測(cè)火焰是否存在。此種檢測(cè)方式可以利用燃?xì)廨啓C(jī)一般都會(huì)配備的排氣溫度熱電偶。根據(jù)排氣溫度和壓氣機(jī)壓力、轉(zhuǎn)速，計(jì)算燃燒室熱量，從而判斷火焰存在情況。此種方法的優(yōu)點(diǎn)是誤診率低。缺點(diǎn)是診斷有延遲，特別是對(duì)于熄火的診斷，當(dāng)出現(xiàn)排氣溫度分散度異常的時(shí)候，意味著未燃燒的燃料已經(jīng)流過(guò)了整個(gè)透平，甚至維持了幾秒。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有技術(shù)存在的硬件成本和維護(hù)成本較高，測(cè)量時(shí)間延遲的問(wèn)題。
[0006]為此目的，本發(fā)明提出一種燃?xì)廨啓C(jī)火焰檢測(cè)方法，該方法包括:
[0007]測(cè)量待測(cè)燃?xì)廨啓C(jī)的燃?jí)焊字械娜珘阂约八龃郎y(cè)燃?xì)廨啓C(jī)的透平噴嘴喉部靜壓；
[0008]計(jì)算所述燃?jí)焊字械娜珘号c透平喉部靜壓之間的壓差；
[0009]根據(jù)所述燃?jí)焊字械娜珘号c透平喉部靜壓之間的壓差計(jì)算所述待測(cè)燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室氣體流速；
[0010]實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述燃燒室氣體流速的波動(dòng)值，根據(jù)所述波動(dòng)值來(lái)判斷火焰是否建立，如果燃燒室流速減小的波動(dòng)值小于第一預(yù)設(shè)閾值，則燃燒室出現(xiàn)了熄火狀態(tài)，如果燃燒室流速增大的波動(dòng)值大于第二預(yù)設(shè)閾值，則燃燒室建立了火焰。
[0011]相應(yīng)的，本發(fā)明還提出了一種燃?xì)廨啓C(jī)火焰檢測(cè)方法，該方法包括:
[0012]測(cè)量待測(cè)燃?xì)廨啓C(jī)的燃?jí)焊字械娜珘阂约八龃郎y(cè)燃?xì)廨啓C(jī)的透平冷卻管路靜壓；
[0013]計(jì)算所述燃?jí)焊字械娜珘号c透平冷卻管路靜壓之間的壓差；
[0014]根據(jù)所述燃?jí)焊字械娜珘号c透平冷卻管路靜壓之間的壓差計(jì)算所述待測(cè)燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室氣體流速；
[0015]實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述燃燒室氣體流速的波動(dòng)值，根據(jù)所述波動(dòng)值來(lái)判斷火焰是否建立，如果燃燒室流速減小的波動(dòng)值小于第一預(yù)設(shè)閾值，則燃燒室出現(xiàn)了熄火狀態(tài)，如果燃燒室流速增大的波動(dòng)值大于第二預(yù)設(shè)閾值，則燃燒室建立了火焰。
[0016]相應(yīng)的，本發(fā)明還提出了一種燃?xì)廨啓C(jī)火焰檢測(cè)系統(tǒng)，所述燃?xì)廨啓C(jī)火焰檢測(cè)系統(tǒng)包括:計(jì)算單元、處理單元和差壓計(jì)，所述差壓計(jì)一側(cè)的第一取壓管連接于待測(cè)燃?xì)廨啓C(jī)的燃?jí)焊?，用于測(cè)量燃?jí)焊字械娜珘海霾顗河?jì)另一側(cè)的第二取壓管連接于所述待測(cè)燃?xì)廨啓C(jī)的透平噴嘴喉部，用于測(cè)量透平喉部靜壓；
[0017]所述差壓計(jì)，用于在待測(cè)燃?xì)廨啓C(jī)點(diǎn)火后，測(cè)量所述燃?jí)焊字械娜珘号c透平喉部靜壓之間的壓差；
[0018]計(jì)算單元，用于根據(jù)所述燃?jí)焊字械娜珘号c透平喉部靜壓之間的壓差計(jì)算所述待測(cè)燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室氣體流速；
[0019]處理單元，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述燃燒室氣體流速的波動(dòng)值，根據(jù)所述波動(dòng)值來(lái)判斷火焰是否建立，如果燃燒室流速減小的波動(dòng)值小于第一預(yù)設(shè)閾值，則燃燒室出現(xiàn)了熄火狀態(tài)，如果燃燒室流速增大的波動(dòng)值大于第二預(yù)設(shè)閾值，則燃燒室建立了火焰。
[0020]相應(yīng)的，本發(fā)明還提出了一種燃?xì)廨啓C(jī)火焰檢測(cè)系統(tǒng)，所述燃?xì)廨啓C(jī)火焰檢測(cè)系統(tǒng)包括:計(jì)算單元、處理單元和差壓計(jì)，所述差壓計(jì)一側(cè)的第一取壓管連接于待測(cè)燃?xì)廨啓C(jī)的燃?jí)焊祝糜跍y(cè)量燃?jí)焊字械娜珘?，所述差壓?jì)另一側(cè)的第二取壓管連接于所述待測(cè)燃?xì)廨啓C(jī)的透平噴嘴冷卻管路側(cè)壁，用于測(cè)量透平冷卻管路靜壓；
[0021]所述差壓計(jì)，用于在待測(cè)燃?xì)廨啓C(jī)點(diǎn)火后，測(cè)量所述燃?jí)焊字械娜珘号c透平冷卻管路靜壓之間的壓差；
[0022]計(jì)算單元，用于根據(jù)所述燃?jí)焊字械娜珘号c透平冷卻管路靜壓之間的壓差計(jì)算所述待測(cè)燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室氣體流速；
[0023]處理單元，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述燃燒室氣體流速的波動(dòng)值，根據(jù)所述波動(dòng)值來(lái)判斷火焰是否建立，如果燃燒室流速減小的波動(dòng)值小于第一預(yù)設(shè)閾值，則燃燒室出現(xiàn)了熄火狀態(tài)，如果燃燒室流速增大的波動(dòng)值大于第二預(yù)設(shè)閾值，則燃燒室建立了火焰。
[0024]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果:
[0025]本發(fā)明提出的燃?xì)廨啓C(jī)火焰檢測(cè)系統(tǒng)和方法，使用壓力測(cè)量，因此傳感器成本低，可靠性也更高；使用壓力測(cè)量，因此測(cè)量時(shí)間延遲相對(duì)于熱電偶等測(cè)溫元件的時(shí)間延遲?。粵](méi)有光學(xué)元件的參與，因此維護(hù)周期長(zhǎng)，而且取壓管和壓力傳感器的維護(hù)也比光學(xué)火焰檢測(cè)器的維護(hù)更方便。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的一種燃?xì)廨啓C(jī)火焰檢測(cè)方法的流程示意圖；
[0027]圖2為本發(fā)明另一實(shí)施例的一種燃?xì)廨啓C(jī)火焰檢測(cè)方法的流程示意圖；
[0028]圖3為本發(fā)明實(shí)施例的一種燃?xì)廨啓C(jī)火焰檢測(cè)系統(tǒng)中差壓計(jì)與燃?xì)廨啓C(jī)的連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖4為本發(fā)明另一實(shí)施例的一種燃?xì)廨啓C(jī)火焰檢測(cè)系統(tǒng)中差壓計(jì)與燃?xì)廨啓C(jī)的連接結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0031]本發(fā)明的目的是為了提供一種燃?xì)廨啓C(jī)火焰檢測(cè)方法及系統(tǒng)，通過(guò)測(cè)量或計(jì)算燃燒室氣流速度，判斷火焰存在與否。當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室存在火焰時(shí)，氣體體積流量和流速相對(duì)于無(wú)火狀態(tài)會(huì)增大很多，因此可以利用燃燒室和透平的結(jié)構(gòu)，通過(guò)測(cè)量一些位置處的靜壓的變化來(lái)監(jiān)視流量，從而監(jiān)視氣體流量，從而間接地診斷火焰存在與否。而且由于燃燒室和透平存在冷卻孔，所以還可以利用冷卻孔的冷卻氣流量來(lái)間接監(jiān)視靜壓的變化。
[0032]實(shí)施例一
[0033]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的一種燃?xì)廨啓C(jī)火焰檢測(cè)方法的流程示意圖，如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提出的一種燃?xì)廨啓C(jī)火焰檢測(cè)方法包括以下步驟:
[0034]S11、測(cè)量待測(cè)燃?xì)廨啓C(jī)的燃?jí)焊字械娜珘阂约八龃郎y(cè)燃?xì)廨啓C(jī)的透平噴嘴喉部靜壓；
[0035]S12、計(jì)算所述燃?jí)焊字械娜珘号c透平喉部靜壓之間的壓差；
[0036]S13、根據(jù)所述燃?jí)焊字械娜珘号c透平喉部靜壓之間的壓差計(jì)算所述待測(cè)燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室氣體流速；
[0037]S14、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述燃燒室氣體流速的波動(dòng)值，根據(jù)所述波動(dòng)值來(lái)判斷火焰是否建立，如果燃燒室流速減小的波動(dòng)值小于第一預(yù)設(shè)閾值，則燃燒室出現(xiàn)了熄火狀態(tài)，如果燃燒室流速增大的波動(dòng)值大于第二預(yù)設(shè)閾值，則燃燒室建立了火焰。
[0038]本發(fā)明實(shí)施例中，在燃燒室下游的高速區(qū)具有取壓孔，在燃燒室上游低速區(qū)具有取壓孔，兩處的取壓孔通過(guò)導(dǎo)壓管路與差壓計(jì)連接，差壓計(jì)測(cè)量?jī)商帀毫Σ?，根?jù)該壓力差計(jì)算燃燒室氣流速度；并根據(jù)燃?xì)廨啓C(jī)的燃料閥門、可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉、抽氣閥門等所有執(zhí)行機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)速率，計(jì)算出燃燒室氣流速度的第一波動(dòng)閾值和第二波動(dòng)閾值，將所述第一波動(dòng)閾值設(shè)為第一預(yù)設(shè)閾值，將所述第二波動(dòng)閾值設(shè)為第二預(yù)設(shè)閾值，如果燃燒室氣流速度突然減小的幅度超出了燃燒室氣流速度的第一預(yù)設(shè)閾值，則判斷燃燒室出現(xiàn)了熄火，如果燃燒室氣流速度突然增大的幅度超出了燃燒室氣流速度的第二預(yù)設(shè)閾值，則判斷燃燒室點(diǎn)火成功。
[0039]進(jìn)一步地，所述第一預(yù)設(shè)閾值和第二預(yù)設(shè)閾值相同或不同。
[0040]本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)測(cè)量并計(jì)算燃燒室氣流流速，進(jìn)行點(diǎn)火成功或者火焰熄滅的檢測(cè)，相比于傳統(tǒng)的紫外或者紅外火焰檢測(cè)器，本發(fā)明具有較低的故障率和誤診率，同時(shí)具有相似的響應(yīng)延遲，因?yàn)橹恍枋褂贸Ｒ?jiàn)類型的傳感器，因此成本更低；相比于傳統(tǒng)的基于溫度分散度診斷熄火的方法，本發(fā)明具有更低的故障率和響應(yīng)時(shí)間。
[0041]實(shí)施例二
[0042]圖2為本發(fā)明另一實(shí)施例的一種燃?xì)廨啓C(jī)火焰檢測(cè)方法的流程示意圖；如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例提出的一種燃?xì)廨啓C(jī)火焰檢測(cè)方法包括以下步驟:
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