燃?xì)廨啓C(jī)安全運(yùn)行貧熄火閾值設(shè)定方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及燃?xì)廨啓C(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體公開了一種燃?xì)廨啓C(jī)安全運(yùn)行貧熄火閾值設(shè)定方法，包括在燃燒室貧熄火燃燒試驗臺上做至少三個工況下的貧熄火試驗，分別記錄各個試驗工況下熄火時的燃燒室進(jìn)口空氣負(fù)荷參數(shù)和燃料負(fù)荷參數(shù)，分別計算各個試驗工況下的貧熄火邊界，將各個試驗工況下的空氣負(fù)荷參數(shù)和計算得到的貧熄火邊界帶入貧熄火邊界表達(dá)式，計算各個試驗工況下貧熄火邊界表達(dá)式中的常數(shù)，將各個試驗工況下計算得到的常數(shù)求取算術(shù)平均值，利用貧熄火表達(dá)式預(yù)估燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室在其它全部工況下的貧熄火邊界，根據(jù)預(yù)估的貧熄火邊界，設(shè)定燃?xì)廨啓C(jī)在全部工況下的貧熄火閾值。本發(fā)明能夠設(shè)定出燃燒室貧熄火閾值，從而保證了燃?xì)廨啓C(jī)的安全運(yùn)行。
【專利說明】燃?xì)廨啓C(jī)安全運(yùn)行貧熄火閾值設(shè)定方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及燃?xì)廨啓C(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種燃?xì)廨啓C(jī)安全運(yùn)行貧熄火閾值設(shè)定 方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 重型燃?xì)廨啓C(jī)正在向更大的單機(jī)功率、更高的循環(huán)效率以及更低的排放等方向發(fā) 展。燃燒室作為重型燃?xì)廨啓C(jī)的三大核心部件之一，肩負(fù)著重要的功能。一方面它需要將 燃料的化學(xué)能有效地釋放出來轉(zhuǎn)換為高溫高壓的燃?xì)?，為其在透平中膨脹做功提供條件； 另一方面，他還負(fù)責(zé)控制污染物的生成。隨著全世界對環(huán)保問題的重視，各國對重型燃?xì)廨?機(jī)燃燒室的排放要求越來越嚴(yán)格，尤其是對氮氧化物（NOx)排放的要求。因此，在設(shè)計與開 發(fā)新一代重型燃?xì)廨啓C(jī)時，各主要燃?xì)廨啓C(jī)制造商大都采用貧預(yù)混低污染燃燒設(shè)計技術(shù)。
[0003] 貧預(yù)混燃燒意味著燃燒室必須在較低的油氣比下工作，也即燃?xì)廨啓C(jī)在貧熄火 (或貧燃熄火）邊界附近工作，這樣就增加了燃燒室貧熄火的風(fēng)險。為了保證燃?xì)廨啓C(jī)的安 全運(yùn)行，就需要較準(zhǔn)確預(yù)估燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室的貧熄火邊界，然后根據(jù)貧熄邊界設(shè)定一定的 閾值，從而保證燃機(jī)的安全運(yùn)行。
[0004] 在現(xiàn)有技術(shù)中，專利號為CN101493230A的專利中提到了一種經(jīng)由噴嘴當(dāng)量比控 制的燃燒貧油熄火保護(hù)方法，該方法主要是通過將測量的噴嘴當(dāng)量比與設(shè)定的閾值比較 后，然后采取一定的控制策略來避免燃?xì)廨啓C(jī)貧熄火的發(fā)生，但沒有提出如何設(shè)定貧熄火 閾值。而在燃機(jī)的實際工作過程中，該閾值的設(shè)定非常重要，直接關(guān)系到燃?xì)廨啓C(jī)的安全運(yùn) 行。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] (一）要解決的技術(shù)問題
[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種燃?xì)廨啓C(jī)安全運(yùn)行貧熄火閾值設(shè)定方法，以克服現(xiàn)有技 術(shù)中無法設(shè)定燃燒室的貧熄火閾值的問題。
[0007] (二）技術(shù)方案
[0008] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種燃?xì)廨啓C(jī)安全運(yùn)行貧熄火閾值設(shè)定方 法，包括以下步驟：
[0009] SI.在燃燒室貧熄火燃燒試驗臺上做至少三個工況下的貧熄火試驗；
[0010] S2.分別記錄各個試驗工況下熄火時的燃燒室進(jìn)口空氣負(fù)荷參數(shù)和燃料負(fù)荷參 數(shù)；
[0011] S3.分別計算各個試驗工況下的貧熄火邊界；
[0012] S4.將各個試驗工況下的所述空氣負(fù)荷參數(shù)和計算得到的所述貧熄火邊界帶入貧 熄火邊界表達(dá)式，計算各個試驗工況下貧熄火邊界表達(dá)式中的常數(shù)；
[0013] S5.將各個試驗工況下計算得到的所述常數(shù)求取算術(shù)平均值；
[0014] S6.利用貧熄火表達(dá)式預(yù)估燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室在其它全部工況下的貧熄火邊界；
[0015] S7.根據(jù)預(yù)估的貧熄火邊界，設(shè)定燃?xì)廨啓C(jī)在全部工況下的貧熄火閾值。
[0016] 優(yōu)選地，所述空氣負(fù)荷參數(shù)包括空氣流量、空氣溫度和空氣壓力，所述燃料負(fù)荷參 數(shù)包括燃料流量、燃料溫度和燃料壓力。
[0017] 優(yōu)選地，步驟S3中各個工況下的貧熄火邊界通過如下公式得到，
[0018]

【權(quán)利要求】
1. 一種燃?xì)廨啓C(jī)安全運(yùn)行貧熄火閾值設(shè)定方法，其特征在于，包括以下步驟：
51. 在燃燒室貧熄火燃燒試驗臺上做至少三個工況下的貧熄火試驗；
52. 分別記錄各個試驗工況下熄火時的燃燒室進(jìn)口空氣負(fù)荷參數(shù)和燃料負(fù)荷參數(shù)；
53. 分別計算各個試驗工況下的貧熄火邊界；
54. 將各個試驗工況下的所述空氣負(fù)荷參數(shù)和計算得到的所述貧熄火邊界帶入貧熄火 邊界表達(dá)式，計算各個試驗工況下貧熄火邊界表達(dá)式中的常數(shù)；
55. 將各個試驗工況下計算得到的所述常數(shù)求取算術(shù)平均值；
56. 利用貧熄火表達(dá)式預(yù)估燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室在其它全部工況下的貧熄火邊界；
57. 根據(jù)預(yù)估的貧熄火邊界，設(shè)定燃?xì)廨啓C(jī)在全部工況下的貧熄火閾值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)廨啓C(jī)安全運(yùn)行貧熄火閾值設(shè)定方法，其特征在于，所述 空氣負(fù)荷參數(shù)包括空氣流量、空氣溫度和空氣壓力，所述燃料負(fù)荷參數(shù)包括燃料流量、燃料 溫度和燃料壓力。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃?xì)廨啓C(jī)安全運(yùn)行貧熄火閾值設(shè)定方法，其特征在于，步驟 S3中各個工況下的貧熄火邊界通過如下公式得到，
其中，qlb。為貧熄火邊界，mf為燃料流量，ma為空氣流量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃?xì)廨啓C(jī)安全運(yùn)行貧熄火閾值設(shè)定方法，其特征在于，步驟 S4中貧熄火邊界表達(dá)式如下，
其中，P3為空氣壓力，T3為空氣溫度，K為常數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃?xì)廨啓C(jī)安全運(yùn)行貧熄火閾值設(shè)定方法，其特征在于，步驟 S5中所沭常數(shù)的算術(shù)平詢倌通過如下公式求取，
其中，^力所述常數(shù)的算術(shù)平均值，N為試驗工況的個數(shù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃?xì)廨啓C(jī)安全運(yùn)行貧熄火閾值設(shè)定方法，其特征在于，步驟 S6中貧熄火表達(dá)式如下，
其中，Vib。為預(yù)估的貧熄火邊界。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃?xì)廨啓C(jī)安全運(yùn)行貧熄火閾值設(shè)定方法，其特征在于，步驟 S7中燃?xì)廨啓C(jī)在全部工況下的貧熄火閾值通過如下公式設(shè)定， Qset=C^qi - 其中，qsrt為貧熄火閾值，C為閾值系數(shù),所述閾值系數(shù)的取值范圍為I. 5?3. 0。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任何一項所述的燃?xì)廨啓C(jī)安全運(yùn)行貧熄火閾值設(shè)定方法，其特 征在于，所述燃燒室貧熄火燃燒試驗臺包括空氣供給系統(tǒng)、燃料供給系統(tǒng)、空氣負(fù)荷參數(shù)測 量儀表、燃料負(fù)荷參數(shù)測量儀表、全尺寸燃燒室、排氣溫度測量儀表和排氣系統(tǒng)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃?xì)廨啓C(jī)安全運(yùn)行貧熄火閾值設(shè)定方法，其特征在于，所述 空氣負(fù)荷參數(shù)測量儀表和燃料負(fù)荷參數(shù)測量儀表均包括流量計、熱電偶和壓力變送器。
【文檔編號】G01M15/14GK104458273SQ201410586814
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】謝法, 井文明 申請人:北京華清燃?xì)廨啓C(jī)與煤氣化聯(lián)合循環(huán)工程技術(shù)有限公司