发电设备在瞬变状态期间失效的检测和分类制造技术

一种对汽轮机的瞬变操作的监测，包括识别瞬变操作的起动状态和终止状态并且限定从起动状态到终止状态的路径，其中所述路径包括多个顺序地布置的子部段。另外，获得所述路径的每个相应的子部段的多个工作参数中的每一个的相应值，然后对相应的子部段中的每一个，判定多个工作参数中的每一个的相应值是否匹配该具体工作参数的相应的预定容许值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】发电设备在瞬变状态期间失效的检测和分类相关申请的交叉引用本申请要求标题为“"DETECTIONANDCLASSIFICATIONOFFAILURESOFPOWERGENERATIONEQUIPMENTDURINGTRANSIENTCONDITIONSWITHPHASESPACEMANIFOLDSDERIVEDFROMRETURNMAPSOFONLINESENSORDATA”的2012年4月6日提交的美国临时专利申请61/621,027的优先权，该申请的整个公开内容通过引用合并入本文。
本专利技术涉及发电设备领域，并且更具体地涉及发电设备的失效分析。
技术介绍
通常，发电设备(例如，蒸汽轮机、燃汽轮机等等)以两种模式工作：稳态和瞬态。在稳态模式下，诸如例如温度、压力、燃料流量、电流等等的工作参数随时间保持大致不变。对于发电设备中的稳态状态的最常见情形是基本负载操作，该操作是设备在特定额定发热极限下的操作。瞬变状态出现在大多数其它情况下，诸如，例如起动状态、停机状态、失效或者断油状态，以及负载变化。论断发电设备中的稳态失效的一个常规方法包括监测系统传感器以获得相对预期值的偏差。预期值典型地根据关于电力设备应如何理想地工作的模型计算出，然后来自被监测传感器的值可与预期值比较。由于影响电力设备工作的所有因素可被测量或监测，最终的设备工作数学模型对于一些设备工作参数可能不够精确。上述常规方法对于稳态操作的分析可以是有用的，因为稳态操作呈现线性特性，这允许在设备工作时进行较快速的分析(即，在线分析)。但是，瞬变状态可非常快速地且经常以非线性方式变化。因此，发电设备的瞬变状态更难以分析。因而，仍存在对于有效地分析发电设备的瞬变状态、尤其是对这些设备进行在线分析的技术、方法和系统的需要。
技术实现思路
本专利技术方面涉及用于监测汽轮机的瞬变操作的方法。该方法包括识别瞬变操作的起动状态和终止状态并且限定从起动状态到终止状态的路径，其中所述路径包括多个顺序地布置的子部段。另外，根据本方法，获得所述路径的每个相应的子部段的多个工作参数中的每一个的相应值，然后对相应的子部段中的每一个，判定多个工作参数中的每一个的相应值是否匹配该具体工作参数的相应的预定容许值。根据本专利技术的另外方面，提供了用于监测汽轮机的瞬变操作的计算机程序产品，其中设有包含计算机可用程序代码的计算机可读存储介质。该计算机可用程序代码包括以下代码a)被构造成识别瞬变操作的起动状态和终止状态；b)被构造成限定从起动状态到终止状态的路径，其中所述路径包括多个顺序地布置的子部段；c)被构造成获得所述路径的每个相应的子部段的多个工作参数中的每一个的相应值；和d)被构造成对所述相应的子部段中的每一个确定所述多个工作参数中的每一个的所述相应值是否匹配所述具体工作参数的相应的预定容许值。本专利技术的再一方面涉及用于监测汽轮机的瞬变操作的系统。该系统包括控制器部件，所述控制器部件构造成识别瞬变操作的起动状态和终止状态并且限定从起动状态到终止状态的路径，其中所述路径包括多个顺序地布置的子部段。另外包括与控制器部件通信的多个传感器，所述多个传感器构造成获得所述路径的每个相应的子部段的多个工作参数中的每一个的相应的测量值。此外，该系统包括与控制器部件通信的分析仪，所述分析仪构造成对相应的子部段中的每一个确定所述多个工作参数中的每一个的相应值是否匹配该具体工作参数的相应的预定容许值。附图说明虽然本说明书包括有特别地指出且不同地要求本专利技术的权利要求书，但认为本专利技术将从以下结合附图的说明更好地理解，其中同样的附图标记标示同样的元件，并且其中：图1A描绘了根据本专利技术原理的示例性三维相空间；图1B描绘了根据本专利技术原理的与监测到发生四次具体的瞬变状态相对应的示例历史数据集合；图1C描绘了根据本专利技术原理的概念化集管分界(conceptualizedmanifoldboundary)；图2描绘了根据本专利技术原理的用于监测发电设备中的瞬变状态的示例方法的流程图；图3描绘了根据本专利技术原理的用于监测瞬变状态的图2的示例性方法的另外细节的流程图；和图4是根据本公开原理的数据处理系统的框图。具体实施方式在以下优选实施方式的详细说明中，参考附图，附图形成本专利技术的一部分，并且其中以例示方式且非限制性地示出了具体的优选实施方式，其中可以实施本专利技术。应理解，可以利用其它实施方式，并且可以在不偏离本专利技术精神和范围的情况下进行改变。使用本文所述的技术、方法和系统，能够执行对发电设备的瞬变工作状态的在线或离线方式的监测和分析。一个示例瞬变状态包括起动气体或者蒸汽轮机。相应地，在此提供关于该具体示例的细节；但是，本专利技术原理也适用于其它的瞬变工作状态，诸如，例如停机、断油或失效，以及负载变化。在这些及其它的瞬变工作状态中的任一状态期间，可检测发电设备相对期望特性的偏差。图1A描绘了根据本专利技术原理的示例性三维相空间。能够形成可在其中分析发电设备(例如，“系统”)的相空间102。相空间是坐标空间，其中所有可能的系统状态可记录为空间中的点。在监测系统的瞬变工作状态时所考虑的每一可测量的工作参数是相空间102中的相应维度。例如，工作参数可包括燃料流量(例如，描绘为x轴104)、叶片速度(例如，描绘为y轴106)和平均叶片路径温度(例如，描绘为z轴108)。如果这三个工作参数是限定示例相空间的可测量参数，则该相空间是三维的。在系统瞬变操作期间的具体时刻(例如，t＝1)，燃料流量将具有可测值x1，叶片速度将具有可测值y1，并且叶片路径温度将具有可测值z1。因而，系统状态118可限定为示例性三维相空间102中的坐标点(x1,y1,z1)。类似地，具体时刻t时的任何系统状态可通过三元坐标系(xt，yt，zt)限定在示例性三维相空间内，其中xt是时刻t时的燃料流量的可测值，yt是时刻t时的叶片速度的可测值，以及zt是时刻t时的叶片路径温度的可测值。因而，与限定相空间102中具体位置的每一三维坐标相关联地，可存在附加的参数(例如，时刻t)。如下所述，不同于时间的参数，诸如，例如涡轮转速可与相空间中的一组坐标关联。在该示例中，汽轮机在各速度下的可测量的工作参数的相应值限定相空间中的各相应点。通过考虑用于系统的不仅三个工作参数，可限定大于三维的相空间。例如，如果考虑系统在瞬变操作期间的350个工作参数，则会限定350-维的相空间，以便每个可能的系统状态将是该相空间内的350-元坐标值。因而，本领域普通技术人员将易于认识到，本专利技术原理适用于具有任意维度大小的相空间。但是，因为三维相空间较易于以图形方式描述，本文提供的示例图涉及三维相空间，但本专利技术实施方式不局限于仅该大小的相空间。示例工作参数，特别是关于汽轮机起动的工作参数，可包括例如叶片路径温度、反点火温度(flashbacktemperatures)、燃料流量、燃料温度、燃料压力、轮盘空腔温度、排气温度、外壳温度、入口温度、入口压力和各种阀位。在不偏离本专利技术范围的情况下，其它的传感器和参数也可考虑。一旦已经限定相空间，则可描述作为通过相空间的路径的状态向量，其示出系统如何从一个状态转变到下一状态。例如，如果被监测的系统从一个状态(x1，y1，z1)转变到下一状态(x2，y2，z2)，则相空间中的该两个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于监测汽轮机的瞬变操作的方法，包括：识别所述瞬变操作的起动状态和终止状态；限定从所述起动状态到所述终止状态的路径，其中所述路径包括多个顺序地布置的子部段；对所述路径的各相应的子部段，获得多个工作参数中的每一个的相应值；以及对于各相应的子部段，确定所述多个工作参数中的各工作参数的所述相应值是否匹配该具体工作参数的相应的预定的容许值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.04.06 US 61/621,027;2013.01.23 US 13/747,5481.一种用于监测汽轮机的瞬变操作的方法，包括：识别所述瞬变操作的起动状态和终止状态；限定从所述起动状态到所述终止状态的路径，其中所述路径包括多个顺序地布置的子部段；对所述路径的各相应的子部段，获得多个工作参数中的每一个的相应值；以及对于各相应的子部段，确定所述多个工作参数中的各工作参数的所述相应值是否匹配该具体工作参数的相应的预定的容许值，其中，所述方法进一步包括：至少部分地基于如下因素确定所述多个工作参数中的每一个的相应的错误分数：在多少个相应的子部段中发生具体一个工作参数的所述相应值不匹配该具体的子部段的具体的工作参数的相应的预定容许值。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：基于所述多个工作参数的相应的错误分数排列所述多个工作参数。3.根据权利要求1所述的方法，其中，具体的子部段的具体工作参数的相应的预定容许值包括具有最小值和最大值的值范围，并且其中如果所述工作参数的所述相应值小于或等于所述最大值并且大于或等于所述最小值，则所述具体的子部段的工作参数的所述相应值匹配所述相应的预定容许值。4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：对于所述多个工作参数中的每一个，计算所述路径的所述相应的子部段中的每一个所述相应的预定容许值。5.根据权利要求4所述的方法，其中，对于所述多个工作参数中的具体一个，计算所述路径的相应的子部段中的每一个的所述相应的预定容许值包括：识别所述瞬变操作的多个历史实例；对每个历史实例，确定所述路径的相应的子部段中的每一个的具体一个工作参数的相应的测量值；和对每个相应的子部段，组合所述相应的测量值以计算该具体一个工作参数的所述相应的预定容许值。6.根据权利要求5所述的方法，其中，每个相应的预定容许值包括相应的最大值、相应的最小值和相应的预期值。7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：对于所述相应的子部段中的每一个，识别所述多个工作参数中的每一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：HF巴西莉，ED弗洛里克，BE巴斯福德，
申请(专利权)人：西门子能量股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US