用于燃烧器中结垢监测和预测的方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于燃烧器中结垢监测和预测的方法、装置和系统。本发明专利技术通过获取所述燃烧器和/或所述燃烧器所对应的燃气系统的一种或多种燃烧状态信号，并根据所述燃烧状态信号，确定与所述燃烧状态信号相对应的燃烧器性能模型，然后获取所述燃烧器所对应的燃烧器性能参考模型，最后根据所述燃烧器性能模型，结合所述燃烧器性能参考模型，确定与所述燃烧器所对应的预警信息。因此，本发明专利技术所生成的燃烧器性能模型更加实用，且利用本发明专利技术能够节约大量的研究经费和使用成本；利用本发明专利技术，燃烧器的结垢与发展趋势能够通过简单便捷的方式被监测与预测；本发明专利技术还能够用于经济燃烧器或燃气轮机维护的策略规划。

【技术实现步骤摘要】
用于燃烧器中结垢监测和预测的方法与装置
本专利技术涉及燃气轮机燃烧器以及燃气系统领域，尤其涉及一种燃烧器中结垢监测和预测的方法与装置。
技术介绍
通常情况下，在燃气轮机燃气系统中，以下两个部件的燃气流道上包含了通流直径较小的孔：一个是控制阀，一个是燃烧器。这种小孔中可能会由于燃气质量不佳导致结垢。当前，若不采用关闭燃气轮机且打开燃气轮机机壳并检查该燃烧器的方法，在燃烧器喷嘴中的结垢还难以被直接监测。很显然，在实际情况下，上述方法无法被频繁应用以进行燃烧器的结垢监测，而所生成的沉淀物(即结垢)可能会导致输送至燃烧室的质量流量(massflow)不充分，这将导致燃烧不稳定。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的一个实施例解决的问题之一是对燃烧器中的结垢进行监测与预警。根据本专利技术的一个实施例，提供了一种用于燃烧器中结垢监测和预测的方法，其中，该方法包括以下步骤：获取所述燃烧器和/或所述燃烧器所对应的燃气系统的一种或多种燃烧状态信号；根据所述燃烧状态信号，确定与所述燃烧状态信号相对应的燃烧器性能模型；获取所述燃烧器所对应的燃烧器性能参考模型，其中，所述燃烧器性能参考模型包括无结垢燃烧器性能模型；根据所述燃烧器性能模型，结合所述燃烧器性能参考模型，确定与所述燃烧器所对应的预警信息。可选地，所述燃烧状态信号包括以下至少任一项：燃烧器入口压力信号；燃烧器出口压力信号；气体温度信号；气体特征信号；燃气质量流量信号；燃烧器出口流动状态信号。可选地，确定与所述燃烧状态信号相对应的燃烧器性能模型的步骤包括：根据所述燃烧状态信号，结合经典喷嘴压降计算公式以及喷嘴流道有效通流面积系数模型，确定与所述燃烧状态相对应的燃烧器性能模型。可选地，所述燃烧器中结垢监测的方法还包括：获取所述燃烧器和/或所述燃烧器所对应的燃气系统在无结垢状态下的一种或多种参考燃烧状态信号；根据所述参考燃烧状态信号，确定与所述燃烧器相对应的无结垢燃烧器性能模型。可选地，所述燃烧器性能参考模型还包括实际燃烧器性能模型。可选地，所述燃烧器中结垢监测的方法还包括：将所述燃烧器性能模型作为所述实际燃烧器性能模型。可选地，确定与所述燃烧器性能模型所对应的预警信息的步骤包括：确定与所述燃烧器性能模型，结合所述燃烧器性能参考模型，确定与所述燃烧器所对应的结垢信息和/或结垢预测信息；根据所述结垢信息和/或所述结垢预测信息，确定与所述燃烧器所对应的预警信息。可选地，确定与所述燃烧器所对应的结垢信息的步骤包括：根据所述燃烧器性能模型，结合所述无结垢燃烧器性能模型，确定与所述燃烧器所对应的结垢信息。可选地，确定与所述燃烧器所对应的结垢信息和/或结垢预测信息的步骤包括：根据所述燃烧器性能模型，结合所述燃烧器所对应的运行状态，确定与所述燃烧器相对应的性能趋势曲线；根据所述燃烧器性能参考模型，结合所述燃烧器所对应的运行状态，确定与所述燃烧器相对应的参考性能趋势曲线；根据所述性能趋势曲线以及所述参考性能趋势曲线，确定与所述燃烧器所对应的结垢信息和/或结垢预测信息。根据本专利技术的一个实施例，提供了一种用于燃烧器中结垢监测和预测的监测装置，其中，该装置包括：信号获取单元，用于获取所述燃烧器和/或所述燃烧器所对应的燃气系统的一种或多种燃烧状态信号；模型确定单元，用于根据所述燃烧状态信号，确定与所述燃烧状态信号相对应的燃烧器性能模型；模型获取单元，用于获取所述燃烧器所对应的燃烧器性能参考模型，其中，所述燃烧器性能参考模型包括无结垢燃烧器性能模型；预警确定单元，用于根据所述燃烧器性能模型，结合所述燃烧器性能参考模型，确定与所述燃烧器所对应的预警信息。可选地，所述燃烧状态信号包括以下至少任一项：燃烧器入口压力信号；燃烧器出口压力信号；气体温度信号；气体特征信号；燃气质量流量信号；燃烧器出口流动状态信号。可选地，所述模型确定单元用于：根据所述燃烧状态信号，结合经典喷嘴压降计算公式以及喷嘴流道有效通流面积系数模型，确定与所述燃烧状态相对应的燃烧器性能模型。可选地，所述监测装置还包括：无结垢信号获取单元，用于获取所述燃烧器和/或所述燃烧器所对应的燃气系统在无结垢状态下的一种或多种参考燃烧状态信号；无结垢模型确定单元，用于根据所述参考燃烧状态信号，确定与所述燃烧器相对应的无结垢燃烧器性能模型。可选地，所述燃烧器性能参考模型还包括实际燃烧器性能模型。可选地，所述监测装置还包括：反馈单元，用于将所述燃烧器性能模型作为所述实际燃烧器性能模型。可选地，所述预警确定单元包括：分析单元，用于确定与所述燃烧器性能模型，结合所述燃烧器性能参考模型，确定与所述燃烧器所对应的结垢信息和/或结垢预测信息；预警单元，用于根据所述结垢信息和/或所述结垢预测信息，确定与所述燃烧器所对应的预警信息。可选地，所述分析单元用于：根据所述燃烧器性能模型，结合所述燃烧器所对应的运行状态，确定与所述燃烧器相对应的性能趋势曲线；根据所述燃烧器性能参考模型，结合所述燃烧器所对应的运行状态，确定与所述燃烧器相对应的参考性能趋势曲线；根据所述性能趋势曲线以及所述参考性能趋势曲线，确定与所述燃烧器所对应的结垢信息和/或结垢预测信息。。根据本专利技术的一个实施例，提供了一种燃气系统，其中，所述燃气系统中部署燃烧器以及一种或多种燃气状态信号采集装置。根据本专利技术的一个实施例，提供了一种一种燃气结垢监测系统，包括如上述所述的监测装置以及如上述所述的燃气系统。根据本专利技术的一个实施例，提供了一种燃气轮机，包括上述所述的燃气系统。本专利技术通过获取所述燃烧器和/或所述燃烧器所对应的燃气系统的一种或多种燃烧状态信号，并根据所述燃烧状态信号，确定与所述燃烧状态信号相对应的燃烧器性能模型，然后获取所述燃烧器所对应的燃烧器性能参考模型，最后根据所述燃烧器性能模型，结合所述燃烧器性能参考模型，确定与所述燃烧器所对应的预警信息；因此，本专利技术具有以下优点：一)本专利技术所生成的燃烧器性能模型更加实用，且能够被反用于设计新的项目。利用这种更加实用的燃烧器性能模型，对燃烧器和/或所述燃烧器所对应的燃气系统的压降计算会更加精确，而非采用保守的预估较大安全裕量的计算。在特定情况下，尤其是当燃气管道至燃机电厂处的燃气供应压力较低时，这将有益于燃气电厂避免由于过保守设计而安装的燃气压缩机。这种方式能够节约大量的研究经费和使用成本。二)燃烧器的结垢能够通过简单便捷的方式被监测，而无需关闭燃烧器并打开燃气机壳；三)燃烧器结垢的发展趋势也能够被预测；四)由于本专利技术的监测或预测结果的精度较高，因此，该方法能够用于经济燃烧器或燃气轮机维护的策略规划，而无需在策略规划时利用不精确的预测值来进行计算处理。附图说明本专利技术的其它特点、特征、优点和益处通过以下结合附图的详细描述将变得更加显而易见。图1表示根据本专利技术一个实施例的一种用于燃烧器结垢监测和预测的系统架构图。图2表示根据本专利技术的一个实施例的一种监测装置的框图。图3表示根据本专利技术的另一个实施例的一种监测装置的框图。图4表示根据本专利技术的另一个实施例的一种监测装置的框图。图5表示根据本专利技术的一个实施例的一种预警确定单元的框图。图6表示根据本专利技术的一个实施例的一种用于燃烧器中结垢监测和预测的方法流程图。图7表示根据本专利技术的另一个实施例的一种用于燃烧器中结垢监测和预测的方法流程本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于燃烧器(100)中结垢监测和预测的方法，其中，该方法包括以下步骤：获取所述燃烧器(100)和/或所述燃烧器(100)所对应的燃气系统(10)的一种或多种燃烧状态信号；根据所述燃烧状态信号，确定与所述燃烧状态信号相对应的燃烧器性能模型；获取所述燃烧器(100)所对应的燃烧器性能参考模型，其中，所述燃烧器性能参考模型包括无结垢燃烧器性能模型；根据所述燃烧器性能模型，结合所述燃烧器性能参考模型，确定与所述燃烧器(100)所对应的预警信息。

【技术特征摘要】
1.一种用于燃烧器(100)中结垢监测和预测的方法，其中，该方法包括以下步骤：获取所述燃烧器(100)和/或所述燃烧器(100)所对应的燃气系统(10)的一种或多种燃烧状态信号；根据所述燃烧状态信号，确定与所述燃烧状态信号相对应的燃烧器性能模型；获取所述燃烧器(100)所对应的燃烧器性能参考模型，其中，所述燃烧器性能参考模型包括无结垢燃烧器性能模型；根据所述燃烧器性能模型，结合所述燃烧器性能参考模型，确定与所述燃烧器(100)所对应的预警信息。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述燃烧状态信号包括以下至少任一项：燃烧器入口压力信号；燃烧器出口压力信号；气体温度信号；气体特征信号；燃气质量流量信号；燃烧器出口流动状态信号。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，确定与所述燃烧状态信号相对应的燃烧器性能模型的步骤包括：根据所述燃烧状态信号，结合经典喷嘴压降计算公式以及喷嘴流道有效通流面积系数模型，确定与所述燃烧状态相对应的燃烧器性能模型。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，该方法还包括：获取所述燃烧器(100)和/或所述燃烧器(100)所对应的燃气系统(10)在无结垢状态下的一种或多种参考燃烧状态信号；根据所述参考燃烧状态信号，确定与所述燃烧器(100)相对应的无结垢燃烧器性能模型。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述燃烧器性能参考模型还包括实际燃烧器性能模型。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，该方法还包括：将所述燃烧器性能模型作为所述实际燃烧器性能模型。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，确定与所述燃烧器性能模型所对应的预警信息的步骤包括：确定与所述燃烧器性能模型，结合所述燃烧器性能参考模型，确定与所述燃烧器(100)所对应的结垢信息和/或结垢预测信息；根据所述结垢信息和/或所述结垢预测信息，确定与所述燃烧器(100)所对应的预警信息。8.根据权利要求7所述的方法，其中，确定与所述燃烧器(100)所对应的结垢信息和/或结垢预测信息的步骤包括：根据所述燃烧器性能参考模型，结合所述燃烧器所对应的运行状态，确定与所述燃烧器(100)相对应的参考性能趋势曲线；根据所述燃烧器性能模型，结合所述参考性能趋势曲线，确定与所述燃烧器(100)所对应的燃烧器性能趋势曲线；根据所述燃烧器性能趋势曲线，确定与所述燃烧器(100)相对应的结垢信息和/或结垢预测信息。9.一种用于燃烧器(100)中结垢监测和预测的监测装置(20)，其中，所述监测装置(20)包括：信号获取单元(201)，用于获取所述燃烧器(100)和/或所述燃烧器(100)所对应的燃气系统(10)的一种或多种燃烧状态信号；模型确定单元(202)，用于根据所述燃烧状态信号，确定与所述燃烧状态信号相对应的燃烧器性能模型；模型获取单元(203)，用...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕松军，佰恩德·普拉德，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE