一种消除燃气轮机热悬挂前兆的方法和调节系统技术方案

本发明专利技术提供一种消除燃气轮机热悬挂前兆的方法和调节系统。方法包括如下步骤：S1、燃气轮机点火启动；S2、实时采集压气机的当前转速N；实时采集压气机的进气端当前压力P

A method and regulating system to eliminate the precursor of gas turbine thermal suspension

【技术实现步骤摘要】
一种消除燃气轮机热悬挂前兆的方法和调节系统
本专利技术涉及燃气轮机领域，特别是涉及一种消除燃气轮机热悬挂前兆的方法和调节系统。
技术介绍
多种原因会导致燃气轮机频繁启停，例如定期维护保养、电网调峰和意外灾害等。燃气轮机的启动性能对电站而言意义重大，因为它不仅直接关系到燃气轮机本身的完整性，而且关系到整个电站运行的经济性。因此，确保燃气轮机安全快速启动，是电厂业主非常关心的问题。燃气轮机在启动过程中，如果压气机压比无法正常随转速上升而增大，透平将做功不足，使得转速不能按照正常的速率上升，出现热悬挂前兆，若未能及时退出热悬挂前兆，可能会因启动超时而引发跳机；或者由于压气机性能持续恶化，使得转速不再上升，发生热悬挂；若此时还不采取措施使燃机退出热悬挂状态，燃料量持续增加使得压气机出口温度持续上升，将导致深度热悬挂，进而引发压气机喘振，造成严重故障。由上述分析可知，燃气轮机启动过程中，不论是出现热悬挂前兆，还是进入热悬挂状态，都会导致燃气轮机启动失败，同时，压气机转速上升缓慢、压气机出口压力过低是热悬挂前兆的重要表象。目前，部分电站机组具备协同监控燃气轮机系统中燃料量、转速和温度的装置，通过调节燃料量防止热悬挂发生。燃料量合理调控固然非常重要，但燃气轮机启动过程中压气机建立压比的能力才是关键。因为在固定的压气机启动模式中，压气机性能可能会不满足燃气轮机共同工作要求，此时，无论燃料量如何调节都无法挽回启动失败的结果。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种能有效消除燃气轮机热悬挂前兆的方法。为实现上述目的，本专利技术提供一种消除燃气轮机热悬挂前兆的方法，包括如下步骤：S1、燃气轮机点火启动；S2、实时采集压气机的当前转速N；实时采集压气机的进气端当前压力P1和排气端当前压力P2，并且计算出压气机当前压比S3、根据压气机的当前转速N或/和压气机当前压比π判断燃气轮机是否发生热悬挂前兆，若是则调节压气机的防喘放风阀的阀门开度，直至完成启动。进一步地，所述步骤S3包括如下步骤：将压气机的当前转速N与预设当前状态所对应的压气机转速N0进行对比，若N＜N0，且为设定的最小转速偏差值，则燃气轮机发生热悬挂前兆，调节压气机的防喘放风阀的阀门开度减小；若N＜N0，且则防喘放风阀的阀门开度不变。进一步地，所述步骤S3中，若持续一定时间t，且当t＞t1时，t1为设定的系统延时时间，则防喘放风阀的阀门开度不变。进一步地，防喘放风阀的阀门最大开度为A，A为常数，所述步骤S3中，若N＜N0，且则调节压气机的防喘放风阀的阀门开度减小D1，且D1＝A×B，B＝1％～5％，并循环执行步骤S2和S3，直至热悬挂前兆被消除。进一步地，所述步骤S2中，实时采集压气机的防喘放风阀的当前阀门开度A1，所述步骤S3中，若N＜N0，且A1≥A×50％，则调节压气机的防喘放风阀的阀门开度减小D1，且D1＝A×B，B＝1％～5％。进一步地，所述步骤S3包括如下步骤：将压气机当前压比π与预设当前状态所对应的压气机压比π0进行对比，若π＜π0，且为设定的最小压比偏差值，则燃气轮机发生热悬挂前兆，调节压气机的防喘放风阀的阀门开度减小；若π＜π0，且则防喘放风阀的阀门开度不变。进一步地，所述步骤S3中，若持续一定时间t，且当t＞t2时，t2为设定的系统延时时间，则防喘放风阀的阀门开度不变。进一步地，防喘放风阀的阀门最大开度为A，A为常数，所述步骤S3中，若π＜π0，且则调节压气机的防喘放风阀的阀门开度减小D2，且D2＝A×C，C＝1％～5％，并循环执行步骤S2和S3，直至热悬挂前兆被消除。进一步地，所述步骤S2中，实时采用压气机的防喘放风阀的当前阀门开度A1，所述步骤S3中，若π＜π0，且A1≥A×50％，则调节压气机的防喘放风阀的阀门开度减小D2，且D2＝A×C，C＝1％～5％。如上所述，本专利技术涉及的方法，具有以下有益效果：本专利技术中方法，在根据压气机的当前转速N、或压气机当前压比π、或压气机的当前转速N和压气机当前压比π判断出燃气轮机发生热悬挂前兆时，通过调节压气机的防喘放风阀的阀门开度，在同等出口流量下提高压气机的排气端压力，即提高压气机的压比，压比升高后会促使透平机出力的提升，从而能促进压气机的转速及压比正常上升，进而有效消除燃气轮机发生的热悬挂前兆，并有效防止燃气轮机发生热悬挂。本专利技术要解决的另一个技术问题在于提供一种能有效消除燃气轮机发生的热悬挂前兆的调节系统。为实现上述目的，本专利技术提供一种调节系统，包括压气机和控制器，所述压气机与控制器通信连接，所述压气机包括进气端、防喘放风阀、排气端和传动轴，所述进气端设有进气压力传感器，所述防喘放风阀上设有阀门开度传感器，所述排气端设有排气压力传感器，所述传动轴上设有转速传感器，所述进气压力传感器、阀门开度传感器、排气压力传感器、及转速传感器均与控制器通信连接。进一步地，所述控制器包括压力收集模块，所述压力收集模块与进气压力传感器和排气压力传感器通信连接。进一步地，所述控制器包括转速收集模块，所述转速收集模块与转速传感器通信连接。进一步地，所述控制器包括开度收集模块，所述开度收集模块与阀门开度传感器通信连接。如上所述，本专利技术涉及的调节系统，具有以下有益效果：本专利技术中调节系统的工作原理为：燃气轮机点火启动；转速传感器实时采集压气机的当前转速、并反馈给控制器；进气压力传感器实时采集压气机的进气端当前压力、并反馈给控制器，排气压力传感器实时采集压气机的排气端当前压力、并分别反馈给控制器，控制器根据进气端当前压力和排气端当前压力计算出压气机当前压比；控制器根据压气机的当前转速、或压气机当前压比、或压气机的当前转速和压气机当前压比判断燃气轮机是否发生热悬挂前兆，若是则控制器控制压气机的防喘放风阀的阀门开度减小，从而促进压气机的压比升高，压比升高后会促使透平机出力提升，进而使得压气机的转速及压比正常上升，并有效消除燃气轮机发生的热悬挂前兆，且能有效防止燃气轮机发生热悬挂。附图说明图1为本专利技术中调节系统的结构示意图。图2为本专利技术中基于压气机转速的启动阶段防喘放风阀开度闭环控制逻辑流程图。图3为本专利技术中基于压气机压比的启动阶段防喘放风阀开度闭环控制逻辑流程图。元件标号说明1压气机131排气压力传感器11进气端14传动轴111进气压力传感器141转速传感器12防喘放风阀15压气机本体121阀门开度传感器2控制器13排气端21压力收集模块具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种消除燃气轮机热悬挂前兆的方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1、燃气轮机点火启动；/nS2、实时采集压气机(1)的当前转速N；实时采集压气机(1)的进气端当前压力P

【技术特征摘要】
1.一种消除燃气轮机热悬挂前兆的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、燃气轮机点火启动；
S2、实时采集压气机(1)的当前转速N；实时采集压气机(1)的进气端当前压力P1和排气端当前压力P2，并且计算出压气机当前压比
S3、根据压气机(1)的当前转速N或/和压气机当前压比π判断燃气轮机是否发生热悬挂前兆，若是则调节压气机(1)的防喘放风阀(12)的阀门开度，直至完成启动。


2.根据权利要求1所述消除燃气轮机热悬挂前兆的方法，其特征在于，所述步骤S3包括如下步骤：
将压气机(1)的当前转速N与预设当前状态所对应的压气机转速N0进行对比，若N＜N0，且为设定的最小转速偏差值，则燃气轮机发生热悬挂前兆，调节压气机(1)的防喘放风阀(12)的阀门开度减小；若N＜N0，且则防喘放风阀(12)的阀门开度不变。


3.根据权利要求2所述消除燃气轮机热悬挂前兆的方法，其特征在于，所述步骤S3中，若持续一定时间t，且当t＞t1时，t1为设定的系统延时时间，则防喘放风阀(12)的阀门开度不变。


4.根据权利要求2所述消除燃气轮机热悬挂前兆的方法，其特征在于，防喘放风阀(12)的阀门最大开度为A，A为常数，所述步骤S3中，若N＜N0，且则调节压气机(1)的防喘放风阀(12)的阀门开度减小D1，且D1＝A×B，B＝1％～5％，并循环执行步骤S2和S3，直至热悬挂前兆被消除。


5.根据权利要求4所述消除燃气轮机热悬挂前兆的方法，其特征在于，所述步骤S2中，实时采集压气机(1)的防喘放风阀(12)的当前阀门开度A1，所述步骤S3中，若N＜N0，且A1≥A×50％，则调节压气机(1)的防喘放风阀(12)的阀门开度减小D1，且D1＝A×B，B＝1％～5％。


6.根据权利要求1所述消除燃气轮机热悬挂前兆的方法，其特征在于，所述步骤S3包括如下步骤：
将压气机当前压比π与预设当前状态所对应的压气机压比π0进行对比，若π＜π0，且为设定的最小压比偏差值，则燃气轮机发生热悬挂前兆，调节压气机(1)的防喘放风阀(12)的阀门开度减小；若π＜π0，且则防喘放风阀(12)的阀门开度不变。

【专利技术属性】
技术研发人员：朱芳，杨晓锋，
申请(专利权)人：上海电气燃气轮机有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31