一种燃气轮机低压涡轮后温度场监控系统技术方案

本申请公开了一种燃气轮机低压涡轮后温度场监控系统，涉及燃气轮机领域，该系统中每个热电偶分别设置在燃气轮机的燃烧室的一个火焰筒处，所有热电偶均连接至热电偶接线箱，各个热电偶分别采集各个火焰筒处的单点燃气温度并传输给热电偶接线箱，温度控制装置在检测到所有单点燃气温度的平均燃气温度处于超温异常状态时执行超温停机保护，避免燃气超温对燃气轮机热部件具有重大的损伤，提高安全性；温度场监测组件在根据所有单点燃气温度检测到燃气温度场的均匀性处于异常状态时输出报警信号，以及时提示检查及调整燃气温度场的均匀性，避免涡轮叶片受到高热应力，对燃气轮机的稳定运行具有重要意义。机的稳定运行具有重要意义。机的稳定运行具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种燃气轮机低压涡轮后温度场监控系统


[0001]本申请涉及燃气轮机领域，尤其是一种燃气轮机低压涡轮后温度场监控系统。

技术介绍

[0002]燃气轮机作为一种高速旋转动力设备，广泛应用于船舶动力及船舶发电等领域。燃气轮机利用燃料在燃烧室内燃烧产生的高温燃气进入燃气轮机推进叶轮运转做功，若提供的高温燃气的燃烧温度场不当，则容易对燃气轮机热部件和涡轮叶片产生损害，影响燃气轮机的稳定运行。

技术实现思路

[0003]本申请人针对上述问题及技术需求，提出了一种燃气轮机低压涡轮后温度场监控系统，本申请的技术方案如下：
[0004]一种燃气轮机低压涡轮后温度场监控系统，该系统包括若干个热电偶、热电偶接线箱、温度控制装置和温度场监测组件；
[0005]每个热电偶分别设置在燃气轮机的燃烧室的一个火焰筒处，所有热电偶均连接至热电偶接线箱，热电偶接线箱分别连接温度控制装置和温度场监测组件；
[0006]各个热电偶分别采集各个火焰筒处的单点燃气温度并传输给热电偶接线箱，热电偶接线箱计算所有单点燃气温度的平均值得到平均燃气温度并提供给温度控制装置，温度控制装置在检测到平均燃气温度处于超温异常状态时执行超温停机保护；
[0007]热电偶接线箱还将所有热电偶采集到的单点燃气温度传输给温度场监测组件，温度场监测组件在根据所有单点燃气温度检测到燃气温度场的均匀性处于异常状态时输出报警信号。
[0008]其进一步的技术方案为，温度控制装置包括温度控制组件和温度调节器，温度控制组件在检测到平均燃气温度处于超温异常状态时执行超温停机保护，温度调节器在检测到平均燃气温度处于超温异常状态时执行超温停机保护，温度控制组件和温度调节器独立检测实现双重冗余温度控制。
[0009]其进一步的技术方案为，温度场监测组件在根据所有单点燃气温度检测到平均燃气温度处于超温异常状态时执行超温停机保护，温度控制组件、温度调节器、温度场监测组件独立检测实现三重冗余温度控制。
[0010]其进一步的技术方案为，温度场监测组件输出报警信号的方法包括：
[0011]当检测到存在至少一个异常单点温度时确定燃气温度场的均匀性处于异常状态，并输出指示异常单点温度的报警信号；其中，异常单点温度是与平均燃气温度之间的温度差达到对应工况下的温度偏差阈值的单点燃气温度。
[0012]其进一步的技术方案为，在温度场监测组件输出指示异常单点温度的报警信号之前，系统执行的方法还包括：
[0013]热电偶接线箱的输入端获取异常单点温度对应的热电偶的标准温度信号替换异
常单点温度；
[0014]若此时平均燃气温度仍然处于超温异常状态和/或燃气温度场的均匀性仍然处于异常状态，则输出第一排查指示信号，第一排查指示信号用于指示排查温度控制装置、温度场监测组件及连接线路的工作状态；
[0015]若此时平均燃气温度处于正常状态且燃气温度场的均匀性也处于正常状态，则输出第二排查指示信号，第二排查指示信号用于指示排查异常单点温度对应的热电偶的工作状态；
[0016]当温度场监测组件接收到响应于第一排查指示信号或第二排查指示信号的状态正常反馈信号时，输出指示异常单点温度的报警信号，状态正常反馈信号用于指示温度控制装置、温度场监测组件及连接线路的工作状态正常，或者用于指示异常单点温度对应的热电偶的工作状态正常。
[0017]其进一步的技术方案为，温度场监测组件输出报警信号包括：
[0018]在空车工况下，若且T2≤|Δt
j
|<T
err
，温度场监测组件输出下偏差报警信号，下偏差报警信号用于指示异常单点温度t
j
对应的火焰筒处的喷嘴性能异常造成异常单点温度异常偏低；
[0019]在额定工况下，若且T2≤|Δt
j
|<T
err
，温度场监测组件输出下偏差报警信号；若且T1≤|Δt
j
|<T
err
，温度场监测组件输出上偏差报警信号，上偏差报警信号用于指示异常单点温度t
j
对应的火焰筒处的喷嘴性能异常造成异常单点温度异常偏高；
[0020]其中，|Δt
j
|是单点燃气温度t
j
与平均燃气温度之间的温度差的绝对值，T1是温度上偏差阈值，T2是温度下偏差阈值，T
err
是温度故障偏差阈值。
[0021]其进一步的技术方案为，若|Δt
j
|≥T
err
，温度场监测组件输出故障性偏差信号，故障性偏差信号用于指示异常单点温度t
j
对应的火焰筒处的喷嘴故障。
[0022]其进一步的技术方案为，温度控制组件还用于在检测到平均燃气温度处于低温异常状态时执行熄火停机保护。
[0023]其进一步的技术方案为，温度场监测组件还用于实时显示各个火焰筒处的单点燃气温度。
[0024]其进一步的技术方案为，温度控制装置在检测到起动过程以及工况运行过程的平均燃气温度均超过对应的温度阈值时，确定平均燃气温度处于超温异常状态并执行超温停机保护。
[0025]本申请的有益技术效果是：
[0026]本申请公开了一种燃气轮机低压涡轮后温度场监控系统，当低压涡轮后燃气温度出现超温异常状态可以快速实现停机保护功能，避免燃气超温对燃气轮机热部件具有重大的损伤，提高安全性，且当燃气温度场均匀性处于异常状态时，可以及时发出报警信号以提示维护人员及时检查及调整燃气温度场的均匀性，避免涡轮叶片受到高热应力，对燃气轮机的稳定运行具有重要意义。
[0027]该系统利用温度控制组件、温度调节器和温度场监测组件可以实现三重冗余快速停机保护功能，可靠性较高。
附图说明
[0028]图1是本申请一个实施例中的燃气轮机低压涡轮后温度场监控系统的系统结构图以及各个组件实现的功能示意图。
具体实施方式
[0029]下面结合附图对本申请的具体实施方式做进一步说明。
[0030]本申请公开了一种燃气轮机低压涡轮后温度场监控系统，请参考图1，该系统包括若干个热电偶1、热电偶接线箱2、温度控制装置和温度场监测组件3。每个热电偶1分别设置在燃气轮机的燃烧室的一个火焰筒4处，如图1以包括16个火焰筒，分别设置16个热电偶1为例。
[0031]所有热电偶1均连接至热电偶接线箱2，图1为了简化，仅示出了部分热电偶1与热电偶连接箱2之间的连接关系。各个热电偶1分别采集各个火焰筒处4的单点燃气温度并传输给热电偶接线箱2。
[0032]热电偶接线箱2分别连接温度控制装置和温度场监测组件。热电偶接线箱计算所有单点燃气温度的平均值得到平均燃气温度并提供给温度控制装置，温度控制装置在检测到平均燃气温度处于超温异常状态时执行超温停机保护。在一个实施例中，温度控制装置在检测到起动过程以及工况运行过程的平均燃气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃气轮机低压涡轮后温度场监控系统，其特征在于，所述系统包括若干个热电偶、热电偶接线箱、温度控制装置和温度场监测组件；每个热电偶分别设置在燃气轮机的燃烧室的一个火焰筒处，所有热电偶均连接至所述热电偶接线箱，所述热电偶接线箱分别连接所述温度控制装置和所述温度场监测组件；各个热电偶分别采集各个火焰筒处的单点燃气温度并传输给所述热电偶接线箱，所述热电偶接线箱计算所有单点燃气温度的平均值得到平均燃气温度并提供给所述温度控制装置，所述温度控制装置在检测到平均燃气温度处于超温异常状态时执行超温停机保护；所述热电偶接线箱还将所有热电偶采集到的单点燃气温度传输给所述温度场监测组件，所述温度场监测组件在根据所有单点燃气温度检测到燃气温度场的均匀性处于异常状态时输出报警信号。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述温度控制装置包括温度控制组件和温度调节器，所述温度控制组件在检测到平均燃气温度处于超温异常状态时执行超温停机保护，所述温度调节器在检测到平均燃气温度处于超温异常状态时执行超温停机保护，所述温度控制组件和所述温度调节器独立检测实现双重冗余温度控制。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述温度场监测组件在根据所有单点燃气温度检测到平均燃气温度处于超温异常状态时执行超温停机保护，所述温度控制组件、所述温度调节器、温度场监测组件独立检测实现三重冗余温度控制。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述温度场监测组件输出报警信号的方法包括：当检测到存在至少一个异常单点温度时确定燃气温度场的均匀性处于异常状态，并输出指示所述异常单点温度的报警信号；其中，异常单点温度是与平均燃气温度之间的温度差达到对应工况下的温度偏差阈值的单点燃气温度。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，在所述温度场监测组件输出指示所述异常单点温度的报警信号之前，所述系统执行的方法还包括：所述热电偶接线箱的输入端获取异常单点温度对应的热电偶的标准温度信号替换异常单点温度；若此时平均燃气温度仍然处于超温异常状态和/或燃气温度场的均匀性仍然处于异常状态，则输出第一排查指示信号，所述第一排查指示信号用于指示排查温度控制装置、温度场监测组件及连接线路的工作状态；若此时平均燃气温度处于正常状态且燃气温度场的均匀性也处于正常状态，则输出第二排查指示信号，所述第二排查指示信号用于指示排查异常单...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴一鸣，魏昌淼，邹振宇，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七零三研究所无锡分部，
类型：发明
国别省市：