【技术实现步骤摘要】
本申请涉及燃气轮机，尤其涉及一种用于监测氢燃机的回火的装置和方法。
技术介绍
1、目前，传统的使用天然气作为燃料的燃气轮机开始面临碳排放压力，而随着新型低碳绿色能源装备技术的发展，可使用氢气或其他可再生气体燃料的新型燃气轮机的普及率逐渐提高。氢燃机可实现安全可靠、可调峰和可持续稳定发电的清洁火力发电，是燃气轮机的重要发展方向。
2、其中，对于掺氢或纯氢燃机来说，与使用传统天然气燃料相比，氢气的加入会导致燃料的物理和化学性质发生较大变化，包括：氢气会拓宽传统碳氢燃料的可燃范围、加快燃料的火焰传播速度、提高燃料湍流燃烧中的燃烧速度以及最小点火能更低更易自燃等。这些变化对于氢燃机产生的最显著的影响便是其燃烧室更易发生回火，当燃烧室发生回火时不仅会严重损坏燃烧室部件，同时还会加剧污染物的排放，因此需要对氢燃机的回火现象进行监测，并在确定发生回火时及时执行保护措施。
3、在相关技术中，在进行氢燃机回火的监测及保护的方案中，除了在氢燃机的喷嘴设计阶段采用气动设计来一定程度上防止回火之外，通常是在燃烧室上布置相应的传感器对回火进行监控，以实现在燃机运行控制层面进行回火保护。蜂鸣传感器被用于检测燃烧行为。然而，操作数据表明，蜂鸣信号不能及时响应，尤其是如果燃料中的氢气高于5％vol时。在上述相关技术中的回火监测保护方案中，回火的监测和保护的方式较为单一，回火监测的敏感度不足，可能无法及时监测回火的发生。此外，由于布置的传感器与燃烧区域相近，容易发生损坏，导致无法实现回火监测及保护的功能。
技术
1、本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
2、根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于监测氢燃机的回火的装置，所述氢燃机包括燃烧室、多个燃料喷嘴通道以及多个燃料喷嘴，所述燃料喷嘴通道与所述燃料喷嘴一一对应，所述燃料喷嘴通过对应的所述燃料喷嘴通道连接至所述燃烧室，其特征在于，所述装置包括：热电偶模块，设置在每一个所述燃料喷嘴通道的内壁上，获取表示所述燃料喷嘴通道内的温度的温度数据；数据处理模块，被配置为针对每个所述燃料喷嘴通道接收来自所述热电偶模块的所述温度数据，并且对所述温度数据进行处理以得到所述温度数据的平均值，所述平均值用作所述燃料喷嘴通道的温度的检测值；以及回火监测模块，被配置为接收来自所述数据处理模块的每个所述燃料喷嘴通道的检测值，并且确定多个所述燃料喷嘴通道的所述检测值中的最小值，将多个所述燃料喷嘴通道的所述检测值中的每一者与所述最小值进行比较，基于比较结果，判断所述氢燃机是否发生回火并且在判定所述氢燃机发生回火的情况下，确定发生回火的目标燃料喷嘴通道。
3、以这样的方式，本专利技术的用于监测氢燃机的回火的装置能够更加精确的测量燃料喷嘴通道内的温度，从而判断氢燃机是否发生回火。
4、优选地，所述热电偶模块包括第一热电偶单元、第二热电偶单元、第三热电偶单元，所述第一热电偶单元设置在所述燃料喷嘴通道的内壁上的第一位置，所述第二热电偶单元设置在所述燃料喷嘴通道的内壁上的第二位置，所述第三热电偶单元设置在所述燃料喷嘴通道的内壁上的第三位置，所述第一位置与所述第二位置的第一连线穿过所述内壁的圆周的中心点，所述第三位置与所述中心点的第二连线垂直于所述第一连线。
5、以这样的方式，本专利技术的用于监测氢燃机的回火的装置，通过在每个喷嘴通道的内壁布置三个热电偶，能够提高预测准确度。
6、优选地，所述数据处理模块，接收来自所述第一热电偶单元获取的第一温度数据、所述第二热电偶单元获取的第二温度数据、所述第三热电偶单元获取的第三温度数据，并且将所述第一温度数据、所述第二温度数据、所述第三温度数据中的每两者彼此进行比较以得到多个差值，基于多个所述差值，舍弃所述第一温度数据、所述第二温度数据、所述第三温度数据中具有最大差值的一者，对所述第一温度数据、所述第二温度数据、所述第三温度数据中剩下的两者求取平均值，将所述平均值作为所述热电偶模块所处的燃料喷嘴通道的检测值。
7、以这样的方式，本专利技术的用于监测氢燃机的回火的装置，通过求取每个喷嘴通道的内壁布置的三个热电偶的温度数据的平均值，能够提高预测准确度。
8、优选地，所述回火监测模块计算多个所述燃料喷嘴通道的所述检测值中的每一者与所述最小值之间的偏差值，如果至少一个所述偏差值大于预设的阈值，则判定所述氢燃机发生回火，并且生成回火监测信号，所述回火监测信号指明所述偏差值对应的燃料喷嘴通道是发生回火的所述目标燃料喷嘴通道。
9、以这样的方式，本专利技术的用于监测氢燃机的回火的装置，通过将其他喷嘴的温度值与基准值比较，差值大于阈值的喷嘴被确定为发生回火，能够提高预测准确度。
10、优选地，所述预设的阈值是根据所述氢燃机的当前的运行工况确定的。
11、以这样的方式，本专利技术的用于监测氢燃机的回火的装置，通过根据所述氢燃机的当前的运行工况确定预设的阈值，能够提高预测准确度。
12、根据本专利技术的第二方面，提供了一种用于监测氢燃机的回火的方法，所述氢燃机包括燃烧室、多个燃料喷嘴通道以及多个燃料喷嘴，所述燃料喷嘴通道与所述燃料喷嘴一一对应，所述燃料喷嘴通过对应的所述燃料喷嘴通道连接至所述燃烧室，其特征在于，所述方法包括：步骤一：由设置在每一个所述燃料喷嘴通道的内壁上的热电偶模块采集所述燃料喷嘴通道的温度数据；步骤二：接收由所述热电偶模块获取的温度数据，并且对所述温度数据进行处理以得到所述温度数据的平均值，所述平均值作为所述热电偶模块所处的燃料喷嘴通道的检测值；步骤三：接收每个所述燃料喷嘴通道的检测值，并且确定多个所述燃料喷嘴通道的所述检测值中的最小值，将多个所述燃料喷嘴通道的所述检测值中的每一者与所述最小值进行比较，基于比较结果，判断所述氢燃机是否发生回火并且在判定所述氢燃机发生回火的情况下，确定发生回火的目标燃料喷嘴通道。
13、优选地，所述热电偶模块包括第一热电偶单元、第二热电偶单元、第三热电偶单元，所述第一热电偶单元设置在所述燃料喷嘴通道的内壁上的第一位置，所述第二热电偶单元设置在所述燃料喷嘴通道的内壁上的第二位置，所述第三热电偶单元设置在所述燃料喷嘴通道的内壁上的第三位置，所述第一位置与所述第二位置的第一连线穿过所述内壁的圆周的中心点，所述第三位置与所述中心点的第二连线垂直于所述第一连线，所述步骤二包括：接收由所述第一热电偶单元获取的第一温度数据、所述第二热电偶单元获取的第二温度数据、所述第三热电偶单元获取的第三温度数据，并且将所述第一温度数据、所述第二温度数据、所述第三温度数据中的每两者彼此进行比较得到多个差值，基于多个所述差值，舍弃所述第一温度数据、所述第二温度数据、所述第三温度数据中具有最大差值的一者，对所述第一温度数据、所述第二温度数据、所述第三温度数据中剩下的两者求取平均值，将所述平均值作为所述热电偶模块所处的燃料喷嘴通道的检测值。
14、优选地，所述步骤三包括：计算多个所述燃料喷嘴通道的所述检测值中的每一者与所述最本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于监测氢燃机的回火的装置，所述氢燃机包括燃烧室、多个燃料喷嘴通道以及多个燃料喷嘴，所述燃料喷嘴通道与所述燃料喷嘴一一对应，所述燃料喷嘴通过对应的所述燃料喷嘴通道连接至所述燃烧室，其特征在于，所述装置包括：
2.根据权利要求1所述的用于监测氢燃机的回火的装置，其特征在于，所述热电偶模块包括第一热电偶单元、第二热电偶单元、第三热电偶单元，所述第一热电偶单元设置在所述燃料喷嘴通道的内壁上的第一位置，所述第二热电偶单元设置在所述燃料喷嘴通道的内壁上的第二位置，所述第三热电偶单元设置在所述燃料喷嘴通道的内壁上的第三位置，所述第一位置与所述第二位置的第一连线穿过所述内壁的圆周的中心点，所述第三位置与所述中心点的第二连线垂直于所述第一连线。
3.根据权利要求2所述的用于监测氢燃机的回火的装置，其特征在于，所述数据处理模块被配置为：接收由所述第一热电偶单元获取的第一温度数据、所述第二热电偶单元获取的第二温度数据、所述第三热电偶单元获取的第三温度数据，并且所述数据处理模块将所述第一温度数据、所述第二温度数据、所述第三温度数据中的每两者彼此进行比较以得到多个差值，基
4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于监测氢燃机的回火的装置，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的用于监测氢燃机的回火的装置，其特征在于，所述预设的阈值是根据所述氢燃机的当前的运行工况确定的。
6.一种由根据权利要求1至5中任一项所述的用于监测氢燃机的回火的装置执行的用于监测氢燃机的回火的方法，其特征在于，所述方法包括：
7.根据权利要求6所述的用于监测氢燃机的回火的方法，其特征在于，所述热电偶模块包括第一热电偶单元、第二热电偶单元、第三热电偶单元，所述第一热电偶单元设置在所述燃料喷嘴通道的内壁上的第一位置，所述第二热电偶单元设置在所述燃料喷嘴通道的内壁上的第二位置，所述第三热电偶单元设置在所述燃料喷嘴通道的内壁上的第三位置，所述第一位置与所述第二位置的第一连线穿过所述内壁的圆周的中心点，所述第三位置与所述中心点的第二连线垂直于所述第一连线，所述步骤二包括：接收由所述第一热电偶单元获取的第一温度数据、所述第二热电偶单元获取的第二温度数据、所述第三热电偶单元获取的第三温度数据，并且将所述第一温度数据、所述第二温度数据、所述第三温度数据中的每两者彼此进行比较得到多个差值，基于多个所述差值，舍弃所述第一温度数据、所述第二温度数据、所述第三温度数据中具有最大差值的一者，对所述第一温度数据、所述第二温度数据、所述第三温度数据中剩下的两者求取平均值，将所述平均值作为所述热电偶模块所处的燃料喷嘴通道的检测值。
8.根据权利要求6或7所述的用于监测氢燃机的回火的方法，其特征在于，所述步骤三包括：计算多个所述燃料喷嘴通道的所述检测值中的每一者与所述最小值之间的偏差值，如果至少一个所述偏差值大于预设的阈值，则判定所述氢燃机发生回火，并生成回火监测信号，所述回火监测信号指明所述偏差值对应的燃料喷嘴通道是发生回火的所述目标燃料喷嘴通道。
9.根据权利要求8所述的用于监测氢燃机的回火的方法，其特征在于，所述预设的阈值是根据所述氢燃机的当前的运行工况确定的。
...【技术特征摘要】
1.一种用于监测氢燃机的回火的装置，所述氢燃机包括燃烧室、多个燃料喷嘴通道以及多个燃料喷嘴，所述燃料喷嘴通道与所述燃料喷嘴一一对应，所述燃料喷嘴通过对应的所述燃料喷嘴通道连接至所述燃烧室，其特征在于，所述装置包括：
2.根据权利要求1所述的用于监测氢燃机的回火的装置，其特征在于，所述热电偶模块包括第一热电偶单元、第二热电偶单元、第三热电偶单元，所述第一热电偶单元设置在所述燃料喷嘴通道的内壁上的第一位置，所述第二热电偶单元设置在所述燃料喷嘴通道的内壁上的第二位置，所述第三热电偶单元设置在所述燃料喷嘴通道的内壁上的第三位置，所述第一位置与所述第二位置的第一连线穿过所述内壁的圆周的中心点，所述第三位置与所述中心点的第二连线垂直于所述第一连线。
3.根据权利要求2所述的用于监测氢燃机的回火的装置，其特征在于，所述数据处理模块被配置为：接收由所述第一热电偶单元获取的第一温度数据、所述第二热电偶单元获取的第二温度数据、所述第三热电偶单元获取的第三温度数据，并且所述数据处理模块将所述第一温度数据、所述第二温度数据、所述第三温度数据中的每两者彼此进行比较以得到多个差值，基于多个所述差值，舍弃所述第一温度数据、所述第二温度数据、所述第三温度数据中具有最大差值的一者，对所述第一温度数据、所述第二温度数据、所述第三温度数据中剩下的两者求取平均值，将所述平均值作为所述热电偶模块所处的燃料喷嘴通道的检测值。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于监测氢燃机的回火的装置，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的用于监测氢燃机的回火的装置，其特征在于，所述预设的阈值是根据所述氢燃机的当前的运行工况确定的。
6.一种由根据权利要...
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