[发明专利]用于燃气轮机的自动测试系统

说明书

本发明涉及燃气轮机系统，包括用于产生功率的燃气涡轮机(101)、用于控制燃气涡轮机(101)的控制单元(102)、包括热力学模型单元(104)和测试序列单元(105)的数据采集系统(108)、耦合到燃气涡轮机(101)用于测量燃气涡轮机(101)的性能参数(115)的传感器设备(103)、和比较单元(109)。热力学模型单元(104)基于燃气涡轮机(101)的机械模型(106)和基于燃气涡轮机(101)的热力学模型(107)产生计算的性能参数(113)。测试序列单元(105)产生包括设置点运行数据和时间表数据的测试序列数据(114)，利用该测试序列数据燃气涡轮机(101)的测试循环可运行。数据采集系统(108)基于测试序列数据(114)产生测试控制数据(112)，其中数据采集系统(108)耦合到控制单元(102)，用于向控制单元(102)提供测试控制数据(112)，使得可以基于测试控制数据(112)燃气涡轮机(101)是可控制的。比较单元(109)耦合到数据采集系统(108)，使得由传感器设备(103)所测量的测量的性能参数(115)能与计算的性能参数(113)进行比较。

技术领域

本发明涉及包括测试系统的燃气轮机和用测试程序操作燃气轮机系统的方法。

背景技术

工业燃气涡轮机被设计用于产生机械或电功率。在一定的运行时间之后，例如，在修理或翻修之后，为了检查工业燃气涡轮机是否仍然正确运行，需要进行燃气涡轮机与预定运行点一起在其下运行的测试序列。每个运行点指定一组表示发动机应运行的状态的设置点。

在现有的工业燃气涡轮机中，燃气涡轮机的测试序列是手动启动的。操作员通过控制设备手动地控制工业燃气涡轮机，使得燃气涡轮机以由测试循环预定义的预定设置点运行。例如，在认证或工业燃气涡轮机的性能测试中产生预定测试循环。

因此，为了引导工业燃气涡轮机的测试序列，手动地启动和控制测试循环的操作员是必须的。进一步地，在认证测试中预定义的测试序列通常与测试运行参数值和实际燃气涡轮机暴露的环境参数是不一致的。对于这种偏差的一些原因，可以在工业燃气轮机测试时和其日常使用时的气候(例如温度和海拔)和燃料成份的差异中找到。

US 4,821,217公开了一种可编程测试站，其自动执行喷气飞机发动机的电动和气动系统的静态测试。测试站在每个发动机上自动模拟将测试的系统并测量它们的响应。可编程数据采集计算机同时控制刺激和测量值，并产生数据。站同时可操作地连接到多个发动机，并根据站用户指令测量每一个上的特定系统。

US 4,389,710公开了用于练习和测试在飞机制动系统中的防滑和自动制动控制电路的可操作性的测试电路。数字处理器和与每个防滑控制电路和自动制动系统阀驱动器有关的接口电路通信。每一个这样的接口电路包括从处理器接收电刺激并应用同样的电刺激至相关的防滑控制电路或自动制动系统阀驱动器中的各种测试点的模拟开关。模拟选择器连接到防滑控制电路和自动制动系统阀驱动器中的各种测试点，以感应对电刺激的响应，并将这种响应传递至处理器，以确定防滑和自动制动控制系统的可操作性。

US 5,521,824公开了使用超前-滞后控制的发动机测试装置。运行接口产生控制模式信号和多个设置点。操作员还包括用于接收控制模式信号和多个设置点，并响应运行发动机测试装置的测试控制器。测试控制器感应发动机测试装置的运行特性。测试控制器还根据控制模式信号选择地运行发动机测试装置参数。

US 8,161,806公开了用于在其运行期间监测飞机的燃气涡轮机的发动机性能参数的方法。方法包括感应性能参数，产生模拟传感器输出，通过用至少一个接近发动机安装的轮毂单元决定模拟传感器输出生成数字数据。

US 4,215,412公开了飞机的燃气涡轮机的实时性能监测。监测系统包括使用一组标量系数和各个发动机运行参数的电流值的数字处理器，以预测一组发动机性能参数的电流值。监测这些性能参数的实际值，并将其与预测值比较，以提供航空信号的偏差至使用数字处理器提供故障指示的监测逻辑。