[发明专利]一种脉动监测阻尼管件

说明书

技术领域

本发明涉及一种压力脉动监测系统的阻尼管件，尤其涉及燃烧室高温高压条件下的脉动监测阻尼管件，属于燃气轮机实验测量技术领域。

背景技术

燃气轮机是天然气发电联合循环机组的动力设备，本体主要包括压气机、燃烧室、透平等核心部件。目前先进的E/F级燃气轮机燃烧室较广泛采用干式低污染燃烧室(Dry Low NO_X,DLN)的设计概念,满负荷工况下主要是采用贫燃预混燃烧形式，将天然气与空气进行提前充分预混。但预混燃烧稳定性差，易产生较大压力脉动，存在回火、熄火、振荡等问题。在季节变化、机组性能劣化、燃料管路特性变化等条件下，燃烧室的燃烧特性通常会发生变化，预混燃烧的压力脉动情况越加频繁。所以通常在检修、环境变化等情况下，燃气轮机机组通常需要进行燃烧调整，使机组有足够稳定的裕度，而裕度判断和燃烧调整都是基于对燃烧室的压力脉动的实时监测。

当前主要的脉动压力监测方式有直接和间接监测方式两种。直接方式是指在燃烧筒壁设计引压孔并安装压力传感器，直接测量火焰区的压力脉动。间接方式是指设计引压管与火焰区连通并引出压力信号，压力传感器安装引压管下游位置，然后引出；或者将压力传感器直接安装在燃烧区前端的高压空气区测量当地压力脉动，不测量火焰区的信号。直接测量方式所取信号靠近燃烧区域，有利于运行监测人员判断；但是安装区域的燃烧筒壁承受高温，且高温气流通过引压孔直接与传感器接触，对传感器耐温要求高，造成传感器寿命较短，故障率高。间接安装方式的压力传感器检测到的信号与燃烧区真实的信号有一定差别，其优势是对压力传感器的要求不高，压力传感器无需承受燃烧区的高温。

本发明针对采用间接方式的监测系统进行改进。现有技术中，采用间接方式的监测系统结构如图1所示，在燃烧筒壁1′上开引压孔11′，从引压孔11′处利用引压管2′导出压力信号，管道下游一定位置处设置安装座3′，压力传感器4′垂直于气流方向的安装在安装座3′上，测取压力脉动信号。安装座3′后端还设计有压力脉动阻尼盘管5′，通常有10～20米左右，由阻尼管盘绕而成，其功能是：让压力脉动继续往下游传播逐渐耗散，以使回波信号较小，从而避免干扰安装座3′上压力传感器4′的采集。最后在尾部连接氮气气瓶6′，利用氮气对管道进行清吹。在监测系统运行过程中，引压管2′和阻尼盘管5′中的气体介质平均流动较小，压力脉动信号传播可以考虑为在静态介质中的传播。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种对压力脉动耗散效果好的新型结构的阻尼管件。

本发明通过如下技术方案解决其技术问题：一种脉动监测阻尼管件，其特征在于，所述阻尼管件为由主体管道和位于所述主体管道两端的端部管组成的一条直线管道，所述主体管道包括管壁和贴着管壁内侧设置的由阻尼材料构成的阻尼环，所述端部管的管口与所述阻尼环的内环孔相对，形成所述阻尼管件内径匀称的气流通道。

作为本发明的改进：所述主体管道由若干段分管道对接而成。

作为本发明的进一步改进：所述分管道通过转接管对接，所述转接管包括外管和内管，内管位于外管内部，两管端部对应相连构成所述转接管的端面，两管间形成一封闭的环形腔，所述内管的管壁上和所述转接管的两端面上都设有多个与所述环形腔连通的小孔，所述内管的管口与所述分管道内阻尼环的内环孔相对，所述转接管两端面上的小孔与所述分管道内阻尼环的环面相对，将所述环形腔与所述分管道内的阻尼材料层连通。

所述阻尼材料的选择根据其用于吸收耗散的频率而定，所述阻尼管件的分管道内的阻尼材料相同或不同，针对中频的吸收耗散所述阻尼材料可采用玻璃棉材料，针对低频的吸收耗散所述阻尼材料可采用柔顺型阻尼材料。

所述转接管的结构根据需要耗散的频率f进行调整，公式如下：

f=c2πpLkD]]>