[发明专利]涡轮机系统中的温度传感器故障检测

说明书

本发明公开了一种检测涡轮机系统中的温度传感器故障的方法，包括：(a)从一组温度传感器中的每个温度传感器获取(102)各自的多个测量值，(b)基于对应的温度传感器的多个测量值，计算(104)一组中的每个温度传感器的一个特征值，(c)在所计算的多个特征值中选择(106)第一特征值，(d)将多个特征值中除第一特征值以外的最大值确定(108)为第一最大值，以及(e)如果第一特征值大于第一最大值与一个预定系数的乘积，则确定(110)与第一特征值相对应的温度传感器是有缺陷的。此外，还公开了对应的设备、系统、计算机程序和计算机程序产品。

技术领域

本发明涉及涡轮机系统中的监测和故障检测领域，尤其涉及燃气/蒸汽涡轮机系统中的温度传感器故障检测。

背景技术

任何燃气/蒸汽涡轮机均配备有大量的传感器，这些传感器记录多个重要的物理参数。例如，通过多个热电偶(温度传感器)测量燃烧器端部温度和排气喷嘴温度。所记录的这些参数值被用于涡轮机控制系统。因此，检测传感器故障是非常关键的。

维护工程师使用涡轮机数据(即，来自控制系统的参数值和事件)来监测涡轮机性能。因此，在处理涡轮机跳闸(涡轮机异常停机)时，维护工程师的首要任务是找出故障模式(例如，热电偶故障)，然后消除故障的根本原因(例如，维修热电偶)，并且尽快再次启动涡轮机(例如，尽可能缩短停机时间)。

热电偶故障是最常见的故障之一。如果涡轮机跳闸(即涡轮机异常停机)，监测工程师总是检查是否是某个热电偶坏了。为了确定热电偶的故障，工程师可以采用以下两种方式：

1.工程师可以检查热电偶温度图，以查看温度是否有突然跳跃。由于典型的涡轮机具有6-8个燃烧器端部热电偶和12-18个排气喷嘴热电偶，这样的检查将涉及大量工作。

2.工程师可以检查在涡轮机提示前刚刚写入的控制系统事件序列，以查看是否存在指示“热电偶故障”的事件。然而，监测工程师通常负责多个涡轮机，例如20个或更多。这些涡轮机可能来自不同的供应商，即，可能存在不同的“事件文本”信息来表示“热电偶故障”。此外，控制系统可能并不报告一般热电偶故障，或者可能无法识别出所有热电偶故障。

因此，在大多数涡轮机跳闸的情况下，监测工程师简单地浏览热电偶数据并且手动检查温度图。由于传感器数据是以很短的时间间隔(例如1分钟甚至1秒钟的时间间隔)写入的，因此这一过程可能非常耗时。

因此，需要一种简单快速的方式来检测温度传感器故障。

发明内容

该需求可以根据本发明独立权利要求的方案来满足。本发明的优选实施例在从属权利要求中描述。

根据本发明的第一方面，提供一种检测涡轮机系统中的温度传感器故障的方法。该方法包括：(a)从一组温度传感器中的每个温度传感器获取各自的多个测量值，(b)基于对应的温度传感器的多个测量值，计算该组中的每个温度传感器的特征值，(c)在所计算的多个特征值中选择第一特征值，(d)将多个特征值中除第一特征值以外的最大值确定为第一最大值，以及(e)如果第一特征值大于第一最大值与一个预定系数的乘积，则确定与第一特征值相对应的温度传感器是有缺陷的。

本发明的这一方面是基于以下构思：获取并分析一组温度传感器中的每个温度传感器的测量值，以确定一个温度传感器(即对应于所选择的第一特征值的传感器)的特征值是否明显大于该组内其它温度传感器的最大特征值，即，大于第一最大值与预定系数的乘积。一组温度传感器内的所有温度传感器均布置在涡轮机系统内的相似位置，从而暴露于可比较的环境。因此，在正常条件下，可以预期该组内所有温度传感器的特征值大致相等。由此，如果所选择的特征值明显大于该组内其它温度传感器的最大特征值，则所选择的温度传感器很可能是有缺陷的。