[发明专利]一种燃驱压缩机组性能测试系统

说明书

本发明公开了一种燃驱压缩机组性能测试系统，包括信号采集模块、信号传输模块和性能计算模块；所述信号采集模块包括若干传感器，分别为扭矩仪、温度传感器和湿度传感器；所述信号传输模块包括数据线、模拟量转换器、第一光纤信号转换器、第二光纤信号转换器和光纤；所述性能计算模块包括便携式计算机一台、实时数据库和模块化建模软件，所述模块化建模软件的各模块利用燃驱压缩机组的机械振动参数和所述驱动轴扭矩、进气温度和进气湿度计算所述燃气轮机的整机效率、整机功率和压缩机效率。本发明可以实现对机组实际运行功率和运行效率的准确计算，便于用户准确评估机组运行状态，科学制定维护策略。

技术领域

本发明涉及天然气输送管线动力设备监测技术领域，尤其涉及一种燃驱压缩机组性能测试系统。

背景技术

中国石油油气管道实现跨越式发展，先后建成了陕京二线、陕京三线、西气东输二线、西气东输三线、涩宁兰线、中亚线、冀宁线等一批大口径长距离输气管道。截止到2016年底，中国石油管道已经安装压缩机组312套，包括燃驱离心式机组186 套、电驱离心式机组75套、往复式机组51套，安装30MW燃驱机组约170套，其中国内安装GE燃驱机组70套、SIEMENS燃驱机组46套，中亚管道安装GE和SIEMENS 燃驱机组54套。随着中缅线、中俄东线及东北天然气管网的建设，预计到2018年，压缩机组的数量将达到400套。

随着机组运行年限的增长，机组运行指标在逐渐下降，机组失效带来的后果也越来越严重。燃气轮机性能测试技术针对此类故障，可以做到提前预警、故障定位等。目前，中石油管道90％以上的燃驱离心式压缩机组已经安装了基于机械振动的状态监测系统。从现场实际应用看，针对燃气轮机热端部件发生的故障(如烧蚀等)，仅靠振动监测难以诊断，针对燃气轮机转子叶片断裂等，振动监测效果并不明显。燃气轮机是高速旋转式机械，但由于各部件在高温环境下工作，运行状态及性能通过热力学参数比机械振动参数反映更具优势，因此，针对燃气轮机采用以气路性能参数为主、机械振动参数为辅的监测与诊断技术手段较为科学，很有必要开发一套燃驱压缩机组性能测试系统，实现对燃气轮机健康状况的判断，并给出相应的维检修建议。

经过现有技术文献的检索发现，目前的燃驱压缩机组状态监测基本是基于机械振动。对燃驱压缩机组性能测试的研究大多数也局限于通过现场传感器测量机组运行参数展开性能分析。只有少数研究燃驱压缩机组性能的文章提出通过性能计算得到机组的非监测参数加以性能分析，其中最具代表的是李刚等在2017年6月的期刊《油气运输》上发表的文章《燃驱压缩机组性能监测系统的开发与应用》，开发了一套判断燃气轮机健康状况的燃驱压缩机组性能监测系统。文中提到燃驱压缩机组性能监测主要通过现场传感器采集机组运行参数，另外，燃气发生器转速、动力涡轮转速、离心压缩机进排气温度和压力、燃料气质量流量等数据从机组控制系统上读取。性能监测系统通过运行监测参数，能够计算出相关燃机性能参数。通过这些参数可以进一步开展机组的性能分析。但考虑到性能计算的准确性，会影响到性能监测系统整体的准确性。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种新的燃驱压缩机组性能测试系统，以气路性能参数为主、机械振动参数为辅，进一步提高性能监测系统整体的准确性。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何开发一套燃驱压缩机组性能测试系统，实现对燃气轮机健康状况的准确判断，并给出相应的维检修建议。

为实现上述目的，本发明提供了一种燃驱压缩机组性能测试系统，包括信号采集模块、信号传输模块和性能计算模块；

所述信号采集模块包括若干传感器，分别为扭矩仪、温度传感器和湿度传感器，所述扭矩仪用于测量燃气轮机动力涡轮和压缩机之间的驱动轴扭矩，所述温度传感器用于测量所述燃气轮机进气温度，所述湿度传感器用于测量所述燃气轮机进气湿度；