[发明专利]燃气轮机燃烧室出口温度计算方法

说明书

本发明公开了一种燃气轮机燃烧室出口温度计算方法，该计算方法包括：将气体膨胀公式进行线性化处理，建立可测量值与燃烧室出口温度之间的函数关系式；根据压气机进口可调导叶位置的变化，对可测量值与燃烧室出口温度之间的函数关系式进行修正；在不同的大气温度情况下，得到不同大气温度下可测量值与燃烧室出口温度之间的函数关系式，并进行修正，得到燃烧室出口温度计算关系式。本发明采用燃气轮机可直接测量的性能参数来计算燃烧室出口温度，运算量小、精度高、速度快，能够实时地计算燃烧室出口的温度。

技术领域

本发明涉及航空发动机技术领域，具体涉及一种燃气轮机燃烧室出口温度计算方法。

背景技术

燃烧室出口温度是燃气轮机的重要性能指标，更是低排放燃烧室燃烧控制和调整的重要状态参数。燃气轮机运行时通过燃烧室出口温度大小可以判断低排放燃烧室的工作状态，进而调整燃料与空气的掺混比，从而达到燃气轮机低排放的目的，随着燃气轮机的发展，燃烧室出口温度逐渐升高，测温传感器很难长时间地直接测量该温度，传统的燃气轮机燃烧室出口温度计算方法一般是基于燃烧室能量平衡方程，计算时依赖部件特性，需要大气温度、压气机进口压力、压气机压比、压气机效率、空气系统引气量、燃料流量、燃烧效率，参数多，缺一不可，且有些参数不能直接测量，很难实时地计算出燃烧室出口温度。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃气轮机燃烧室出口温度计算方法来克服或至少减轻现有技术中的至少一个上述问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种燃气轮机燃烧室出口温度计算方法，所述计算方法包括：将气体膨胀公式进行线性化处理，建立可测量值与所述燃烧室出口温度之间的函数关系式，其中，可测量值包括：压气机出口压力以及排气温度；根据压气机进口可调导叶位置的变化，对所述可测量值与所述燃烧室出口温度之间的函数关系式进行修正；在不同的大气温度情况下，得到不同大气温度下所述可测量值与所述燃烧室出口温度之间的函数关系式，并进行修正，得到所述燃烧室出口温度计算关系式。

在上述计算方法的优选技术方案中，“将气体膨胀公式进行线性化处理，建立可测量值与所述燃烧室出口温度之间的函数关系式”包括

根据气体膨胀公式，能够得到计算燃烧室出口温度的公式

式中，TRM为燃烧室出口温度，η_t为涡轮效率，k为燃气的绝热指数，π_t为涡轮的膨胀比，T₄为燃机排气温度；

将公式(1)按照泰勒公式进行展开并简化，得到公式

式中，TRM为燃烧室出口温度，η_t为涡轮效率，k为燃气的绝热指数，π_t为涡轮的膨胀比，T₄为燃机排气温度；

将公式(2)中的参数π_t按照公式

转化为P₂和σ_b的函数，

式中，σ_b为燃烧室总压恢复系数，P₂为压气机出口压力，P₄为燃机出口压力，π_t为涡轮的膨胀比；

涡轮效率η_t由涡轮相似转速和涡轮膨胀比π_t插值得到，所以涡轮效率η_t＝f(TRM,π_t)；

将燃烧室总压恢复系数σ_b和燃气的绝热指数k按照常数项处理，即公式(2)能够转化为以下公式