[发明专利]闭环式燃烧控制系统及其控制方法

说明书

本发明提供一种闭环式燃烧控制系统及其控制方法，包括：燃气轮机，燃气轮机包括燃烧室、调节值班气供气量的值班阀、以及控制值班阀开度的燃气轮机控制系统；测量燃烧室内热声振荡强度的燃烧状态检测器，燃烧状态检测器设在燃烧室上；自适应燃烧调控系统，自适应燃烧调控系统包括控制器、模拟量接收模块、模拟量发出模块以及数字量收发模块，模拟量接收模块分别与控制器和燃烧状态检测器连接，模拟量发出模块分别与控制器和燃气轮机控制系统连接，数字量收发模块分别与控制器和燃气轮机控制系统连接。本发明能够实时监控并且调整燃烧室的燃烧状态，保障燃气轮机的燃烧稳定性。

技术领域

本发明涉及燃气轮机技术领域，特别是涉及一种闭环式燃烧控制系统及其控制方法。

背景技术

燃气轮机在带负荷阶段，燃烧不稳定时，会出现燃烧室加速度幅值变大的情况，继续恶化从而引发甩负荷或者跳机的事故，更严重的情况会导致燃烧室瓦块的损坏，造成不可挽回的经济损失。燃气轮机燃烧室内的热声震荡是导致燃烧室加速度恶化的主要原因，在燃气轮机中使用嗡鸣探头来测量燃烧室内的热声振荡强度。

导致燃烧不稳定的原因通常有环境因素、燃料组分变化及机组老化等原因。为了避免燃烧室内的热声振荡幅值过大，现有技术做法是在热态调试期间摸索稳定燃烧边界，通过设置值班气和燃烧温度的中间量来保证燃烧稳定裕度，属于一种开环控制模式，在经过一段时间的运行后燃气轮机需要定期重新摸索稳定燃烧边界。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种闭环式燃烧控制系统及其控制方法，能够实时监控并且调整燃烧室的燃烧状态，保障燃气轮机的燃烧稳定性。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种闭环式燃烧控制系统，包括：

燃气轮机，燃气轮机包括燃烧室、调节值班气供气量的值班阀、以及控制值班阀开度的燃气轮机控制系统；

测量燃烧室内热声振荡强度的燃烧状态检测器，燃烧状态检测器设在燃烧室上；

自适应燃烧调控系统，自适应燃烧调控系统包括控制器、模拟量接收模块、模拟量发出模块以及数字量收发模块，模拟量接收模块分别与控制器和燃烧状态检测器连接，模拟量发出模块分别与控制器和燃气轮机控制系统连接，数字量收发模块分别与控制器和燃气轮机控制系统连接。

优选地，所述燃烧状态检测器包括度量燃烧室热声强度的嗡鸣探头和检测燃烧室振荡强度的加速度探头。

优选地，所述燃烧室的数量和所述燃烧状态检测器的数量相等，每个燃烧状态检测器设在对应的燃烧室上。

优选地，所述自适应燃烧调控系统还包括设定热声振荡阈值和值班气偏置量的设定模块，设定模块与控制器连接。

优选地，所述闭环式燃烧控制系统还包括机柜，所述燃气轮机控制系统和自适应燃烧调控系统布置在机柜内。

本发明还提供一种所述闭环式燃烧控制系统的控制方法，包括如下步骤：

S1，根据燃气轮机的正常运行状态设定燃烧室的热声振荡阈值；

S2，燃烧状态检测器实时测量燃烧室内的热声振荡强度，模拟量接收模块将表征热声振荡强度的模拟量测量值采集至控制器；控制器通过数字量收发模块接收燃气轮机控制系统的运行指令；

S3，控制器比较模拟量测量值和热声振荡阈值，若模拟量测量值大于热声振荡阈值，则模拟量发出模块将由控制器分析得出的值班气偏置量指令发送至燃气轮机控制系统，燃气轮机控制系统根据值班气偏置量指令调大值班阀的开度，以使值班气偏置量和值班气原有量叠加流入燃烧室；若否，则保持值班阀的开度；数字量收发模块将由控制器分析得出的自适应燃烧调控系统运行状态反馈至燃气轮机控制系统。

优选地，所述步骤S1还包括：燃气轮机带负荷运行，调节空气供气量的可调进气导叶处于打开状态。