[发明专利]一种基于三维轴流的燃气轮机气动控制系统

说明书

本发明涉及一种基于三维轴流的燃气轮机气动控制系统，其包括：本发明设置一中控处理器与超声波检测器、温度检测器、转速检测器、流量检测设备相连接并实时完成数据交换，同时，所述中控处理器根据所述超声波检测器检测的积炭厚度以及压气机内轴向流量的变化、实时调节调节阀的开合程度和导叶的开合角度，以提高燃气轮机燃烧室内的燃烧效果，同时避免燃气轮机叶轮旋转速率过快导致燃气轮机叶轮出现高温变形或燃气轮机叶轮旋转过慢导致效率较低，使得燃气轮机处在一个稳定的运行状态，提高燃气轮机的工作效率和可靠性。

技术领域

本发明领域为气动控制领域，具体为一种基于三维轴流的燃气轮机气动控制系统。

背景技术

燃气轮机在空气和燃气的主要流程中，只有压气机(Compressor)、燃烧室(Combustor)和燃气涡轮(Turbine)这三大部件组成的燃气轮机循环，通称为简单循环，压气机从外界大气环境吸入空气，并经过轴流式压气机逐级压缩使之增压，同时空气温度也相应提高；压缩空气被压送到燃烧室与喷入的燃料混合燃烧生成高温高压的气体；然后再进入到涡轮中膨胀做功，推动涡轮带动压气机和外负荷转子一起高速旋转，实现了气体或液体燃料的化学能部分转化为机械功，并输出电功，从涡轮中排出的废气排至大气自然放热，燃气轮机应用广泛，但是现有的燃气轮机还存在以下问题：

1、传统燃气轮机没有根据燃气轮机运作状态实时自动调节燃气轮机的燃料输入量，燃料温度，以及进气量。

2、传统燃气轮机中未将燃烧室内积炭厚度纳入控制参数。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，为此本发明提供一种基于三维轴流的燃气轮机气动控制系统，其特征在于，包括：

燃气轮机，其燃烧室内设置有温度检测器，以检测所述燃烧室的温度变化，所述燃烧室内还设置有进料口，所述进料口上设置有调节阀，用以控制燃料进入燃烧室的量，所述燃烧室外围设置有超声波检测器，以检测所述燃烧室内壁的积炭厚度；所述燃气轮机的压气机内设置一转速检测器，用以检测压气机叶轮转速，所述压气机进气口设置有导叶，以调节压气机进气量，所述压气机内设置流量检测设备，以检测在所述压气机内轴向截面的不同位置的流量变化；

中控处理器，其与所述超声波检测器、温度检测器、转速检测器、流量检测设备相连接并实时完成数据交换，同时，所述中控处理器根据所述超声波检测器检测的积炭厚度以及压气机内轴向流量的变化、实时调节调节阀的开合程度和导叶的开合角度，其过程包括：

S1、燃气轮机点火启动成功进入自转状态后，所述中控处理器启动，检测压气机叶轮转速n与空气流速是否符合预设标准，检测时，包括检测压气机内空气流速大小是否符合标准以及压气机内三维轴向空气流通是否出现偏差，若符合预设标准则直接进行步骤S3；

S2、若S1中的检测不符合预设标准，其中：

若压气机内空气流速大小出现偏差时，则所述中控处理器继续检测燃烧室内温度是否出现异常，并控制调节阀开合程度同时相应调节导叶开合角度；

若压气机内三维轴向空气流通出现偏差，则所述中控处理器根据偏差情况调整导叶开合角度，同时相应调节调节阀开合程度；

S3、所述中控处理器检测燃烧室内温度时，若燃烧温度不正常，则检测燃烧室内积炭厚度是否符合预设标准，若燃烧室内积炭厚度符合预设标准，则根据燃烧室当前温度和压气机叶轮转速调节调节阀开合程度以及注入燃料的温度，若燃烧室内积炭厚度不符合预设标准，则根据所述燃烧室内积炭厚度调整调节阀开合程度，同时调节导叶开合角度；

S4、预设检测周期，每经过一个检测周期重复S1、S2和S3。