[发明专利]一种适用于燃气轮机的燃烧诊断装置及方法

权利要求书

1.一种适用于燃气轮机的燃烧诊断装置，其特征在于，包括运行工况参数模块、初始状态取数模块、TDLAS燃烧状态参数监测模块、燃烧判据存储模块和燃烧状态诊断模块；

运行工况参数模块用于获取燃气轮机运行工况参数判断燃烧室的运行工况，且与燃烧判据存储模块、燃烧状态诊断模块相连；初始状态取数模块用于获取燃烧室的初始状态参数，且与燃烧状态诊断模块相连；燃烧判据存储模块用于存储燃烧室诊断判据，并与燃烧状态诊断模块相连；燃烧诊断模块基于燃烧诊断逻辑诊断燃烧状态，并向燃机控制系统发送燃烧室燃烧状态字。

2.一种适用于燃气轮机的燃烧诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、获取燃气轮机IGV角度、燃料流量和温度、燃机负荷，确定燃气轮机运行工况；

步骤2、根据燃气轮机运行工况，获取燃气轮机燃烧室的燃烧状态诊断判据，包括该运行工况下燃气轮机燃烧室的温度基准信息、H₂O浓度基准信息和压力基准信息；

步骤3、获取大气湿度，将其转化为燃气轮机燃烧室初始H₂O浓度；获取压气机排气温度和排气压力，并将其作为燃气轮机燃烧室初始温度和压力；

步骤4、利用TDLAS燃烧监测模块获取燃烧室的燃烧温度、燃烧室压力以及燃烧室H₂O浓度燃烧状态参数，并通过快速傅立叶变换将燃烧压力转化为压力脉动频率和幅值；

步骤5、对比分析燃烧室初始H₂O浓度和获取的燃烧室实时H₂O浓度、对比分析燃烧室初始温度和获取的燃烧室实时燃烧温度，根据燃烧诊断逻辑诊断燃烧室是否存在火焰，诊断燃烧室的点火状态，并根据诊断结果，发出点火成功和燃烧室无火焰点火不成功信号；

步骤6、对比分析燃烧室初始温度、获取的燃烧室实时温度以及燃烧诊断判据中的燃烧温度基准信息，根据燃烧诊断逻辑诊断燃烧室温度，并根据诊断结果，发出燃烧温度正常、燃烧温度高预警和燃烧温度超温跳机等号；

步骤7、对比分析燃烧室初始压力、获取的燃烧室压力脉动信息以及燃烧诊断判据中的燃烧压力基准信息，根据燃烧诊断逻辑诊断诊断燃烧稳定性，并根据诊断结果，发出燃烧稳定、燃烧压力脉动高预警和燃烧不稳定跳机信号。

3.根据权利要求2所述的一种适用于燃气轮机的燃烧诊断方法，其特征在于，步骤1中的IGV角度、燃料流量和温度、燃机负荷参数可从燃气轮机控制系统获取，并存储在运行工况参数存储模块。

4.根据权利要求2所述的一种适用于燃气轮机的燃烧诊断方法，其特征在于，步骤2中燃气轮机燃烧室燃烧状态诊断判据中所述的燃气轮机燃烧室的温度基准信息，至少包括不同工况下燃烧室燃烧温度的正常范围数组T_Z、预警值T_C,10以及报警值T_C,20，存储的燃烧室压力基准信息包括燃烧室部件的固有声学频率P_HC,0、不同工况下燃烧室压力脉动幅值的预警值P_AC,10和跳机值P_AC,20，且燃气轮机燃烧室不同工况下的燃烧状态诊断判据存储在燃烧判据诊断模块。

5.根据权利要求2所述的一种适用于燃气轮机的燃烧诊断方法，其特征在于，步骤3中采用燃气轮机现有的大气湿度监测设备获取，并将其转化为燃气轮机燃烧室初始H₂O浓度D_H2O,0；采用燃气轮机现有的压气机排气温度和排气压力设备获取，并将其作为燃气轮机燃烧室初始温度T_C,0和初始压力P_C,0，且数据存储在燃烧室初始状态取数模块。