一种燃气轮机燃烧室燃烧不稳定的主动控制方法
【专利摘要】一种燃气轮机燃烧室燃烧不稳定的主动控制方法，该方法是在燃气轮机燃烧室端盖部件或者火焰筒壁面上安装动态压力传感器；将动态压力传感器采集的燃烧室内的动态压力原始信号送往信号处理单元；通过预处理器将动态压力原始信号进行去噪处理，通过信号处理单元对处理后的动态压力信号进行傅里叶级数展开，得到直流信号与不同频率成分的谐波信号的叠加信号；保留谐波信号中振幅超过设定的振幅阈值的谐波信号成分，并将这些保留谐波信号的频率，幅值和相位信息送往控制器；控制器根据输入信息驱动快速响应阀给燃料流量输入一个与对应频率谐波信号相位差为180度的同频激励，以抑制燃烧室内的高振幅压力脉动，从而达到燃烧不稳定的主动控制。
【专利说明】一种燃气轮机燃烧室燃烧不稳定的主动控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工业燃气轮机的一种燃烧控制方法，尤其涉及一种燃烧不稳定的主动控制方法。
【背景技术】
[0002]为了降低排放，获得较高的燃烧效率，现代工业燃气轮机燃烧室越来越多地采用燃料一空气预混的燃烧方式。贫油预混燃烧系统的排放性能较传统的非预混系统好，但它的发展受到燃烧不稳定的限制；它的燃烧稳定范围很窄，不能适应燃气轮机在很大范围内变化的要求；不稳定的燃烧过程产生低频高幅的压力振动，它不但影响燃烧室的燃烧性能，而且严重时有可能破坏燃烧室的结构。
[0003]为了避免燃烧不稳定对燃烧系统和燃气轮机的破坏作用，各大研究机构投入了大量的人力、物力和财力来进行此项研究，并提出了很多有实际工程价值的控制措施。如Yedidia Neumeier等人提出了 一种燃烧不稳定的主动控制方法，但他们所发明的燃烧不稳定主动控制方法主要用于火箭，导弹等容易出现高频不稳定的燃烧系统。MichaelD.Cornffell等人也提出了一种燃烧不稳定的主动控制方法，他们所发明的主动控制方法主要通过分析燃烧室内压力脉动信号和火焰强度信号的耦合程度来判定燃烧内是否发生燃烧不稳定，然后通过控制器控制阀组来调节值班喷嘴内燃料量来实现燃烧不稳定的主动控制。在US7728736专利文献中，提出的燃烧不稳定控制方法主要是采用一个火焰传感器测量不同时刻的火焰强度，然后求取两个相邻时刻的火焰强度差，并将该火焰强度差与设定阈值比较，如果火焰强度差大于设定阈值，则通过控制器对燃烧室采取措施来抑制燃烧不稳定。而在US6059560专利文献中，提出了一种通过周期性调节当量比的方法来实现燃烧不稳定的主动控制，但该方法的调节过程比较复杂，在实际工程中应用难度较大。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对现有技术的不足和缺陷，提出一种用于燃气轮机燃烧室燃烧不稳定的主动控制方法。
[0005]本发明所采用的技术方案如下:
[0006]一种燃气轮机燃烧室燃烧不稳定的主动控制方法，其特征是所述方法包括:
[0007]I)在燃气轮机燃烧室端盖部件或者火焰筒壁面上安装动态压力传感器，动态压力传感器测量设定时间步长t的动态压力信号；
[0008]2)将动态压力传感器采集的燃烧室内的动态压力原始信号送往信号处理单元，并将该原始信号记为p(t) , t e [T1, T2] ； T1为开始记录数据的时刻，τ 2为结束记录数据的时刻；
[0009]3)通过嵌入在信号处理单元中的预处理器将动态压力原始信号进行去噪处理，将原始信号中的噪声信号和处理后的动态压力信号分别记为PlmisJt)和P' (t)；
[0010]P' (t) =P (t)-Pniose (t) (I)[0011]4)通过信号处理单元对处理后的动态压力信号P' (t)进行傅里叶级数展开，得到直流信号P与K个不同频率成分的谐波信号的叠加信号，将每个频率谐波信号的幅值、频率和相位分别记为cn，fn，Φη，η e (1,2,3,……K);戶为燃烧室内的平均压力；
[0012]
【权利要求】
1.一种燃气轮机燃烧室燃烧不稳定的主动控制方法，其特征是所述方法包括: 1)在燃气轮机燃烧室端盖部件或者火焰筒壁面上安装动态压力传感器；动态压力传感器测量设定时间步长t的动态压力信号； 2)将动态压力传感器采集的燃烧室内的动态压力原始信号送往信号处理单元，并将该原始信号记为P(t) , t e [T1, τ2] ； T1为开始记录数据的时刻，τ 2为结束记录数据的时刻； 3)通过嵌入在信号处理单元中的预处理器将动态压力原始信号进行去噪处理，将原始信号中的噪声信号和处理后的动态压力信号分别记为Pntjise(t)和P' (t)；
【文档编号】F23N1/00GK103807873SQ201410063198
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2014年2月25日 优先权日:2014年2月25日
【发明者】谢法, 井文明 申请人:北京华清燃气轮机与煤气化联合循环工程技术有限公司