F级燃机自动燃烧调整系统的燃烧监测评价方法与流程

本发明涉及燃机燃烧监测评估方法领域，具体是一种f级燃机自动燃烧调整系统的燃烧监测评价方法。

背景技术：

1、当前国内投运的重型燃气轮机普遍采用适用天然气燃料的干式低氮燃烧器，燃机燃烧调整技术是燃机调试最为核心的关键控制技术。燃烧调整本质上是调整进入燃烧室的各路燃料量和空气量来实现燃机燃烧的稳定性和环保性，燃烧调整贯穿于机组从点火到满负荷运行的各个阶段。因此，燃烧调整质量的好坏，直接关系到机组的热效率、燃烧室部件和热通道部件的安全运行及污染物排放是否合格。

2、现有技术有的f级燃机原始设备制造商的自动燃烧控制策略采用acc信号为基准，解析出不同频谱段acc信号值的变化趋势，通过对acc的频谱分析，来实现燃烧自动控制。该自动燃烧系统采用燃烧稳定性为单一控制目标，无法实现对nox排放值的有效控制，随着国内部分地区对燃气轮机的nox排放提出了更为严苛的要求，传统的燃烧调整方法无法已经应对新的挑战。

技术实现思路

1、本发明提供了一种f级燃机自动燃烧调整系统的燃烧监测评价方法，以解决现有技术基于act信号的燃烧控制策略无法实现对nox排放值有效控制的问题。

2、为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

3、f级燃机自动燃烧调整系统的燃烧监测评价方法，包括以下步骤：

4、步骤1、获取燃机燃烧工作时产生的多个humming信号和多个acc信号；

5、步骤2、对步骤1得到的每个humming信号和每个acc信号分别进行一次滤波处理，以去除干扰信号和干扰引起的突变信号；

6、步骤3、基于信号可靠性判别准则，对步骤2一次滤波后的各个humming信号进行选择表决，以从多个humming信号中选择出最能真实反映实际燃烧脉动状况的humming的信号作为合格humming信号；

7、同样基于信号可靠性判别准则，对步骤2一次滤波后的各个acc信号进行选择表决，以从多个acc信号中选择出最能真实反映燃烧室缸体振动的acc信号作为合格acc信号；

8、步骤4、对步骤3得到的合格humming信号、合格acc信号分别进行二次滤波处理，以实现表决后的humming信号、acc信号平滑化，由此对应生成humming控制信号、acc控制信号；

9、步骤5、将步骤4得到的humming控制信号、acc控制信号以及燃机工作时的nox修正值，与各自对应的阈值进行定值分析，得到燃机的燃烧评价结果。

10、进一步的，步骤2中一次滤波处理时采用惯性环节为原理的滤波算法。

11、进一步的，步骤2中基于惯性环节的滤波算法进行一次滤波处理时，采用动态滤波时间常数，以保留燃烧不稳定引起的突变信号、剔除干扰引起的突变信号，动态滤波时间的选取是基于对相应信号的变化速率和幅值来计算得到的。

12、进一步的，步骤3中从多个humming信号或acc信号表决选择合格信号时，当所有信号皆被判定合格时，则从多个信号中选择出中间值作为表决后的合格信号；当有且只有两个合格信号时，选取两个合格信号的平均值作为表决后的合格信号；当被判定只有且只有唯一一个合格信号时，则此合格信号作为特定值被选做表决后的合格信号。

13、进一步的，步骤4中，采用基于动态时间常数的惯性环节滤波算法进行二次滤波处理。

14、进一步的，步骤5中定值分析时，若nox修正值在设定时间内持续超过对应的第一阈值，且humming控制信号、acc控制信号分别小于各自对应的第一阈值，则分析结果为燃烧稳定且具备调节nox的裕量，此时激活燃机的nox减排控制模块，按预设的目标值闭环调节nox排放量，直至nox排放量调节至预设的目标值。

15、进一步的，步骤5中定值分析时，若humming控制信号、acc控制信号两者中任意一者大于对应的第二阈值，则分析结果为燃烧出现不稳定征兆，此时控制燃机燃烧的nox减排模块退出控制，并激活燃烧稳定性控制模块以调整燃烧稳定性，直至大于对应的第二阈值的控制信号回归至小于或等于对应的第二阈值。

16、进一步的，步骤5中定值分析时，若nox修正值在设定时间内持续小于对应的第三阈值，且humming控制信号、acc控制信号分别小于各自对应的第三阈值，则分析结果为燃烧稳定性和nox排放满足要求，且具备提升燃机热力性能的裕量，此时燃机nox减排控制模块退出，并激活性能优化控制模块，并动态调节燃机温控曲线，以提升燃机热力性能。

17、本发明综合考虑了反映燃烧脉动的humming信号和反映燃烧室缸体振动的加速度（acc）信号，通过对并humming信号、acc信号进行处理后再结合nox修正值和各自对应的阈值进行定值分析，能够实现对燃烧不稳定的超前识别，并基于定值分析结果可形成多层级的燃机控制策略，实现燃机自动燃烧调整控制，能够在燃机燃烧稳定的前提下实现nox减排的闭环控制，并能够实现对燃机机组热力性能的动态优化。

技术特征：

1.f级燃机自动燃烧调整系统的燃烧监测评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的f级燃机自动燃烧调整系统的燃烧监测评价方法，其特征在于，步骤2中一次滤波处理时采用惯性环节为原理的滤波算法。

3.根据权利要求1所述的f级燃机自动燃烧调整系统的燃烧监测评价方法，其特征在于，步骤2中基于惯性环节的滤波算法进行一次滤波处理时，采用动态滤波时间常数，以保留燃烧不稳定引起的突变信号、剔除干扰引起的突变信号，动态滤波时间的选取是基于对相应信号的变化速率和幅值来计算得到的。

4.根据权利要求1所述的f级燃机自动燃烧调整系统的燃烧监测评价方法，其特征在于，步骤3中从多个humming信号或acc信号表决选择合格信号时，当所有信号皆被判定合格时，则从多个信号中选择出中间值作为表决后的合格信号；当有且只有两个合格信号时，选取两个合格信号的平均值作为表决后的合格信号；当被判定只有且只有唯一一个合格信号时，则此合格信号作为特定值被选做表决后的合格信号。

5.根据权利要求1所述的f级燃机自动燃烧调整系统的燃烧监测评价方法，其特征在于，步骤4中，采用基于动态时间常数的惯性环节滤波算法进行二次滤波处理。

6.根据权利要求1所述的f级燃机自动燃烧调整系统的燃烧监测评价方法，其特征在于，步骤5中定值分析时，若nox修正值在设定时间内持续超过对应的第一阈值，且humming控制信号、acc控制信号分别小于各自对应的第一阈值，则分析结果为燃烧稳定且具备调节nox的裕量，此时激活燃机的nox减排控制模块，按预设的目标值闭环调节nox排放量，直至nox排放量调节至预设的目标值。

7.根据权利要求1所述的f级燃机自动燃烧调整系统的燃烧监测评价方法，其特征在于，步骤5中定值分析时，若humming控制信号、acc控制信号两者中任意一者大于对应的第二阈值，则分析结果为燃烧出现不稳定征兆，此时控制燃机燃烧的nox减排模块退出控制，并激活燃烧稳定性控制模块以调整燃烧稳定性，直至大于对应的第二阈值的控制信号回归至小于或等于对应的第二阈值。

8.根据权利要求1所述的f级燃机自动燃烧调整系统的燃烧监测评价方法，其特征在于，步骤5中定值分析时，若nox修正值在设定时间内持续小于对应的第三阈值，且humming控制信号、acc控制信号分别小于各自对应的第三阈值，则分析结果为燃烧稳定性和nox排放满足要求，且具备提升燃机热力性能的裕量，此时燃机nox减排控制模块退出，并激活性能优化控制模块，并动态调节燃机温控曲线，以提升燃机热力性能。

技术总结
本发明公开了F级燃机自动燃烧调整系统的燃烧监测评价方法，包括以下步骤：步骤1、获取燃机的多个Humming信号和多个ACC信号；步骤2、对每个Humming和ACC信号分别进行一次滤波处理；步骤3、基于设定的准则对一次滤波后的结果进行选择表决，得到合格Humming和ACC信号；步骤4、对合格Humming和ACC信号进行二次滤波处理，生成Humming控制信号和ACC控制信号；步骤5、将Humming控制信号和ACC控制信号、NO<subgt;X</subgt;修正值进行定值分析，得到燃烧评价结果。本发明能够实现对燃烧不稳定的超前识别，并能够实现NO<subgt;X</subgt;减排的闭环控制。

技术研发人员：戴云飞,王建梁,张海军,秦健健,胡宁,沈建明,王小荣,程甫,徐雷,王国清,汪忠德,於国良
受保护的技术使用者：华瑞（江苏）燃机服务有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21