一种适用于不同环境下的燃气轮机最佳点火位置调控方法

1.本发明涉及的是一种燃气轮机控制方法，具体地说是燃气轮机点火位置控制方法。


背景技术：

2.燃气轮机相比于传统大型柴油机、蒸汽轮机具有机动性强的显著优点，保证燃气轮机启动时点火的一次成功是保障这一优点的关键技术。而当燃气轮机处于不同海域时，海面上空气的盐雾浓度、湿度、大气压等外界环境的差别会不同程度的影响进气道内流场，严重者甚至会造成压气机进口处产生畸变；当燃气轮机处于不同地区时，当地空气的湿度、大气压力不同，也会导致内部流场变化。在上述以及燃气轮机所处的其他环境下，压气机、燃烧室内部流场的变化会一定程度的影响燃气轮机的最佳点火位置。
3.在希望能够以更快的速度启动并提高启动初期的航行速度，这时就十分期望燃气轮机能够在超过标准工况的高转速状态进行点火以直接达到高速航行的目的，省略了常规启动时由点火时的低转速缓慢提高转速直至达到目标转速稳定运行的过程，而非标准工况点火的最佳点火位置必然与常规点火方式的最佳点火位置有所差异。
4.在上述的多种情况下，如果保持点火装置在理论最佳位置不变，则难以在不同环境下对燃气轮机进行一次性成功点火。而现阶段绝大部分燃气轮机的点火装置均被固定在事前计算好的理论最佳点火位置，难以面对不同环境、不同需求的点火要求。
5.此外，在燃机变工况过程中，内部流场处于较为混乱的状态，极易导致燃烧室熄火造成燃气轮机停车，因此也迫切需要一种可靠方法保障燃烧火焰稳定防止燃气轮机停车。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供可以保障燃气轮机在不同海域、不同地区的外界环境稳定高效的一次性点火成功及不同工况的内部环境下稳定燃烧火焰防止燃气轮机内部流场混乱导致熄火现象产生的一种适用于不同环境下的燃气轮机最佳点火位置调控方法.
7.本发明的目的是这样实现的：
8.本发明一种适用于不同环境下的燃气轮机最佳点火位置调控方法，其特征是：按如下方式布置燃气轮机：包括压气机、涡轮、燃烧室，压气机的进口连接进气道，进气道安装复合传感器，压气机安装转速传感器，燃烧室里安装燃油喷嘴、点火装置、调节机构，调节机构分别连接复合传感器、转速传感器、点火装置；
9.当进行燃气轮机点火时：
10.(1)气流流入燃气轮机进气道，由进气道前端的复合传感器检测空气中盐雾浓度、空气湿度、空气温度、外界大气压；
11.(2)气流经进气道流入燃气轮机的压气机中，由转速传感器检测压气机转速；
12.(3)由复合传感器与转速传感器提供数据信息，确定当前燃气轮机最佳点火位置并传递给调节机构，由调节机构将燃烧室内的点火装置调节至最佳点火位置；
13.(4)燃烧室内燃油喷嘴喷油，配合点火装置与气流进行点火；
14.(5)高温高压燃气推动涡轮对外界做功。
15.本发明还可以包括：
16.1、当燃气轮机变工况时：
17.(1)气流流入燃气轮机进气道，由进气道前端的复合传感器检测空气中盐雾浓度、空气湿度、空气温度、外界大气压；
18.(2)气流经进气道流入燃气轮机的压气机中，处于变工况状态下的压气机转速实时变化，由转速传感器实时检测压气机转速；
19.(3)由复合传感器与转速传感器提供动态数据信息，实时确定燃气轮机最佳点火位置并传递给调节机构，由调节机构将燃烧室内的点火装置调节并时刻保持在最佳点火位置；
20.(4)在变工况的整个过程中，点火装置一直保持点火状态以稳定火焰防止熄灭；
21.(5)变工况过程结束，转速传感器检测压气机转速恒定，点火装置停止点火。
22.本发明的优势在于：本发明提供了一种适用于不同环境下的燃气轮机最佳点火位置调控方法，本方法在不同外界环境及内部环境下根据当前燃机轮机最佳点火位置调节点火装置位置以达到启动时一次点火成功的目的，同时在变工况过程中，稳定火焰防止熄火停车。
附图说明
23.图1为本发明的调控方法的组成示意图。
具体实施方式
24.下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
25.结合图1，本发明一种适用于不同环境下的燃气轮机最佳点火位置调控方法，包括以下部件：进气道1、压气机2、燃烧室3、涡轮4。其中进气道1中布置有复合传感器1.1；压气机2内布置有转速传感器2.1；燃烧室3内布置有燃油喷嘴3.1、点火装置3.2、调节结构3.3。
26.复合传感器1.1具体布置位置为进气道1的前端且尽量与燃气轮机外界环境直接接触。复合传感器1.1具体测量参数为空气中盐雾浓度、空气湿度、空气温度、外界大气压。
27.在燃气轮机变工况过程中，点火装置3.2不仅在调节机构3.2的控制下时刻处于最佳点火位置，而且保持点火状态起到值班点火稳定火焰防止由于转速变化导致工况恶劣造成的熄火现象。
28.燃气轮机点火时，包括以下步骤：
29.(1)气流流入燃气轮机进气道1，由进气道1前端的1.1复合传感器检测空气中盐雾浓度、空气湿度、空气温度、外界大气压；
30.(2)气流流入燃气轮机的压气机2中，由转速传感器2.1检测压气机转速；
31.(3)由复合传感器1.1与转速传感器2.1提供数据信息，确定当前燃气轮机最佳点火位置，由调节机构3.3将燃烧室3内的点火装置3.2调节至最佳点火位置；
32.(4)燃烧室3内燃油喷嘴3.1喷油，配合点火装置3.2与气流进行点火；
33.(5)高温高压燃气推动涡轮4对外界做功。
34.燃气轮机变工况时包括以下步骤：
35.(1)气流流入燃气轮机进气道1，由进气道1前端的1.1复合传感器检测空气中盐雾浓度、空气湿度、空气温度、外界大气压；
36.(2)气流流入燃气轮机的压气机2中，处于变工况状态下的压气机2转速实时变化，由转速传感器2.1实时检测压气机转速；
37.(3)由复合传感器1.1与转速传感器2.1提供动态数据信息，实时确定燃气轮机最佳点火位置，由调节机构3.3将燃烧室3内的点火装置3.2调节并时刻保持在最佳点火位置；
38.(4)在变工况的整个过程中，点火装置3.2一直保持点火状态以稳定火焰防止熄灭；
39.(5)变工况过程结束，转速传感器2.1检测压气机2转速恒定，点火装置3.2停止点火。


技术特征：
1.一种适用于不同环境下的燃气轮机最佳点火位置调控方法，其特征是：按如下方式布置燃气轮机：包括压气机、涡轮、燃烧室，压气机的进口连接进气道，进气道安装复合传感器，压气机安装转速传感器，燃烧室里安装燃油喷嘴、点火装置、调节机构，调节机构分别连接复合传感器、转速传感器、点火装置；当进行燃气轮机点火时：(1)气流流入燃气轮机进气道，由进气道前端的复合传感器检测空气中盐雾浓度、空气湿度、空气温度、外界大气压；(2)气流经进气道流入燃气轮机的压气机中，由转速传感器检测压气机转速；(3)由复合传感器与转速传感器提供数据信息，确定当前燃气轮机最佳点火位置并传递给调节机构，由调节机构将燃烧室内的点火装置调节至最佳点火位置；(4)燃烧室内燃油喷嘴喷油，配合点火装置与气流进行点火；(5)高温高压燃气推动涡轮对外界做功。2.根据权利要求1所述的一种适用于不同环境下的燃气轮机最佳点火位置调控方法，其特征是：当燃气轮机变工况时：(1)气流流入燃气轮机进气道，由进气道前端的复合传感器检测空气中盐雾浓度、空气湿度、空气温度、外界大气压；(2)气流经进气道流入燃气轮机的压气机中，处于变工况状态下的压气机转速实时变化，由转速传感器实时检测压气机转速；(3)由复合传感器与转速传感器提供动态数据信息，实时确定燃气轮机最佳点火位置并传递给调节机构，由调节机构将燃烧室内的点火装置调节并时刻保持在最佳点火位置；(4)在变工况的整个过程中，点火装置一直保持点火状态以稳定火焰防止熄灭；(5)变工况过程结束，转速传感器检测压气机转速恒定，点火装置停止点火。

技术总结
本发明的目的在于提供一种适用于不同环境下的燃气轮机最佳点火位置调控方法，气流流入进气道，由进气道前端的复合传感器检测空气中盐雾浓度、空气湿度、空气温度、外界大气压；气流经进气道流入燃气轮机的压气机中，由转速传感器检测压气机转速；由复合传感器与转速传感器提供数据信息，确定当前燃气轮机最佳点火位置并传递给调节机构，由调节机构将燃烧室内的点火装置调节至最佳点火位置；燃烧室内燃油喷嘴喷油，配合点火装置与气流进行点火；高温高压燃气推动涡轮对外界做功。本发明在不同外界环境及内部环境下根据当前燃机轮机最佳点火位置调节点火装置位置以达到启动时一次点火成功的目的，同时在变工况过程中，稳定火焰防止熄火停车。防止熄火停车。防止熄火停车。


技术研发人员：王忠义 李政 王瑞浩 王锦洋 王艳华 王萌 万雷 王松
受保护的技术使用者：哈尔滨工程大学
技术研发日：2022.05.13
技术公布日：2022/7/8