一种燃气轮机的燃烧室内压力检测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种燃气轮机的燃烧室内压力检测系统，系统包括：固定于所述燃烧室的机匣上用于测量燃烧室内压力的信号测量器，用于将燃烧室内压力的测量信号转换成模拟信号的第一信号转换器，用于将模拟信号转换成数字信号的第二信号转换器，以及用于对数字信号进行分析并存储的处理器；信号测量器的输出端与第一信号转换器的输入端连接，第一信号转换器的输出端与第二信号转换器的输入连接，第二信号转换器的输出端与处理器的输入端连接。本实用新型实施例节省了现有检测系统中的相位差修正模块和驻波消除模块，在达到相同检测效果的同时，节约了成本和工序。
【专利说明】一种燃气轮机的燃烧室内压力检测系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及气流动态压力检测【技术领域】，具体涉及一种燃气轮机的燃烧室内压力检测系统。
【背景技术】
[0002]近十多年来，随着全世界对环境保护问题的重视，各国对重型燃气轮机燃烧室的排放要求越来越严格，尤其是NOx(氮氧化物)的排放。因此，在设计与开发新一代重型燃气轮机时，各主要重型燃气轮机制造商，如GE、MH1、Siemens等,大都采用贫预混燃烧技术，以取代传统的扩散燃烧模式搭配燃烧室注水或注蒸汽的方法。虽然采用贫预混燃烧方式的燃烧室具有低污染的优点，但它的发展受到诸多限制，如熄火，回火，尤其是燃烧不稳定问题。在燃气轮机运行过程中，各主要燃机厂商通常采取燃烧调整的技术来来避免或抑制燃烧不稳定的发生。而燃烧调整的前提是获取燃烧室内的动态压力信号，然后通过对动态压力信号的分析来采取相应的控制措施，从而保证燃气轮机的稳定运行。
[0003]在现有的燃气轮机的燃烧室内压力检测系统中，GE公司采用的是从火焰筒内壁上开孔取压，然后通过很长的导波管将燃烧室内的动态压力信号引出到燃机远端的动态压力传感器，然后进入数据采集分析系统对燃烧室内的动态压力进行测试分析。这种动态压力检测系统不仅需要20-30m左右的半无限长管来消除驻波，而且还需要增加清吹系统来吹扫导波管和衰减管，以避免管道内有凝结水残留影响测量。三菱公司(MHI)采用的动态压力测试系统中，动态压力是从燃烧室端盖处开孔引出的，此处测量的动态压力信号和燃烧室内的动态压力信号存在一定的相位差，如果要反映燃烧室内的真实燃烧动态情况，还需进行相位修正。
实用新型内容
[0004]本实用新型克服了在采集到的压力信号后，需要对压力信号消除驻波和相位修正的问题。
[0005]为此目的，本实用新型提出了一种燃气轮机的燃烧室内压力检测系统，所述系统包括:固定于所述燃烧室的机匣上用于测量燃烧室内压力的信号测量器，用于将所述燃烧室内压力的测量信号转换成模拟信号的第一信号转换器，用于将所述模拟信号转换成数字信号的第二信号转换器，以及用于对所述数字信号进行分析并存储的处理器；
[0006]所述信号测量器的输出端与所述第一信号转换器的输入端连接，所述第一信号转换器的输出端与所述第二信号转换器的输入连接，所述第二信号转换器的输出端与所述处理器的输入端连接。
[0007]进一步地，所述信号测量器包括:压力传感器和引压管道；
[0008]所述引压管道的一端通过设置在所述机匣上的引压孔伸入到燃烧室火焰筒外壁的上方，另一端连接到所述压力传感器的感应端。
[0009]进一步地，所述引压管道的长度大于所述燃烧室火焰筒外壁与所述机匣的外壁之间的距离。
[0010]进一步地，所述引压管道与所述传感器的感应端垂直。
[0011]进一步地，所述引压管道的内径为I至4毫米，壁厚为2至2.5毫米。
[0012]进一步地，所述第二信号转换器包括用于将所述模拟信号转换成所述数字信号的模数转换电路。
[0013]进一步地，还包括用于将所述信号测量器固定在所述机匣上的安装座；
[0014]所述安装座还设置有通孔，所述信号测量器穿过所述通孔通过所述安装座固定在所述机匣上。
[0015]进一步地，所述安装座包括:机匣安装座和传感器安装座；
[0016]所述机匣安装座固定在所述机匣上，所述机匣安装座上还设置有供所述传感器安装座穿过的第一通孔，所述传感器安装座穿过所述第一通孔固定在所述机匣安装座上；
[0017]所述传感器安装座还设置有供所述信号测量器穿过的第二通孔，所述信号测量器穿过所述第二通孔固定在所述传感器安装座上。
[0018]进一步地，所述第一通孔内表面设置有内螺纹，所述传感器安装座的外表面设置有与所述第一通孔内表面设置的内螺纹匹配的外螺纹；
[0019]所述传感器安装座穿过的所述第一通孔与所述机匣安装座螺纹连接。
[0020]进一步地，所述第二通孔上的内表面设置有内螺纹，所述信号测量器的外表面设置有与所述第二通孔的内表面设置的内螺纹匹配的外螺纹；
[0021]所述信号测量器穿过所述第二通孔与所述传感器安装座螺纹连接。
[0022]本实用新型提出的一种燃气轮机的燃烧室内压力检测系统，通过引压管道在火焰筒上的引压孔引出燃烧室内的气流，并直接通到压力传感器的感应端，使压力传感器输出的压力测量信号不存在相位差，而且不会因压力管道过长而需要对压力信号消除驻波，节省了现有检测系统中的相位差修正模块和驻波消除模块，在达到相同检测效果的同时，节约了成本和工序。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]通过参考附图会更加清楚的理解本实用新型的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本实用新型进行任何限制，在附图中:
[0024]图1示出了一种燃气轮机的燃烧室内压力检测系统的结构示意图；
[0025]图中序号:1、信号测量器，2、第一信号转换器,3、第二信号转换器。4、处理器,5、压力传感器，6、引压管道，7、燃烧室火焰筒外壁，8、机匣，9、安装座，10、传感器安装座，11、机匣安装座，12、引压孔。
【具体实施方式】
[0026]下面将结合附图对本实用新型的实施例进行详细描述。
[0027]本实用新型实施例提出了一种燃气轮机的燃烧室内压力检测系统，系统包括:固定于燃烧室的机匣8上用于测量燃烧室内压力的信号测量器1，用于将燃烧室内压力的测量信号转换成模拟信号的第一信号转换器2，用于将模拟信号转换成数字信号的第二信号转换器3，以及用于对数字信号进行分析并存储的处理器4 ；
[0028]信号测量器I的输出端与第一信号转换器2的输入端连接,第一信号转换器2的输出端与第二信号转换器3的输入连接，第二信号转换器3的输出端与处理器4的输入端连接。
[0029]本实用新型实施例提出的燃气轮机的燃烧室内压力检测系统由信号测量器1、第一信号转换器2、第二信号转换器3以及处理器4组成。在具体应用时，引出气流至信号测量器1，信号测量器I根据气流产生燃烧室内压力的测量信号，再依次通过第一信号转换器2和第二信号转换器3，将测量信号转换成数字信号并传输至处理器4进行分析并将分析结果存储。其中，信号测量器I设置于机匣8上，避免了缩短引压管道6的长度过长，导致需要在引压管道6与压力传感器5之间加入消除驻波模块，进行驻波消除。
[0030]具体地，信号测量器I包括:压力传感器5和引压管道6 ；
[0031]引压管道6的一端通过设置在机匣8上的引压孔伸入到燃烧室火焰筒外壁7的上方，另一端连接到压力传感器5的感应端。
[0032]其中，引压孔设置于机匣8的外壁上，宽度大于引压管道6的直径，引压管道6可从引压孔伸入到燃烧室火焰筒的上方，将燃烧室内的气流引出至压力传感器5的感应端。
[0033]本实用新型实施例中，压力传感器5为动态压力传感器，优选为压电式或压阻式传感器。
[0034]本实用新型实施例可采用压阻式传感器，具有结构简单、灵敏度和精度高等优点。压阻式传感器的弹性敏感元件(感应端)因燃烧室内的气流受力后,弹性敏感元件上集成的半导体产生压阻效应，电阻值发生变化，使电桥输出而测得燃烧室内的压力测量信号。
[0035]本实用新型实施例可采用压电式传感器，具有自震频率高，适应能力强等优点。压电式传感器利用压电材料的压电效应，将压力转换为相应的电信号，通过压电式传感器中的放大电路后，测得燃烧室内的压力测量信号。
[0036]具体地，为了将燃烧室内部的气流引出到机匣8上的压力传感器5的感应端，引压管道6的长度大于燃烧室火焰筒外壁7与机匣8的外壁之间的距离。
[0037]优选地，为了使传感器的感应端与从燃烧室引出的气流方向垂直，从而提高检测精度，引压管道6与传感器的感应端垂直。
[0038]优选地，为了使引压管道6的在满足强度要求的情况下更具有经济效益，引压管道6的内径为I至4毫米，壁厚为2至2.5毫米。
[0039]优选地，第二信号转换器3包括用于将模拟信号转换成数字信号的模数转换电路。
[0040]优选地，还包括用于将信号测量器I固定在机匣8上的安装座9 ；
[0041]安装座9还设置有通孔，信号测量器I穿过通孔通过安装座9固定在机匣8上。
[0042]本实用新型实施例中，为了使信号测量器I与机匣8之间密封，防止气流溢出，信号测量器I穿过通孔通过安装座9固定在机匣8上时，信号测量器I与机匣8之间垫有密封圈。
[0043]优选地，安装座9包括:机匣安装座11和传感器安装座10 ；
[0044]机匣安装座11固定在机匣8上，机匣安装座11上还设置有供传感器安装座10穿过的第一通孔，传感器安装座10穿过第一通孔固定在机匣安装座11上；
[0045]传感器安装座10还设置有供信号测量器I穿过的第二通孔，信号测量器I穿过第二通孔固定在传感器安装座10上。
[0046]本实用新型实施例中，传感器安装座10穿过第一通固定于孔机匣安装座11之中，由传感器安装座10与机匣安装座11构成的套状连接件，作为将信号测量器I固定在机匣8上的安装座9。
[0047]优选地，为了使传感器安装座10与机匣安装座11上的第一通孔的连接更紧固，第一通孔内表面设置有内螺纹，传感器安装座10的外表面设置有与第一通孔内表面设置的内螺纹匹配的外螺纹；
[0048]传感器安装座10穿过的第一通孔与机匣安装座11螺纹连接。
[0049]进一步地，了使压力传感器5与传感器安装座10上的第二通孔的连接更紧固，第二通孔上的内表面设置有内螺纹，信号测量器的外表面设置有与第二通孔的内表面设置的内螺纹匹配的外螺纹；
[0050]信号测量器穿过第二通孔与传感器安装座10螺纹连接。
[0051]本实用新型实施例中，传感器安装座10的第二通孔上的内表面设置的内螺纹，远离传感器安装座10的外表面设置的外螺纹。
[0052]本实用新型实施例提出的一种燃气轮机的燃烧室内压力检测系统，通过引压管道在火焰筒上的引压孔引出燃烧室内的气流，并直接通到压力传感器的感应端，使压力传感器输出的压力测量信号不存在相位差，而且不会因压力管道过长而需要对压力信号消除驻波，节省了现有检测系统中的相位差修正模块和驻波消除模块，在达到相同检测效果的同时，节约了成本和工序。
[0053]虽然结合附图描述了本实用新型的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
【权利要求】
1.一种燃气轮机的燃烧室内压力检测系统，其特征在于，所述系统包括:固定于所述燃烧室的机匣上用于测量燃烧室内压力的信号测量器，用于将所述燃烧室内压力的测量信号转换成模拟信号的第一信号转换器，用于将所述模拟信号转换成数字信号的第二信号转换器，以及用于对所述数字信号进行分析并存储的处理器； 所述信号测量器的输出端与所述第一信号转换器的输入端连接，所述第一信号转换器的输出端与所述第二信号转换器的输入连接，所述第二信号转换器的输出端与所述处理器的输入端连接。
2.根据权利要求1所述燃烧室内压力检测系统，其特征在于，所述信号测量器包括:压力传感器和引压管道； 所述引压管道的一端通过设置在所述机匣上的引压孔伸入到燃烧室火焰筒外壁的上方，另一端连接到所述压力传感器的感应端。
3.根据权利要求2所述燃烧室内压力检测系统，其特征在于，所述引压管道的长度大于所述燃烧室火焰筒外壁与所述机匣的外壁之间的距离。
4.根据权利要求2所述燃烧室内压力检测系统，其特征在于，所述引压管道与所述传感器的感应端垂直。
5.根据权利要求2所述燃烧室内压力检测系统，其特征在于，所述引压管道的内径为I至4毫米，壁厚为2至2.5毫米。
6.根据权利要求1所述燃烧室内压力检测系统，其特征在于，所述第二信号转换器包括用于将所述模拟信号转换成所述数字信号的模数转换电路。
7.根据权利要求1所述的燃烧室内压力检测系统，其特征在于，还包括用于将所述信号测量器固定在所述机匣上的安装座； 所述安装座还设置有通孔，所述信号测量器穿过所述通孔通过所述安装座固定在所述机匣上。
8.根据权利要求7所述的燃烧室内压力检测系统，其特征在于，所述安装座包括:机匣安装座和传感器安装座； 所述机匣安装座固定在所述机匣上，所述机匣安装座上还设置有供所述传感器安装座穿过的第一通孔，所述传感器安装座穿过所述第一通孔固定在所述机匣安装座上； 所述传感器安装座还设置有供所述信号测量器穿过的第二通孔，所述信号测量器穿过所述第二通孔固定在所述传感器安装座上。
9.根据权利要求8所述的燃烧室内压力检测系统，其特征在于，所述第一通孔内表面设置有内螺纹，所述传感器安装座的外表面设置有与所述第一通孔内表面设置的内螺纹匹配的外螺纹； 所述传感器安装座穿过的所述第一通孔与所述机匣安装座螺纹连接。
10.根据权利要求8所述的燃烧室内压力检测系统，其特征在于，在所述第二通孔上的内表面设置有内螺纹，所述信号测量器的外表面设置有与所述第二通孔的内表面设置的内螺纹匹配的外螺纹； 所述信号测量器穿过所述第二通孔与所述传感器安装座螺纹连接。
【文档编号】G01L9/00GK204128733SQ201420445303
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年8月8日 优先权日:2014年8月8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