用于监测燃气轮机运行的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于监测燃气轮机运行的方法，其中，在燃气轮机运行期间，通过设在构件上的加速度传感器检测构件振动，以及，由加速度传感器发送和处理的信号，借助多个频带确定多个信号段。
【背景技术】
[0002]这种监测方法经常使用在燃气轮机中，因为在气体和液体燃料燃烧时可能发生燃烧振荡，它们能将燃烧腔周围的构件置于运动状态。所述在燃烧腔周围的构件在这里称为燃烧室，这种燃烧振荡不仅能在只有唯一的一个环形燃烧室的燃气轮机中发生，而且也能出现在包括多个沿圆周均匀分布的管状燃烧室的燃气轮机中。这些管状燃烧室英语名称是“cans”。加速度传感器提供一个信号，它一方面说明加速度的大小，以及另一方面说明燃烧室加速度的频谱。
[0003]在现有技术中，连续的时间信号，在短的，例如小于一秒钟的时程内，借助傅里叶变换处理为不连续的、体现相应时程的频率信号。然后，将经处理的信号如此确定的频谱再分为多个频带，并为每个频带确定各自的极限值。若在一个频带内出现了振幅超过相关极限值的振动，则向燃气轮机运行者报警，如果需要，实施燃气轮机的紧急停车，以防燃烧室发生损坏构件的振动。本专业技术人员将这种停车称为“Trip”。
[0004]但是燃烧室的那些不引发“Trip”的加速度也可能导致结构的机械性损坏。在用陶瓷热屏砖作内衬的环形燃烧室中，此时会在砖内产生裂纹，这对其稳定性和完整性造成负面影响。此外，通过高温燃气进入裂纹内会造成后继损坏，例如形式上在砖的支承结构上生成氧化皮。
[0005]由于所述原因，燃烧室，尤其砌热屏砖的环形燃烧室，按正常的时间间隔在检查期间进行目视检查。为的是应提前确定此类缺陷。然后，在存在这种缺陷的情况下，更换损坏的部件或构件。然而燃气轮机的目视检查需要有停车时间，它们降低燃气轮机的可利用率。
[0006]事实表明，即使实施了目视检查，也无法判断损坏。在这种情况下没有必要实施目视检查。
【发明内容】
[0007]因此本发明要解决的技术问题是，提供一种监测燃气轮机运行的方法，其中，可以避免燃气轮机为了目视检查迄今不必要的停车。
[0008]本发明的上述技术问题通过一种按权利要求1特征所述的方法得以解决。
[0009]在按本发明用于监测燃气轮机运行的方法中，在燃气轮机运行期间，通过设在构件上的加速度传感器检测构件振动，以及，将以加速度传感器发送的信号为基础、体现加速度的信号，借助一个频带或借助多个频带再分成一个信号段或多个信号段，本发明规定，通过计算那些时程确定总的振动持续时间，在这些时程内，各信号段内的最大振幅大于相关的频带专有极限值。优选地，所述构件设计为燃烧室，所以由设置在燃烧室上的传感器检测燃烧室振动和/或燃烧室加速度。然后，由传感器提供的信号，在短的，通常小于一秒钟的时程内，借助傅里叶变换进行处理，并作为体现该短的时程的加速度信号接着被进一步处理。
[0010]由经过处理的信号，与频带有关地，通过一个用振动持续时间加权的相应于时程的计数，确定总的振动持续时间。与是否计算时程或确定总的振动持续时间无关，只考虑那些时程，亦即在这些时程内，在带来故障的频带内出现大于相关的频带专有极限值的振幅。这些频带专有极限值，可以比触发“Trip”的极限值小。也有可能，频带的所有极限值同样大小。
[0011]本发明因而基于下述认识:并非所有具有较大振幅的频率对于振动构件及其相邻构件都是有害的。就此而言，本发明提供一种滤出这种振幅的解决办法。
[0012]为了优选地不提前达到最大允许的总振动持续时间或计数极限值，规定，由经过处理的信号选出唯一的一个信号段，在该信号段持续时间内可能出现造成故障的振幅。换句话说:本发明不考虑那些频带，它们的频率尽管有比较大的振幅，也不会损坏燃气轮机构件。
[0013]作为其替代方式，也可以为那些其中出现无害频率的频带赋予一个极限值，它选择为如此之大，以致根本达不到此极限值。因此就这些频带而言，决不会出现应累加到总振动持续时间内的振动持续时间。
[0014]采用所建议的解决办法，可以避免燃气轮机不必要的停车和因为不必要的停车造成无法判断的检查，其结果是可以提高燃气轮机的可利用率。
[0015]因此只累加那些处于一个对于构件，尤其对于燃烧室关键性的频带内的加速度。若出现的加速度处在其他非关键性的频带内，则按本发明不予考虑。
[0016]在从属权利要中说明本发明有利的设计和进一步发展。它们可以按任意方式互相组合。
[0017]按本发明一种有利的设计，将计数器与极限值比较，或，将总振动持续时间与总振动持续时间极限值比较，以及，在超过总振动持续时间极限值时，实施检查燃气轮机、维修燃气轮机和/或更换燃气轮机构件。
[0018]因此一种用于监测燃气轮机运行以及用于实施本方法的装置，包括至少一个用于检测燃气轮机的能通过振荡激励振动的构件的加速度的加速度传感器，以及包括一个用于通过累加振动构件的振动持续时间计算总振动持续时间的计算单元，其中，所述累加与频率有关地进行。
[0019]所述装置带来的优点类似于按本发明的方法。
[0020]优选地，所述装置适用于实施按本发明的方法。
【附图说明】
[0021]下面借助实施例详细说明本发明。在附图的说明中提供本发明的其他优点和特征。其中:
[0022]图1表示通过固定式燃气轮机10剖开示出的局部纵剖面；以及
[0023]图2表示加速度传感器在时刻t = h检测的信号的频谱。
【具体实施方式】
[0024]图1表示固定式燃气轮机10的纵剖面。燃气轮机10在内部有围绕旋转轴线12可旋转地支承的转子14，它也称为涡轮转子。沿转子14彼此相继的是进气机匣16、轴流式压气机18、包括多个互相旋转对称排布的燃烧器22的圆环状环形燃烧室20、涡轮单元24和涡轮出口机匣26。
[0025]轴流式压气机18包括环形设计的压气机通道25，在其内部有彼此级联式相继的压气机级，它们由工作叶片环和导向叶片环组成。设置在转子14上的工作叶片27以其自由端的叶片顶部29与压气机通道25的通道外壁42相对置。压气机通道25通过压气机出口扩压器36汇入充气腔38。在充气腔38内，环形燃烧室20设有它的燃烧腔28，燃烧腔与涡轮单元24的环形燃气通道30联通。在涡轮单元24内排布四个串联的涡轮级32。在转子14上连接(图中都没有表示