[发明专利]一种适用于燃气轮机燃烧状态参数监测的系统

权利要求书

1.一种适用于燃气轮机燃烧状态参数监测的系统，其特征在于，包括耐高温动态压力测量模块、TDLAS燃烧温度测量模块、多功能数据采集模块和燃烧状态参数显示模块；其中，

耐高温动态压力测量模块由耐高温动态压力传感器及压力传感器冷却套筒组成；耐高温动态压力传感器置于压力传感器冷却套筒中；耐高温动态压力测量模块布置在燃烧室壁面，与燃烧室内的高温燃气接触，实现燃烧室动态压力的直接测量，将压力信号转化为电信号并传输至多功能数据采集模块；

TDLAS燃烧温度测量模块，由2只激光器、2台激光控制器、1只光纤耦合器、1只激光准直器、1台锁相放大器、1只光电探测器组成；其中，激光控制器用来驱动激光器发射单模激光，且确保激光器所发射的激光波长恒定；光纤耦合器用于将2只激光器发射的2束不同波长的激光耦合为一束激光；合为1束的激光经激光准直器准直作用后穿过燃烧室待测流场，穿过燃烧室待测流场的吸收激光光谱由位于燃烧室待测流场另一侧的光电探测器接收，并将吸收激光光谱的光信号转化为电信号，锁相放大器对电信号进行锁相放大处理，发出适合二次谐波检测的调制信号至多功能数据采集模块；激光准直器、光电探测器分别布置在燃烧室的上下两侧，且两者之间的连线垂直于燃烧室燃气流动方向；

耐高温动态压力测量模块、TDLAS燃烧温度测量模块分别与多功能数据采集模块相连，多功能数据采集模块与燃烧状态参数显示模块相连；多功能数据采集系统将耐高温动态压力传感器输出的电信号和TDLAS燃烧温度测量模块输出的电信号，同步转换为压力脉动信号和燃烧温度信号，并将压力脉动信号和燃烧温度信号同步输出至燃烧状态参数显示模块，供燃气轮机调控人员或者燃机控制系统调整燃机运行参数，确保燃烧室及热通道部件的运行安全。

2.根据权利要求1所述的一种适用于燃气轮机燃烧状态参数监测的系统，其特征在于，耐高温动态压力测量模块中，耐高温动态压力传感器和压力传感器冷却套筒之间通过螺纹连接，且耐高温动态压力传感器测量端面与压力传感器冷却套筒与高温燃气接触端面之间，存在预设的间距，其间距能够通过耐高温动态压力传感器与压力传感器冷却套筒之间的螺纹进行调节；压力传感器冷却套筒冷却耐高温动态压力传感器的同时，对与耐高温动态压力传感器测量截面接触的高温燃气进行冷却，以保障耐高温动态压力传感器的使用寿命。

3.根据权利要求2所述的一种适用于燃气轮机燃烧状态参数监测的系统，其特征在于，压力传感器冷却套筒内部充满冷却循环水，对耐高温动态压力传感器进行冷却。

4.根据权利要求1所述的一种适用于燃气轮机燃烧状态参数监测的系统，其特征在于，TDLAS燃烧温度测量模块中，光电探测器前附加一层带通滤光镜片，过滤燃烧室内高温燃气发射的背景光，降低背景光对激光吸收激光光谱的影响，提高TDLAS燃烧温度测量模块的测量精度。

5.根据权利要求1所述的一种适用于燃气轮机燃烧状态参数监测的系统，其特征在于，激光准直器外附加激光准直器冷却套筒，光电探测器外附加光电探测器冷却套筒，以方便TDLAS燃烧温度测量模块在高温环境下正常工作。

6.根据权利要求5所述的一种适用于燃气轮机燃烧状态参数监测的系统，其特征在于，激光准直器冷却套筒和光电探测器冷却套筒与燃烧室内高温燃气接触部分采用耐高温石英玻璃进行封闭，用于防止激光准直器和光电探测器和高温燃气直接接触。

7.根据权利要求1所述的一种适用于燃气轮机燃烧状态参数监测的系统，其特征在于，燃烧状态参数显示模块包括压力脉动显示模块、燃烧温度信息显示模块，各显示模块均由LED显示屏组成，用于实时显示燃气轮机燃烧室压力脉动频率和幅值、流场温度燃烧状态信息。

8.根据权利要求1所述的一种适用于燃气轮机燃烧状态参数监测的系统，其特征在于，两个激光器均为可调谐二极管激光器，其所产生的激光能够被燃气轮机燃烧室水蒸气有效吸收，且吸收后的激光光谱强度满足TDLAS燃烧状态参数监测系统的需求。