[发明专利]使用燃烧动态的燃气涡轮机的燃烧器健康和性能监测系统

摘要

本发明涉及使用燃烧动态的燃气涡轮机的燃烧器健康和性能监测系统。更具体而言，系统(10)和方法各自利用燃烧动态数据来监测及评估燃气涡轮机燃烧器健康和性能。系统(10)和方法各自采用基于物理的模型(16)来区分可归因于运转状况变化的频谱特征的变化与由硬件的变化引起的差异。

主权项

一种燃气涡轮机燃烧器健康和性能监测数据处理系统(10)，包括：实时监测和分析数据处理模块(24)，其与燃气涡轮机控制器及对应传感器(28)和现场监测系统及对应传感器(26)电通信，并且被配置成接收来自所述燃气涡轮机控制器及对应传感器(28)和所述现场监测系统及对应传感器(26)的实时燃气涡轮机运转状况数据和实时燃烧动态数据；频谱和小波分析数据处理系统(20)，其与所述实时监测和分析数据处理模块(24)电通信，并且被配置成接收来自所述实时监测和分析数据处理模块(24)的时域燃烧动态数据及评价所述时域燃烧动态数据，以确定高振幅信号特性及对应的图谱和趋势，并且还被配置成将所述时域燃烧动态数据转化为频域数据；早期检测数据处理系统(14)，其与所述实时监测和分析数据处理模块(24)电通信，并且被配置成接收来自所述实时监测和分析数据处理模块(24)的时域燃烧动态数据及评价所述时域燃烧动态数据，以确定具有在不远的将来增长的可能性的低振幅图谱和趋势；基于物理的预测工具数据处理系统(16)，其与所述实时监测和分析数据处理模块(24)通信，并且被配置成接收来自所述实时监测和分析数据处理模块(24)的实时燃气涡轮机运转状况数据及评价所述运转状况数据并据此预测燃烧动态，并且还被配置成将所述预测的燃烧动态与由所述频谱和小波分析数据处理系统(20)和所述早期检测数据处理系统(14)生成的实时燃烧动态数据相比较，以确定不能通过仅由运转状况引起的变化来解释的特征和振幅；历史数据和故障分析数据库数据处理系统(12)；机器历史分析数据处理系统(18)，其与所述实时监测和分析数据处理模块(24)、基于物理的预测工具数据处理系统(16)以及历史数据和故障分析数据库数据处理系统(12)电通信，其中，所述机器历史分析数据处理系统(18)被配置成存储经由所述基于物理的预测工具数据处理系统(16)生成的数据，并且还被配置成：评价所存储的基于物理的预测工具数据处理系统(16)生成的数据以确定图谱和趋势，并且将根据所存储的基于物理的预测工具数据处理系统(16)生成的数据确定的所述图谱和趋势与存储在所述历史数据和故障分析数据库数据处理系统(12)中的历史数据相比较，以生成当前燃烧器状况数据，并且确定任何趋势先例的存在情况及将该存在情况传达给所述基于物理的预测工具数据处理系统(16)，使得所述基于物理的预测工具数据处理系统(16)起作用而确定新趋势的潜在起因，并且基于由所述机器历史分析数据处理系统(18)确定的历史趋势而提供剩余寿命评估数据；以及自我评估和改进数据处理模块(22)，其与所述实时监测和分析数据处理模块(24)电通信，其中，所述实时监测和分析数据处理模块(24)不断地将预测动态中的寿命评估数据和所得趋势与实时数据和趋势进行比较而确定差异，所述差异被传达到所述自我评估和改进数据处理模块(22)，使得所述自我评估和改进数据处理模块(22)分析所述差异并生成由所述实时监测和分析数据处理模块(24)传达到对应的燃气涡轮机监测器和控制器(30)的所得燃烧器健康、性能和寿命评估数据。