[发明专利]一种低排放三回路贫油预混主动燃烧控制装置及方法

摘要

本发明公开了一种低排放三回路贫油预混主动燃烧控制装置及方法，用以解决现有燃气轮机或航空发动机工作过程贫油预混引起燃烧不稳定现象，从而导致燃烧污染排放高的问题，其中基于预混当量比燃油控制模式是通过贫油预混和控制燃油与空气当量比大小，实现燃油充分燃烧和降低燃烧火焰温度，从而达到降低NOx排放量；基于声压相位延迟的燃油控制模式是根据测量声音压力振动情况，通过相位延迟算法，控制燃油加注时刻来抑制燃烧的热声不稳定现象；基于LMS的燃油控制模式，是通过测定燃烧低周热释放循环区域温度，并通过LMS算法，控制燃油注入量来消除低周热释放循环区热振荡问题，从而降低燃烧的不稳定性。

主权项

一种低排放三回路贫油预混主动燃烧控制装置，用于对燃气轮机燃油进行主动燃烧控制，包括基于预混当量比的燃油控制单元、基于相位延迟的燃油控制单元和基于LMS的燃油控制单元，其特征在于，‑‑所述基于预混当量比的燃油控制单元，包括基于燃油流量信号运算放大器、基于预混当量比算法燃气轮机控制器、基于燃油流量信号放大器、基于燃油流量信号滤波器、基于空气流量信号放大器、基于空气流量信号滤波器、燃油质量流量计、预混燃油计量阀、空气质量流量计，其中，所述空气质量流量计设置于燃烧室喷嘴的的供气管道中，并与所述基于空气流量信号滤波器的输入端连接，用于测量空气质量流量；所述基于空气流量信号滤波器通过基于空气流量信号放大器与基于预混当量比算法燃气轮机控制器的输入端连接，所述基于空气流量信号滤波器连用于滤去所述空气质量流量计输出信号的其他频带波段，所述基于空气流量信号放大器用于放大所述空气质量流量计输出信号；所述燃油质量流量计设置于燃烧室喷嘴的供油管道中，并与所述基于燃油流量信号滤波器的输入端连接，用于测定燃油质量流量；所述基于燃油流量信号滤波器通过基于燃油流量信号放大器与基于预混当量比算法燃气轮机控制器的输入端连接，所述基于燃油流量信号滤波器用于滤去所述燃油质量流量计输出信号的其他频带波段，所述基于燃油流量信号放大器用于放大所述燃油质量流量计输出信号；所述基于预混当量比算法燃气轮机控制器的输出端与基于燃油流量信号运算放大器连接，用于运用预混当量比算法输出燃油量控制信号；所述基于燃油流量信号运算放大器的输出端与设置在所述燃烧室喷嘴的预混燃油计量阀连接，所述基于燃油流量信号运算放大器用于放大所述基于预混当量比算法燃气轮机控制器对所述预混燃油计量阀控制信号，所述基于预混当量比算法燃气轮机控制器通过控制预混燃油计量阀的位移和开度来控制供应至燃烧筒喷嘴的燃油量；‑‑所述基于相位延迟的燃油控制单元，包括依次连接的基于声压相位信号运算放大器、基于相位延迟算法燃气轮机控制器、基于声压相位信号放大器和基于声压相位信号滤波器，所述基于声压相位信号滤波器的输入端与设置在燃烧筒前端的声压相位传感器连接，所述基于声压相位信号运算放大器的输出端与设置在燃烧筒前端的二回路燃油加注计量阀连接，所述基于相位延迟算法燃气轮机控制器通过改变所述二回路燃油加注计量阀的位移和开度来控制燃油的加注时刻，所述声压相位传感器用于测量燃烧筒前端的声压相位，所述声压相位信号滤波器用于滤去其他频带的波段，所述基于声压相位信号放大器用于放大所述声压相位信号滤波器输出信号，所述基于相位延迟算法燃气轮机控制器用于运用相位延迟算法输出加注燃油量控制信号，所述运算放大器用于放大所述基于相位延迟算法燃气轮机控制器对所述二回路燃油加注计量阀的控制信号；‑‑所述基于LMS的燃油控制单元，包括依次连接的基于温度信号运算放大器、基于LMS算法燃气轮机控制器、基于温度信号放大器、基于温度信号滤波器，其中，所述基于温度信号滤波器的输入端与设置在燃烧筒后端的温度传感器连接，所述基于温度信号运算放大器的输出端与设置在燃烧筒后端的三回路燃油加注计量阀连接，所述LMS算法燃气轮机控制器通过控制三回路燃油加注计量阀的位移和开度来控制注入燃烧筒后端的燃油量，所述温度传感器用于测定燃烧筒后端的低周热释放区温度，所述基于温度信号滤波器用于滤去其他频带的波段，所述基于温度信号放大器用于放大所述温度传感器输出信号，所述基于LMS算法燃气轮机控制器用于运用LMS算法输出燃油注入量控制信号，所述基于温度信号运算放大器用于放大所述基于LMS算法燃气轮机控制器对所述三回路燃油加注计量阀控制信号。