CN114252274A - 一种燃气轮机进气滤器堵塞的在线检测方法 - Google Patents

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唐瑞
栾永军
孙鹏
胡汀
金刚
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Abstract

本发明的目的在于提供一种燃气轮机进气滤器堵塞的在线检测方法，包括以下步骤：建立燃气轮机进气滤器在不同工况下的压差变化率模型，计算控制中心线和上边界；确定计算周期t，计算燃气轮机运行过程中进气滤器压差变化率；计算压差变化率与控制中心线的距离；计算压差变化率连续M个点；计算距离连续N个点；若压差变化率与控制中心线的距离大于阈值，或压差变化率连续M个点在控制中心线同一侧，或压差变化率与控制中心线的距离连续N个点逐步增大，或进气滤器压差大于阈值，则表明进气滤器堵塞；若检测结果为否，则返回到进气滤器检测的步骤。本发明可以在线监测滤器工作状态，检测进气滤器堵塞过程变化信息。

Description

一种燃气轮机进气滤器堵塞的在线检测方法
技术领域
本发明涉及的是一种燃气轮机检测方法，具体地说是燃气轮机进气滤器检测方法。
背景技术
进气滤器是一种将空气通过多孔材料从气固混合物中将灰尘、沙粒、盐粒、溶胶等微小颗粒物从空气中净化出来的装置。
进气滤器是各类利用空气工作设备的基本部件，有关进气滤器状态监测的专利有201110181630.X、201922088104.3中已披露。但是，在这些现有技术中，对于滤器工作状态的监测多以流入滤器和流出滤器的压力差表征滤器的堵塞情况。进气滤器堵塞是一个渐变过程，而在现有的这些技术中，未涉及监测进气滤器堵塞过程变化信息。
发明内容
本发明的目的在于提供涉及进气滤器压差及压差变化率监测的一种燃气轮机进气滤器堵塞的在线检测方法。
本发明的目的是这样实现的：
本发明一种燃气轮机进气滤器堵塞的在线检测方法，其特征是：
(1)建立燃气轮机进气滤器在不同工况下的压差变化率模型，计算控制中心线和上边界；
(2)确定计算周期t，计算燃气轮机运行过程中进气滤器压差变化率；
(3)计算步骤(2)压差变化率与步骤(1)中的控制中心线的距离；
(4)计算步骤(2)压差变化率连续M个点；
(5)计算步骤(3)距离连续N个点；
(6)若步骤(3)中压差变化率与控制中心线的距离大于阈值，则跳转步骤(10)；
(7)若步骤(4)压差变化率连续M个点在控制中心线同一侧，则跳转步骤(10)；
(8)若步骤(5)压差变化率与控制中心线的距离连续N个点逐步增大，则跳转步骤(10)；
(9)实时计算进气滤器压差，若压差大于阈值，则跳转步骤(10)；
(10)进气滤器堵塞评估；
(11)若步骤(6)、(7)、(8)和步骤(9)的检测结果为否，则返回步骤(2)。
本发明还可以包括：
1、所述控制中心线为历史正常运行时各工况等计算周期t进气滤器压差变化率曲线的平均值；所述上边界为控制中心线加上根据历史数据统计的α倍标准差。
2、所述压差变化率为(ΔP02-ΔP01)/t，ΔP01、ΔP02分别表示两个计算节点的进气滤器压差值。
3、ΔP01、ΔP02选用计算节点邻域内所有压差监测值的算术平均值或中位数值，计算节点邻域包含计算节点之前或之后s个监测值。
本发明的优势在于：本发明可以在线监测滤器工作状态，检测进气滤器堵塞过程变化信息。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为燃气轮机正常运行时各工况下的进气滤器压差变化率曲线。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1-2，燃气轮机进气滤器堵塞在线检测流程包括以下步骤：
建立机组正常运行时各工况下进气滤器的压差变化率模型：
选取可表征机组工况和进气量的参数作为横坐标，使用燃机正常运行时的历史数据，计算不同工况下进气滤器的压差变化率，建立正常的压差变化率曲线，包括上边界和控制中心线。
1)横坐标参数可采用燃机转速(n)、压气机出口压力(P2)或燃机功率(kW)；
2)压差变化率的计算为
(ΔP02-ΔP01)/t
其中，t为计算周期；ΔP01、ΔP02分别表示两个计算节点的进气滤器压差值。考虑实际监测值的不稳定性，ΔP01、ΔP02选用计算节点邻域内所有压差监测值的算术平均值或中位数值，计算节点邻域包含计算节点之前或之后s个监测值。
3)压差变化率曲线包括上边界、控制中心线，是随工况而变化的压差变化趋势曲线。
确定计算周期t，计算燃气轮机运行过程中进气滤器压差变化率，标志进气滤器当前状态：
1)采集燃气轮机运行过程的转速(n)、压气机出口压力(P2)、功率(kW)及进气滤器压差(ΔP)；
2)对采集到的燃气轮机运行数据进行预处理，包括滤波、折合、标准化等，计算给定计算周期t的进气滤器压差变化率；
3)比较燃气轮机当前的进气滤器压差变化率与正常运行时各工况下进气滤器压差变化率曲线，基于质量控制图理论(SPC准则)中的数据状态检测规则，逐条匹配以下检测规则，逐个标识当前采集的进气滤器压差变化率的状态：
a)如果压差变化率计算值与控制中心线的距离大于上边界与控制中心线的距离，则判断燃气轮机进气滤器压差变化率异常；
b)如果压差变化率计算值连续M个点都在控制中心线的上边，则判断燃气轮机进气滤器压差变化率异常；
c)如果压差变化率计算值与控制中心线的距离连续N个点持续增加，则判断燃气轮机进气滤器压差变化率异常；
4)实时计算进气滤器压差，如果压差大于阈值，则判断燃气轮机进气滤器压差超限。
依据燃气轮机进气滤器压差变化率的检测结果，实现燃气轮机进气滤器堵塞的在线检测：
当燃气轮机运行过程中进气滤器压差超限，或压差变化率异常，则发出燃气轮机进气滤器堵塞报警。
如图2所示，控制中心线为历史正常运行时各工况等计算周期t进气滤器压差变化率曲线的平均值(几何平均值、算术平均值或者其他加权平均值)，上边界为控制中心线加上根据历史数据统计的α倍标准差。α的取值根据实际数据进行调整。此过程可以离线进行。

Claims (4)

1.一种燃气轮机进气滤器堵塞的在线检测方法，其特征是：
(1)建立燃气轮机进气滤器在不同工况下的压差变化率模型，计算控制中心线和上边界；
(2)确定计算周期t，计算燃气轮机运行过程中进气滤器压差变化率；
(3)计算步骤(2)压差变化率与步骤(1)中的控制中心线的距离；
(4)计算步骤(2)压差变化率连续M个点；
(5)计算步骤(3)距离连续N个点；
(6)若步骤(3)中压差变化率与控制中心线的距离大于阈值，则跳转步骤(10)；
(7)若步骤(4)压差变化率连续M个点在控制中心线同一侧，则跳转步骤(10)；
(8)若步骤(5)压差变化率与控制中心线的距离连续N个点逐步增大，则跳转步骤(10)；
(9)实时计算进气滤器压差，若压差大于阈值，则跳转步骤(10)；
(10)进气滤器堵塞评估；
(11)若步骤(6)、(7)、(8)和步骤(9)的检测结果为否，则返回步骤(2)。
2.根据权利要求1所述的燃气轮机进气滤器堵塞的在线检测方法，其特征是：所述控制中心线为历史正常运行时各工况等计算周期t进气滤器压差变化率曲线的平均值；所述上边界为控制中心线加上根据历史数据统计的α倍标准差。
3.根据权利要求1所述的燃气轮机进气滤器堵塞的在线检测方法，其特征是：所述压差变化率为(ΔP02-ΔP01)/t，ΔP01、ΔP02分别表示两个计算节点的进气滤器压差值。
4.根据权利要求3所述的燃气轮机进气滤器堵塞的在线检测方法，其特征是：ΔP01、ΔP02选用计算节点邻域内所有压差监测值的算术平均值或中位数值，计算节点邻域包含计算节点之前或之后s个监测值。
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