CN112983652B - 一种燃气轮机进气控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种燃气轮机进气控制系统，其包括：中控单元通过根据所述实时积碳厚度检测数据调节设置在喷嘴上的调节阀和设置在与所述燃烧室连接的压气机上的导叶开合角度，以确定初始的导叶开合角度和调节阀开合程度，同时，设置检测间隔，在检测间隔后对积炭厚度重新进行检测并且对导叶开合角度和调节阀参数进行修正，整个检测过程为周期式，以实现对燃气轮机内导叶开合角度和调节阀开合程度的持续精确控制，获取最佳的燃烧效果。

Description

一种燃气轮机进气控制系统

技术领域

本发明领域为控制领域，具体为一种燃气轮机进气控制系统。

背景技术

燃气轮机在空气和燃气的主要流程中，只有压气机（Compressor）、燃烧室（Combustor）和燃气涡轮（Turbine）这三大部件组成的燃气轮机循环，通称为简单循环，压气机从外界大气环境吸入空气，并经过轴流式压气机逐级压缩使之增压，同时空气温度也相应提高；压缩空气被压送到燃烧室与喷入的燃料混合燃烧生成高温高压的气体；然后再进入到涡轮中膨胀做功，推动涡轮带动压气机和外负荷转子一起高速旋转，实现了气体或液体燃料的化学能部分转化为机械功，并输出电功，从涡轮中排出的废气排至大气自然放热，燃气轮机应用广泛，但是现有的燃气轮机还存在以下问题：

1、现有燃气轮机的气动方法中缺少结合燃烧室内燃烧情况调整压气机导叶和燃料投入量的控制方法；

2、传统燃气轮机燃烧效率不佳，燃烧室长出现积炭效果，没有针对积炭情况对压气机导叶做出调整的方法。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，为此本发明提供一种燃气轮机进气控制系统，其包括：

燃气轮机，其压气机的进气口设置有导叶，用以控制燃气轮机进气流量；所述燃气轮机的燃烧室内设置有进料口，所述进料口上设置有喷嘴，用以向燃烧室内喷射燃料，所述喷嘴上设置有调节阀，用以控制喷入燃烧室内的燃料的流量；

超声波检测装置，其设置在燃气轮机燃烧室外侧，用以检测燃烧室内壁的积炭厚度；

中控单元，其与所述调节阀以及导叶电性连接，其用以处理数据并对燃气轮机内的压气机导叶、调节阀实施控制，控制超声波检测装置对燃烧室内壁的积碳厚度进行实时检测，并获取积炭厚度实时检测数据；根据所述积碳厚度实时检测数据调节所述调节阀的开合程度以及导叶的开合角度，

中控单元首先确定初始的导叶开合角度和调节阀开合程度，所述中控单元内预设第一检测间隔T1,T1时间后所述中控单元控制所述超声波检测装置再次对燃烧室内壁的积碳厚度进行检测，并将燃烧室内壁划分为主燃区和掺混区，根据所述燃烧室内壁内不同区域的积炭厚度以及积炭速率重新调整所述导叶开合角度和所述调节阀开合程度，其过程包括：

步骤S1、首先根据所述主燃区内的积炭厚度变化情况对所述导叶的开合角度和调节阀开合程度进行调节，根据所述主燃区的积炭速率选定导叶调节参数和调节阀调节参数；

步骤S2、选定所述导叶调节参数和调节阀调节参数后，根据所述掺混区内的积炭厚度变化情况对所述导叶的开合角度和调节阀开合程度进行调节，在S1以选定的导叶调节参数和调节阀调节参数上做进一步修正，确定最终的导叶开合角度和调节阀开合程度；

步骤S3、所述中控单元内预设第二检测间隔T2，经过T2时间后再次控制所述超声波检测装置对燃烧室内的进行检测，对燃烧室内壁的积碳厚度进行检测，确定积炭厚度，判定调节是否符合预期标准，若不符合预期标准则重复S1,S2，S3，至符合预期标准；

所述中控单元内设置有循环检测周期T3，当S3中判定调节符合预期标准时，经过所述循环检测周期T3后重复S1,S2,S3。

进一步地，所述中控单元内设置有压气机导叶控制矩阵Y（Y1,Y2,Y3,Y4）其中：Y1表示导叶第一开合角度，Y2表示导叶第二开合角度，Y3表示导叶第三开合角度，Y4表示导叶第四开合角度，Y4>Y3>Y2>Y1,所述中控单元内还设置有调节阀控制矩阵T（T1,T2,T3,T4）其中，T1第一开合程度，T2表示第二开合程度，T3表示第三开合成程度，T4表示第四开合程度，T4>T3>T2>T1,所述步骤S2中，所述中控单元控制所述超声波检测装置实时检测燃烧室内壁内各处的实时积炭厚度，根据内壁各处实时厚度求和后得到实时平均厚度Si并根据所述平均厚度Si确定所述初始的导叶开合角度和调节阀开合程度。

进一步地，所述中控单元根据所述平均厚度Si确定所述初始的导叶开合角度和调节阀开合程度时，其过程包括：所述中控单元内预设有厚度对比参数S1、S2、S3和S4，

初始时，所述中控单元控制所述压气机进气口的导叶以导叶第二开合角度Y2开合，控制所述调节阀开合程度为第二开合程度T2；

当Si≤S1时，所述中控单元控制所述压气机进气口的导叶维持原开合角度，控制所述调节阀维持原开合程度；

当S1<Si≤S2时，所述中控单元控制所述压气机进气口内的导叶以导叶第三开合角度Y3开合，控制所述调节阀为第三开合程度T3；

当S2<Si≤S3时，所述中控单元控制所述压气机内进气口的导叶以导叶第四开合角度开合，控制所述调节阀为第四开合程度T4。

进一步地，所述中控单元控制所述超声波检测装置在预设T1间隔后再次对燃烧室内壁各处的实时厚度进行检测，此时，将燃烧室划分为两个区域，其包括：主燃区和掺混区所述主燃区域位于燃烧室的首部，掺混区位于燃烧室的中部，在混掺区域设置进气旁通管路及对应的旁路控制阀，超声波检测装置获取两个区域内的燃料积炭厚度，生成T1时刻的燃烧室积炭厚度矩阵ST1（ST11,ST12），其中：ST11表示在T1时刻的主燃区的实际积碳厚度，ST12表示在T1时刻的掺混区的实际积碳厚度；根据所述燃烧室积炭厚度矩阵ST1（ST11,ST12）内的数据对所述导叶开合角度、调节阀以及旁路控制阀进行调节，确定所述导叶的开合角度、调节阀的开合度。

进一步地，所述中控单元内设置有初始时刻燃烧室积炭厚度矩阵ST0（ST01,ST02）其中：ST01表示主燃区初始检测厚度，ST02表示掺混区初始检测厚度；中控单元通过比较所述T1时刻的燃烧室积炭厚度矩阵ST1（ST11,ST12）与初始时刻燃烧室积炭厚度矩阵ST0（ST01,ST02）内的数据获取所述主燃区积炭厚度差值C1、掺混区积炭厚度差值C2，并计算对应区域的积炭速率V01,V02,V03，V0i=C0i/T1，i=1,2,3，根据积炭厚度差值以及积炭速率确定所述导叶的开合角度、调节阀的开合度时包括：

进行所述步骤S1操作时，若主燃区积炭差值C1小于预设对比参数C01，则所述导叶维持原有开合角度不变，所述调节阀开合度维持原有开合度，若主燃区积炭差值C1大于预设对比参数C01，则增加所述导叶开合角度同时调节所述调节阀开合程度，根据所述主燃区的积炭速率选定导叶调节参数和调节阀调节参数；

进行所述步骤S2操作时，若掺混区积炭差值C2小于预设对比参数C02，则不对所述导叶调节参数和调节阀调节参数进行修正，所述调节阀开合度维持原有开合度，若掺混区积炭差值C2大于预设对比参数C02，则在所述步骤S1以选定的导叶调节参数和调节阀调节参数上做进一步修正。

进一步地，所述中控单元内设置有导叶开合角度参数选取矩阵Y1(Y11,Y12,Y13,Y14),其中，Y11表示导叶第一调节参数，Y12表示导叶第二调节参数，Y13表示导叶第三调节参数，Y14表示导叶第四调节参数，Y11<Y12<Y13<Y14；还设置有调节阀调整参数调整矩阵T1(T11,T12,T13,T14），其中：T11表示调节阀第一调节参数，T12表示调节阀第二调节参数，T13表示调节阀第三调节参数，T4表示调节阀第四调节参数,T11<T12<T13<T14；还设置有积炭速率对比参数V01,V02,V03,所述中控单元确定所述导叶调节参数和调节阀调节参数时：

若主燃区内积炭速率V1≤V01时，所述中控单元选取导叶第一调节参数Y11作为导叶调节参数，选取调节阀第一调节参数T11作为调节阀调节参数。

若主燃区内积炭速率V01≤V1<V02时，所述中控单元选取导叶第二调节参数Y12作为导叶调节参数，选取调节阀第二调节参数T12作为调节阀调节参数。

若主燃区内积炭速率VO2≤V1<V03时，所述中控单元选取导叶第三调节参数Y13作为导叶调节参数，选取调节阀第三调节参数T13作为调节阀调节参数。

若主燃区内积炭速率V03≤V1时，所述中控单元选取导叶第四调节参数Y14作为导叶调节参数，选取调节阀第四调节参数T14作为调节阀调节参数；

所述中控单元内还设置有导叶修正系数Y2(Y21,Y22,Y23,Y24),其中，Y21表示导叶第一修正参数，Y22表示导叶第二修正参数，Y23表示导叶第三调修正参数，Y24表示导叶第四修正参数，Y21<Y22<Y23<Y24；还设置有调节阀调整参数调整矩阵T2(T21,T22,T23,T24），其中：T21表示调节阀第一修正参数，T22表示调节阀第二修正参数，T23表示调节阀第三修正参数，T24表示调节阀第四修正参数,T21<T22<T23<T24；对所述导叶调节参数和调节阀调节参数进行选定后，根据所述掺混区积炭速率V2对所述导叶调节参数和调节阀调节参数进行修正，包括：

若主燃区内积炭速率V1≤V01时，所述中控单元选取导叶第一修正参数Y21作为导叶修正数，选取调节阀第一调节参数T21作为调节阀修正参数；

若主燃区内积炭速率V01≤V1<V02时，所述中控单元选取导叶第二修正参数Y22作为导叶修正参数，选取调节阀第二调节参数T22作为调节阀修正参数。

若主燃区内积炭速率VO2≤V1<V03时，所述中控单元选取导叶第三修正参数Y23作为导叶修正参数，选取调节阀第三调节参数T23作为调节阀修正参数。

若主燃区内积炭速率V03≤V1时，所述中控单元选取导叶第四修正参数Y24作为导叶修正参数，选取调节阀第四调节参数T24作为调节阀修正参数。

进一步地，所述中控单元选定所述导叶调节参数、导叶修正参数、调节阀调整参数和调节阀修正参数后计算最终导叶调整参量G1，G1=Yi+Y1i+Y2i，计算最终调节阀调整参量G2，G2=Ti+T1i-T2i，其中，i=1,2,3,4,Yi表示初始导叶旋开合角度度，Ti表示初始调节阀开合程度，Y1i表示导叶第i调整参数，Y2i表示导叶第i修正参数，T1i表示调节阀第i调整参数，T2i表示调节阀第i修正系数，最后将所述导叶的开合角度调整为G1，将所述调节阀开合程度调节为G2。

进一步地，所述中控单元设置有对比参数v1,v2，S3中中控单元判定调节是否符合预期标准时，根据所述超声波检测装置检测数据计算所述主燃区和掺混区内的T2时刻的积炭厚度，并计算所述T2时刻的积炭厚度与T1时刻的积炭厚度的差值，c1，c2，其中c1表示主燃区积炭厚度差值，c2表示掺混区积炭厚度差值，

若c1<v1且c2<v2，则判定积炭厚度符合预期标准，否则判定积炭厚度不符合预期标准。

与现有技术相比，本发明的技术效果在于，本发明中，通过根据所述实时积碳厚度检测数据调节设置在喷嘴上的调节阀和设置在与所述燃烧室连接的压气机上的导叶开合角度，以确定初始的导叶开合角度和调节阀开合程度，同时，设置检测间隔，在检测间隔后对积炭厚度重新进行检测并且对导叶开合角度和调节阀参数进行修正，整个检测过程为周期式，以实现对燃气轮机内导叶开合角度和调节阀开合程度的持续精确控制，获取最佳的燃烧效果。

尤其，通过中控单元内设置有压气机导叶控制矩阵Y（Y1,Y2,Y3,Y4）和调节阀控制矩阵T（T1,T2,T3,T4），根据燃烧室内积炭厚度确定燃气轮机的导叶开合角度和调节阀开合程度，事实上，燃烧室内燃烧时并非单纯的增加进气量或增加燃料的量就可以增大燃烧效果，空气量过大燃气量过少会导致部分冷气进入掺混区内导致掺混区内积炭增加，因此增大空气进入量时也要相应的增加燃料，确定最佳的空气和燃料配比，才能实现对燃气轮机导叶开合角度和燃料喷出的精确控制，本发明根据上述方法燃气轮机导叶开合角度和燃料喷出的精确控制，对从而提高燃气轮机燃效效果，提高能源利用率和功率。

尤其，本发明的中控单元内设置有导叶开合角度参数选取矩阵Y1(Y11,Y12,Y13,Y14)和调节阀调整参数调整矩阵T1(T11,T12,T13,T14），测定燃烧室内主燃区和掺混区内的积炭厚度和积炭速度，根据主燃区内的积炭速度选定导叶和调节阀调节参数，根据掺混区内的积炭速度选定导叶和调节阀的修正参数，通常，主燃区内燃烧效果最为重要，其对掺混区内的燃烧效果有直接的影响，因此，将主燃区内的积炭速度作为选定调节参数的依据，将掺混区作为修正参数的选定依据，对导叶开合角度和调节阀开合程度进一步调节，实现精确控制。

尤其，本发明的中控单元中设置有对比参数v1,v2，判定步骤三是否有效，若无效则继续重复步骤三，对导叶开合角度和调节阀进入量进行新一轮的调整，确保控制结果更为精确，使得燃气轮机获得更加的燃烧效果，提高燃气轮机的工作效率。

尤其，本发明整个控制过程为周期式控制，便于实现燃气轮机的长期，精确控制，保证燃气轮机工作效率。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的基于三维轴流的燃气轮机结构简图。

图2为本发明实施例所提供的燃烧室区域分区结构简图

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参阅图1所示，其为本发明实施例所提供的基于三维轴流的燃气轮机结构简图，本实施例的一种燃气轮机进气控制系统包括：

燃气轮机，其压气机3的进气口设置有导叶2，用以控制燃气轮机进气流量；所述燃气轮机的燃烧室4内设置有进料口，所述进料口上设置有喷嘴，用以向燃烧室4内喷射燃料，所述喷嘴上设置有调节阀6，用以控制喷入燃烧室4内的燃料的流量；所述燃气轮机还包括燃气涡轮5，

超声波检测装置7，其设置在燃气轮机燃烧室4外侧，用以检测燃烧室4内壁的积炭厚度；

中控单元1，其与所述调节阀6以及导叶2电性连接，其用以处理数据并对燃气轮机内的导叶2、调节阀6实施控制，控制超声波检测装置7对燃烧室4内壁的积碳厚度进行实时检测，并获取积炭厚度实时检测数据；根据所述积碳厚度实时检测数据调节所述调节阀6的开合程度以及导叶2的开合角度，

中控单元1首先确定初始的导叶开合角度和调节阀6开合程度，所述中控单元内预设第一检测间隔T1,T1时间后所述中控单元1控制所述超声波检测装置7再次对燃烧室4内壁的积碳厚度进行检测，并将燃烧室4内壁划分为主燃区和掺混区，根据所述燃烧室4内壁内不同区域的积炭厚度以及积炭速率重新调整所述导叶开合角度和所述调节阀6的开合程度，其过程包括：

步骤S1、首先根据所述主燃区内的积炭厚度变化情况对所述导叶2的开合角度和调节阀6的开合程度进行调节，根据所述主燃区的积炭速率选定导叶调节参数和调节阀调节参数；

步骤S2、选定所述导叶调节参数和调节阀调节参数后，根据所述掺混区内的积炭厚度变化情况对所述导叶开合角度和调节阀开合程度进行调节，在S1以选定的导叶调节参数和调节阀调节参数上做进一步修正，确定最终的导叶开合角度和调节阀开合程度；

步骤S3、所述中控单元1内预设第二检测间隔T2，经过T2时间后再次控制所述超声波检测装置7对燃烧室4内的进行检测，对燃烧室4内壁的积碳厚度进行检测，确定积炭厚度，判定调节是否符合预期标准，若不符合预期标准则重复S1,S2，S3，至符合预期标准；

所述中控单元1内设置有循环检测周期T3，当S3中判定调节符合预期标准时，经过所述循环检测周期T3后重复S1,S2,S3。

具体而言，所述中控单元1内设置有压气机3导叶控制矩阵Y（Y1,Y2,Y3,Y4）其中：Y1表示导叶第一开合角度，Y2表示导叶第二开合角度，Y3表示导叶第三开合角度，Y4表示导叶第四开合角度，Y4>Y3>Y2>Y1,所述中控单元1内还设置有调节阀控制矩阵T（T1,T2,T3,T4）其中，T1第一开合程度，T2表示第二开合程度，T3表示第三开合成程度，T4表示第四开合程度，T4>T3>T2>T1,所述步骤S2中，所述中控单元1控制所述超声波检测装置7实时检测燃烧室4内壁各处的实时积炭厚度，根据燃烧室内壁各处实时厚度求和后得到实时平均厚度Si并根据所述平均厚度Si确定所述初始的导叶开合角度和调节阀开合程度。

具体而言，所述中控单元1根据所述平均厚度Si确定所述初始的导叶开合角度和调节阀开合程度时，其过程包括：所述中控单元1内预设有厚度对比参数S1、S2、S3和S4，

初始时，所述中控单元1控制所述压气机3进气口的导叶2以导叶第二开合角度Y2开合，控制所述调节阀开合程度为第二开合程度T2；

当Si≤S1时，所述中控单元1控制所述压气机3进气口的导叶2维持原开合角度，控制所述调节阀维持原开合程度；

当S1<Si≤S2时，所述中控单元1控制所述压气机3进气口内的导叶2以导叶第三开合角度Y3开合，控制所述调节阀为第三开合程度T3；

当S2<Si≤S3时，所述中控单元1控制所述压气机3内进气口的导叶2以导叶第四开合角度开合，控制所述调节阀为第四开合程度T4。

具体而言，所述中控单元1控制所述超声波检测装置7在预设T1间隔后再次对燃烧室内壁各处的实时厚度进行检测，此时，将燃烧室4划分为两个区域，其包括：主燃区41和掺混区42所述主燃区41位于燃烧室4的首部，掺混区位于燃烧室4的中部，在混掺区域设置进气旁通管路及对应的旁路控制阀，超声波检测装置7获取两个区域内的燃料积炭厚度，生成T1时刻的燃烧室4积炭厚度矩阵ST1（ST11,ST12），其中：ST11表示在T1时刻的主燃区的实际积碳厚度，ST12表示在T1时刻的掺混区的实际积碳厚度；根据所述燃烧室4积炭厚度矩阵ST1（ST11,ST12）内的数据对所述导叶开合角度、调节阀以及旁路控制阀进行调节，确定所述导叶开合角度、调节阀开合度。

在实际应用中，若是主燃区41的积碳厚度不满足标准，过厚，则表示点火时间过晚或燃烧情况不充分；若掺混区42的积碳厚度不满足标准，过厚，则表示冷却空气较多，前一段燃烧不充分，使得更多的燃油颗粒附着于掺混区42，导致该区域积碳厚度过厚；若燃烧室尾部的积碳厚度不满足标准，过厚，则表示喷入的气体强度过大，还没有在主燃区41内充分燃烧就被空气带走至燃烧室4的尾部，进而增加尾部的积碳厚度。

具体而言，参阅图2所示，进一步地，所述中控单元1内设置有初始时刻燃烧室4积炭厚度矩阵ST0（ST01,ST02）其中：ST01表示主燃区初始检测厚度，ST02表示掺混区初始检测厚度；中控单元1通过比较所述T1时刻的燃烧室4积炭厚度矩阵ST1（ST11,ST12）与初始时刻燃烧室4积炭厚度矩阵ST0（ST01,ST02）内的数据获取所述主燃区积炭厚度差值C1、掺混区积炭厚度差值C2，并计算对应区域的积炭速率V01,V02,V03，V0i=C0i/T1，i=1,2,3，根据积炭厚度差值以及积炭速率确定所述导叶的开合角度、调节阀的开合度时包括：

进行所述步骤S1操作时，若主燃区积炭差值C1小于预设对比参数C01，则所述导叶维持原有开合角度不变，所述调节阀开合度维持原有开合度，若主燃区积炭差值C1大于预设对比参数C01，则增加所述导叶开合角度同时调节所述调节阀开合程度，根据所述主燃区的积炭速率选定导叶调节参数和调节阀调节参数；

进行所述步骤S2操作时，若掺混区积炭差值C2小于预设对比参数C02，则不对所述导叶调节参数和调节阀调节参数进行修正，所述调节阀开合度维持原有开合度，若掺混区积炭差值C2大于预设对比参数C02，则在所述步骤S1以选定的导叶调节参数和调节阀调节参数上做进一步修正。

具体而言，所述中控单元1内设置有导叶开合角度参数选取矩阵Y1(Y11,Y12,Y13,Y14),其中，Y11表示导叶第一调节参数，Y12表示导叶第二调节参数，Y13表示导叶第三调节参数，Y14表示导叶第四调节参数，Y11<Y12<Y13<Y14；还设置有调节阀调整参数调整矩阵T1(T11,T12,T13,T14），其中：T11表示调节阀第一调节参数，T12表示调节阀第二调节参数，T13表示调节阀第三调节参数，T4表示调节阀第四调节参数,T11<T12<T13<T14；还设置有积炭速率对比参数V01,V02,V03,所述中控单元1确定所述导叶调节参数和调节阀调节参数时：

若主燃区内积炭速率V1≤V01时，所述中控单元1选取导叶第一调节参数Y11作为导叶调节参数，选取调节阀第一调节参数T11作为调节阀调节参数。

若主燃区内积炭速率V01≤V1<V02时，所述中控单元1选取导叶第二调节参数Y12作为导叶调节参数，选取调节阀第二调节参数T12作为调节阀调节参数。

若主燃区内积炭速率VO2≤V1<V03时，所述中控单元1选取导叶第三调节参数Y13作为导叶调节参数，选取调节阀第三调节参数T13作为调节阀调节参数。

若主燃区内积炭速率V03≤V1时，所述中控单元1选取导叶第四调节参数Y14作为导叶调节参数，选取调节阀第四调节参数T14作为调节阀调节参数；

所述中控单元1内还设置有导叶修正系数Y2(Y21,Y22,Y23,Y24),其中，Y21表示导叶第一修正参数，Y22表示导叶第二修正参数，Y23表示导叶第三调修正参数，Y24表示导叶第四修正参数，Y21<Y22<Y23<Y24；还设置有调节阀调整参数调整矩阵T2(T21,T22,T23,T24），其中：T21表示调节阀第一修正参数，T22表示调节阀第二修正参数，T23表示调节阀第三修正参数，T24表示调节阀第四修正参数,T21<T22<T23<T24；对所述导叶调节参数和调节阀调节参数进行选定后，根据所述掺混区积炭速率V2对所述导叶调节参数和调节阀调节参数进行修正，包括：

若主燃区内积炭速率V1≤V01时，所述中控单元1选取导叶第一修正参数Y21作为导叶修正数，选取调节阀第一调节参数T21作为调节阀修正参数；

若主燃区内积炭速率V01≤V1<V02时，所述中控单元1选取导叶第二修正参数Y22作为导叶修正参数，选取调节阀第二调节参数T22作为调节阀修正参数。

若主燃区内积炭速率VO2≤V1<V03时，所述中控单元1选取导叶第三修正参数Y23作为导叶修正参数，选取调节阀第三调节参数T23作为调节阀修正参数。

若主燃区内积炭速率V03≤V1时，所述中控单元1选取导叶第四修正参数Y24作为导叶修正参数，选取调节阀第四调节参数T24作为调节阀修正参数。

具体而言，所述中控单元1选定所述导叶调节参数、导叶修正参数、调节阀调整参数和调节阀修正参数后计算最终导叶调整参量G1，G1=Yi+Y1i+Y2i，计算最终调节阀调整参量G2，G2=Ti+T1i-T2i，其中，i=1,2,3,4,Yi表示初始导叶旋开合角度度，Ti表示初始调节阀开合程度，Y1i表示导叶第i调整参数，Y2i表示导叶第i修正参数，T1i表示调节阀第i调整参数，T2i表示调节阀第i修正系数，最后将所述导叶的开合角度调整为G1，将所述调节阀开合程度调节为G2。

具体而言，所述中控单元1设置有对比参数v1,v2，S3中中控单元1判定调节是否符合预期标准时，根据所述超声波检测装置7检测数据计算所述主燃区和掺混区内的T2时刻的积炭厚度，并计算所述T2时刻的积炭厚度与T1时刻的积炭厚度的差值，c1，c2，其中c1表示主燃区积炭厚度差值，c2表示掺混区积炭厚度差值，

若c1<v1且c2<v2，则判定积炭厚度符合预期标准，否则判定积炭厚度不符合预期标准。

具体而言，本发明实施例的中控单元可以是一外接计算机，也可以是一PLC电路板，其只需能完成数据处理，数据发送功能即可。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种燃气轮机进气控制系统，其特征在于，包括：

燃气轮机，其压气机的进气口设置有导叶，用以控制燃气轮机进气流量；所述燃气轮机的燃烧室内设置有进料口，所述进料口上设置有喷嘴，用以向燃烧室内喷射燃料，所述喷嘴上设置有调节阀，用以控制喷入燃烧室内的燃料的流量；

超声波检测装置，其设置在燃气轮机燃烧室外侧，用以检测燃烧室内壁的积炭厚度；

中控单元，其与所述调节阀以及导叶电性连接，其用以处理数据并对燃气轮机内的压气机导叶、调节阀实施控制，控制超声波检测装置对燃烧室内壁的积碳厚度进行实时检测，并获取积炭厚度实时检测数据；根据所述积碳厚度实时检测数据调节所述调节阀的开合程度以及导叶的开合角度，

中控单元首先确定初始的导叶开合角度和调节阀开合程度，所述中控单元内预设第一检测间隔T1,T1时间后所述中控单元控制所述超声波检测装置再次对燃烧室内壁的积碳厚度进行检测，并将燃烧室内壁划分为主燃区和掺混区，根据所述燃烧室内壁内不同区域的积炭厚度以及积炭速率重新调整所述导叶开合角度和所述调节阀开合程度，其过程包括：

步骤S1、首先根据所述主燃区内的积炭厚度变化情况对所述导叶的开合角度和调节阀开合程度进行调节，根据所述主燃区的积炭速率选定导叶调节参数和调节阀调节参数；

步骤S2、选定所述导叶调节参数和调节阀调节参数后，根据所述掺混区内的积炭厚度变化情况对所述导叶的开合角度和调节阀开合程度进行调节，在S1以选定的导叶调节参数和调节阀调节参数上做进一步修正，确定最终的导叶开合角度和调节阀开合程度；

步骤S3、所述中控单元内预设第二检测间隔T2，经过T2时间后再次控制所述超声波检测装置对燃烧室内的进行检测，对燃烧室内壁的积碳厚度进行检测，确定积炭厚度，判定调节是否符合预期标准，若不符合预期标准则重复S1,S2，S3，至符合预期标准；

所述中控单元内设置有循环检测周期T3，当S3中判定调节符合预期标准时，经过所述循环检测周期T3后重复S1,S2,S3。

2.根据权利要求1所述的燃气轮机进气控制系统，其特征在于，所述中控单元内设置有压气机导叶控制矩阵Y（Y1,Y2,Y3,Y4）其中：Y1表示导叶第一开合角度，Y2表示导叶第二开合角度，Y3表示导叶第三开合角度，Y4表示导叶第四开合角度，Y4>Y3>Y2>Y1,所述中控单元内还设置有调节阀控制矩阵T（T1,T2,T3,T4）其中，T1第一开合程度，T2表示第二开合程度，T3表示第三开合成程度，T4表示第四开合程度，T4>T3>T2>T1,所述步骤S2中，所述中控单元控制所述超声波检测装置实时检测燃烧室内壁内各处的实时积炭厚度，根据内壁各处实时厚度求和后得到实时平均厚度Si并根据所述平均厚度Si确定所述初始的导叶开合角度和调节阀开合程度。

3.根据权利要求2所述的燃气轮机进气控制系统，其特征在于，所述中控单元根据所述平均厚度Si确定所述初始的导叶开合角度和调节阀开合程度时，其过程包括：所述中控单元内预设有厚度对比参数S1、S2、S3和S4，

初始时，所述中控单元控制所述压气机进气口的导叶以导叶第二开合角度Y2开合，控制所述调节阀开合程度为第二开合程度T2；

当Si≤S1时，所述中控单元控制所述压气机进气口的导叶维持原开合角度，控制所述调节阀维持原开合程度；

当S1<Si≤S2时，所述中控单元控制所述压气机进气口内的导叶以导叶第三开合角度Y3开合，控制所述调节阀为第三开合程度T3；

当S2<Si≤S3时，所述中控单元控制所述压气机内进气口的导叶以导叶第四开合角度开合，控制所述调节阀为第四开合程度T4。

4.根据权利要求1所述的燃气轮机进气控制系统，其特征在于，所述中控单元控制所述超声波检测装置在预设T1间隔后再次对燃烧室内壁各处的实时厚度进行检测，此时，将燃烧室划分为两个区域，其包括：主燃区和掺混区，所述主燃区域位于燃烧室的首部，掺混区位于燃烧室的中部，在混掺区域设置进气旁通管路及对应的旁路控制阀，超声波检测装置获取两个区域内的燃料积炭厚度，生成T1时刻的燃烧室积炭厚度矩阵ST1（ST11,ST12），其中：ST11表示在T1时刻的主燃区的实际积碳厚度，ST12表示在T1时刻的掺混区的实际积碳厚度；根据所述燃烧室积炭厚度矩阵ST1（ST11,ST12）内的数据对所述导叶开合角度、调节阀以及旁路控制阀进行调节，确定所述导叶的开合角度、调节阀的开合度。

5.根据权利要求4所述的燃气轮机进气控制系统，其特征在于，所述中控单元内设置有初始时刻燃烧室积炭厚度矩阵ST0（ST01,ST02）其中：ST01表示主燃区初始检测厚度，ST02表示掺混区初始检测厚度；中控单元通过比较所述T1时刻的燃烧室积炭厚度矩阵ST1（ST11,ST12）与初始时刻燃烧室积炭厚度矩阵ST0（ST01,ST02）内的数据获取所述主燃区积炭厚度差值C1、掺混区积炭厚度差值C2，并计算对应区域的积炭速率V01,V02,V03，V0i=C0i/T1，i=1,2,3，根据积炭厚度差值以及积炭速率确定所述导叶的开合角度、调节阀的开合度时包括：

进行所述步骤S1操作时，若主燃区积炭差值C1小于预设对比参数C01，则所述导叶维持原有开合角度不变，所述调节阀开合度维持原有开合度，若主燃区积炭差值C1大于预设对比参数C01，则增加所述导叶开合角度同时调节所述调节阀开合程度，根据所述主燃区的积炭速率选定导叶调节参数和调节阀调节参数；

进行所述步骤S2操作时，若掺混区积炭差值C2小于预设对比参数C02，则不对所述导叶调节参数和调节阀调节参数进行修正，所述调节阀开合度维持原有开合度，若掺混区积炭差值C2大于预设对比参数C02，则在所述步骤S1以选定的导叶调节参数和调节阀调节参数上做进一步修正。

6.根据权利要求5所述的燃气轮机进气控制系统，其特征在于，所述中控单元内设置有导叶开合角度参数选取矩阵Y1(Y11,Y12,Y13,Y14),其中，Y11表示导叶第一调节参数，Y12表示导叶第二调节参数，Y13表示导叶第三调节参数，Y14表示导叶第四调节参数，Y11<Y12<Y13<Y14；还设置有调节阀调整参数调整矩阵T1(T11,T12,T13,T14），其中：T11表示调节阀第一调节参数，T12表示调节阀第二调节参数，T13表示调节阀第三调节参数，T4表示调节阀第四调节参数,T11<T12<T13<T14；还设置有积炭速率对比参数V01,V02,V03,所述中控单元确定所述导叶调节参数和调节阀调节参数时：

若主燃区内积炭速率V1≤V01时，所述中控单元选取导叶第一调节参数Y11作为导叶调节参数，选取调节阀第一调节参数T11作为调节阀调节参数；

若主燃区内积炭速率V01≤V1<V02时，所述中控单元选取导叶第二调节参数Y12作为导叶调节参数，选取调节阀第二调节参数T12作为调节阀调节参数；

若主燃区内积炭速率VO2≤V1<V03时，所述中控单元选取导叶第三调节参数Y13作为导叶调节参数，选取调节阀第三调节参数T13作为调节阀调节参数；若主燃区内积炭速率V03≤V1时，所述中控单元选取导叶第四调节参数Y14作为导叶调节参数，选取调节阀第四调节参数T14作为调节阀调节参数；

所述中控单元内还设置有导叶修正系数Y2(Y21,Y22,Y23,Y24),其中，Y21表示导叶第一修正参数，Y22表示导叶第二修正参数，Y23表示导叶第三调修正参数，Y24表示导叶第四修正参数，Y21<Y22<Y23<Y24；还设置有调节阀调整参数调整矩阵T2(T21,T22,T23,T24），其中：T21表示调节阀第一修正参数，T22表示调节阀第二修正参数，T23表示调节阀第三修正参数，T24表示调节阀第四修正参数,T21<T22<T23<T24；对所述导叶调节参数和调节阀调节参数进行选定后，根据所述掺混区积炭速率V2对所述导叶调节参数和调节阀调节参数进行修正，包括：

若主燃区内积炭速率V1≤V01时，所述中控单元选取导叶第一修正参数Y21作为导叶修正数，选取调节阀第一调节参数T21作为调节阀修正参数；

若主燃区内积炭速率V01≤V1<V02时，所述中控单元选取导叶第二修正参数Y22作为导叶修正参数，选取调节阀第二调节参数T22作为调节阀修正参数；

若主燃区内积炭速率VO2≤V1<V03时，所述中控单元选取导叶第三修正参数Y23作为导叶修正参数，选取调节阀第三调节参数T23作为调节阀修正参数；

若主燃区内积炭速率V03≤V1时，所述中控单元选取导叶第四修正参数Y24作为导叶修正参数，选取调节阀第四调节参数T24作为调节阀修正参数。

7.根据权利要求6所述的燃气轮机进气控制系统，其特征在于，所述中控单元选定所述导叶调节参数、导叶修正参数、调节阀调整参数和调节阀修正参数后计算最终导叶调整参量G1，G1=Yi+Y1i+Y2i，计算最终调节阀调整参量G2，G2=Ti+T1i-T2i，其中，i=1,2,3,4,Yi表示初始导叶旋开合角度，Ti表示初始调节阀开合程度，Y1i表示导叶第i调整参数，Y2i表示导叶第i修正参数，T1i表示调节阀第i调整参数，T2i表示调节阀第i修正系数，最后将所述导叶的开合角度调整为G1，将所述调节阀开合程度调节为G2。

8.根据权利要求1所述的燃气轮机进气控制系统，其特征在于，所述中控单元设置有对比参数v1,v2，S3中中控单元判定调节是否符合预期标准时，根据所述超声波检测装置检测数据计算所述主燃区和掺混区内的T2时刻的积炭厚度，并计算所述T2时刻的积炭厚度与T1时刻的积炭厚度的差值，c1，c2，其中c1表示主燃区积炭厚度差值，c2表示掺混区积炭厚度差值，

若c1<v1且c2<v2，则判定积炭厚度符合预期标准，否则判定积炭厚度不符合预期标准。

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