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MX100在燃气轮机燃烧室温度场测试中的应用(1)

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2010/12/17 16:23:27   

  1.燃气轮机简介

  燃气轮机是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转,将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械,是一种旋转叶轮式热力发动机。

  燃气轮机的工作过程是,压气机(即压缩机)连续地从大气中吸入空气并将其压缩;压缩后的空气进入燃烧室,与喷入的燃料混合后燃烧,成为高温燃气,随即流入燃气透平中膨胀作功,推动透平叶轮带着压气机叶轮一起旋转;加热后的高温燃气的作功能力显著提高,因而燃气透平在带动压气机的同时,尚有余功作为燃气轮机的输出机械功。燃气轮机由静止起动时,需用起动机带着旋转,待加速到能独立运行后,起动机才脱开。

  燃气轮机由压气机、燃烧室和燃气透平等组成。燃烧室和透平不仅工作温度高,而且还承受燃气轮机在起动和停机时,因温度剧烈变化引起的热冲击,工作条件恶劣,故它们是决定燃气轮机寿命的关键部件。为确保有足够的寿命,除了对这两大部件中工作条件最差的零件如火焰筒和叶片等须用镍基和钴基合金等高温材料制造外,对燃烧室的燃烧控制也是延长使用寿命的关键。

  2.测试要求

  为了监测燃气轮机燃烧室的燃烧状态,同时提高燃烧室的燃烧效率并减少NOx的排放,需要对燃烧室的出口温度场进行监控并将出口温度值传送到燃烧控制系统。

  测试燃机燃烧系统布置采用环形布置方式,共由20个燃烧室构成。本次测试采用了200支热电偶,每10支热电偶为1组,共20组。将20组热电偶均匀放置于燃烧室出口温度场中,如下图所示:

          

  除了硬件系统以外,测试系统对软件方面也提出很高的要求,具体要求如下:

  1)温度最小采样周期为500ms;

  2)所测的200点温度都要采集,当燃机起动未进入稳定状态时,显示画面能够动态实时显示温度的变化值,此时数据不用记录;当燃机进入稳定状态后,手动操作进行采集温度场温度分布数据,仅需对该时间点温度进行采集。此外,该测试系统还需向控制系统提供信号(通过MX100的AO模块),因此程序需实现将每10支热电偶的平均值(共20路)送到AO模块进行输出,信号形式为4~20mA标准信号。由于所测温度值较高,热电偶丝容易熔断,10支热电偶求平均值时需将断偶点剔除;

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