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    重庆时时彩走势分析图: 一种燃气轮机启动过程状态评估方法.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201310277372.4

    申请日:

    2013.07.03

    公开号:

    CN103364200A

    公开日:

    2013.10.23

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01M 15/14申请日:20130703|||公开
    IPC分类号: G01M15/14 主分类号: G01M15/14
    申请人: 哈尔滨工程大学
    发明人: 曹云鹏; 李淑英; 王伟影; 李辉; 赵宁波
    地址: 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号哈尔滨工程大学科技处知识产权办公室
    优先权:
    专利代理机构: 代理人:
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201310277372.4

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2015.12.02|||2013.11.20|||2013.10.23

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明涉及旋转机械状态监测领域,特别是一种燃气轮机启动过程状态评估方法。本发明包括如下步骤:(1)采集状态信息;(2)构建燃气轮机输出轴转速正常曲线带;(3)状态评估;(4)更新正常曲线带。本发明提出了燃气轮机输出轴转速正常曲线带的启动过程评估方法,具有计算量小、计算速度快、易于理解等优点,解决了燃气轮机启动过程定量状态评估问题。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种燃气轮机启动过程状态评估方法,其特征在于,包括如下步骤: 
    (1)采集状态信息:采集燃气轮机启动过程状态信息,包括启动触发信号和燃气轮机输出轴转速; 
    (2)构建燃气轮机输出轴转速正常曲线带:积累燃气轮机正常启动过程样本,进行燃气轮机输出轴转速统计分析和边界计算,建立燃气轮机输出轴转速正常曲线带; 
    (3)状态评估:当燃气轮机启动触发时,对燃气轮机启动过程进行状态评估,如果燃气轮机输出轴转速在燃气轮机输出轴转速正常曲线带内时,则启动过程评估结果为正常,启动过程状态评估结束;如果燃气轮机输出轴转速超出正常曲线带时,启动过程评估结果为不正常; 
    (4)评估结果确认:对步骤(3)中评估结果为不正常的启动过程由进行最终确认,如果确认评估结果正确,则选择检修措施,启动过程状态评估结束;如果确认评估结果不正确,则将步骤(3)中评估结果为不正常的启动过程评估结果更改为正常,同时将本次启动过程数据添加入步骤(2)中的正常启动过程样本; 
    (5)更新正常曲线带:按照步骤(2),重新计算燃气轮机输出轴转速样本的上边界和下边界,得到新的燃气轮机输出轴转速正常曲线带。 

    2.  根据权利要求1所述的一种燃气轮机启动过程状态评估方法,其特征在于,步骤(2)所述的建立燃气轮机输出轴转速正常曲线带的步骤包括: 
    (1)积累正常启动过程样本:正常启动过程的样本是指燃气轮机正常启动时,燃气轮机输出轴转速在启动触发到慢车状态这段时间的采样值: 

    其中,小标i=1,2,3,···,m表示样本,j=1,2,3,···,n表示采样时刻; 
    (2)燃气轮机输出轴转速统计分析:寻找所有样本中,各采样时刻燃气轮机输出轴转速的最大值、最小值,定义i个燃气轮机输出轴转速样本在第j时刻的最大值、最小值分别为: 
    max(Xj)=1.1*max{x1,j,x2,j,…,xi,j} 

    min(Xj)=0.9*min{x1,j,x2,j,…,xi,j} 
    (3)计算燃气轮机输出轴转速边界:基于燃气轮机输出轴转速的最大值、最小值计算得到燃气轮机输出轴转速正常曲线带的上边界和下边界: 
    X上边界=max(Xj),j=1,2,…,n 
    。 
    X下边界=min(Xj),j=1,2,…,n。 

    说明书

    说明书一种燃气轮机启动过程状态评估方法
    技术领域
    本发明涉及旋转机械状态监测领域,特别涉及一种燃气轮机启动过程状态评估方法。
    背景技术
    燃气轮机机动性好,具有良好的调峰性能。所以,燃气轮机启动成功与否直接影响着燃气轮机能否快速地响应和满足用户的需要。如果启动故障,将会造成重大经济损失,甚至影响到整个电网的完全。
    燃气轮机的启动过程是一个多系统交叉耦合过程。中国发明专利94193471.3提供了一种用于显示启动过程中透平的运行状况的方法,其技术特征是:在一条从透平特定的参数(m.w.b)和运行相关参数(kz、kT、kp)中得出的基准曲线(RV)旁,还显示透平转速(n)随时间变化的曲线(AV)。但是该专利的目的是对启动过程中的透平运行状态进行适当的显示,并不用于启动过程的状态评估。
    与中国发明专利94193471.3相比,本发明提供一种燃气轮机启动过程状态评估方法,根据多次正常启动样本构建燃气轮机输出轴转速的正常曲线带,对比实际转速线和正常曲线带,实现启动过程的状态评估,及时发现燃气轮机启动异常情况,降低维护成本。
    发明内容
    本发明的目的在于提供一种燃气轮机启动过程状态评估方法,实现燃气轮机启动过程的状态评估。
    本发明的目的是这样实现的,本发明包括如下步骤:
    (1)采集状态信息:采集燃气轮机启动过程状态信息,包括启动触发信号和燃气轮机输出轴转速;
    (2)构建燃气轮机输出轴转速正常曲线带:积累燃气轮机正常启动过程样本,进行燃气轮机输出轴转速统计分析和边界计算,建立燃气轮机输出轴转速正常曲线带;
    (3)状态评估:当燃气轮机启动触发时,对燃气轮机启动过程进行状态评估,如果燃气轮机输出轴转速在燃气轮机输出轴转速正常曲线带内时,则启动过程评估结果为正常,启动过程状态评估结束;如果燃气轮机输出轴转速超出正常曲线带时,启动过程评估结果为不正常;
    (4)评估结果确认:对步骤(3)中评估结果为不正常的启动过程由进行最终确认,如果确认评估结果正确,则选择检修措施,启动过程状态评估结束;如果确认评估结果不正确,则将步骤(3)中评估结果为不正常的启动过程评估结果更改为正常,同时将本次启动过程数据添加入步骤(2)中的正常启动过程样本;
    (5)更新正常曲线带:按照步骤(2),重新计算燃气轮机输出轴转速样本的上边界和下边界,得到新的燃气轮机输出轴转速正常曲线带。
    步骤(2)的建立燃气轮机输出轴转速正常曲线带的步骤包括:
    (1)积累正常启动过程样本:正常启动过程的样本是指燃气轮机正常启动时,燃气轮机输出轴转速在启动触发到慢车状态这段时间的采样值:
    X=X1X2...Xi=x1,1x1,2···x1,jx2,1x2,2···x2,j············xi,1xi,2···xi,j,]]>
    其中,小标i=1,2,3,···,m表示样本,j=1,2,3,···,n表示采样时刻;
    (2)燃气轮机输出轴转速统计分析:寻找所有样本中,各采样时刻燃气轮机输出轴转速的最大值、最小值,定义i个燃气轮机输出轴转速样本在第j时刻的最大值、最小值分别为:
    max(Xj)=1.1*max{x1,j,x2,j,…,xi,j}
    ,
    min(Xj)=0.9*min{x1,j,x2,j,…,xi,j}
    (3)计算燃气轮机输出轴转速边界:基于燃气轮机输出轴转速的最大值、最小值计算得到燃气轮机输出轴转速正常曲线带的上边界和下边界:
    X上边界=max(Xj),j=1,2,…,n
    。
    X下边界=min(Xj),j=1,2,…,n
    本发明的有益效果在于:
    本发明提出的基于燃气轮机输出轴转速正常曲线带的启动过程评估方法,具有计算量小、计算速度快、易于理解等优点,解决了燃气轮机启动过程定量状态评估问题。
    附图说明
    图1为燃气轮机启动过程的状态评估流程图;
    图2为燃气轮机输出轴转速正常曲线带示意图;
    图3为燃气轮机启动过程评估结果示例示意图;
    图4为更新前后的燃气轮机输出轴转速正常曲线带示意图。
    具体实施方式
    下面结合附图对本发明做进一步描述。
    本发明的基本步骤包括以下步骤:
    首先,本发明采集可反映燃气轮机启动过程的状态信息。
    然后,根据历史运行数据获得的正常启动过程样本,采用统计规律构建燃气轮机输出轴 转速正常曲线带。
    之后,根据燃气轮机输出轴转速正常曲线带评估此次启动过程的状态,如果评估结果为“正?!?,则本次启动过程评估结束。
    如果评估结果为“不正?!?,但经过确认为“正?!逼舳?,则将这一组被判定“不正?!钡钠舳淌萏砑尤胝F舳萄?,重新构建燃气轮机输出轴转速正常曲线带。
    下面参见图1所示的燃气轮机启动过程状态评估流程图,对于本发明燃气轮机启动过程状态评估方法进行详细说明,包括以下步骤:
    步骤101:采集反映燃气轮机启动过程的信息,启动触发信号和燃气轮机输出轴转速。只采集启动触发信号为“真”时的燃气轮机输出轴转速。对于启动过程相关的信息,可以采用相应的传感器直接采集,也可以从燃气轮机监控系统的数据库获得。对于参数的采集,采样频率1Hz至5Hz之间。
    步骤102:根据积累的历史正常启动过程样本,采用统计规律构建燃气轮机输出轴转速正常曲线带。
    下面列出了统计规律构建燃气轮机输出轴转速正常曲线带的方法:
    (1)收集正常启动过程样本,这是一个初始积累的过程。为了便于阐述本发明的具体实施过程,假定目前已经收集了两次正常启动燃气轮机输出轴转速数据,采样频率2Hz,采样时间120秒,采样点60个,即
    j=[0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 3435 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60]
    X1=[0 0 0 0 0 0 0 0 0 2.6479 11.7124 19.3371 22.0332 22.0332 22.033222.0429 22.0332 22.0332 22.0332 22.0332 22.0236 22.0332 22.0236 22.0268 22.0268 22.026822.0268 22.0268 22.0268 22.0268 22.0268 22.0268 22.0332 22.0332 22.0429 22.0236 26.459232.4314 36.7897 39.7951 42.414 44.6753 46.753 48.6664 50.7248 52.8508 54.9092 57.112559.4704 62.9204 66.2737 71.1249 73.7341 75.8118 78.6625 80.9722 83.4461 86.1519 88.693590.9644 93.564]
    X2=[0 0 0 0 0 0 0 0 0 2.2516 10.5721 18.0035 22.0236 22.0236 22.023622.0429 22.0429 22.0236 22.0332 22.0429 22.0332 22.0236 22.0429 22.0332 22.0332 22.042922.0236 22.0332 22.0236 22.0332 22.0332 22.0332 22.0429 22.0332 22.0429 22.0429 26.720132.4121 37.2149 41.4283 44.9749 47.6034 50.0097 52.1453 54.1844 56.2138 58.7167 62.243966.8342 71.5501 74.1399 76.4689 79.0588 81.6293 84.2965 86.7897 89.109 91.38 93.989296.637 99.2656];
    (2)寻找上述样本中燃气轮机输出轴转速在各个采样时刻燃气轮机输出轴转速的最大值、最小值,得到max(Xj)和min(Xj),采样时刻j=1,2,…,n。
    例如,采样时刻j=10的最大值、最小值的计算过程
    max(X10)=1.1*max(x1,10,x2,10)=1.1*max(2.2516,2.6479)=1.1*2.6479=2.91269
    min(X10)=0.9*min(x1,10,x2,10)=0.9*max(2.2516,2.6479)=0.9*2.2516=2.02644
    (3)边界计算:基于步骤(2)得到的燃气轮机输出轴转速每一时刻的最大值、最小值,按照采样序列,得到燃气轮机输出轴转速正常曲线带的上边界和下边界。
    X上边界=[0 0 0 0 0 0 0 0 0 2.91269 12.88364 21.27081 24.2365224.23652 24.23652 24.24719 24.24719 24.23652 24.23652 24.2471924.23652 24.23652 24.24719 24.23652 24.23652 24.24719 24.2294824.23652 24.22948 24.23652 24.23652 24.23652 24.24719 24.2365224.24719 24.24719 29.39211 35.67454 40.93639 45.57113 49.4723952.36374 55.01067 57.35983 59.60284 61.83518 64.58837 68.4682973.51762 78.70511 81.55389 84.11579 86.96468 89.79223 92.7261595.46867 98.0199 100.518 103.38812 106.3007 109.19216]
    X下边界=[0 0 0 0 0 0 0 0 0 2.02644 9.51489 16.20315 19.8212419.82124 19.82124 19.83861 19.82988 19.82124 19.82988 19.8298819.82124 19.82124 19.82124 19.82412 19.82412 19.82412 19.8212419.82412 19.82124 19.82412 19.82412 19.82412 19.82988 19.8298819.83861 19.82124 23.81328 29.17089 33.11073 35.81559 38.172640.20777 42.0777 43.79976 45.65232 47.56572 49.41828 51.4012553.52336 56.62836 59.64633 64.01241 66.36069 68.23062 70.7962572.87498 75.10149 77.53671 79.82415 81.86796 84.2076]
    根据燃气轮机输出轴转速的上边界和下边界,绘制成图2所示的燃气轮机输出轴转速正常曲线带。
    步骤103:实时监测燃气轮机的启动触发信号,当监测到启动触发信号为“真”时,开始对比燃气轮机输出轴转速与正常曲线带,判断是否超出正常曲线带的范围,如果燃气轮机输出轴转速处于正常曲线带内,则启动过程评估结果为“正?!?;如果燃气轮机输出轴转速超出正常曲线带,则启动过程评估结果为“不正?!?。
    例如,燃气轮机新的启动过程数据
    X3=[0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 7.2961 15.4909 20.1971 20.1778 20.1778 20.1875 20.1875 20.1875 20.1875 20.1778 20.1971 20.1875 20.1971 20.1875 20.1875 20.187520.1875 20.1875 20.1875 20.1778 20.1875 20.1875 20.1875 20.1778 20.1778 20.1875 22.100928.6529 33.4847 37.5338 41.3993 44.6077 47.3425 49.4009 51.5365 53.2953 55.344 58.349461.9927 68.9215 72.3038 74.3815 77.126 79.9768 81.9675 84.6927 86.9347 89.4279 92.44394.453 96.9463];
    将本次启动过程曲线用步骤102计算得到的燃气轮机正常启动曲线带进行对比分析。图3为评估结果,X3在j=10,11,12,37,38五个采样时刻超出燃气轮机正常启动曲线带下边界X下边界,因此启动过程评估结果为“不正?!?。
    步骤104:步骤103得到的启动过程评估结果为“不正?!?,需要对评估结果的正确性进行确认。确认评估“不正确”,将步骤103中评估结果为“不正?!钡钠舳唐拦澜峁奈罢!?,同时将本次启动过程数据X3添加入步骤102中的正常启动过程样本。
    步骤105:步骤103判定“不正?!钡钠舳?,但经过步骤104确认为“正?!钡钠舳淌萁写娲?,添加入正常启动过程样本,按照步骤102对燃气轮机正常启动曲线带进行重新计算。具体更新步骤如下:
    首先,按照步骤102,计算新的正常启动过程样本X1,X2和X3中燃气轮机输出轴转速在各个采样时刻燃气轮机输出轴转速的最大值、最小值,得到max(Xj)和min(Xj),采样时刻j=1,2,…,n。例如,采样时刻j=10时的燃气轮机输出轴转速的最大值、最小值
    max(X10)=1.1*max(x1,10,x2,10,x3,10)=1.1*max(2.2516,2.6479,0)=1.1*2.6479=2.91269
    min(X10)=0.9*min(x1,10,x2,10,x3,10)=0.9*max(2.2516,2.6479,0)=0.9*0=0
    其次,基于燃气轮机输出轴转速每一时刻新的最大值、最小值,计算得到燃气轮机输出轴转速正常启动曲线带新的上边界和下边界。
    X上边界=[0 0 0 0 0 0 0 0 0 2.91269 12.88364 21.27081 24.2365224.23652 24.23652 24.24719 24.24719 24.23652 24.23652 24.2471924.23652 24.23652 24.24719 24.23652 24.23652 24.24719 24.2294824.23652 24.22948 24.23652 24.23652 24.23652 24.24719 24.2365224.24719 24.24719 29.39211 35.67454 40.93639 45.57113 49.4723952.36374 55.01067 57.35983 59.60284 61.83518 64.58837 68.4682973.51762 78.70511 81.55389 84.11579 86.96468 89.79223 92.7261595.46867 98.0199 100.518 103.38812 106.3007 109.19216]
    X下边界=[0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 6.56649 13.94181 18.17739 18.1600218.16002 18.16875 18.16875 18.16875 18.16875 18.16002 18.17739 18.16875 18.17739 18.16875 18.16875 18.16875 18.16875 18.1687518.16875 18.16002 18.16875 18.16875 18.16875 18.16002 18.1600218.16875 19.89081 25.78761 30.13623 33.78042 37.25937 40.1469342.0777 43.79976 45.65232 47.56572 49.41828 51.40125 53.5233656.62836 59.64633 64.01241 66.36069 68.23062 70.79625 72.8749875.10149 77.53671 79.82415 81.86796 84.2076]
    最后,根据计算得到的新的燃气轮机输出轴转速的上边界和下边界,得到图4所示的新的燃气轮机输出轴转速正常曲线带。
    启动过程状态评估结束。
    本发明分析了燃气轮机启动过程,提出了燃气轮机启动过程正常曲线带的概念?;谄舳陶G叽梢允迪秩计只舳痰亩科拦?。
    燃气轮机输出轴转速正常曲线带更新是选择性的。只有步骤(3)判定“不正?!钡钠舳?,但经过步骤(4)确认为“正?!钡钠舳淌?,才将该组启动过程数据进行存储,添加入正常启动过程样本,按照步骤(2)中得到新的燃气轮机输出轴转速正常曲线带。

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    一种 燃气轮机 启动 过程 状态 评估 方法
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