CN107905896B - 涡轮系统、控制器以及有形的非暂时性计算机可读介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种涡轮系统、控制器以及有形的非暂时性计算机可读介质。在一个实施例中，一种涡轮系统包括：多个传感器，所述多个传感器中的每一个设置于所述涡轮系统的相应位置中；以及控制器，所述控制器包括存储一个或多个处理器可执行例程的存储器以及处理器。所述处理器被配置成存取和执行由所述存储器编码的所述一个或多个例程，其中所述一个或多个例程在被执行时使得所述处理器在所述涡轮系统的任何操作阶段期间从所述多个传感器接收一个或多个信号，并将所述一个或多个信号转换成音频输出。

Description

涡轮系统、控制器以及有形的非暂时性计算机可读介质
技术领域
本说明书中公开的主题涉及涡轮机，且更具体地说涉及使用音频输出来检测燃气涡轮的异常、事件或问题。
背景技术
在设备运行时，电厂操作员可能远离电厂中的设备(例如燃气涡轮)的物理噪声(physical noises)。举例来说，操作员可以在远离电厂的位置处监测电厂的操作，对在电厂中操作的设备进行隔音可减小发出的可听噪声，等等。因而，操作员时常依赖由控制系统产生的警报来保护设备。然而，操作员可能在相当长的时间段对警报不敏感或忽略警报，这可能导致不期望的设备操作状况发生。
发明内容
范围与最初要求保护的主题相一致的某些实施例总结如下。这些实施例不希望限制要求保护的主题的范围，相反，这些实施例希望仅提供主题的可能形式的简短总结。实际上，主题可包括可类似于或不同于下文所述实施例的各种形式。
在一个实施例中，一种涡轮系统包括：多个传感器，所述多个传感器中的每一个设置于(disposed)涡轮系统的相应位置中；以及控制器，所述控制器包括存储一个或多个处理器可执行例程(routines)的存储器以及处理器。处理器被配置成存取和执行由存储器编码的一个或多个例程，其中所述一个或多个例程在被执行时使得处理器在涡轮系统的任何操作阶段期间从多个传感器接收一个或多个信号，以及将所述一个或多个信号转换成音频输出。
其中，所述一个或多个例程在被执行时使得所述处理器经由一个或多个音频输出装置输出所述转换成的音频输出。
其中，所述多个传感器包括一个或多个燃烧动态压力传感器、麦克风、间隙探针、光学探针、加速计、应力计或其组合。
其中，所述多个传感器被配置成感测压力或振动波。
其中，所述一个或多个例程在被执行时使得所述处理器从图形用户接口(GUI)接收输入选择，所述输入选择用于选择音频输出将提供到的所述多个传感器的一个或多个位置。
其中，经由列表接收所述输入选择，所述列表提供对所述多个传感器的所述位置的子集或所述多个传感器的所有位置的选择。
其中，所述GUI提供输入选择器，以接收关于所述涡轮系统的控制警报。
其中，所述多个传感器的所述一个或多个位置的所述输入选择使得所述相应一个或多个位置的表示所述音频输出的声波的可视化显示被显示在所述GUI上。
其中，所述相应位置包括所述涡轮系统外部的区域或所述涡轮系统内部的部件，其中所述部件包括入口、压缩机、燃烧罐、燃烧系统、涡轮、所述涡轮系统的外壳上的孔，或孔探仪(boroscope)端口。
其中，所述转换成的音频输出能够检测所述相应位置中存在的异常(anomalies)、事件(events)或问题(problems)，其中所述异常、事件或问题包括颤振(flutter)、旋转失速(rotating stall)、哨音(whistling)，所述颤振、旋转失速、哨音由涡轮中的一个或多个压缩机排气腔的谐振、所述位置中的松动物件、或其组合导致的。
在一个实施例中，控制器包括：存储器，所述存储器存储一个或多个处理器可执行例程；和处理器，所述处理器被配置成存取和执行由存储器编码的一个或多个例程，其中所述一个或多个例程在被执行时使得所述处理器：在涡轮系统的任何操作阶段期间从多个传感器接收一个或多个信号，其中所述多个传感器中的每一个设置于涡轮系统的相应位置中；以及将所述一个或多个信号转换成音频输出。
其中，所述一个或多个例程在被执行时使得所述处理器经由一个或多个音频输出装置输出所述转换成的音频输出。
其中，所述一个或多个例程在被执行时使得所述处理器接收来自图形用户接口(GUI)上的列表的输入选择，所述输入选择用于选择音频输出将提供到的所述多个传感器的一个或多个位置。
其中，所述多个传感器的所述一个或多个位置的所述输入选择使得在显示在所述GUI上的所述涡轮系统的可视化显示上突出显示(highlighted)所述一个或多个位置。
其中，所述多个传感器的所述一个或多个位置的所述输入选择使得所述相应一个或多个位置的表示所述音频输出的声波的可视化显示被显示在所述GUI上。
其中，所述转换成的音频输出能够检测所述相应位置中存在的异常、事件或问题。
在一个实施例中，一个或多个有形的非暂时性计算机可读介质包括指令，所述指令在由一个或多个处理器执行时使得所述一个或多个处理器：在涡轮系统的任何操作阶段期间从多个传感器接收一个或多个信号，其中所述多个传感器中的每一个设置在涡轮系统的相应位置处，并且其中所述信号指示每一个相应位置内部的动态压力；以及将所述一个或多个信号转换成音频输出。其中，所述指令在由所述处理器执行时使得所述处理器经由一个或多个音频输出装置输出所述转换成的音频输出。其中，所述指令在由所述处理器执行时使得所述处理器从图形用户接口(GUI)接收输入选择，所述输入选择用于选择音频输出将提供到的所述多个传感器的一个或多个位置，且所述输入选择包括所述多个传感器的所述一个或多个位置的子集或所述多个传感器的所有所述一个或多个位置。
其中，所述一个或多个计算机可读介质包括于实体上(physically)位于远离所述燃烧系统的智能手机、笔记本电脑或个人电脑中。
附图说明
当参考附图阅读以下详细描述时，本发明主题的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，在所有图中类似的标记表示类似的部件，在附图中：
图1是根据实施例的涡轮系统的框图，所述涡轮系统能够使用一个或多个传感器经由音频输出来检测异常、事件或问题；
图2是根据实施例的涡轮系统的示例位置的示意图，传感器可位于所述示例位置；
图3是根据实施例的用于监听来自涡轮系统的音频输出的图形用户接口的截屏；以及
图4是说明根据实施例的用于经由音频输出检测异常、事件或问题的方法的实施例的流程图。
具体实施方式
下文将描述本发明主题的一个或多个具体实施例。为了提供这些实施例的简要说明，可能无法在本说明书中描述实际实施方案的所有特征。应了解，任何工程或设计项目中的任何这种实际实施方案的开发、大量的针对实施方案的决定都必须实现开发者的具体目标，例如遵守可能在各个实施方案中变化的与系统有关和与商业有关的约束。此外，应了解，这样的开发工作可能是复杂且耗时的，但对于受益于本发明的所属领域的技术人员来说，这些都是设计、制造和生产中的常规任务。
在介绍本发明主题的各种实施例的元素时，冠词“一个”、“一种”、“该”和“所述”希望表示这些元素中的一个或多个。术语“包括”和“具有”希望为包括性的并且意味着可能有除了所列元素之外的额外元素。
如先前论述，电厂操作员可能忽略远离电厂的控制站处所发出的关于燃气涡轮稳定状况的某些警报或对其不敏感。因而，电厂处可能出现燃气涡轮设备问题，导致相当长的设备停工时间(例如设备不可操作)或大量维护成本。因此，现今公认，用于检测燃气涡轮异常、事件或问题的改进技术是合乎需要的。
相应地，本发明的实施例大体上涉及一种用于在涡轮系统可操作时使用音频输出来检测燃气涡轮异常、事件或问题的系统和方法。也就是说，一些实施例使燃气涡轮操作员能够经由从涡轮系统包括或连接的传感器所获得的可听噪声来监测潜在的异常、事件或问题。传感器可在涡轮系统的任何操作周期(例如，启动、全开和/或关机)期间获得数据。如下文所论述，传感器可以是适用于产生音频的任何类型的传感器，且传感器可以放置在操作员希望监听的任何合适位置。举例来说，传感器可包括燃气涡轮的燃烧系统中已经存在的燃烧动态压力传感器。利用现有燃烧动态压力传感器可降低新仪器成本和安装成本。此外，传感器可包括电气间隙探针、光学探针、麦克风、加速计或应力计、动态压力传感器等等。传感器可位于燃气涡轮上或燃气涡轮内的任何地方，例如入口、压缩机、涡轮、涡轮系统外壳的孔、孔探仪端口等等。在一些实施例中，传感器可发出信号到执行软件应用程序的控制器和/或计算装置。软件应用程序可使得处理器将信号转换成音频信号，并经由控制器和/或计算装置的音频输出装置输出所述音频信号。电厂操作员可基于涡轮系统的声音变化(而不是仅仅依赖于控制器警报)来监听燃烧系统并检测异常、事件或问题。异常、事件或问题可包括由涡轮中的压缩机排气腔和/或各种腔或轮空间的谐振、系统可操作时涡轮系统内部松动的物件(例如，螺钉、碎屑等)等等导致的颤振、旋转失速、哨音。
现转而参看附图，图1说明根据本发明的实施例的涡轮系统10的框图，所述涡轮系统能够经由音频输出检测异常、事件或问题。涡轮系统10包括涡轮发动机和后处理系统14。在某些实施例中，涡轮系统10可以是发电系统。涡轮系统10可以使用液体燃料或例如天然气和/或富氢合成气体等气体燃料来使涡轮系统10运行。如所示出，涡轮系统10包括进气口部分16、压缩机18、燃烧系统20和涡轮12。涡轮12可经由轴以驱动方式连接到压缩机18。在操作中，空气穿过进气口部分16进入涡轮系统10(由箭头17表示)并在压缩机18中被加压。进气口部分16可包括入口。压缩机18可包括连接到轴的多个压缩机叶片。轴的旋转引起压缩机叶片的旋转，由此将空气吸入压缩机18并在空气进入燃烧系统20之前压缩空气。
随着压缩空气离开压缩机18并进入燃烧系统20，压缩空气17可与燃料19混合，以便在一个或多个燃烧罐23中燃烧。举例来说，燃烧罐23可包括一个或多个燃料喷嘴，所述燃料喷嘴可按照针对理想燃烧、排放、燃料消耗、电力输出等的合适比率将燃料空气混合物喷射到燃烧罐23中。空气17与燃料19的燃烧会产生热的加压废气，所述加压废气接着可用于驱动涡轮12内的一个或多个涡轮叶片。在操作中，流入并穿过涡轮12的燃烧气体会撞击涡轮叶片并在涡轮叶片之间流动，由此驱动涡轮叶片以及因此驱动轴旋转，从而驱动负载21，例如发电厂内的发电机。如上文所论述，轴的旋转还引起压缩机18内的叶片吸入并加压由进气口16接收到的空气。
流动穿过涡轮12的燃烧气体可作为废气流从涡轮12的下游端15排出。废气流可继续在朝向后处理系统14的下游方向上流动。举例来说，下游端15可流体连接到后处理系统14。由于燃烧过程，废气可包括某些副产物，例如氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)、碳氧化物(COx)，和未燃的碳氢化合物。由于某些规章制度，在将废气流排放到大气之前，可以采用后处理系统14来降低这些副产物的浓度或充分地使所述浓度降到最低。
一个或多个传感器22可包括在燃烧系统20、压缩机18、涡轮12、涡轮系统10的外壳中的各种孔、孔探仪端口、进气口部分16的入口，或操作员希望监听噪声以检测异常、事件或问题的涡轮系统10的任何合适位置中。在一些实施例中，传感器22可包括任何类型的动态压力传感器(dynamic pressure sensors)、加速计(accelerometers)、应力计(straingages)等等。举例来说，传感器22可以是被配置成监听转子动态(dynamics)以使得能够检测音调或离散频率的轴承震动(bearing seismic)传感器(例如加速计)或转子接近度探针(rotor proximity probes)。在一些实施例中，传感器22可位于压缩机18和/或涡轮12中的特定叶片级上方，从而能够检测因压缩机18和/或涡轮12内的腔所致的异常行为，如颤振、失速、哨音等等。举例来说，传感器22可以是位于流动路径中的动态压力传感器，或传感器22可以是位于压缩机18和/或涡轮12的外壳上的加速计。在一些实施例中，传感器22可能早已包括于组装后燃烧系统20中，且可无其它仪器加入燃烧系统20以执行本发明的某些实施例。在一些实施例中，传感器22可被配置成感测压缩机18、燃烧系统20和/或涡轮12内的在任何合乎需要的振幅和频率范围中的压力信号或波。
传感器22可包括因压力而产生电信号的压电材料。在一些实施例中，传感器22可包括微机电系统(MEM)传感器、霍耳效应传感器、磁致伸缩传感器，或被设计成感测振动、压力等的任何其它传感器。此外，传感器22可包括被配置成以光学方式测量燃烧动力的光学传感器。传感器22可包括通信电路，所述通信电路使得传感器22能够经由无线(例如低功耗蓝牙(
Figure BDA0001428438170000071
Low Energy)、
Figure BDA0001428438170000072
)或有线连接(例如以太网)通信连接到控制器24和/或计算装置25。在一些实施例中，计算装置25可包括笔记本电脑、智能手机、平板电脑、个人电脑、人机接口等等。
在一些实施例中，传感器22可包括麦克风或麦克风阵列，所述麦克风或麦克风阵列包括在燃烧系统20中和/或设置于燃烧系统20外部的涡轮系统10的部分中。举例来说，麦克风或麦克风阵列可设置于入口、排气烟道、压缩机18、涡轮12等内或附近。在一些实施例中，麦克风或麦克风阵列可将检测到的指示性声音发送到控制器24，以供声度表或一系列声度表使用。在一些实施例中，检测到的声音可指示燃烧动力。
在操作期间，传感器22可将指示压力(例如，静态、动态)或振动的信号传输到控制器24和/或计算装置25。传感器22可在涡轮系统10的任何操作阶段(例如，启动、全速操作下的燃烧、关机)期间传输信号。在一些实施例中，即使在涡轮系统10关机时，传感器22仍可在工作中并且传输任何检测到的噪声的信号。控制器24和/或计算装置25可从传感器22接收信号，并将信号转换成适用于输出(例如，经由与计算装置25相关联的音频输出装置)的音频信号。因而，控制器24和/或计算装置25可分别包括一个或多个有形的非暂时性计算机可读介质(例如存储器26和27)，所述介质存储计算机指令，所述计算机指令在由控制器24和/或计算装置25的相应处理器28和29执行时使得处理器28和29接收信号、将信号转换成音频信号并经由相应音频输出装置30和31(例如，扬声器、喇叭、扩音器、警报器、头戴式耳机、放大器、公共广播(PA)系统等)输出音频信号。请注意，非暂时性仅指示介质是有形的，而不是信号。另外，控制器24和/或计算装置25可包括被配置成接收信号并将信号传输到处理器28和29的通信电路，例如网络接口。
处理器28和29可以是能够执行计算机可执行代码的任何类型的计算机处理器或微处理器。此外，处理器28和29可包括多个处理器或微处理器、一个或多个“通用”处理器或微处理器、一个或多个专用处理器或微处理器，和/或一个或多个专用集成电路(ASICS)或其某一组合。举例来说，处理器28可包括一个或多个精简指令集(RISC)处理器。
存储器26和27可以是能够充当存储处理器可执行例程、代码、数据等的介质的任何合适的制品。这些制品可表示计算机可读介质(例如，任何合适形式的存储器或存储装置)，所述计算机可读介质可存储由相应处理器28和29用来执行本发明所公开的技术的处理器可执行代码或例程。举例来说，存储器26和27可包括易失性存储器(例如随机存取存储器(RAM))、非易失性存储器(例如只读存储器(ROM))、闪速存储器、硬盘驱动器，或任何其它合适的光学、磁性或固态存储介质或其组合。存储器26和27还可用于存储任何数据(例如所希望时间量的每一个传感器位置的音频输出的纪录)、数据的分析、软件应用程序等等。
一般来说，处理器28和29可执行包括图形用户接口(GUI)的软件应用程序，所述GUI使用户能够选择经由控制器24和/或计算装置25的音频输出装置30和31来监听涡轮系统10中的哪个传感器位置(或所有传感器位置)。下文论述与GUI相关的额外特征。如可能了解的，操作员可使用控制器24和/或计算装置25来在远离实际涡轮系统10的位置处监听表示所选择传感器位置处的压力或动力的音频。在一些实施例中，在任何操作阶段期间，当经由控制器24和/或计算装置25监听音频输出时，操作员可能相对较接近涡轮系统10。
基于经由音频输出装置30和/或31输出的音频输出，操作员可确定燃气涡轮系统10中发生的异常、事件或问题。实际上，用户可通过使用所公开的技术来找出涡轮系统10的哪个区域(例如燃烧罐23、压缩机18、涡轮12、入口等)正经历异常、事件或问题。举例来说，操作员可辨别出，压缩机18在一个操作阶段期间发出的当前噪声听起来与由压缩机18在压缩机18正如期望般操作时的那个操作阶段期间发出的噪声不同(例如，反常)。因而，操作员可执行预防性行动，例如关闭涡轮系统10、检查压缩机18、对压缩机18进行维护、对压缩机18中的部件进行更换、安排维护和/或更换，等等。
图2是根据实施例的涡轮系统10的示例位置的示意图，传感器22可位于所述示例位置。传感器22可位于的位置至少包括压缩机18、涡轮12、燃烧系统20的燃烧罐、入口、涡轮系统10的外壳的各种孔、孔探仪端口等等。请注意，在一些实施例中，可使用传感器的组合(例如，在不同轴向或周向位置，监测涡轮系统10的不同部件)来确定异常行为起源于何处。举例来说，燃烧震动和轴承震动(combustion and bearing seismic)中的相同音调的声音输出可能指示异常事件出现在燃烧系统20中。如所绘示，传感器22可以是加速计、动态压力传感器(例如探针)、应力计、光学探针等等。另外，传感器22可定位成周向围绕涡轮12和/或压缩机18。
尽管显示来自传感器22的信号被发送到控制器24，但请注意，信号还可以被发送到计算装置25，所述计算装置25可执行与控制器24类似的关于将信号转换成音频并输出音频的功能。如所绘示，相应传感器22可至少连接到涡轮12和/或压缩机18的每个叶片级上方。因此，如果压缩机18中有六个叶片级，那么可使用六个传感器22(例如，接近每个叶片级设置一个传感器22)。请注意，在一些实施例中，传感器22的数量与叶片级的数量之间可能不存在一对一关系。举例来说，可使用一个传感器22监测所有叶片级，可使用若干传感器22监测所有叶片级，或可使用多于一个传感器22(例如周向地)监测叶片级。同样地，可能有大量的传感器22被用来监测入口，或仅有单个传感器22可监测入口。
在一些实施例中，传感器22可以是部分地插入涡轮12、压缩机18、燃烧系统20的燃烧罐、外壳的孔、孔探仪端口和/或入口中的探针。可将由传感器22发出的信号发送到控制器24和/或计算装置25。控制器24和/或计算装置25可包括将信号转换成音频输出34并发出音频输出34的软件应用程序。
请注意，所述软件应用程序可以从安装在控制器24和/或计算装置25上的应用程序分布平台下载。应用程序分布平台可以是专属且私用的。因此，在一些实施例中，下载能够在操作期间或涡轮系统10关机时监听表示涡轮系统10的压力或振动的音频的软件应用程序可能限于已授权用户。以这种方式，应用程序分布平台可对请求下载软件应用程序的控制器24和/或计算装置25进行验证。
图3是根据实施例的图形用户接口(GUI)40的截屏，所述图形用户接口40显示音频输出可用的传感器位置的列表42，并接收对音频输出将提供到的传感器位置的用户选择。此外，GUI 40显示关于用户是否希望接收与涡轮系统10相关的控制警报的输入选择器44。如所绘示，列表42包括以下的单选按钮(radio button)选择器：燃烧系统20的“罐1”、“罐2”…，涡轮12的“级1”、“级2”…，压缩机18的“级1”、“级2”…，“加速计”，和转子的“接近度探针”。因此，如可能了解的，通过GUI 40可使用和选择任何数量的传感器22。尽管针对涡轮12和压缩机18的特定叶片级仅显示了一个单选按钮，但请注意，每一级处可能设置许多传感器22，因此可显示额外单选按钮供用户选择。请注意，针对涡轮系统10的每一个部件，可包括“选择全部”单选按钮选择器。举例来说，“选择全部”单选按钮选择器可包括在燃烧系统20、涡轮12、压缩机18、转子等的各标题(heading)的下方。此外，可显示“选择全部”单选按钮选择器，使得能够同时监听包括在涡轮系统10中的所有传感器22。
另外，尽管列表42中使用单选按钮选择器，但请注意，可使用任何选择输入元件，例如下拉式列表、复选框、输入文本框等等。此外，在一些实施例中，可使用语音命令从列表42选择要监听的传感器位置。因此，控制器24和/或计算装置25可包括被配置成接收声音的麦克风，并且处理器28和29可被配置成处理所述声音从而选择要监听的所需传感器位置。
用户可使用输入外围设备，例如鼠标，来移动GUI周围的箭头或手型选择图标。当用户按下并松开鼠标上的按钮且选择图标在单选按钮选择器上方时，如果处于取消选定状态，那么单选按钮选择器可切换到选定状态，或者如果已处于选定状态，那么可切换到取消选定状态。此外，输入外围设备可包括触摸屏。当用户触摸单选按钮选择器所位于的触摸屏部分时，如果处于取消选定状态，那么单选按钮选择器可切换到选定状态，或者如果已处于选定状态，那么可切换到取消选定状态。
在一些实施例中，类似于图2，可在GUI 40上以图形方式表示燃烧系统20、涡轮12、压缩机18和/或转子中的传感器位置23。以这种方式，代替从列表42选择传感器位置或除从列表42选择传感器位置之外，用户可从包括那些特定传感器22的涡轮系统10的区域选择监听音频输出34的传感器位置在涡轮系统10的可视化显示上的图形表示。此外，用户可从列表42选择要监听的传感器位置，并且燃烧系统20、涡轮12、压缩机18和/或转子的图形表示可在GUI 40上显示的涡轮系统10中突出显示。这可使用户能够形象地看到(visualize)每个传感器22实体上相对于彼此而定位在涡轮系统10中的位置。
当用户选择要监听的特定传感器位置时，GUI 40可显示表示音频的声波的可视化显示46，所述音频由涡轮系统10的相应位置发出并由传感器22获得。因此，经由正由控制器24和/或计算装置25的显示器显示的可视化显示46，用户可能够在GUI 40上形象地看到声波。在一些实施例中，相应可视化显示46可包括所选的相应位置的相应声波。另外或另一选择为，一个或多个可视化显示46可包括将重叠的大量声波。也就是说，一个可视化显示46可包括多个声波的绘示，从而使用户能够将声波彼此进行更清晰的比较。请注意，可独立于音频输出34执行显示在可视化显示46上的信息。举例来说，当可视化显示46显示针对燃烧和特定涡轮级两者重叠的声波时，音频输出34可发出燃烧噪声。
尽管所绘示的可视化显示46的实施例是时域输出(振幅对时间)，但应了解，可视化显示46可以是频谱输出(频率对振幅)。频谱输出可使用户能够识别与任何所检测到的异常相关联的频率，且可指导将采取的行动。另外，在一些实施例中，GUI 40可提供选择/取消选择要显示的曲线图的选项。举例来说，可使用图形选择器元件(例如下拉式列表48)使用户能够选择是显示时域输出、频谱输出，还是两者均显示。
另外，与GUI相关联的软件应用程序可将所选传感器位置的实时音频馈送输出到控制器24和/或计算装置25的相应音频输出装置30和/或31。因此，在一些实施例中，用户可监听来自所选传感器位置的音频，和/或查看与所选传感器位置的音频相关联的声波。结合使用音频输出34和视觉表示46可使用户能够再次检查确定是否存在异常、事件或问题。举例来说，声波可视化显示46可用于确认：传感器22在涡轮系统10的操作期间检测到响亮的或意料之外的噪声，并且所述噪声并不是因使用计算装置25的操作员附近某个事件所致。也就是说，音频输出34和声波可视化显示46可用作对彼此的检查。
使用GUI 40上的列表42，用户可选择要监听的传感器位置。举例来说，用户可选择仅监听一个传感器位置，可选择仅监听特定部件(例如，压缩机18、涡轮12等的一个或多个级)，或可选择同时监听所有传感器位置。以这种方式，通过在操作期间监听表示特定部件内的压力或振动的音频输出34，用户可整体或以单独的部件为基础来检测涡轮系统10中是否存在异常、事件或问题。如前文所述，传感器22可在涡轮系统10的全速操作期间、任何其它操作阶段或甚至在涡轮系统10关机时发出信号。当正进行操作(例如燃烧)时，可实时或近实时地提供音频输出34。而且，可经由控制器24和/或计算装置25提供音频输出34，所述控制器24和/或计算装置25可实体上位于远离实际涡轮系统10(例如在控制室或独立建筑物中)。
另外，使用用于控制警报的输入选择器44，GUI 40可向用户提供输入选择以选择是否接收控制警报。对关于控制警报的信息(例如，警报类型、状态、参数、时间戳)的接收可在涡轮系统10的操作期间结合传感器22的音频输出34进行使用，以便执行诊断。举例来说，某些控制警报可能涉及高于阈值的振动、低于阈值的油压、高于阈值的油压、高于阈值的轴承温度(bearing temperature)、冷却水失效、电源故障等等。用户可查看当前激活的控制警报并监听所选传感器位置的音频输出34，以确定不规律音频输出34是由控制警报所指示的事件所导致。同样地，当用户在操作期间听到来自传感器位置的不规律音频输出34且控制警报未被触发或激活时，那么用户可确定需要再校准或检查控制警报以便确保其正常运行。
图4是说明根据实施例的用于经由音频输出检测异常、事件或问题的方法50的实施例的流程图。尽管参考控制器24的处理器28来描述方法50的以下描述，但请注意，方法50可由设置在可能够与传感器22通信的其它装置上的其它处理器执行，例如计算装置25的处理器29或与涡轮系统10相关联的其它部件。此外，尽管以下方法50描述可执行的多种操作，但请注意，可以多种合适顺序执行方法50，且可能并不执行所有操作。应了解，方法50可完全由控制器24执行，或执行可分布在控制器24与计算装置25之间。另外，方法50可被实施为包括在软件应用程序中的计算机指令，所述软件应用程序存储在存储器26或27上。如先前论述，可从软件分布平台获得软件应用程序。
现参考方法50，处理器28可接收(框52)对音频输出34将提供到的传感器位置的输入选择。可由用户使用上文所描述的GUI 40键入输入选择。举例来说，用户可从列表42选择传感器位置。用户可选择传感器位置的子集(一个或多个但不是全部)，或所有传感器位置。基于输入选择，处理器28可使网络接口收听与所选传感器位置(例如，压缩机18、入口、涡轮12、燃烧罐23、孔34、孔探仪端口36等)相关联的相应传感器22。另外或另一选择为，网络接口可能早已以通信方式连接到与所选位置相关联的传感器22。
处理器28可从所选位置的传感器22接收(框54)信号。如先前描述，每一个传感器22可包括燃烧动态压力传感器、探针、计量器、加速计，或感测特定位置的压力或振动波或信号并发出信号的类似仪器。
一旦接收到信号，处理器28可将信号转换(框56)成音频输出34。在一些实施例中，处理器28可在音频输出34的输出之前在转换期间对信号执行额外处理或计算。举例来说，处理器28可执行A加权、B加权、C加权、D加权、逆A加权、逆B加权、逆C加权、逆D加权等等。应了解，可由处理器28执行任何类型的合适频率相关放大或滤波。还应了解，取决于用户所选的传感器位置，音频输出34可包括来自传感器位置子集(一个或多个但不是全部)或所有传感器位置的转换成的信号。
处理器28可经由音频输出装置30或31输出(框58)转换成的音频输出34。用户通常可监听音频输出34，以检测传感器22的所选位置或涡轮系统10中是否存在异常、事件或问题。也就是说，由特定传感器22在操作期间发出的不规律噪声可以指示：传感器22所连接到的部件或涡轮系统10整体出现的问题。可检测到的异常可包括由涡轮12中的压缩机排气腔和/或各种腔或轮空间的谐振，和/或涡轮系统10的部件内部的松动物件(例如，螺钉、碎屑等)导致的颤振、旋转失速、哨音。
如果用户选择监听来自单个传感器位置的音频并确定音频输出34令人满意(例如，操作期间的常规噪声)，那么可重复方法50(如箭头58所示出)，并且用户可选择要监听的下一个传感器位置。如上文所描述，可重复方法50直到用户监听涡轮系统10内的所有传感器位置，或直到用户识别出涡轮系统10内的异常、事件或问题并执行预防性行动。
主题的技术效果包括使用音频输出来检测涡轮系统10内的异常、事件或问题。可经由在涡轮系统10的任何合乎需要的位置中的一个或多个传感器22获得音频输出34。在一些实施例中，传感器22可能早已安装在涡轮系统10中，且因此不安装额外的仪器来执行所公开技术。此外，传感器22可视需要加入到涡轮系统10(例如，放置在外壳的孔中)。传感器22可感测压力或振动波。另外，传感器22可发出信号到控制器24和/或计算装置25，所述控制器24和/或计算装置25可执行软件应用程序，从而将信号转换成音频输出34，以经由音频输出装置30和31发出。此外，一些实施例使得用户能够使用GUI 40来选择音频输出34将提供到的传感器位置。GUI 40可包括涡轮系统10的部件的可视化显示，并在所述可视化显示上展示传感器22的位置，以及其它。
本书面描述使用实例来公开发明主题，包括最佳模式，并且还使所属领域的任何技术人员能够实践发明主题，包括制造并使用任何装置或系统以及执行任何包括在内的方法。发明主题的可专利性范围由权利要求书界定，并且可包括所属领域的技术人员能够得到的其它实例。如果这些其它实例的结构要素与权利要求书的字面意义相同，或者如果这些其它实例的等效结构要素与权利要求书的字面意义无显著差别，则这些其它实例也属于权利要求书的范围。

Claims (17)

1.一种涡轮系统，所述涡轮系统包括：
空气入口部分、压缩机、燃烧系统和涡轮；
多个传感器，所述多个传感器中的每一个设置于所述涡轮系统的所述空气入口部分、所述压缩机、所述燃烧系统和所述涡轮中；以及
控制器，所述控制器包括：
存储器，所述存储器存储一个或多个处理器可执行例程；和
处理器，所述处理器被配置成存取和执行由所述存储器编码的所述一个或多个例程，其中所述一个或多个例程在被执行时使得所述处理器：
在所述涡轮系统的任何操作阶段期间从所述多个传感器中的一个或多个接收一个或多个信号；
将所述一个或多个信号转换成由一个或多个声波表征的音频输出；以及
经由一个或多个音频输出装置将所转换成的音频输出的所述一个或多个声波作为可听声音发出；其中由所述一个或多个音频输出装置发出的所述一个或多个声波以可听的方式指示在相应位置中存在的异常。
2.根据权利要求1所述的涡轮系统，其特征在于，所述多个传感器包括一个或多个燃烧动态压力传感器、麦克风、间隙探针、光学探针、加速计、应力计或其组合。
3.根据权利要求1所述的涡轮系统，其特征在于，所述多个传感器被配置成感测压力或振动波。
4.根据权利要求1所述的涡轮系统，其特征在于，所述一个或多个例程在被执行时使得所述处理器从图形用户接口（GUI）接收输入选择，所述输入选择选择所述音频输出将提供到的所述多个传感器的一个或多个位置。
5.根据权利要求4所述的涡轮系统，其特征在于，经由列表接收所述输入选择，所述列表提供对所述多个传感器的所述位置的子集或所述多个传感器的所有位置的选择。
6.根据权利要求4所述的涡轮系统，其特征在于，所述图形用户接口（GUI）提供输入选择器，以接收关于所述涡轮系统的控制警报。
7.根据权利要求4所述的涡轮系统，其特征在于，所述多个传感器的所述一个或多个位置的所述输入选择使得针对相应的一个或多个位置而在所述图形用户接口（GUI）上显示表示所述音频输出的声波的可视化显示。
8.根据权利要求1所述的涡轮系统，其特征在于，所述相应位置进一步包括所述涡轮系统外部的区域或所述涡轮系统内部的部件，其中所述部件包括燃烧罐、所述涡轮系统的外壳上的孔、或孔探仪端口。
9.根据权利要求1所述的涡轮系统，其特征在于，所述异常包括颤振、旋转失速、哨音，所述颤振、旋转失速、哨音是由所述涡轮系统中的一个或多个压缩机排气腔的谐振、所述相应位置中的松动物件、或其任何组合导致的。
10.一种控制器，所述控制器包括：
存储器，所述存储器存储一个或多个处理器可执行例程；以及
处理器，所述处理器被配置成存取和执行由所述存储器编码的所述一个或多个例程，其中所述一个或多个例程在被执行时使得所述处理器：
在涡轮系统的任何操作阶段从多个传感器中的一个或多个接收一个或多个信号，其中所述多个传感器中的每一个设置于所述涡轮系统的空气入口部分、压缩机、燃烧系统和涡轮中；
将所述一个或多个信号转换成由一个或多个声波表征的音频输出；以及
经由一个或多个音频输出装置将所转换成的音频输出的所述一个或多个声波作为可听声音发出；其中由所述一个或多个音频输出装置发出的所述一个或多个声波以可听的方式指示在相应位置中存在的异常。
11.根据权利要求10所述的控制器，其特征在于，所述一个或多个例程在被执行时使得所述处理器从图形用户接口（GUI）上的列表接收输入选择，所述输入选择选择所述音频输出将提供到的所述多个传感器的一个或多个位置。
12.根据权利要求11所述的控制器，其特征在于，所述多个传感器的所述一个或多个位置的所述输入选择使得在显示在所述图形用户接口（GUI）上的所述涡轮系统的可视化显示上突出显示所述一个或多个位置。
13.根据权利要求11所述的控制器，其特征在于，所述多个传感器的所述一个或多个位置的所述输入选择使得针对相应的一个或多个位置在所述图形用户接口（GUI）上显示表示所述音频输出的声波的可视化显示。
14.根据权利要求10所述的控制器，其特征在于，所述异常包括颤振、旋转失速、哨音，所述颤振、旋转失速、哨音是由所述涡轮系统中的一个或多个压缩机排气腔的谐振、所述相应位置中的松动物件、或其任何组合导致的。
15.一个或多个有形的非暂时性计算机可读介质，所述介质包括指令，所述指令在由一个或多个处理器执行时使得所述一个或多个处理器：
在涡轮系统的任何操作阶段期间从多个传感器接收一个或多个信号，其中所述多个传感器中的每一个设置于所述涡轮系统的空气入口部分、压缩机、燃烧系统和涡轮中，且其中所述一个或多个信号指示每一个相应位置内部的动态压力；
将所述一个或多个信号转换成由一个或多个声波表征的音频输出；以及
经由一个或多个音频输出装置将所转换成的音频输出的所述一个或多个声波作为可听声音发出；其中由所述一个或多个音频输出装置发出的所述一个或多个声波以可听的方式指示在所述相应位置中存在的异常。
16.根据权利要求15所述的计算机可读介质，其特征在于，所述指令在由所述处理器执行时使得所述处理器从图形用户接口（GUI）接收输入选择，所述输入选择选择所述音频输出将提供到的所述多个传感器的一个或多个位置，且所述输入选择包括所述多个传感器的所述一个或多个位置的子集或所述多个传感器的所有所述一个或多个位置。
17.根据权利要求15所述的计算机可读介质，其特征在于，所述一个或多个计算机可读介质包括于实体上远离所述涡轮系统定位的智能手机或个人电脑中。
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