CN116735222A - 一种燃气轮机滑油滤器故障的检测方法 - Google Patents

一种燃气轮机滑油滤器故障的检测方法 Download PDF

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林枫
崔宝
王伟影
唐瑞
徐志强
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Abstract

本发明的目的在于提供一种燃气轮机滑油滤器故障的检测方法，包括以下步骤：建立机组正常运行时各工况下滑油滤器的压降变化率模型；确定计算周期t，计算燃气轮机运行过程中滑油滤器压降变化率，标志滑油滤器当前状态；依据燃气轮机滑油滤器压差变化率的检测结果，融合滑油滤器压差的判据，综合判断燃气轮机滑油滤器的堵塞。本发明可以解决目前燃气轮机滑油滤器堵塞的在线检测问题。通过机组运行状态下滑油滤器压差变化率的检测，融合压差报警判据，提供了一种简单、高效、快速的燃气轮机滑油滤器的在线检测方法。

Description

一种燃气轮机滑油滤器故障的检测方法
技术领域
本发明涉及的是一种燃气轮机检测方法，具体地说是滑油滤器检测方法。
背景技术
燃气轮机作为一种重要的动力机械，具有结构紧凑、运行平稳、热效率较高等特点，应用范围越发广泛。燃气轮机的安全可靠的工作要求很高，为避免或及时处理大型故障，应开展机组关键指标和关键子系统的健康监测及异常检测。
滑油系统是燃气轮机的关键子系统，其健康状态对机组效率影响显著。滑油系统最常见故障形式是滑油滤器的堵塞。工程应用中，由于滑油滤器的性能参数仅提供初始参数，不能实时更新，因此通常通过监测滑油滤器的前后压差，表征滑油滤器的堵塞情况。
发明内容
本发明的目的在于提供简单、高效、快速的一种燃气轮机滑油滤器故障的检测方法。
本发明的目的是这样实现的：
本发明一种燃气轮机滑油滤器故障的检测方法，其特征是：
(1)建立机组正常运行时各工况下滑油滤器的压降变化率模型；
(2)确定计算周期t，计算燃气轮机运行过程中滑油滤器压降变化率，标志滑油滤器当前状态；
(3)依据燃气轮机滑油滤器压差变化率的检测结果，融合滑油滤器压差的判据，综合判断燃气轮机滑油滤器的堵塞。
本发明还可以包括：
1、步骤(1)具体为：
选取可表征机组工况和的参数作为横坐标，使用燃机正常运行时的历史数据，计算不同工况下滑油滤器的压降变化率，建立正常的压降变化率曲线，包括上边界和控制中心线；
横坐标参数采用燃机转速n、燃气轮机排气温度T5、燃机功率N；
压降变化率的计算为：(ΔP02-ΔP01)/t
其中，t为计算周期；ΔP01、ΔP02分别表示两个计算节点的滑油滤器压差值，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；
压降变化率曲线包括上边界和控制中心线，随工况而变化的趋势曲线，控制中心线为历史正常运行时各工况等周期滑油滤器压差变化率曲线的平均值上边界为控制中心线加上根据历史数据统计的m倍标准差。
2、步骤(2)具体为：
采集燃气轮机运行过程的转速n、燃气轮机排气温度T5、功率N及滑油滤器压差ΔP；
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，计算给定计算周期t的滑油滤器压降变化率；
比较燃气轮机当前的滑油滤器压降变化率与正常运行时各工况下滑油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滑油滤器压降变化率的状态：
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，即超出上边界；
b)如果压差变化率计算值连续15个点都在控制中心线的上边；
c)如果压差变化率计算值距离控制中心线的距离连续10个点稳定增加；
则判断燃气轮机滑油滤器压差变化率异常。
3、步骤(3)具体为：当燃气轮机运行过程中滑油滤器压差变化率异常，或滑油滤器压差超限，则判断燃气轮机滑油滤器堵塞。
本发明的优势在于：本发明为了解决目前燃气轮机滑油滤器堵塞的在线检测问题。通过机组运行状态下滑油滤器压差变化率的检测，融合压差报警判据，提供了一种简单、高效、快速的燃气轮机滑油滤器的在线检测方法。
附图说明
图1为燃气轮机正常运行时各工况下的滑油滤器压差变化率曲线；
图2为本发明的检测流程图。
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，本发明提出了一种检测燃气轮机滑油滤器堵塞的检测方法，该方法首先通过机组历史运行数据，构建燃气轮机滑油滤器在不同工况下的压降变化率模型，之后引入产品质量控制领域的质量控制图理论，通过监测机组实际运行时的滑油滤器的压降变化率，融合滑油滤器压差超限判据，综合评估滑油滤器的健康状态，实现滑油滤器堵塞的异常检测。
本发明包括三个步骤：
步骤一：建立机组正常运行时各工况下滑油滤器的压降变化率模型
选取可表征机组工况和的参数作为横坐标，使用燃机正常运行时的历史数据，计算不同工况下滑油滤器的压降变化率，建立正常的压降变化率曲线，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)、燃气轮机排气温度(T5)、燃机功率(N)；
2)压降变化率的计算为
(ΔP02-ΔP01)/t
其中，t为计算周期；ΔP01、ΔP02分别表示两个计算节点的滑油滤器压差值。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若干个监测值。
3)压降变化率曲线包括上边界和控制中心线，随工况而变化的趋势曲线。控制中心线为历史正常运行时各工况等周期滑油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m倍标准差。m的取值根据实际数据进行调整。此过程可以离线进行。
步骤二：确定计算周期t，计算燃气轮机运行过程中滑油滤器压降变化率，标志滑油滤器当前状态
1)采集燃气轮机运行过程的转速(n)、燃气轮机排气温度(T5)、功率(N)及滑油滤器压差(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的滑油滤器压降变化率；
3)比较燃气轮机当前的滑油滤器压降变化率与正常运行时各工况下滑油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滑油滤器压降变化率的状态：
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，即超出上边界；
b)如果压差变化率计算值连续15个点都在控制中心线的上边；
c)如果压差变化率计算值距离控制中心线的距离连续10个点稳定增加；
则判断燃气轮机滑油滤器压差变化率异常；
步骤三：依据燃气轮机滑油滤器压差变化率的检测结果，融合滑油滤器压差的判据，综合判断燃气轮机滑油滤器的堵塞
当燃气轮机运行过程中滑油滤器压差变化率异常，或滑油滤器压差超限，则判断燃气轮机滑油滤器堵塞。

Claims (4)

1.一种燃气轮机滑油滤器故障的检测方法，其特征是：
(1)建立机组正常运行时各工况下滑油滤器的压降变化率模型；
(2)确定计算周期t，计算燃气轮机运行过程中滑油滤器压降变化率，标志滑油滤器当前状态；
(3)依据燃气轮机滑油滤器压差变化率的检测结果，融合滑油滤器压差的判据，综合判断燃气轮机滑油滤器的堵塞。
2.根据权利要求1所述的一种燃气轮机滑油滤器故障的检测方法，其特征是：步骤(1)具体为：
选取可表征机组工况和的参数作为横坐标，使用燃机正常运行时的历史数据，计算不同工况下滑油滤器的压降变化率，建立正常的压降变化率曲线，包括上边界和控制中心线；
横坐标参数采用燃机转速n、燃气轮机排气温度T5、燃机功率N；
压降变化率的计算为：(ΔP02-ΔP01)/t
其中，t为计算周期；ΔP01、ΔP02分别表示两个计算节点的滑油滤器压差值，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；
压降变化率曲线包括上边界和控制中心线，随工况而变化的趋势曲线，控制中心线为历史正常运行时各工况等周期滑油滤器压差变化率曲线的平均值上边界为控制中心线加上根据历史数据统计的m倍标准差。
3.根据权利要求1所述的一种燃气轮机滑油滤器故障的检测方法，其特征是：步骤(2)具体为：
采集燃气轮机运行过程的转速n、燃气轮机排气温度T5、功率N及滑油滤器压差ΔP；
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，计算给定计算周期t的滑油滤器压降变化率；
比较燃气轮机当前的滑油滤器压降变化率与正常运行时各工况下滑油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滑油滤器压降变化率的状态：
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，即超出上边界；
b)如果压差变化率计算值连续15个点都在控制中心线的上边；
c)如果压差变化率计算值距离控制中心线的距离连续10个点稳定增加；
则判断燃气轮机滑油滤器压差变化率异常。
4.根据权利要求1所述的一种燃气轮机滑油滤器故障的检测方法，其特征是：步骤(3)具体为：当燃气轮机运行过程中滑油滤器压差变化率异常，或滑油滤器压差超限，则判断燃气轮机滑油滤器堵塞。
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