一种燃气轮机燃烧器燃气流量分散度前端控制方法及系统

技术领域

本发明属于燃气轮机技术领域，涉及一种燃气轮机燃烧器燃气流量分散度前端控制方法及系统。

背景技术

1、燃气轮机介绍

发电用燃气轮机容量较大，技术先进，适于调峰。目前我国发电用燃气轮机装机容量已超过1亿千瓦，安装数量超过500台，构成我国发电设备的重要组成部分。工业用燃气轮机主要用于油气管道加压输送、舰船动力、海上钻井平台应用等方面，容量较小，但数量更多。

燃气轮机燃烧控制系统复杂，燃料流量大，为了保证燃烧稳定，需要设计安装多个燃烧器，燃气进入燃烧器后与压缩空气进行混合燃烧，产生高温高压烟气，烟气推动后部的透平膨胀做功旋转，拖动后部的发电机发电或带动其他工业设备。

大型燃气轮机燃烧室一般为环管型或环形，多个燃烧器均布安装在本体压气机后部的端盖上。各燃烧器均包括燃气进气管道、压缩空气管道及后部的混燃装置构成，机组启动时首先通过压气机对空气进行加压，再通入高压燃气进行混合后点火燃烧。燃气轮机燃烧分为扩散燃烧和预混燃烧两种方式，扩散燃烧用于维持燃烧稳定，燃烧温度较高，会生成较多的氮氧化物，预混燃烧采用将燃料与压缩空气混合后，再行燃烧的方式，燃烧温度较低，能够抑制氮氧化物的生成。为了达到较高的燃烧效率、获得更低的氮氧化物排放，燃气轮机燃烧控制较为复杂，由于燃料热值或压力温度参数变化，极易在燃烧中产生燃烧不稳，造成燃烧热声震荡或熄火停机的故障。图1所示为应用较为广泛的筒形燃烧器，燃烧器共设置三路燃料管路，运行中三路燃料互相配合满足稳定燃烧的要求。

2、燃烧系统存在的问题

国内外燃气轮机燃烧系统发生燃烧失稳故障的现象较多，经统计超过50％的燃气轮机故障均为燃气轮机燃烧系统故障，因此具有一定的普遍性。大型发电用燃气轮机燃烧器一般安装在燃烧室前部端盖上，呈圆周分布。F级燃气轮机燃烧器一般为16-24个，排布方式如图2所示。燃气轮机运行中，任一燃烧器发生故障均可能造成燃烧波动，并可能造成停机事故，严重时会引发热声震荡，造成燃烧器部件的损坏。如果燃烧器燃气流量分配出现问题，燃烧火焰发生偏斜，烟气局部温度过高，严重时会烧损燃烧器，并会危及后部的轮机叶片，对叶片造成烧损。

3、燃烧系统故障原因分析

燃烧系统故障极易造成燃气轮机燃烧中产生剧烈波动，严重时会引发燃烧器或燃烧室出现热声振荡。燃料巨大的能量在燃烧室内部瞬间释放，造成内部高温涂层、喷嘴等部件严重损坏。

(1)燃烧失稳的原因

1)燃气流量异常降低

燃烧器值班燃料用于维持燃气轮机燃烧稳定，如果值班燃料管道出现泄漏或喷嘴堵塞，会造成燃烧器值班燃料不足，导致燃烧波动，甚至发生熄火故障，严重会造成停机事故。

2)燃烧器燃气配比异常

燃气轮机燃烧器有多路燃料喷嘴，各路燃料在机组运行中互相配合，保持较高的燃烧效率，同时满足污染物达标排放的要求。如GE的9F燃气轮机燃烧器设计有多达五路燃料，运行中组合成不同的燃烧模式；三菱F4型燃气轮机有四路燃料进入燃烧器，机组不同的负荷区间有不同的燃料流量特性曲线；最新的安萨尔多9F燃气轮机也采用三路燃料用于控制燃烧。

机组启动或运行中如个别燃烧器燃料配比偏离设计值，如值班燃料、预混燃料配比失常，会造成燃烧温度、压力异常，燃料流量降低会引发温度过低，进而导致燃烧失稳。

3)燃烧器燃空比异常

燃空比是维持燃气轮机燃烧系统正常运行的主要参数。燃气轮机设计了扩散、预混燃烧两种燃烧方式，局部燃空比对燃烧器燃烧稳定性有着直接的影响。尤其对于值班喷嘴而言，如果燃料异常减少，用于助燃的空气流量不变，会造成燃烧温度过低，火焰稳定性变差。如果周围的预混喷嘴燃烧出现异常，就会造成燃烧失稳，引发燃烧剧烈波动，甚至引发热声振荡事件。

目前各制造厂的燃气轮机燃料均采用总流量计，因未在燃烧器各燃烧喷嘴支路安装流量测量装置，无法知道各燃烧器燃气的具体流量，一旦发生堵塞或泄漏，到达燃烧器喷嘴的燃气流量将会发生变化，如果某一个燃烧器的燃气流量降低，会造成燃烧不稳定，可能引发强烈波动甚至跳机事故。同时其他的流量反而会增加，燃烧温度升高，可能造成燃烧温度过高，氮氧化物生成过多，污染物排放超标。

(2)后端控制的缺点

现在较为普遍的燃气轮机燃烧控制方法是后端控制，在燃气轮机的尾部加装温度测点，反向推断燃烧器燃烧是否出现异常。后端控制导致燃烧系统的缺陷无法准确判断，无法通过预知的方式进行自动或人工干预，造成燃气轮机燃烧系统故障频繁发生，产生热声振荡，机组跳闸甚至损坏设备，造成巨大的经济损失。

燃气轮机通过后端温度测量的方法，用透平后部的温度异常判断前部燃烧器故障存在弊端，主要表现在：

1)燃气轮机透平后部温度测点距离燃烧器较远，部分燃气轮机超过5米远的距离，很难准确判断燃烧异常位置。

2)燃烧器与后部温度测点中间相隔燃烧筒或燃烧室、燃气轮机叶片等部件，受其他因素影响过多，造成燃烧系统故障判断困难。

3)通过透平后部的温度无法判断燃烧器是否发生堵塞，燃料流量是否异常，给故障分析带来难度。

4)透平后部的温度测点所处的烟气环境达到600℃左右，高温下温度测点容易损坏，测量信号容易出现偏差。

5)燃烧室或燃烧器发生热声震荡，部件严重损坏，无可用的有效分析数据，造成原因难于查清。

总而言之，现有的燃气轮机燃烧系统采用后端控制，燃烧异常不能及时发现，已引发多起燃烧波动跳机等事故。目前燃气轮机燃料采用总流量计，无法知道各燃烧器燃气的具体流量，一旦发生燃烧故障，到达燃烧器喷嘴的燃气流量将会发生变化，如果某一个燃烧器的燃气流量降低，会造成燃烧不稳定，引发强烈波动跳机事故；同时其他流量计的流量会增加，燃烧温度升高，造成燃烧环境温度过高，氮氧化物生成过多，污染物排放超标。

发明内容

本发明的目的在于设计一种燃气轮机燃烧器燃气流量分散度前端控制方法及系统，以解决现有的燃气轮机燃烧系统采用后端控制，燃烧异常不能及时发现，容易引发燃烧系统燃烧失稳的问题。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：

一种燃气轮机燃烧器燃气流量分散度前端控制方法，包括以下步骤：

S1、在燃料环管与燃烧器各燃料喷嘴之间的管道上安装流量计，用于对燃气轮机各个燃烧器的燃料流量进行实时监控，从而获取燃烧器的燃料流量分散度；

S2、根据步骤S1获取的燃烧器的燃料流量分散度，绘制燃烧器的圆周燃气流量分散度图谱；

S3、根据步骤S2绘制的燃烧器的圆周燃气流量分散度图谱，对阀门开度进行修正；

S4、对各燃烧器的燃料流量波动进行监测，对流量变化趋势进行分析，偏离正常值时通过燃料阀进行自我修正；

S5、通过燃烧器喷嘴流量计算进入燃烧室不同位置的热量，绘制燃烧器的热量分散度图谱，对燃烧筒或燃烧室的流场进行分析。

进一步地，步骤S2中所述的根据获取的燃烧器的燃料流量分散度，绘制燃烧器的圆周燃气流量分散度图谱的方法具体如下：在各燃烧器安装流量计对燃料流量进行测量，并在运行中对流量进行监控，根据实时数据绘制燃烧器的圆周燃气流量分散度图谱，将多个燃烧器按实际安装位置在圆上进行标注，将各燃烧器的燃料流量值在圆心射线上部描点，将各点进行连接形成连续的折线圆。

进一步地，步骤S3中所述的对阀门开度进行修正的方法如下：对于燃气轮机的n个燃烧器，各燃烧器流量为q1、q2、q3、q4......qn，利用max()函数获取其中的最大值，min()函数获取最小值，avg()函数获取平均值，通过与设定值进行比较，分析燃料流量的偏离程度，对阀门开度进行修正。

进一步地，步骤S4中所述的偏离正常值时通过燃料阀进行自我修正的方法如下：在机组运行中，通过调节燃料阀门对燃料流量进行在线调节，如燃料流量大于设定值，通过关小燃料阀，使流量回归到正常值，实现自我修正。

进一步地，步骤S5中所述的通过燃烧器喷嘴流量计算进入燃烧室不同位置的热量，形成燃烧器的热量分散度图谱的方法如下：燃料的热量通过燃料热值、燃料流量计算得到，假设燃料热值为H，燃料流量为q，则进入燃烧器燃料的热量为Hq；对n个燃烧器的热量进行计算，形成热量的分散度图；

所述的对燃烧筒或燃烧室的流场进行分析的方法如下：对各燃烧器各燃料喷嘴的燃料按化学反应进行计算，获得反应物的流量，通过CFD软件进行模拟，即可获得燃烧筒和燃烧室的流场，并能够得到温度场的分布情况，分析燃烧器燃料量与温度是否对应，从而判断燃烧室或透平是否存在异常。

一种燃气轮机燃烧器燃气流量分散度前端控制系统，包括：燃料流量分散度获取模块、燃气流量分散度图谱绘制模块、阀门开度修正模块、流量偏差修正模块、分析模块；

所述的燃料流量分散度获取模块用于在燃料环管与燃烧器各燃料喷嘴之间的管道上安装流量计，用于对燃气轮机各个燃烧器的燃料流量进行实时监控，从而获取燃烧器的燃料流量分散度；

所述的燃气流量分散度图谱绘制模块用于根据获取的燃烧器的燃料流量分散度，绘制燃烧器的圆周燃气流量分散度图谱；

所述的阀门开度修正模块用于根据绘制的燃烧器的圆周燃气流量分散度图谱，对阀门开度进行修正；

所述的流量偏差修正模块用于对各燃烧器的燃料流量波动进行监测，对流量变化趋势进行分析，偏离正常值时通过燃料阀进行自我修正；

所述的分析模块用于通过燃烧器喷嘴流量计算进入燃烧室不同位置的热量，绘制燃烧器的热量分散度图谱，对燃烧筒或燃烧室的流场进行分析。

进一步地，燃气流量分散度图谱绘制模块中所述的根据获取的燃烧器的燃料流量分散度，绘制燃烧器的圆周燃气流量分散度图谱的方法具体如下：在各燃烧器安装流量计对燃料流量进行测量，并在运行中对流量进行监控，根据实时数据绘制燃烧器的圆周燃气流量分散度图谱，将多个燃烧器按实际安装位置在圆上进行标注，将各燃烧器的燃料流量值在圆心射线上部描点，将各点进行连接形成连续的折线圆。

进一步地，阀门开度修正模块中所述的对阀门开度进行修正的方法如下：对于燃气轮机的n个燃烧器，各燃烧器流量为q1、q2、q3、q4......qn，利用max()函数获取其中的最大值，min()函数获取最小值，avg()函数获取平均值，通过与设定值进行比较，分析燃料流量的偏离程度，对阀门开度进行修正。

进一步地，流量偏差修正模块中所述的偏离正常值时通过燃料阀进行自我修正的方法如下：在机组运行中，通过调节燃料阀门对燃料流量进行在线调节，如燃料流量大于设定值，通过关小燃料阀，使流量回归到正常值，实现自我修正。

进一步地，分析模块中所述的通过燃烧器喷嘴流量计算进入燃烧室不同位置的热量，形成燃烧器的热量分散度图谱的方法如下：燃料的热量通过燃料热值、燃料流量计算得到，假设燃料热值为H，燃料流量为q，则进入燃烧器燃料的热量为Hq；对n个燃烧器的热量进行计算，形成热量的分散度图；

所述的对燃烧筒或燃烧室的流场进行分析的方法如下：对各燃烧器各燃料喷嘴的燃料按化学反应进行计算，获得反应物的流量，通过CFD软件进行模拟，即可获得燃烧筒和燃烧室的流场，并能够得到温度场的分布情况，分析燃烧器燃料量与温度是否对应，从而判断燃烧室或透平是否存在异常。

本发明的优点在于：

本发明的技术方案在燃料环管与燃烧器各燃料喷嘴之间的管道上安装流量计，用于对燃气轮机各个燃烧器的燃料流量进行实时监控，从而获取燃烧器的燃料流量分散度；根据获取的燃烧器的燃料流量分散度，绘制燃烧器的圆周燃气流量分散度图谱；根据绘制的燃烧器的圆周燃气流量分散度图谱，对阀门开度进行修正；对各燃烧器的燃料流量波动进行监测，对流量变化趋势进行分析，偏离正常值时通过燃料阀进行自我修正；通过燃烧器喷嘴流量计算进入燃烧室不同位置的热量，绘制燃烧器的热量分散度图谱，对燃烧筒或燃烧室的流场进行分析；本发明的技术方案能够实现对燃气轮机各个燃烧器燃料流量实时监控，出现流量波动时进行超前控制，对燃气流量进行微调，消除燃烧器流量分散度差值，保证燃气轮机的安全运行。

附图说明

图1为现有的燃气轮机燃烧器结构示意图；

图2为F级燃气轮机燃烧器的排布方式图；

图3为本发明的燃气轮机燃烧器燃气轮机燃烧器流量计安装位置示意图；

图4为本发明的燃气轮机燃烧器的流量测量示意图；

图5为本发明的燃气轮机燃烧器流量分散度图谱示意图；

图6(a)为本发明的燃烧器总燃料分散度图谱示意图，图6(b)为本发明的透平排烟分散度示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合说明书附图以及具体的实施例对本发明的技术方案作进一步描述：

实施例一

本发明实施例的燃气轮机燃烧器燃气流量分散度控制方法，包括以下步骤：

步骤1、获取燃料流量分散度

如图3所示，在燃料环管与燃烧器各燃料喷嘴之间的管道上安装流量计，用于对燃气轮机各个燃烧器的燃料流量进行实时监控，从而获取燃烧器的燃料流量分散度，当出现流量波动时对燃气流量进行调整，消除燃烧器的燃料流量分散度差值，保证燃气轮机的安全运行。

如图4所示，燃气轮机组共24只燃烧器，每只燃烧器有三路燃料喷嘴，燃气轮机启动或运行中，安装的流量计对每个燃烧器的三路燃料进入流量进行在线测量，燃料流量数据远传至数据采集装置，实时对燃烧工况进行监控和分析。

步骤2、绘制燃料流量分散度图谱

以某9F燃气轮机为例，该机组共24只燃烧器，每只燃烧器共有三路燃料喷嘴，其中值班、预混1、预混2各一路。在各燃烧器安装流量计对燃料流量进行测量，并在运行中对流量进行监控，根据实时数据绘制燃烧器的圆周燃气流量分散度图谱，如图5所示，将24个燃烧器按实际安装位置在圆上进行标注，将各燃烧器的燃料流量值在圆心射线上部描点，将各点进行连接形成连续的折线圆，燃料流量分散度图谱能够直观展现各燃料流量的差异；图中红色折线圆为实时绘制的燃料流量图谱，可以观察到23号燃烧器流量偏大，8号燃烧器燃料流量偏小。通过实时数据查询就能快速找出流量差异较大的燃烧器，通过流量差异可以分析管路系统是否存在异常，还可以延伸至下游燃烧工况是否存在异常，对燃烧的稳定性进行深入的研究分析。

步骤3、采取的控制策略

为了更好的发挥流量分散度数据的作用，对燃烧器燃料流量汇总并进行有效分析，及时发现问题，采取以下控制策略：

(1)实时对各燃烧器流量最大值、最小值和平均值进行计算，与设定的值进行比较，对阀门开度进行修正；

如燃机共有24个燃烧器，各燃烧器流量为q1、q2、q3、q4......q24，利用max()函数获取其中的最大值，min()函数获取最小值，avg()函数获取平均值，通过与设定值进行比较，分析燃料流量的偏离程度，对阀门开度进行修正。

(2)对各燃烧器的燃料流量波动进行监测，对流量变化趋势进行分析，偏离正常值时通过燃料阀进行自我修正；

在机组运行中，通过调节燃料阀门对燃料流量进行在线调节，如燃料流量大于设定值，通过关小燃料阀，使流量回归到正常值，实现自我修正。

(3)根据实时数据绘制燃烧器的圆周燃气流量分散度图谱，各燃烧器喷嘴流量差值能够达到一目了然的效果，通过对分散度图谱进行分析能够及时发现设备异常。

(4)通过燃烧器喷嘴流量计算进入燃烧室不同位置的热量，形成燃烧器的热量分散度图谱，如图6所示，对燃烧室的流场和温度场进行分析，并能与透平后部的温度测点进行比较，用于分析燃烧器燃料量与温度是否对应，判断燃烧室或透平是否存在异常。

燃料的热量可以通过燃料热值、燃料流量计算得到，假设燃料热值为H，燃料流量为q，则进入燃烧器燃料的热量为Hq。对24个燃烧器的热量进行计算，即可形成热量的分散度图。对各燃烧器各燃料喷嘴的燃料按化学反应进行计算，获得反应物的流量，通过CFD软件进行模拟，即可获得燃烧筒和燃烧室的流场，并能够得到温度场的分布情况。

步骤4、现场安装及实施

(1)燃料流量测量装置的安装

在燃气轮机燃烧器的各个燃料进口管道上安装预制好的流量计，一端连接燃料环管，一端安装在燃烧器，并设置燃料流量变送远传仪表。

各燃气轮机制造厂燃烧器设计各不相同，燃烧器均设置多根燃料管道，燃料流量计的安装位置可参考图3，并根据现场实际进行合理布置。

大部分燃气进入燃气轮机之前均经过加热，以提高燃烧效率，因此燃料流量测量装置应选择耐高温、测量精确度较高的流量计，保证燃料流量测量准确，满足运行监控和异常分析的要求。

安装流程如下：

本发明的实施需要改变燃气轮机燃料系统管道的构成，实施过程较为便捷。

在燃气轮机燃烧器的各个进口管道上安装预制好的流量计，一端连接燃料环管，一端安装在燃烧器，并设置变送远传仪表。燃气轮机燃烧器有多根燃料管道，因此需安装多个流量计，安装位置可参考图3。

实时获取燃烧器燃料流量，汇总数据，形成燃烧器流量分散度图，对流量进行实时分析，出现异常自动或人为干预。

设置数据分析装置，开展流量数据的分析诊断，及时发现燃气轮机燃烧系统问题。

实施中可在燃气轮机现场设置端子箱或流量信号变送装置，对数据进行预处理，处理后的数据方便接入主机。

将本装置安装好后。为了保证不被损坏和以后维护方便，可以设计安装防护装置，将燃气流量计所在位置进行遮挡，并留有检查维护用的专用窗口，安装爬梯等设施，保证操作安全，并降低施工成本。

该燃气轮机燃烧器燃气流量分散度控制方法的好处还在于：燃气轮机组检修后可以预先采用空气或氮气进行测试，对燃烧器进行吹扫，确认流量分散度正常后，通入燃气进行试验或启动机组。

(2)燃料流量分散度控制方法应用

1)实时获取燃烧器燃料流量，汇总数据形成燃烧器燃料流量分散度图，对燃料流量进行实时分析，出现异常自动或人为干预。

2)利用燃烧器燃料流量分散度数据，合理设置燃烧器燃料流量数据分析策略，开展流量数据的分析诊断，对燃烧系统出现的异常工况进行预警，及时发现和处理燃气轮机燃烧系统问题。

(3)流量测量装置的防护

为了保证流量测量装置不被损坏和以后维护方便，需设计安装防护装置，将燃气流量计所在位置进行遮挡防护，并留有检查维护用的专用窗口。根据安装爬梯等设施，保证流量计检查维护工作的操作安全，并降低施工成本。

步骤5、预期达到的效果

燃气轮机燃烧系统采用前端控制能够有效对燃料系统进行在线监控，对燃烧器各路燃气流量进行实时采集，汇总并进行分析，形成燃料流量分散度图谱，用于诊断燃烧系统存在的异常，并及时采取调整措施。这是一种更加有效的前端控制方式，通过燃料流量控制，利用更加完善的控制策略保证燃烧器运行的稳定，该方法远优于现有的后端控制。

(1)实时测量分析重要数据

1)安装燃气流量测量装置，将燃烧器的燃料流量传送至主控室，形成燃机燃料流量的变化趋势图，供运行人员操作参考。

2)对各支路燃料流量进行汇总，形成燃烧器的燃料分散度图谱，通过各燃烧器燃料的均匀度判断燃烧器是否存在流量降低或升高的异常，并根据变化值及时对现场设备进行检查处理。

(3)控制系统更加完善

1)燃烧系统前端控制方式有着明显优势，各燃烧器燃料流量决定进入燃烧器内部的热量，合理的值班流量、预混流量能够保证燃烧稳定，并能获得更高的燃烧效率。

2)在引入燃烧器燃料前端控制方式之后，可以与透平后部的温度差值进行对比分析，形成更加完善的控制方式，进一步提高控制系统的完善性和可靠性。

3)通过燃烧器燃料输入的前端控制，可以实现燃料量的实时精确调节，并能与透平后部温度形成反馈机制，对于透平后部的热点和冷点进行分析，从而在设备停机维护中采取相应的措施。

(3)保证燃烧系统运行安全可靠

1)设置保证燃烧系统安全运行的逻辑，如各燃烧器的值班燃气流量应大于安全运行的最小值，流量过低时进行调整，保证稳定燃烧；

2)设置预混燃烧逻辑，燃气流量设置上限和下限，保证安全同时降低氮氧化物排放。如预混超出上限，则可能造成燃烧温度过高，氮氧化物生成过大超标；超出下限，则会燃烧不稳定。

3)燃烧器总流量限制逻辑。对各燃烧器的总燃气流量进行实时计算，保持各燃烧器总流量均衡，防止各燃烧器温差过大，造成后部轮机叶片受交变热应力损伤。

(4)提高燃气轮机运行效率

1)燃气轮机燃烧器的效率取决于合适的燃空比，在满足氮氧化物的排放的前提下，达到更高的燃烧效率。在燃烧器前部加装流量测量装置之后，可以在线对燃料流量进行监控，获取不同负荷工况的燃烧流量特性，为燃烧调整提供数据支撑。

2)在实现流量分散度控制之后，可以对各燃烧器各喷嘴的流量进行在线获取，并形成分散度图谱，能够更加直观的发现燃烧是否存在热量分配不均，并可以和后部透平温度互相比较，保证燃烧更加均匀，透平受力均衡，烟气推动叶轮膨胀做功达到最佳效率。

(5)便于燃烧系统修后试验

燃气流量分散度控制方法为燃烧器试验提供了一种有效手段。燃气轮机组安装或检修后可以预先采用空气或氮气对燃烧器进行吹扫，并对燃料管道和喷嘴进行测试，确认流量分散度正常后，再通入燃气进行试验或启动机组。

为了保证较高的燃烧效率和污染物排放满足环保要求，燃气轮机燃烧系统的控制较为复杂，启动和运行中发生故障的概率也较高。目前各制造厂燃气轮机均采用透平后部烟气温度进行控制，后端控制造成燃烧系统存在的缺陷无法及时发现，缺乏必要的运行数据，难于分析处理。为了提高燃气轮机燃烧系统的安全可靠性，提出了燃烧系统的前端控制策略，在燃烧器各燃料支路安装流量计，在线对燃烧器各喷嘴流量进行监控，形成燃料流量分散度图谱，通过对分散度图谱的分析，及时发现燃烧器喷嘴流量的异常，并对燃烧管道燃料泄漏、燃烧器喷嘴堵塞等问题进行分析处理，防止发生燃烧波动、热声振荡等故障，保证燃气轮机设备的运行安全。

实施例二

一种燃气轮机燃烧器燃气流量分散度前端控制系统，包括：燃料流量分散度获取模块、燃气流量分散度图谱绘制模块、阀门开度修正模块、流量偏差修正模块、分析模块；

所述的燃料流量分散度获取模块用于在燃料环管与燃烧器各燃料喷嘴之间的管道上安装流量计，用于对燃气轮机各个燃烧器的燃料流量进行实时监控，从而获取燃烧器的燃料流量分散度；

所述的燃气流量分散度图谱绘制模块用于根据获取的燃烧器的燃料流量分散度，绘制燃烧器的圆周燃气流量分散度图谱；所述的根据获取的燃烧器的燃料流量分散度，绘制燃烧器的圆周燃气流量分散度图谱的方法具体如下：在各燃烧器安装流量计对燃料流量进行测量，并在运行中对流量进行监控，根据实时数据绘制燃烧器的圆周燃气流量分散度图谱，将多个燃烧器按实际安装位置在圆上进行标注，将各燃烧器的燃料流量值在圆心射线上部描点，将各点进行连接形成连续的折线圆。

所述的阀门开度修正模块用于根据绘制的燃烧器的圆周燃气流量分散度图谱，对阀门开度进行修正；所述的对阀门开度进行修正的方法如下：对于燃气轮机的n个燃烧器，各燃烧器流量为q1、q2、q3、q4......qn，利用max()函数获取其中的最大值，min()函数获取最小值，avg()函数获取平均值，通过与设定值进行比较，分析燃料流量的偏离程度，对阀门开度进行修正。

所述的流量偏差修正模块用于对各燃烧器的燃料流量波动进行监测，对流量变化趋势进行分析，偏离正常值时通过燃料阀进行自我修正；所述的偏离正常值时通过燃料阀进行自我修正的方法如下：在机组运行中，通过调节燃料阀门对燃料流量进行在线调节，如燃料流量大于设定值，通过关小燃料阀，使流量回归到正常值，实现自我修正。

所述的分析模块用于通过燃烧器喷嘴流量计算进入燃烧室不同位置的热量，绘制燃烧器的热量分散度图谱，对燃烧筒或燃烧室的流场进行分析。所述的通过燃烧器喷嘴流量计算进入燃烧室不同位置的热量，形成燃烧器的热量分散度图谱的方法如下：燃料的热量通过燃料热值、燃料流量计算得到，假设燃料热值为H，燃料流量为q，则进入燃烧器燃料的热量为Hq；对n个燃烧器的热量进行计算，形成热量的分散度图；所述的对燃烧筒或燃烧室的流场进行分析的方法如下：对各燃烧器各燃料喷嘴的燃料按化学反应进行计算，获得反应物的流量，通过CFD软件进行模拟，即可获得燃烧筒和燃烧室的流场，并能够得到温度场的分布情况，分析燃烧器燃料量与温度是否对应，从而判断燃烧室或透平是否存在异常。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。