專利名稱：壓縮機(jī)健康監(jiān)測的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文呈現(xiàn)的實(shí)施例通常涉及燃?xì)鉁u輪，并且具體涉及燃?xì)鉁u輪壓縮機(jī)的在線健康監(jiān)測。
背景技術(shù)：
燃?xì)鉁u輪廣泛使用在需要高輸出功率同時最小化重量的應(yīng)用中。軸流燃?xì)鉁u輪在多種應(yīng)用(例如，輔助供電單元、工業(yè)發(fā)電廠、推進(jìn)發(fā)動機(jī)等等)中得到部署。軸流燃?xì)鉁u輪典型地包括多級壓縮機(jī)、燃燒室、以及單級或多級渦輪。多級壓縮機(jī)的每一級包括一排轉(zhuǎn)子葉片，之后有一排定子葉片。工作流體流過多種入口導(dǎo)向翼片(IGV)進(jìn)入到壓縮機(jī)的第一級。利用轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度，IGV的角度控制工作流體的流動以改善燃?xì)鉁u輪的脫離設(shè)計(off-design)性能。在每一級，轉(zhuǎn)子葉片使工作流體加速。然后工作流體在將工作流體的動能轉(zhuǎn)換為靜壓的定子葉片通道中減速。因此， 需要的總壓力比可以通過將需要的壓縮機(jī)的級的數(shù)量相加而得到。動能到靜壓的轉(zhuǎn)換過程使轉(zhuǎn)子葉片和定子翼片經(jīng)受應(yīng)力循環(huán)。應(yīng)力循環(huán)引起轉(zhuǎn)子葉片和定子葉片的疲勞。疲勞會導(dǎo)致葉片開裂，并且隨后葉片脫落(Iibration)。葉片脫落通常導(dǎo)致壓縮機(jī)完全失效。探測壓縮機(jī)葉片損傷的一些已知方法依靠對壓縮機(jī)葉片的周期性檢驗(yàn)。周期性檢驗(yàn)的結(jié)果隨后可用于運(yùn)行復(fù)雜仿真以預(yù)測壓縮機(jī)葉片的失效。然而，為了進(jìn)行檢驗(yàn)，這些方法典型地可能需要關(guān)閉燃?xì)鉁u輪。而且，精確的仿真可能需要高的計算能力并且可能沒有考慮運(yùn)行條件的變化。一些其它已知方法依靠振動測量以探測異常的振動。然而，基于振動測量的方法遭受高的誤警率。因此，需要提供對壓縮機(jī)葉片的初期失效進(jìn)行精確在線探測的系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
公開了一種壓縮機(jī)健康監(jiān)測的方法。該方法包括接收多個渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)，其中每個渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)包含一個或多個運(yùn)行參數(shù)、以及壓縮機(jī)排氣溫度(CTD)和一個或多個性能參數(shù)中的至少一個。該方法還包括基于一個或多個運(yùn)行參數(shù)將渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)分成多個帶，對多個帶的每個計算CTD和一個或多個性能參數(shù)中的至少一個的至少一個統(tǒng)計差異測量，以及基于至少一個統(tǒng)計差異測量生成告警指示符。該方法還包括組合CTD和一個或多個性能參數(shù)并且基于組合的參數(shù)生成告警指示符的步驟。在一實(shí)施例中，一個或多個振動參數(shù)、CTD和一個或多個性能參數(shù)可組合以得到組合的參數(shù)?；诮M合的參數(shù)可生成告警指示符。


圖1是其中壓縮機(jī)健康監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)施例可運(yùn)行的環(huán)境的框圖；圖2是依照一個實(shí)施例的壓縮機(jī)健康監(jiān)測系統(tǒng)的框圖；圖3是依照一個實(shí)施例舉例說明基于壓縮機(jī)排氣溫度的示例性壓縮機(jī)預(yù)診斷過程的流程圖；圖4是依照一個實(shí)施例舉例說明基于燃?xì)鉁u輪性能參數(shù)的示例性壓縮機(jī)預(yù)診斷過程的流程圖；以及圖5是依照一個實(shí)施例舉例說明利用融合技術(shù)的示例性壓縮機(jī)預(yù)診斷過程的流程圖。
具體實(shí)施例方式本文呈現(xiàn)的實(shí)施例公開了用于監(jiān)測燃?xì)鉁u輪壓縮機(jī)健康的方法和系統(tǒng)。圖1是其中壓縮機(jī)健康監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)施例可運(yùn)行的環(huán)境的框圖。該環(huán)境包括燃?xì)鉁u輪102、燃?xì)鉁u輪傳感器系統(tǒng)104和壓縮機(jī)健康監(jiān)測系統(tǒng)106。燃?xì)鉁u輪102典型地包括壓縮機(jī)部分、燃燒室、一個或多個入口抽氣閥和轉(zhuǎn)子。燃?xì)鉁u輪102通過壓縮機(jī)入口吸入周圍空氣。壓縮機(jī)部分可以包括多級壓縮機(jī)。多級壓縮機(jī)每一級包括之后是一排定子葉片的一排轉(zhuǎn)子葉片。工作流體流過多種入口導(dǎo)向翼片(IGV) 進(jìn)入到壓縮機(jī)的第一級。利用轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度，IGV的角度控制工作流體的流動以改善燃?xì)鉁u輪脫離設(shè)計性能。在每一級，轉(zhuǎn)子葉片使工作流體加速。然后工作流體在將工作流體的動能轉(zhuǎn)換為靜壓的定子葉片通道中減速。因此需要的總壓力比可以通過將需要的壓縮機(jī)的級的數(shù)量相加而得到。之后壓縮空氣被傳送到燃燒室。在燃燒室中，壓縮空氣與合適的燃料混合，并且被點(diǎn)燃。燃料的燃燒導(dǎo)致高壓廢氣，其驅(qū)動渦輪轉(zhuǎn)子。渦輪轉(zhuǎn)子可以驅(qū)動與其耦合的機(jī)械負(fù)載。備選地，可以排出高壓廢氣以生成推力。當(dāng)被激活時，抽氣閥將一部分壓縮機(jī)排出空氣直接吸到燃?xì)鉁u輪廢氣中。抽氣閥只在燃?xì)鉁u輪102的加速期間(例如， 在啟動期間)和燃?xì)鉁u輪102的減速期間(例如，在停機(jī)期間)被激活。抽氣閥使壓縮機(jī)避免失速狀態(tài)和浪涌狀態(tài)。抽氣閥可以被氣動地或機(jī)電地激活。燃?xì)鉁u輪傳感器系統(tǒng)104可以包括用于監(jiān)測燃?xì)鉁u輪102的多種運(yùn)行參數(shù)的傳感器。燃?xì)鉁u輪傳感器系統(tǒng)可以具有用于監(jiān)測運(yùn)行參數(shù)的傳感器，運(yùn)行參數(shù)諸如但不限定于， 渦輪負(fù)載、壓縮機(jī)入口溫度、入口抽氣加熱狀態(tài)、壓縮機(jī)壓力比(CPR)等?？稍趬嚎s機(jī)入口的一個或多個周邊位置感測壓縮機(jī)入口溫度。燃?xì)鉁u輪傳感器系統(tǒng)104還可以包括用于監(jiān)測燃?xì)鉁u輪102的性能參數(shù)的傳感器，性能參數(shù)諸如但不限定于，渦輪效率、渦輪入口流量、渦輪功率、廢氣溫度等。燃?xì)鉁u輪傳感器系統(tǒng)104還可以包括用于監(jiān)測壓縮機(jī)排氣溫度 (CTD)的傳感器?？梢栽趬嚎s機(jī)出口的一個或多個周邊位置監(jiān)測CTD。燃?xì)鉁u輪傳感器系統(tǒng)104還可以包括用于測量與燃?xì)鉁u輪的運(yùn)行相聯(lián)系的一個或多個振動參數(shù)的傳感器。振動參數(shù)可以包括振動幅度、振動頻率?？梢栽趬嚎s機(jī)的多種位置監(jiān)測振動參數(shù)。燃?xì)鉁u輪傳感器系統(tǒng)104將監(jiān)測到的參數(shù)傳送到用于探測壓縮機(jī)的級的健康狀態(tài)的壓縮機(jī)健康監(jiān)測系統(tǒng)106。圖2是依照一個實(shí)施例的壓縮機(jī)健康監(jiān)測系統(tǒng)106的框圖。壓縮機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)106 可以接收多個渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)。渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)可以包括一個或多個渦輪運(yùn)行參數(shù)、在壓縮機(jī)出口的多種周邊位置測得的一個或多個CTD、一個或多個性能參數(shù)等。壓縮機(jī)健康監(jiān)測系統(tǒng)106可以包括接收模塊202，用于接收來自燃?xì)鉁u輪傳感器系統(tǒng)104的多個渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)。燃?xì)鉁u輪可以以有線或無線的方式發(fā)送多個渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)。壓縮機(jī)健康監(jiān)測系統(tǒng)106還可以包括數(shù)據(jù)裝箱(data binning)模塊204。數(shù)據(jù)裝箱模塊204基于運(yùn)行參數(shù)將多個渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)分成多個帶?？稍谝欢螘r間內(nèi)得到多個渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)。在這段時間期間，渦輪的運(yùn)行狀況可能已經(jīng)改變。因此將得到的多個渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)分成多個帶是有用的，其中多個帶的每個可以與特定的運(yùn)行狀況相對應(yīng)。因此，CTD和性能參數(shù)在帶內(nèi)的變化不依賴于燃?xì)鉁u輪102的運(yùn)行狀況。例如，基于燃?xì)鉁u輪102的抽氣加熱狀態(tài)可以將多個渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)分為兩個帶。第一帶可包括抽氣加熱關(guān)閉時得到的那些渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)以及第二帶可包括抽氣加熱打開時得到的那些渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)。基于在壓縮機(jī)入口的兩個或多個周邊位置測得的壓縮機(jī)入口溫度 (CTIF)差別的差別，上述兩個帶可以進(jìn)一步分為兩個帶。例如，CTIF差別高于閾值時得到的渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)可以被分為一個帶，以及CTIF差別低于閾值時得到的渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)可以被分為另一個帶。基于壓縮機(jī)壓力比(CPR)可以進(jìn)行類似的分類?；谶\(yùn)行參數(shù)的組合，裝箱模塊204可以將渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)分到帶中。例如，一個帶可以僅僅包括當(dāng)抽氣加熱被打開、CTIF差別高于CTIF的閾值并且CPR高于CPR的閾值時得到的那些渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)。CPR的閾值可為13。這樣的對渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)的分類為帶是為了進(jìn)行舉例說明，并且基于其它運(yùn)行參數(shù)或運(yùn)行參數(shù)的其它組合也可以對渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行分類。另外，也可以動態(tài)地確定運(yùn)行參數(shù)的閾值。壓縮機(jī)健康監(jiān)測系統(tǒng)106還可以包括差異模塊206。差異模塊206對多個帶中的每個，計算CTD和一個或多個性能參數(shù)中的至少一個的統(tǒng)計差異測量。差異模塊206可以包括基準(zhǔn)差異模塊?；鶞?zhǔn)差異模塊可以計算CTD和一個或多個性能參數(shù)的基準(zhǔn)差異測量?？梢詫Φ谝粫r間窗內(nèi)的多個帶的每個計算基準(zhǔn)差異測量。在多種實(shí)施例中，第一時間窗可以在3-12小時的范圍內(nèi)，例如6小時?；鶞?zhǔn)差異測量可以包括在壓縮機(jī)出口的多種周邊位置得到的CTD的差別的平均值?；鶞?zhǔn)統(tǒng)計差異測量可以包括一個或多個性能參數(shù)的平均值。備選地，基準(zhǔn)統(tǒng)計差異測量可以包括CTD差別的中值或標(biāo)準(zhǔn)差。基準(zhǔn)差異測量還可以包括在第一時間窗內(nèi)得到的性能參數(shù)的中值或標(biāo)準(zhǔn)差。差異模塊206還可以包括當(dāng)前差異模塊，用于計算CTD差別和一個或多個性能參數(shù)的當(dāng)前差異測量?？梢詫u輪數(shù)據(jù)點(diǎn)能被分成的所有多個帶計算當(dāng)前差異測量。另外， 對在第二時間窗內(nèi)得到的渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)，可以得到當(dāng)前統(tǒng)計差異測量。第二時間窗可以比第一時間窗短。在一實(shí)施例中，第二時間窗可為15分鐘或30分鐘的持續(xù)時間。當(dāng)前差異測量可為在第二時間窗內(nèi)得到的渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)的CTD差別的平均值。當(dāng)前差異測量還可以包括一個或多個性能參數(shù)的平均值。在一實(shí)施例中，當(dāng)前差異測量可為在第二時間窗內(nèi)得到的渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)的CTD差別和一個或多個性能參數(shù)的中值或標(biāo)準(zhǔn)差?？梢岳没鶞?zhǔn)差異測量和當(dāng)前差異測量獲得告警指示符。告警模塊208可生成告警指示符。告警指示符可為基準(zhǔn)差異測量與當(dāng)前差異測量之間的差別。例如，可以通過計算第一時間窗內(nèi)得到的平均CTD差別與第二時間窗內(nèi)得到的平均CTD差別之間的差別而得到告警指示符。類似地，可以通過計算第一時間窗內(nèi)得到的性能參數(shù)的平均值與第二時間窗內(nèi)得到的性能參數(shù)的平均值之間的差別而得到告警指示符。在一個實(shí)施例中，可以通過計算第一時間窗與第二時間窗內(nèi)得到的CTD差別的中值的差別或標(biāo)準(zhǔn)差的差別而得到告警指示符。在另一實(shí)施例中，還可以通過分別計算在第一時間窗和第二時間窗內(nèi)得到的性能參數(shù)的中值的差別或標(biāo)準(zhǔn)差的差別而得到告警指示符。
告警模塊208可以將告警指示符與閾值進(jìn)行比較，如果告警指示符在比特定時間段長的時間段內(nèi)超過閾值數(shù)值，那么就可產(chǎn)生告警。在一實(shí)施例中，如果告警指示符超過閾值數(shù)值15分鐘以上就產(chǎn)生告警。在多種實(shí)施例中，如果告警指示符在10-60分鐘的時間段范圍內(nèi)超過閾值就可產(chǎn)生告警。壓縮機(jī)健康監(jiān)測系統(tǒng)106還可以包括使運(yùn)行參數(shù)、CTD和性能參數(shù)規(guī)格化為ISO標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)的ISO規(guī)格化模塊。將參數(shù)轉(zhuǎn)換為ISO標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)確保壓縮機(jī)健康監(jiān)測系統(tǒng)106應(yīng)用到在任意環(huán)境中運(yùn)行的任意燃?xì)鉁u輪單元。運(yùn)行參數(shù)、CTD和性能參數(shù)的單位和屬性可取決于測量裝置。例如，CTD可以在華氏溫度和攝氏溫度兩者中測量。規(guī)格化的CTD和規(guī)格化的性能參數(shù)可用于獲取基準(zhǔn)統(tǒng)計差異測量和當(dāng)前基準(zhǔn)統(tǒng)計差異測量，并且隨后用于獲取告警指示符。參數(shù)的規(guī)格化能使系統(tǒng)可適用而不考慮參數(shù)被測量的單位。壓縮機(jī)健康監(jiān)測系統(tǒng)106還可以包括用于組合CTD和一個或多個性能參數(shù)的傳感器融合模塊。本領(lǐng)域中已知的融合算法諸如卡爾曼濾波算法、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)算法、 D-S(Dempster-Shafer)算法，可以被應(yīng)用于融合運(yùn)行參數(shù)、CTD和性能參數(shù)。參數(shù)的融合可以生成包含每個運(yùn)行參數(shù)、CTD和性能參數(shù)的屬性的融合參數(shù)。在一個實(shí)施例中，對第一時間窗和第二時間窗兩者都可以獲得融合參數(shù)。另外，基于融合參數(shù)可以計算基準(zhǔn)差異測量和當(dāng)前差異測量。而且，基于與融合參數(shù)相對應(yīng)的基準(zhǔn)統(tǒng)計差異測量和當(dāng)前統(tǒng)計差異測量的差別可以獲得告警指示符。圖3是依照一個實(shí)施例舉例說明基于CTD的壓縮機(jī)預(yù)診斷過程300的流程圖。在步驟302中，可以獲取多個渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)。如與圖2相關(guān)的內(nèi)容中提到的，多個渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)可以包括一個或多個運(yùn)行參數(shù)，其中，運(yùn)行參數(shù)可以包括渦輪負(fù)載、壓縮機(jī)入口溫度、入口抽氣狀態(tài)和CPR。多個渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)也可以包括在壓縮機(jī)出口的一個或多個周邊位置測得的 CTD0多個渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)還可以包括一個或多個性能參數(shù)，其中性能參數(shù)可以包括渦輪效率、 渦輪入口流量、渦輪功率和廢氣溫度。在過程300的步驟304中，基于一個或多個運(yùn)行參數(shù)將渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)分成多個帶。例如，基于燃?xì)鉁u輪102的抽氣加熱狀態(tài)，可以將多個渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)分為兩個帶。第一帶可包括抽氣加熱關(guān)閉時得到的那些渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)以及第二帶可包括抽氣加熱打開時得到的那些渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)。基于在壓縮機(jī)入口的兩個周邊位置測得的CTIF差別，上述兩個帶可以進(jìn)一步分為兩個帶。例如，CTIF差別高于閾值時得到的渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)可以分為一個帶，以及CTIF差別低于閾值時得到的渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)可以分為不同的帶?；趬嚎s機(jī)壓力比(CPR)可以進(jìn)行類似的分類。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以意識到的是，將渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)的分類為帶可以同時基于多個運(yùn)行參數(shù)。例如，一個帶可以僅僅包括當(dāng)抽氣加熱被打開、CTIF差別高于閾值并且CPR可高于另一閾值時得到的那些渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)。在一實(shí)施例中，CPR的閾值可為13。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以意識到的是，上述的分類為帶是為了進(jìn)行舉例說明以及基于其它運(yùn)行參數(shù)或運(yùn)行參數(shù)的其它組合也可以對渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行分類。還能意識到的是，也可以動態(tài)地確定每一個運(yùn)行參數(shù)的閾值。在過程300的步驟306中，可以計算CTD差別的統(tǒng)計差異測量?？梢詫u輪數(shù)據(jù)點(diǎn)被分成的多個帶的每個計算統(tǒng)計差異測量。在步驟306中，可以計算CTD差別的基準(zhǔn)差異測量和當(dāng)前差異測量兩者。如與圖2相關(guān)的內(nèi)容中描述的，基準(zhǔn)差異測量可為在第一窗口期間得到的CTD差別的平均值、中值或標(biāo)準(zhǔn)差。類似地，當(dāng)前差異測量可為在第二時間窗內(nèi)得到的CTD差別的平均值、中值或標(biāo)準(zhǔn)差。在步驟308中，基于基準(zhǔn)統(tǒng)計差異測量和當(dāng)前統(tǒng)計差異測量生成告警指示符。在一實(shí)施例中，告警指示符可為基準(zhǔn)差異測量與當(dāng)前差異測量的差別。如果告警指示符在比特定時間段長的時間段內(nèi)高于閾值，那么就能產(chǎn)生告警。在一實(shí)施例中，如果告警指示符超過閾值15分鐘以上就產(chǎn)生告警。在多種實(shí)施例中，如果告警指示符在10-60分鐘的時間段范圍內(nèi)超過閾值就可產(chǎn)生告警。過程300基于第一時間窗和第二時間窗內(nèi)的CTD差別測量估計告警指示符。本領(lǐng)域技術(shù)人員可意識到的是，也可以根據(jù)燃?xì)鉁u輪102的性能參數(shù)來獲取告警指示符?；谌?xì)鉁u輪102的性能參數(shù)的壓縮機(jī)預(yù)診斷過程在與圖4相關(guān)的內(nèi)容中示出。圖4是舉例說明基于燃?xì)鉁u輪102的性能參數(shù)的壓縮機(jī)預(yù)診斷過程400的流程圖。在步驟402中，可以獲取多個渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)。多個渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)的獲取可與過程300的步驟302相關(guān)的描述那樣地完成。在過程400的步驟404中，基于一個或多個運(yùn)行參數(shù)將渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)分成多個帶。多個渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)分成不同的帶的構(gòu)成可與過程300的步驟304相關(guān)的描述那樣地完成。在過程400的步驟406中，可以計算燃?xì)鉁u輪102的一個或多個性能參數(shù)的統(tǒng)計差異測量?？梢詫u輪數(shù)據(jù)點(diǎn)被分成的多個帶的每個計算統(tǒng)計差異測量。在步驟406中， 可以對一個或多個性能參數(shù)計算基準(zhǔn)差異測量和統(tǒng)計差異測量兩者。如與圖2相關(guān)的內(nèi)容中示出的，基準(zhǔn)統(tǒng)計差異測量可為在第一窗口期間得到的一個或多個性能參數(shù)的平均值、 中值或標(biāo)準(zhǔn)差。類似地，當(dāng)前統(tǒng)計差異測量可為在第二時間窗內(nèi)得到的一個或多個性能參數(shù)的平均值、中值或標(biāo)準(zhǔn)差。在步驟408中，可以基于基準(zhǔn)統(tǒng)計差異測量和當(dāng)前統(tǒng)計差異測量計算告警指示符。告警指示符的計算可以與過程300的步驟308相關(guān)的描述那樣地執(zhí)行。過程300和40還可以使運(yùn)行參數(shù)、CTD和性能參數(shù)規(guī)格化為ISO標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)。在一個實(shí)施例中，可以基于規(guī)格化的參數(shù)計算基準(zhǔn)差異測量和當(dāng)前差異測量兩者。另外，也可以產(chǎn)生規(guī)格化的參數(shù)計算告警指示符?；谝虼说玫降母婢甘痉梢援a(chǎn)生告警。圖5是依照一個實(shí)施例舉例說明利用融合技術(shù)的壓縮機(jī)預(yù)診斷過程500的流程圖。過程從燃?xì)鉁u輪傳感器系統(tǒng)104獲取運(yùn)行參數(shù)、CTD和性能參數(shù)。過程還可以獲取燃?xì)鉁u輪102的振動參數(shù)。振動參數(shù)可以包括振動幅度、振動頻率等。CTD特征502、性能特征504和振動特征506可以分別獲取燃?xì)鉁u輪傳感器系統(tǒng)的CTD、一個或多個性能參數(shù)和振動參數(shù)。CTD、性能參數(shù)、振動參數(shù)然后被傳送到組合模塊 508。組合模塊508可以對CTD、性能參數(shù)和振動參數(shù)的至少兩個進(jìn)行融合以得到融合參數(shù)。 組合模塊508可以使用多種融合算法，諸如卡爾曼濾波算法、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)算法、D-S算法等。 在一實(shí)施例中，融合CTD和運(yùn)行參數(shù)以得到融合參數(shù)。在一備選實(shí)施例中，將CTD、運(yùn)行參數(shù)、性能參數(shù)融合以得到融合參數(shù)。融合參數(shù)被傳送到壓縮機(jī)健康監(jiān)測模塊106。壓縮機(jī)健康監(jiān)測模塊可以基于融合參數(shù)計算告警指示符。在第一時間窗和第二時間窗內(nèi)得到的融合參數(shù)用于計算基準(zhǔn)差異測量和當(dāng)前差異測量。基于基準(zhǔn)差異測量和當(dāng)前差異測量可以計算告警指示符。本文呈現(xiàn)的實(shí)施例還包括執(zhí)行圖3、圖4和圖5中描述的步驟的計算機(jī)程序產(chǎn)品。計算機(jī)程序產(chǎn)品包括存儲在非暫態(tài)計算機(jī)可讀介質(zhì)中的編碼的指令。計算機(jī)可讀介質(zhì)可為隨機(jī)存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、可編程只讀存儲器(PR0M)、可擦寫可編程只讀存儲器(EPROM)等中的任一個。編碼的指令可由一個或多個處理器執(zhí)行。計算機(jī)程序產(chǎn)品的編碼的指令可以包括接收多個渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)的指令，基于一個或多個運(yùn)行參數(shù)將渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)分成多個帶的指令，以及計算燃?xì)鉁u輪102的CTD和性能參數(shù)的基準(zhǔn)差異測量和當(dāng)前差異測量的指令。計算機(jī)程序產(chǎn)品也可以包括基于基準(zhǔn)差異測量和當(dāng)前差異測量計算告警指示符的指令。計算機(jī)程序產(chǎn)品可以具有將一個或多個運(yùn)行參數(shù)、CTD、一個或多個性能參數(shù)規(guī)格化為ISO標(biāo)準(zhǔn)等級的指令。計算機(jī)程序產(chǎn)品還可以包括接收渦輪102的一個或多個振動參數(shù)的指令。計算機(jī)程序產(chǎn)品還可以包括使用一個或多個傳感器融合技術(shù)組合CTD和一個或多個性能參數(shù)的指令。在一實(shí)施例中，計算機(jī)程序產(chǎn)品可以包括使用一個或多個融合技術(shù)組合一個或多個振動參數(shù)、CTD和一個或多個性能參數(shù)的指令。傳感器融合技術(shù)可以包括卡爾曼濾波算法、 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)算法、D-S算法等中的一個或多個。本文描述的實(shí)施例僅僅是為了舉例說明。本領(lǐng)域技術(shù)人員從此描述中可以認(rèn)識到，本文呈現(xiàn)的教導(dǎo)不限于描述的實(shí)施例，而僅通過由所附權(quán)利要求的精神和范圍限定的修改和改變也可以實(shí)施。元件表
102燃?xì)鉁u輪
104燃?xì)鉁u輪傳感器系統(tǒng)
106壓縮機(jī)健康監(jiān)測系統(tǒng)
202接收模塊
204數(shù)據(jù)裝箱模塊
206差異模塊
208告警模塊
210輸出裝置
502= CTD特征塊
504性能特征塊
506振動特征塊
508組合模塊
權(quán)利要求
1.一種壓縮機(jī)健康監(jiān)測的方法(300、400)，包括接收(302、40幻多個渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)，其中每個所述渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)包括一個或多個運(yùn)行參數(shù)，以及壓縮機(jī)排氣溫度(CTD)和一個或多個性能參數(shù)中的至少一個；基于所述一個或多個運(yùn)行參數(shù)將所述渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)分成(304、404)多個帶； 對所述多個帶中的每個，計算(306、406)所述CTD和所述一個或多個性能參數(shù)中的至少一個的至少一個統(tǒng)計差異測量；基于所述至少一個統(tǒng)計差異測量生成(308、408)告警指示符。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述一個或多個運(yùn)行參數(shù)包括渦輪負(fù)載、壓縮機(jī)入口溫度、入口抽氣加熱狀態(tài)以及壓縮機(jī)壓力比。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述一個或多個性能參數(shù)包括渦輪效率、渦輪入口流量、渦輪功率、以及廢氣溫度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，計算(306、406)所述至少一個統(tǒng)計差異測量包括對第一時間窗內(nèi)的所述多個帶的每個，計算所述CTD和所述一個或多個性能參數(shù)中的至少一個的基準(zhǔn)差異測量；以及對第二時間窗內(nèi)的所述多個帶的每個，計算所述CTD和所述一個或多個性能參數(shù)中至少一個的當(dāng)前差異測量，其中所述第二時間窗比所述第一時間窗短。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，生成所述告警指示符(308、408)包括 比較所述基準(zhǔn)差異測量和所述當(dāng)前差異測量；以及如果所述當(dāng)前差異測量以預(yù)定的差別偏離所述基準(zhǔn)差異測量，則生成所述告警指示符。
6.一種壓縮機(jī)健康監(jiān)測系統(tǒng)(106)，包括接收模塊O02)，用于接收多個渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)，其中每個所述渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)包括一個或多個運(yùn)行參數(shù)以及壓縮機(jī)排氣溫度(CTD)和一個或多個性能參數(shù)中的至少一個；數(shù)據(jù)裝箱模塊O04)，用于基于所述一個或多個運(yùn)行參數(shù)將所述渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)分成多個帶；差異模塊O06)，用于對所述多個帶中的每個，計算所述CTD和所述一個或多個性能參數(shù)中的至少一個的至少一個統(tǒng)計差異測量；告警模塊O08)，用于基于所述至少一個統(tǒng)計差異測量生成告警指示符。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述差異模塊(206)包括基準(zhǔn)差異模塊，用于對第一時間窗內(nèi)的所述多個帶中的每個計算所述CTD和所述一個或多個性能參數(shù)中的至少一個的基準(zhǔn)差異測量；以及當(dāng)前差異模塊，用于對第二時間窗內(nèi)的所述多個帶中的每個計算所述CTD和所述一個或多個性能參數(shù)中的至少一個的當(dāng)前差異測量，其中所述第二時間窗比所述第一時間窗短。
8.一種計算機(jī)程序產(chǎn)品，包括通過用于監(jiān)測壓縮機(jī)健康的計算機(jī)可執(zhí)行指令進(jìn)行編碼的非暫態(tài)計算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，所述計算機(jī)可執(zhí)行指令在執(zhí)行時引起一個或多個處理器執(zhí)行下述步驟接收(302、40幻多個渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)，其中每個所述渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)包括一個或多個運(yùn)行參數(shù)以及壓縮機(jī)排氣溫度(CTD)和一個或多個性能參數(shù)中的至少一個；基于所述一個或多個運(yùn)行參數(shù)將所述渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)分成(304、404)多個帶； 對所述多個帶中的每個，計算(306、406)所述CTD和所述一個或多個性能參數(shù)中的至少一個的至少一個統(tǒng)計差異測量；基于所述至少一個統(tǒng)計差異測量生成(308、408)告警指示符。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的計算機(jī)程序產(chǎn)品，還包括引起所述一個或多個處理器執(zhí)行下列步驟的計算機(jī)可執(zhí)行指令對第一時間窗內(nèi)的所述多個帶中的每個計算所述CTD和所述一個或多個性能參數(shù)中的至少一個的基準(zhǔn)差異測量；以及對第二時間窗內(nèi)的所述多個帶中的每個計算所述CTD和所述一個或多個性能參數(shù)中的至少一個的當(dāng)前差異測量，其中所述第二時間窗比所述第一時間窗短。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的計算機(jī)程序產(chǎn)品，還包括引起所述一個或多個處理器執(zhí)行下列步驟的計算機(jī)可執(zhí)行指令比較所述基準(zhǔn)差異測量和所述當(dāng)前差異測量；以及如果所述當(dāng)前差異測量以預(yù)定的差異偏離所述基準(zhǔn)差異測量，則生成所述告警指示符。
全文摘要
本發(fā)明名稱為“壓縮機(jī)健康監(jiān)測的方法和系統(tǒng)”。公開了一種用于監(jiān)測燃?xì)鉁u輪壓縮機(jī)的健康的方法(300、400)。該方法(300、400)包括接收(302、402)多個渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)，其中多個渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)可包括一個或多個運(yùn)行參數(shù)、壓縮機(jī)排氣溫度(CTD)和一個或多個性能參數(shù)中的至少一個?；谝粋€或多個運(yùn)行參數(shù)可以將多個渦輪數(shù)據(jù)點(diǎn)分類(304、404)。對多個帶中的每個，可以計算(306、406)CTD和一個或多個性能參數(shù)中的至少一個的統(tǒng)計差異測量?？梢曰谥辽僖粋€統(tǒng)計差異測量計算(308、408)告警指示符。該方法也可以包括利用傳感器融合技術(shù)將運(yùn)行參數(shù)、CTD和性能參數(shù)中的兩個或多個組合起來。基于組合的參數(shù)可以計算告警指示符。
文檔編號G01M15/05GK102539162SQ201110463149
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者A·K·潘迪, R·Y·巴布, S·雷, V·B·賈穆 申請人:通用電氣公司