本技術(shù)涉及燃?xì)廨啓C(jī)，尤其涉及一種用于監(jiān)測(cè)氫燃機(jī)的回火的裝置和方法。

背景技術(shù)：

1、目前，傳統(tǒng)的使用天然氣作為燃料的燃?xì)廨啓C(jī)開始面臨碳排放壓力，而隨著新型低碳綠色能源裝備技術(shù)的發(fā)展，可使用氫氣或其他可再生氣體燃料的新型燃?xì)廨啓C(jī)的普及率逐漸提高。氫燃機(jī)可實(shí)現(xiàn)安全可靠、可調(diào)峰和可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)電的清潔火力發(fā)電，是燃?xì)廨啓C(jī)的重要發(fā)展方向。

2、其中，對(duì)于摻氫或純氫燃機(jī)來(lái)說(shuō)，與使用傳統(tǒng)天然氣燃料相比，氫氣的加入會(huì)導(dǎo)致燃料的物理和化學(xué)性質(zhì)發(fā)生較大變化，包括：氫氣會(huì)拓寬傳統(tǒng)碳?xì)淙剂系目扇挤秶⒓涌烊剂系幕鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣?、提高燃料湍流燃燒中的燃燒速度以及最小點(diǎn)火能更低更易自燃等。這些變化對(duì)于氫燃機(jī)產(chǎn)生的最顯著的影響便是其燃燒室更易發(fā)生回火，當(dāng)燃燒室發(fā)生回火時(shí)不僅會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞燃燒室部件，同時(shí)還會(huì)加劇污染物的排放，因此需要對(duì)氫燃機(jī)的回火現(xiàn)象進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并在確定發(fā)生回火時(shí)及時(shí)執(zhí)行保護(hù)措施。

3、在相關(guān)技術(shù)中，在進(jìn)行氫燃機(jī)回火的監(jiān)測(cè)及保護(hù)的方案中，除了在氫燃機(jī)的噴嘴設(shè)計(jì)階段采用氣動(dòng)設(shè)計(jì)來(lái)一定程度上防止回火之外，通常是在燃燒室上布置相應(yīng)的傳感器對(duì)回火進(jìn)行監(jiān)控，以實(shí)現(xiàn)在燃機(jī)運(yùn)行控制層面進(jìn)行回火保護(hù)。蜂鳴傳感器被用于檢測(cè)燃燒行為。然而，操作數(shù)據(jù)表明，蜂鳴信號(hào)不能及時(shí)響應(yīng)，尤其是如果燃料中的氫氣高于5％vol時(shí)。在上述相關(guān)技術(shù)中的回火監(jiān)測(cè)保護(hù)方案中，回火的監(jiān)測(cè)和保護(hù)的方式較為單一，回火監(jiān)測(cè)的敏感度不足，可能無(wú)法及時(shí)監(jiān)測(cè)回火的發(fā)生。此外，由于布置的傳感器與燃燒區(qū)域相近，容易發(fā)生損壞，導(dǎo)致無(wú)法實(shí)現(xiàn)回火監(jiān)測(cè)及保護(hù)的功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。

2、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于監(jiān)測(cè)氫燃機(jī)的回火的裝置，所述氫燃機(jī)包括燃燒室、多個(gè)燃料噴嘴通道以及多個(gè)燃料噴嘴，所述燃料噴嘴通道與所述燃料噴嘴一一對(duì)應(yīng)，所述燃料噴嘴通過(guò)對(duì)應(yīng)的所述燃料噴嘴通道連接至所述燃燒室，其特征在于，所述裝置包括：熱電偶模塊，設(shè)置在每一個(gè)所述燃料噴嘴通道的內(nèi)壁上，獲取表示所述燃料噴嘴通道內(nèi)的溫度的溫度數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理模塊，被配置為針對(duì)每個(gè)所述燃料噴嘴通道接收來(lái)自所述熱電偶模塊的所述溫度數(shù)據(jù)，并且對(duì)所述溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以得到所述溫度數(shù)據(jù)的平均值，所述平均值用作所述燃料噴嘴通道的溫度的檢測(cè)值；以及回火監(jiān)測(cè)模塊，被配置為接收來(lái)自所述數(shù)據(jù)處理模塊的每個(gè)所述燃料噴嘴通道的檢測(cè)值，并且確定多個(gè)所述燃料噴嘴通道的所述檢測(cè)值中的最小值，將多個(gè)所述燃料噴嘴通道的所述檢測(cè)值中的每一者與所述最小值進(jìn)行比較，基于比較結(jié)果，判斷所述氫燃機(jī)是否發(fā)生回火并且在判定所述氫燃機(jī)發(fā)生回火的情況下，確定發(fā)生回火的目標(biāo)燃料噴嘴通道。

3、以這樣的方式，本發(fā)明的用于監(jiān)測(cè)氫燃機(jī)的回火的裝置能夠更加精確的測(cè)量燃料噴嘴通道內(nèi)的溫度，從而判斷氫燃機(jī)是否發(fā)生回火。

4、優(yōu)選地，所述熱電偶模塊包括第一熱電偶單元、第二熱電偶單元、第三熱電偶單元，所述第一熱電偶單元設(shè)置在所述燃料噴嘴通道的內(nèi)壁上的第一位置，所述第二熱電偶單元設(shè)置在所述燃料噴嘴通道的內(nèi)壁上的第二位置，所述第三熱電偶單元設(shè)置在所述燃料噴嘴通道的內(nèi)壁上的第三位置，所述第一位置與所述第二位置的第一連線穿過(guò)所述內(nèi)壁的圓周的中心點(diǎn)，所述第三位置與所述中心點(diǎn)的第二連線垂直于所述第一連線。

5、以這樣的方式，本發(fā)明的用于監(jiān)測(cè)氫燃機(jī)的回火的裝置，通過(guò)在每個(gè)噴嘴通道的內(nèi)壁布置三個(gè)熱電偶，能夠提高預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度。

6、優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)處理模塊，接收來(lái)自所述第一熱電偶單元獲取的第一溫度數(shù)據(jù)、所述第二熱電偶單元獲取的第二溫度數(shù)據(jù)、所述第三熱電偶單元獲取的第三溫度數(shù)據(jù)，并且將所述第一溫度數(shù)據(jù)、所述第二溫度數(shù)據(jù)、所述第三溫度數(shù)據(jù)中的每?jī)烧弑舜诉M(jìn)行比較以得到多個(gè)差值，基于多個(gè)所述差值，舍棄所述第一溫度數(shù)據(jù)、所述第二溫度數(shù)據(jù)、所述第三溫度數(shù)據(jù)中具有最大差值的一者，對(duì)所述第一溫度數(shù)據(jù)、所述第二溫度數(shù)據(jù)、所述第三溫度數(shù)據(jù)中剩下的兩者求取平均值，將所述平均值作為所述熱電偶模塊所處的燃料噴嘴通道的檢測(cè)值。

7、以這樣的方式，本發(fā)明的用于監(jiān)測(cè)氫燃機(jī)的回火的裝置，通過(guò)求取每個(gè)噴嘴通道的內(nèi)壁布置的三個(gè)熱電偶的溫度數(shù)據(jù)的平均值，能夠提高預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度。

8、優(yōu)選地，所述回火監(jiān)測(cè)模塊計(jì)算多個(gè)所述燃料噴嘴通道的所述檢測(cè)值中的每一者與所述最小值之間的偏差值，如果至少一個(gè)所述偏差值大于預(yù)設(shè)的閾值，則判定所述氫燃機(jī)發(fā)生回火，并且生成回火監(jiān)測(cè)信號(hào)，所述回火監(jiān)測(cè)信號(hào)指明所述偏差值對(duì)應(yīng)的燃料噴嘴通道是發(fā)生回火的所述目標(biāo)燃料噴嘴通道。

9、以這樣的方式，本發(fā)明的用于監(jiān)測(cè)氫燃機(jī)的回火的裝置，通過(guò)將其他噴嘴的溫度值與基準(zhǔn)值比較，差值大于閾值的噴嘴被確定為發(fā)生回火，能夠提高預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度。

10、優(yōu)選地，所述預(yù)設(shè)的閾值是根據(jù)所述氫燃機(jī)的當(dāng)前的運(yùn)行工況確定的。

11、以這樣的方式，本發(fā)明的用于監(jiān)測(cè)氫燃機(jī)的回火的裝置，通過(guò)根據(jù)所述氫燃機(jī)的當(dāng)前的運(yùn)行工況確定預(yù)設(shè)的閾值，能夠提高預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度。

12、根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種用于監(jiān)測(cè)氫燃機(jī)的回火的方法，所述氫燃機(jī)包括燃燒室、多個(gè)燃料噴嘴通道以及多個(gè)燃料噴嘴，所述燃料噴嘴通道與所述燃料噴嘴一一對(duì)應(yīng)，所述燃料噴嘴通過(guò)對(duì)應(yīng)的所述燃料噴嘴通道連接至所述燃燒室，其特征在于，所述方法包括：步驟一：由設(shè)置在每一個(gè)所述燃料噴嘴通道的內(nèi)壁上的熱電偶模塊采集所述燃料噴嘴通道的溫度數(shù)據(jù)；步驟二：接收由所述熱電偶模塊獲取的溫度數(shù)據(jù)，并且對(duì)所述溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以得到所述溫度數(shù)據(jù)的平均值，所述平均值作為所述熱電偶模塊所處的燃料噴嘴通道的檢測(cè)值；步驟三：接收每個(gè)所述燃料噴嘴通道的檢測(cè)值，并且確定多個(gè)所述燃料噴嘴通道的所述檢測(cè)值中的最小值，將多個(gè)所述燃料噴嘴通道的所述檢測(cè)值中的每一者與所述最小值進(jìn)行比較，基于比較結(jié)果，判斷所述氫燃機(jī)是否發(fā)生回火并且在判定所述氫燃機(jī)發(fā)生回火的情況下，確定發(fā)生回火的目標(biāo)燃料噴嘴通道。

13、優(yōu)選地，所述熱電偶模塊包括第一熱電偶單元、第二熱電偶單元、第三熱電偶單元，所述第一熱電偶單元設(shè)置在所述燃料噴嘴通道的內(nèi)壁上的第一位置，所述第二熱電偶單元設(shè)置在所述燃料噴嘴通道的內(nèi)壁上的第二位置，所述第三熱電偶單元設(shè)置在所述燃料噴嘴通道的內(nèi)壁上的第三位置，所述第一位置與所述第二位置的第一連線穿過(guò)所述內(nèi)壁的圓周的中心點(diǎn)，所述第三位置與所述中心點(diǎn)的第二連線垂直于所述第一連線，所述步驟二包括：接收由所述第一熱電偶單元獲取的第一溫度數(shù)據(jù)、所述第二熱電偶單元獲取的第二溫度數(shù)據(jù)、所述第三熱電偶單元獲取的第三溫度數(shù)據(jù)，并且將所述第一溫度數(shù)據(jù)、所述第二溫度數(shù)據(jù)、所述第三溫度數(shù)據(jù)中的每?jī)烧弑舜诉M(jìn)行比較得到多個(gè)差值，基于多個(gè)所述差值，舍棄所述第一溫度數(shù)據(jù)、所述第二溫度數(shù)據(jù)、所述第三溫度數(shù)據(jù)中具有最大差值的一者，對(duì)所述第一溫度數(shù)據(jù)、所述第二溫度數(shù)據(jù)、所述第三溫度數(shù)據(jù)中剩下的兩者求取平均值，將所述平均值作為所述熱電偶模塊所處的燃料噴嘴通道的檢測(cè)值。

14、優(yōu)選地，所述步驟三包括：計(jì)算多個(gè)所述燃料噴嘴通道的所述檢測(cè)值中的每一者與所述最小值之間的偏差值，如果至少一個(gè)所述偏差值大于預(yù)設(shè)的閾值，則判定所述氫燃機(jī)發(fā)生回火，并生成回火監(jiān)測(cè)信號(hào)，所述回火監(jiān)測(cè)信號(hào)指明所述偏差值對(duì)應(yīng)的燃料噴嘴通道是發(fā)生回火的所述目標(biāo)燃料噴嘴通道。

15、優(yōu)選地，所述預(yù)設(shè)的閾值是根據(jù)所述氫燃機(jī)的當(dāng)前的運(yùn)行工況確定的。

16、通過(guò)本發(fā)明的技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)了以下技術(shù)效果：

17、1)提高氫燃機(jī)的回火的監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確度；

18、2)可以將用于監(jiān)測(cè)氫燃機(jī)的回火的裝置直接安裝在現(xiàn)有的氫燃機(jī)的燃料噴嘴通道內(nèi)，降低改造成本。