تخمین عیب در محفظه احتراق و کمپرسور توربین های گازی صنعتی با رویکرد چند مدله

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده برق- دانشگاه صنعتی سهند -تبریز

2 گروه کنترل دانشکده مهندسی برق دانشگاه صنعتی سهند تبریز، ایران

10.22034/ijche.2023.392185.1301

چکیده

استهلاک یا بروز عیب در اجزاء توربین گاز با ایجاد انحرافاتی در متغیرهای کاری آن با عث اختلال در احتراق, کاهش بازده قسمت ها, بازدهی کلی, افزایش مصرف سوخت و تولید بیشتر آلاینده ها می گردد. تشخیص این نوع عیوب با سیستم های مرسوم تشخیص عیب مقدور نبوده و سیستم های کنترل نیز بدلیل رصد محدوده ی نوسانات پارامترهایی که بعد از بروز صدمه ی حاصل از عیب ظاهر می شوند در این مقوله چندان موثر نیستند. در این مقاله روش جدیدی که قادر است مقادیر این انحرافها را بطور دایم رصد وتخمین بزند ارایه می شود تا از گسترش عیب پیشگیری گردد. این کار بر پایه استفاده از شیوه چند مدله با تقسیم فضای کارتوربین به بازه های کوتاه تر و ترکیب مدلهای خطی موثر در فضای محدب برای توسعه مدلی دینامیک که رفتار توربین را پوشش می دهد انجام می گیرد. با تجزیه ی مانده های فیلترها, همزمان تشخیص نقطه کار و تخمین به هنگام عیوب امکان پذیر می گردد. در انتها با شبیه سازی روش در محیط نرم افزار متلب بر روی مشخصات یک توربین صنعتی کارایی روش بررسی که نتایج رضایت بخشی حاصل می گردد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Estimation of Combustor and Compressor Faults in Industrial Gas Turbines by Using Multiple Model Approach

نویسندگان [English]

  • sadegh akbarpour 1
  • Mohammad Javad Khosrowjerdi 2
1 Sahand university of technology-Tabriz-Iran
2 Faculty of Electrical Engineering, Sahand University of Technology, Tabriz, IRAN
چکیده [English]

Degradation due to the long time operation at the gas turbine may cause a fall in the combustor and compressor efficiency and characteristics, which makes a decrease in total efficiency and, an increase in fuel consumption with growth in the production of the pollutants. These phenomena are not distinguishable by conventional diagnostic systems. Although instrumental protection of gas turbine may be profited by the control system but, it depends to components damage result revealation. So, in this research, a special method using the Multiple Model approach, based on multi-operating points is developed to continuously estimation these kinds of faults, to sustain the major defects in an industrial gas turbine. The object is done by defining the main components health indicator variables. First nonlinear thermodynamic static and dynamic models are constructed and linearized. By a combination of those in a dynamic convex set the alternate adaptive model is developed that, could cover the dynamic of the gas turbine. By decoupling the adaptive filter residuals, estimation of the faults and operating point determination are executed. Finally, the efficiency of the proposed approach is demonstrated in a simulation environment.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Gas turbine
  • Combustion chamber
  • Fault detection
  • multiple control
  • Kalman filters