气体涡轮质量差异确定系统和方法与流程

气体涡轮质量差异确定系统和方法


背景技术：

1.本公开总体上涉及用于确定气体涡轮中的质量变化或差异的系统和方法。具体地，本公开涉及用于确定气体涡轮的热气体路径部件中的质量变化或差异的系统和方法。
2.检测气体涡轮部件(包括但不限于气体涡轮的热气体路径部件)中的质量变化(当变化是微小的并且被警告时)对于避免与导弹事件、叶片故障和释放以及疲劳相关联的实质质量变化是有用的。气体涡轮监测期间的较小质量差异的实现和检测可向气体涡轮的操作员警告即将发生故障的可能性。因此，监测与例如腐蚀、破裂、剥落、结垢、排放颗粒的累积和其它此类原因相关联的质量差异可减少对气体涡轮部件的进一步损坏。


技术实现要素：

3.本公开的第一方面提供了一种用于确定气体涡轮的热气体路径部件中的质量差异的方法，包括监测气体涡轮的操作条件；确定气体涡轮叶轮空间温度是否已经发生变化；通过将叶轮空间温度与压缩机入口温度和压缩机排放温度中的至少一者进行比较，来确定叶轮空间温度是否已经改变，指示温度的变化；响应于确定叶轮空间温度指示温度的变化已经发生；确定是否存在以下中的至少一者：气体涡轮排气温度指示与叶轮空间温度与压缩机入口温度和压缩机排放温度中的至少一者相比的温度变化的同时变化，和气体涡轮振动变化。响应于存在同时变化和振动变化中的至少一者，指示气体涡轮的热气体路径部件中的质量偏差。
4.本公开的第二方面提供了一种用于气体涡轮的气体涡轮控制装置，该控制装置监测并确定气体涡轮的热气体路径部件中的质量差异。该控制装置包括监测气体涡轮操作条件的至少一个传感器，该至少一个传感器监测轴速度、气体涡轮负荷、叶轮空间温度、振动、气体涡轮排气温度、压缩机入口温度和压缩机排放温度中的一者或多者；和非暂态计算机可读介质，其包括用于操作气体涡轮的计算机可执行指令，该指令包括用于进行以下操作的指令：监测气体涡轮的参数和操作条件；确定气体涡轮叶轮空间温度是否已经发生变化；确定叶轮空间温度是否指示温度的变化；确定叶轮空间温度是否指示温度的变化已经发生；然后确定是否存在以下中的至少一者：气体涡轮排气温度指示与叶轮空间温度与压缩机入口温度和压缩机排放温度中的至少一者相比的温度变化的同时变化；和气体涡轮振动变化。响应于存在同时变化和振动变化中的至少一者，指示气体涡轮的热气体路径部件中的质量偏差。
5.本公开的例示性方面被设计成解决本文描述的问题和/或未讨论的其他问题。
附图说明
6.从结合描绘本公开的各种实施方案的附图的对本公开的各个方面的以下详细描述，将更容易理解本公开的这些和其他特征，其中：
7.图1是其中可以使用本技术的实施方案的如本公开所体现的例示性燃烧气体涡轮发动机的示意图；
8.图2为如本公开所体现的图1的燃烧气体涡轮发动机中的压缩机的剖视图；
9.图3为如本公开所体现的图1的燃烧气体涡轮发动机中的气体涡轮的剖视图；
10.图4示出了如本公开所体现的根据过程的一个方面的流程图；并且
11.图5示出了用于确定气体涡轮的热气体路径部件中的质量差异的例示性控制装置和相关计算机，包括监测气体涡轮的参数和操作条件。
12.应当注意，本公开的附图未按比例绘制。附图旨在仅描绘本公开的典型方面，并且因此不应当被视为限制本公开的范围。在附图中，类似的编号表示附图之间的类似的元件。
具体实施方式
13.首先，为了清楚地描述当前技术，当提及和描述气体涡轮内并且具体地气体涡轮的热气体路径部分中的相关机器部件时，将有必要选择某些术语。在可能范围内，通用行业术语将以与术语的接受含义一致的方式来使用和采用。除非另有说明，否则应当对此类术语给出与本技术的上下文和所附权利要求书的范围一致的广义解释。本领域的普通技术人员将了解，通常可以使用若干不同或重叠术语来引用特定部件。在本文中可描述为单个零件的物体可以包括多个部件并且在另一个上下文中被引用为由多个部件组成。另选地，本文中可描述为包括多个部件的物体可在别处称为单个零件。
14.此外，本文中可能会定期使用若干描述性术语，并且在本节开始时定义这些术语应当证明是有帮助的。除非另有说明，否则这些术语以及其定义如下。如本文所用，“下游”和“上游”是指示相对于流体流动的方向的术语，诸如通过气体涡轮发动机的工作流体，或者例如通过燃烧器的空气流或通过气体涡轮的部件系统之一的冷却剂。术语“下游”对应于流体流动方向，并且术语“上游”是指与流动相反的方向。在没有任何另外的特殊性的情况下，术语“前”和“后”是指方向，其中“前”是指发动机的前端或压缩机端，并且“后”是指发动机的后端或气体涡轮端。通常需要描述相对于中心轴线设置在不同径向位置的零件。术语“径向”是指垂直于轴线的移动或位置。例如，如果第一部件比第二部件更靠近轴线，则本文将说明第一部件沿第二部件“径向向内”或在第二部件的“内侧”。另一方面，如果第一部件比第二部件更远离轴线驻留，则本文可以说明第一部件是第二部件的“径向向外”或“外侧”。术语“轴向”是指平行于轴线的移动或位置。最后，术语“周向”是指围绕轴线的移动或位置。应当理解，此类术语可以相对于气体涡轮的中心轴线应用。
15.此外，在本文中可以有规律地使用若干描述性术语，如下所述。术语“第一”、“第二”和“第三”可以可互换地使用，以将一个部件与另一个部件区分开，并且不旨在表示单独部件的位置或重要性。
16.本文使用的术语仅用于描述特定实施方案的目的并且不旨在限制本公开。如本文所用，单数形式“一个”、“一种”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确地说明。将进一步理解，当在说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定存在陈述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组。“任选的”或“任选地”意指随后描述的事件或情况可能发生或可能不发生，并且该描述包括事件发生的实例和事件不发生的实例。
17.在元件或层被称为“在
……
上”、“接合到”、“连接到”或“联接到”另一个元件或层的情况下，它可直接在另一个元件或层上、接合到、连接到或联接到另一个元件或层，或者
可存在居间元件或层。相比之下，当元件被称为“直接处于另一个元件或层上”、“直接接合到另一个元件或层”、“直接连接到另一个元件或层”或“直接联接到另一个元件或层”时，可不存在居间元件或层。用于描述元件之间关系的其他词语应以类似的方式解释(例如，“在
……
之间”与“直接在
……
之间”，“相邻”与“直接相邻”等)。如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个相关联的所列项目的任何和所有组合。
18.作为背景，现在参见附图，图1至图3示出了其中可使用本技术的实施方案的例示性燃烧气体涡轮发动机。本领域的技术人员应当理解，本实施方案不限于此种类型的用途。如上所述，本实施方案可用于燃烧气体涡轮发动机，诸如用于发电和飞机的发动机、蒸汽气体涡轮发动机和其它类型的转子发动机。
19.图1示出了例示性燃烧气体涡轮发动机，其中可使用本技术的实施方案。本领域的技术人员应当理解，本实施方案不限于此种类型的燃烧气体涡轮发动机使用。如上所述，本实施方案可用于燃烧气体涡轮发动机，诸如但不限于用于发电和飞机的发动机、蒸汽气体涡轮发动机和其它类型的转子发动机。一般来讲，燃烧气体涡轮发动机通过从压缩空气流中的燃料燃烧产生的加压热气流中提取能量来操作。如图1所示，燃烧气体涡轮发动机系统10可被构造成具有轴向压缩机11，该轴向压缩机通过公共轴或转子机械地联接到下游气体涡轮部段或燃烧气体涡轮发动机13(下文“气体涡轮”)，以及设置在压缩机11和气体涡轮13之间的燃烧器12。
20.图2示出了可用于图1的气体涡轮13的例示性非限制性多塔板轴向压缩机11的视图。如图所示，压缩机11可以包括多个塔板。每个塔板可以包括一排压缩机转子叶片14，随后是一排压缩机定子喷嘴15。因此，第一塔板可以包括围绕中心轴旋转的一排压缩机转子叶片14，随后是在操作期间保持固定的一排压缩机定子喷嘴15。压缩机定子喷嘴15通常彼此周向间隔开并且围绕旋转轴线固定。压缩机转子叶片14周向间隔开并附接到轴。当轴在操作期间旋转时，压缩机转子叶片14与其一起旋转。压缩机转子叶片14被构造成使得当围绕轴旋转时，它们向流过压缩机11的空气或流体赋予动能。压缩机11可具有除图2所示的塔板之外的其它塔板。附加的塔板可以包括多个周向间隔开的压缩机转子叶片14，随后是多个周向间隔开的压缩机定子喷嘴15。
21.图3示出了可以用于图1的燃烧气体涡轮发动机的例示性气体涡轮部段或气体涡轮13的非限制性局部视图。气体涡轮13也可以包括多个塔板。示出了三个例示性气体涡轮塔板，但这仅仅是例示性的，并且是非限制性的，并非旨在以任何方式限制实施方案。因此，气体涡轮13中可存在更多或更少的气体涡轮塔板。第一气体涡轮塔板包括在操作期间围绕轴旋转的多个气体涡轮桨叶或气体涡轮转子叶片16(下文“叶片”)，以及在操作期间保持固定的多个喷嘴或气体涡轮定子叶片17(下文“喷嘴”)。喷嘴17通常彼此周向间隔开并且围绕旋转轴线固定。气体涡轮转子叶片16可安装在气体涡轮叶轮或盘(未示出)上，以与气体涡轮轴50一起旋转。还示出了气体涡轮13的第二塔板。第二气体涡轮塔板类似地包括多个周向间隔开的喷嘴17，随后是多个周向间隔开的气体涡轮转子叶片16，该气体涡轮转子叶片也安装在气体涡轮叶轮上以用于旋转。第三气体涡轮塔板也被示出，并且类似地包括多个喷嘴17和转子叶片16。应当理解，气体涡轮喷嘴17和转子叶片16位于气体涡轮13的热气体路径中。热气体通过气体涡轮热气体路径的流动方向由箭头指示。气体涡轮13可具有除图3所示的塔板之外的其它塔板。每个附加的气体涡轮塔板可以包括一排气体涡轮喷嘴17，随
后是一排气体涡轮转子叶片16。
22.在使用的非限制性描述中，压缩机转子叶片14在轴向压缩机11内的旋转可压缩空气流。在燃烧器12中，当将压缩空气与燃料混合并点燃时，能量可以被释放。然后将来自燃烧器12的所得热气体流(可称为工作流体)引导到气体涡轮转子叶片16之上，工作流体流引起气体涡轮转子叶片16和轴50的旋转。因此，工作流体流的能量被转换成旋转叶片的机械能，并且由于转子叶片和轴之间的连接，轴50旋转。然后可以使用轴50的机械能来驱动压缩机转子叶片14的旋转，使得产生必要的压缩空气供应，并且还例如驱动发电机来产生电力。
23.气体涡轮的操作可由若干传感器26监测，传感器26检测气体涡轮、发电机和电厂配套设施的各种操作条件，包括气体涡轮的周围环境的那些条件。图1示出了传感器26可被定位以确定各种参数和操作条件的各种位置。如本公开所体现的，这些位置不旨在以任何方式限制实施方案，并且传感器26的定位可以在气体涡轮13或气体涡轮系统中的现在已知或下文确定的任何位置处，该位置将使得能够确定参数和操作条件。
24.如本公开所体现的，至少一个传感器26定位在叶轮空间51上、叶轮空间51处、叶轮空间51中或与叶轮空间51连通，以确定叶轮空间温度(ws temp)。在实施方案的一个方面中，多个传感器26可以定位在同一叶轮空间51中。可定位在同一叶轮空间51中的多个传感器26径向地间隔开，以提供多个叶轮空间温度(ws temp)。
25.此外，将评估ws temp以确定热气体路径部件中的任何质量差异(增大或减小)。此外，如本公开所体现的，可提供其它传感器26以确定气体涡轮的各种参数和操作条件，其也可被评估以确定热气体路径部件中的任何质量差异(增大或减小)。这些条件包括但不限于轴速度(tnh)、负荷(dwatt)、轴振动、气体涡轮排气温度(ttxm)、轴承振动、气体涡轮总功率和效率变化、以及压缩机入口和排放温度(分别为ctim和ctd)、以及现在已知的或在下文中确定为气体涡轮操作监测所需的任何其他气体涡轮参数和操作条件。
26.如本公开所体现的，温度传感器26可监测气体涡轮13周围的环境温度、压缩机排放温度、气体涡轮排气温度，以及通过气体涡轮13的气体流的其他温度测量结果。
27.传感器26还可包括感测与气体涡轮13的操作相关的各种参数的流量传感器、速度传感器、转子(或轴)振动、火焰检测器传感器、阀位置传感器、导向叶片角度传感器等。如本文所用，操作条件是指可用于限定气体涡轮的所述的项目，诸如可用于表示给定气体涡轮操作条件的气体涡轮中的限定位置处的温度、压力和流量。
28.该实施方案的一个方面包括检测气体涡轮热气体路径部段部件的质量的增大或减小。如本公开所体现的，检测可以是由于气体涡轮热气体路径部段中的释放和/或质量损失事件(即使较小的质量损失事件)而导致的减小。此类较小的质量损失事件可包括来自气体涡轮热气体路径部段部件的材料释放，部件包括但不限于喷嘴和叶片中的至少一者。
29.此外，如本公开所体现的另一方面包括检测气体涡轮热气体路径部段部件的质量的增大。根据本公开的各方面，气体涡轮热气体路径部段部件的质量的增大可由气体涡轮热气体路径部段内的固定或旋转气体涡轮热气体路径部件上的沉积物引起，部件包括但不限于喷嘴和叶片中的至少一者。
30.如本文所用，术语“气体涡轮热气体路径部段部件”包括但不限于通常暴露于热气体的燃烧衬垫、过渡件、涡轮喷嘴和涡轮叶片、端盖、燃料喷嘴组件、横火管、涡轮固定护罩和涡轮叶片(轮叶)。这些气体涡轮热气体路径部段部件可以是固定的(诸如喷嘴组件和燃
烧衬垫)或旋转的(诸如叶片)，其也可由气体涡轮系统中的二次气流冷却。
31.如本公开所体现的，检测气体涡轮热气体路径部段部件的质量的增大或减小包括监测涡轮操作参数的变化，诸如叶轮空间温度、振动、排气温度、排气温差、压缩机排放温度和气体涡轮的其他各种操作条件。如本公开所体现的，检测的另一方面包括使用现场监测(osm)数据实时地确定各种操作条件，并且继而使用实时操作条件来确定气体涡轮热气体路径部段部件的质量的增大或减小。
32.根据实施方案的某些方面，使用现场监测(osm)数据实时地监测各种参数和操作条件的变化和偏差可指示固定或旋转气体涡轮热气体路径部段部件中的至少一者的增大(沉积物)或减小(释放/质量损失)。如本公开所体现的，叶轮空间温度变化是固定或旋转气体涡轮热气体路径部段部件中的至少一者的质量的增大或减小的至少一个主要指标。如上所述，至少一个传感器26能够确定温度，并且相应地确定叶轮空间中的温度变化。
33.取决于观察到向上还是向下的趋势或行为，叶轮空间温度数据可以用涡轮入口温度归一化。归一化的叶轮空间温度可以与转子振动的变化(通常仅用于确定旋转气体涡轮热气体路径部段部件上的异常)和气体涡轮排气温差中的至少一者一起使用，以确定固定或旋转气体涡轮热气体路径部段部件中的至少一者中的异常已经发生的值。固定或旋转气体涡轮热气体路径部段部件中的至少一者的异常可以是质量的减小或质量的增大。
34.如本公开所体现的，在下文中描述的过程利用分析参数变化的组合的诊断来检测是否指示任何质量偏差。在本公开的某些实施方案中，质量偏差可包括固定或旋转气体涡轮热气体路径部段部件中的至少一者的质量的增大或减小。
35.此外，如本公开所体现的，过程和诊断在确定固定或旋转气体涡轮热气体路径部段部件中的至少一者的质量的较小增大或减小方面是有效的，其中术语较小意味着与例如腐蚀、破裂、剥落、结垢、排放微粒的累积相关联的质量差异。
36.如图4中所示，现在将描述用于利用诊断来分析条件变化的组合以检测是否存在任何质量偏差(诸如固定或旋转气体涡轮热气体路径部段部件燃烧中的至少一者的质量的增大或减小)的过程100。在步骤110处，燃烧气体涡轮10设置有传感器26，该传感器可将气体涡轮实时参数和操作条件发送到计算机设备或控制装置200(在下文中为“控制装置”)。如下文所述，控制装置200可包括或具有计算机设备，并且利用分析各种气体涡轮实时参数和操作条件变化的组合的诊断来检测是否指示任何质量偏差，诸如固定或旋转气体涡轮热气体路径部段部件中的至少一者的质量的增大或减小。
37.控制装置200中的监测是实时提供的，并且包括可以实时、动态和自动执行的计算和分析。因此，控制装置200的操作员不需要反复对算法进行重新编程。如本文所用，实时是指在影响结果(例如，数值计算)的输入的变化之后的基本上短的时段内发生。在例示性实施方案中，通过由控制装置200的扫描时间和时钟速度确定的周期性实时更新计算。
38.过程100继续，控制装置200在步骤115处接收各种气体涡轮实时参数和操作条件。这些气体涡轮实时参数和操作条件包括但不限于叶轮空间温度(ws temp)、轴速度(tnh)、负荷(dwatt)、轴振动和振动振幅、气体涡轮排气温度(ttxm)、轴承振动和振动振幅、气体涡轮总功率和效率变化、以及压缩机入口和排放温度(ctim和ctd)、以及现在已知的或在下文中确定为气体涡轮操作监测所需的任何其他气体涡轮参数和操作条件。
39.然后在步骤120处，控制装置200确定气体涡轮实时参数和操作条件是否足以用于
检测气体涡轮热气体路径部段部件的质量的增大或减小的确定。响应于气体涡轮实时参数和操作条件被确定为不足够，诸如一些数据不可用或需要更多数据，控制装置200在步骤121处生成通知以提供另外的、附加的或适当的气体涡轮实时参数和操作条件。
40.响应于提供了足够的气体涡轮实时参数和操作条件，过程100进行到步骤125，其中压缩机入口和排放温度(ctim和ctd)中的至少一者被归一化到叶轮空间温度(ws temp)并且被分析。评估这些实时参数和操作条件以确定是否存在增大或减小的ws temp趋势。在没有增大或减小ws temp趋势的情况下，在步骤126处继续监测，因为没有对气体涡轮热气体路径部段中的释放和/或质量损失事件的指示，也没有对气体涡轮热气体路径部段内的固定或旋转气体涡轮热气体路径部件上的沉积物的指示。
41.无论在步骤125处确定增大还是减小的ws temp趋势，过程100继续分析步骤130处的气体涡轮排气温度(ttxm)或监测事件之间的ttxm差，以及步骤135处的来自气体涡轮13的实时参数和操作条件的振动振幅的任何变化中的至少一者。这两个步骤130和135可以并行地进行、一次一个(其中任一步骤首先进行)地进行，或者以向控制装置200提供对步骤130和135处的改变的指示的任何其他方式进行。
42.如本公开所体现的，取决于在步骤130处，ttxm或监测事件之间的ttxm差表现出增大或减小的ttxm或ttxm差趋势，这与增大或减小的ws temp趋势同时发生，控制装置200在步骤175处生成质量偏差警报。步骤175处的质量偏差警报指示气体涡轮热气体路径部段内的固定或旋转气体涡轮热气体路径部件中的质量损失或质量增加。
43.取决于在步骤130处是否不存在与增大或减小的ws temp趋势同时的增大或减小的ttxm或ttxm差趋势，控制装置200使过程100在步骤140处继续监测气体涡轮实时参数和操作条件。继续监测是因为控制装置200不具有对气体涡轮热气体路径部段部件中的释放和/或质量损失事件的指示，也不具有对气体涡轮热气体路径部段内的气体涡轮热气体路径部件上的沉积物的指示。
44.取决于在步骤125处是否确定增大或减小的ws temp趋势，过程100也可以继续到步骤135。在步骤135处，控制装置200分析所监测的气体涡轮实时参数和操作条件，以确定是否存在任何与增大或减小的ws temp同时的气体涡轮振动振幅的变化。振动振幅的变化包括但不限于来自轴承、轴的振动，或来自气体涡轮的传感器26可指示的任何其它部件的振动。取决于过程100是否指示监测步骤之间的振动差异(即与增大或减小的ws temp趋势同时的)，控制装置200在步骤175处生成质量偏差警报。步骤175处的质量偏差警报指示气体涡轮热气体路径部段内的固定或旋转气体涡轮热气体路径部件中的质量损失或质量增加。
45.类似于上文，并且如本公开所体现的，取决于在步骤135处是否不存在与增大或减小的ws temp趋势同时的增大或减小的振动趋势，控制装置200使过程100在步骤140处继续监测气体涡轮实时参数和操作条件。如上所述，该继续监测是对没有气体涡轮热气体路径部段中的释放和/或质量损失事件的指示，也是对没有气体涡轮热气体路径部段内的气体涡轮热气体路径部段上的沉积物的指示。
46.参考图5，如本领域技术人员将理解的，如本公开所体现的方法和系统可以被提供为利用控制装置200的系统和/或方法。如本公开所体现的，控制装置200可以包括计算机程序产品。因此，控制装置200可以采用完全硬件实施方案、完全软件实施方案(包括固件、驻
留软件、微代码等)或软件和硬件结合的实施方案的形式。此外，控制装置200可以包括体现在任何有形表达介质中的计算机程序产品，该计算机程序产品具有体现在介质中的计算机可用程序代码以执行如本公开所体现的过程。
47.如本公开所体现的，以下参考流程图(图4)、图示和/或框图来描述过程100。应当理解，流程图图解和/或框图中的每个框以及流程图图解和/或框图中的框的组合可通过计算机程序指令来实现，并且控制装置200可以此类计算机或计算机程序指令来体现。这些计算机程序指令可被提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器以产生机器，使得经由计算机或其他可编程数据处理装置的处理器执行的指令创建用于实现流程图和/或框图的一个框或多个框中指定的功能/动作的装置。
48.这些计算机程序指令也可存储在计算机可读介质中，该计算机程序指令可指导计算机或其他可编程数据处理装置以特定方式起作用，使得存储在计算机可读介质中的指令产生包括指令装置的制品，该指令装置实现流程图和/或框图的一个框或多个框中指定的功能/动作。计算机程序指令也可加载到计算机或其他可编程数据处理装置上，以致使在计算机或其他可编程装置上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的过程，使得在计算机或其他可编程装置上执行的指令提供用于实现流程图和/或框图的一个框或多个框中指定的功能/动作的过程。
49.就此而言，控制装置200可包括或被包括作为计算机基础设施102，其可执行本文所述的用于确定气体涡轮的热气体路径部件中的质量差异的各种过程步骤。具体地，计算机基础设施102被示出包括计算设备104，该计算设备104包括系统106，该系统106使得计算设备104和控制装置200能够通过执行本公开的过程步骤来确定气体涡轮的热气体路径部件中的质量差异。
50.控制装置200在图5中被示出包括存储器112、处理器(pu)114、输入/输出(i/o)接口116以及总线118。此外，计算设备104被示为与传感器26通信。如本领域中已知的，一般来讲，处理器114执行可存储在存储器112和/或存储系统122中的计算机程序代码，诸如系统106。当执行计算机程序代码时，处理器114可向/从存储器112、存储系统122和/或i/o接口116读取和/或写入数据(诸如但不限于气体涡轮的操作条件)。总线118在计算设备104中的部件的每个部件之间提供通信链路。i/o设备118可包括使得用户能够与计算设备104交互的任何设备或使得计算设备104能够与一个或多个其他计算设备通信的任何设备。输入/输出设备(包括但不限于键盘、显示器、指向设备等)可直接或通过中间i/o控制器耦接到系统。
51.在任何情况下，计算设备104可包括能够执行由用户安装的计算机程序代码(例如，个人计算机、服务器、手持式设备等)的任何通用计算制品。然而，应当理解，计算设备104和系统106仅表示可执行本公开的各种处理步骤的各种可能的等效计算设备。就此而言，在其他实施方案中，计算设备104可以包括具有用于执行特定功能的硬件和/或计算机程序代码的任何专用计算制品、包括专用和通用硬件/软件的组合的任何计算制品等。在每种情况下，程序代码和硬件可分别使用标准编程和工程技术来创建。
52.类似地，计算机基础设施102仅示出用于实现本公开的各种类型的计算机基础设施。例如，在一个实施方案中，计算机基础设施102包括通过任何类型的有线和/或无线通信链路(诸如网络、共享存储器等)通信以执行本公开的各种过程步骤的两个或更多个计算设
备(例如服务器集群)。当通信链路包括网络时，网络可包括一种或多种类型的网络(例如，互联网、广域网、局域网、虚拟专用网络等)的任何组合。网络适配器还可耦接到系统，以使得数据处理系统能够通过居间专用或公共网络耦接到其他数据处理系统或远程打印机或存储设备。调制解调器、电缆调制解调器和以太网卡仅是当前可用类型的网络适配器中的几种。无论如何，计算设备之间的通信可利用各种类型的传输技术的任何组合。
53.如本文所讨论的，各种系统和部件被描述为用于确定和检测的“获得”数据，如本公开所体现的。应当理解，可使用任何解决方案来获得对应的数据。例如，对应的系统/部件可生成和/或用于生成数据，从一个或多个数据存储装置(例如，数据库)检索数据，从另一个系统/部件接收数据等。当数据不是由特定系统/部件生成时，应当理解，除了所示的系统/部件之外，还可实现另一个系统/部件，所述另一个系统/部件生成数据并将其提供给系统/部件并且/或者存储数据以供系统/部件访问。
54.如在整个说明书和权利要求书中使用的，近似语言可以用于修改可以允许变化的任何定量表示，而不会导致与其相关的基本功能的变化。因此，由一个或多个术语(诸如“约”、“大约”和“基本上”)修饰的值不限于指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可以对应于用于测量值的仪器的精度。在此以及在整个说明书和权利要求书中，范围限制可以组合和/或互换；除非上下文或语言另有说明，否则这些范围被识别并包括其中包含的所有子范围。应用于范围的特定值的“大约”适用于两个端值，并且除非另外依赖于测量该值的仪器的精度，否则可以指示所述值的+/-10％。
55.以下权利要求书中的所有装置或步骤加功能元件的对应结构、材料、动作和等同物旨在包括用于结合具体要求保护的其他要求保护的元件执行功能的任何结构、材料或动作。已经出于说明和描述的目的给出了对本公开的描述，但其并不旨在穷举或将本公开限制于所公开的形式。在不脱离本公开的范围和实质的情况下，许多修改和变化对于本领域普通技术人员将是显而易见的。选择和描述了实施方案以便最好地解释本公开的原理和实际应用，并且使得本领域的其他技术人员能够理解具有适合于预期的特定用途的各种修改的本公开的各种实施方案。

技术特征：
1.一种用于确定气体涡轮(13)的热气体路径部件中的质量差异的方法，所述方法包括：监测所述气体涡轮(13)的操作条件；确定气体涡轮(13)的叶轮空间(51)温度是否已经发生变化；通过将叶轮空间(51)温度与压缩机(11)入口温度和压缩机(11)排放温度中的至少一者进行比较，来确定所述叶轮空间(51)温度是否已经改变，指示温度的变化；响应于确定所述叶轮空间(51)温度指示温度的变化已经发生：确定是否存在以下中的至少一者：气体涡轮(13)排气温度指示与叶轮空间(51)温度与所述压缩机(11)入口温度和所述压缩机(11)排放温度中的所述至少一者相比的所述温度变化的同时变化，和气体涡轮(13)振动变化；响应于存在所述同时变化和所述振动变化中的至少一者，指示所述气体涡轮(13)的所述热气体路径部件中的质量偏差。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：监测所述气体涡轮(13)的操作条件，并确定是否有来自监测的信息能够用于确定：气体涡轮(13)的叶轮空间(51)温度变化已经发生；所述叶轮空间(51)温度指示温度的变化已经发生，以及所述气体涡轮(13)排气温度指示与叶轮空间(51)温度与压缩机(11)入口温度和压缩机(11)排放温度中的所述至少一者相比的所述温度变化的同时变化；和气体涡轮(13)振动变化中的至少一者。3.根据权利要求1所述的方法，其中确定气体涡轮(13)排气温度中的至少一者是否指示与叶轮空间(51)温度与压缩机(11)入口温度和压缩机(11)排放温度中的所述至少一者相比的所述温度变化的同时变化；以及气体涡轮(13)振动变化包括：确定所述气体涡轮(13)排气温度中的至少一者是否指示与叶轮空间(51)温度与压缩机(11)入口温度和压缩机(11)排放温度中的所述至少一者相比的所述温度变化的同时变化。4.根据权利要求1所述的方法，其中指示所述气体涡轮(13)的所述热气体路径部件中的所述质量偏差包括：指示所述热气体路径部件中的质量减小差异。5.根据权利要求4所述的方法，其中指示所述气体涡轮(13)的所述热气体路径部件中的所述质量偏差包括：指示所述热气体路径部件中的质量增大差异。6.根据权利要求1所述的方法，其中确定气体涡轮(13)排气温度中的至少一者是否指示与叶轮空间(51)温度与压缩机(11)入口温度和压缩机(11)排放温度中的所述至少一者相比的所述温度变化的同时变化；以及气体涡轮(13)振动变化包括：确定气体涡轮(13)排气温度中的至少一者是否指示与叶轮空间(51)温度与压缩机(11)入口温度和压缩机(11)排放温度中的所述至少一者相比的所述温度变化的同时变化，包括气体涡轮(13)振动变化。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法实时进行。8.一种用于气体涡轮(13)的气体涡轮(13)控制装置(200)，所述控制装置(200)监测和确定气体涡轮(13)的热气体路径部件中的质量差异，所述控制装置(200)包括：至少一个传感器(26)，所述至少一个传感器监测气体涡轮(13)操作条件，所述至少一
个传感器(26)监测轴(50)速度、气体涡轮(13)负荷、叶轮空间(51)温度、振动、气体涡轮(13)排气温度、压缩机(11)入口温度和压缩机(11)排放温度中的一者或多者；和非暂态计算机可读介质，所述非暂态计算机可读介质包括用于操作气体涡轮(13)的计算机可执行指令，所述指令包括用于进行以下操作的指令：监测所述气体涡轮(13)的参数和操作条件；确定气体涡轮(13)的叶轮空间(51)温度是否已经发生变化；确定叶轮空间(51)温度是否指示温度的变化；确定叶轮空间(51)温度是否指示温度的变化已经发生；然后响应于确定所述叶轮空间(51)温度指示温度的变化，确定是否存在以下中的至少一者：气体涡轮(13)排气温度指示与叶轮空间(51)温度与压缩机(11)入口温度和压缩机(11)排放温度中的所述至少一者相比的所述温度变化的同时变化；和气体涡轮(13)振动变化；响应于存在所述同时变化和所述振动变化中的至少一者，指示所述气体涡轮(13)的所述热气体路径部件中的质量偏差。9.根据权利要求8所述的气体涡轮(13)控制装置(200)，其中气体涡轮(13)排气温度中的至少一者是否指示与叶轮空间(51)温度与压缩机(11)入口温度和压缩机(11)排放温度中的所述至少一者相比的所述温度变化的同时变化；以及气体涡轮(13)振动变化包括：确定气体涡轮(13)排气温度中的至少一者是否指示与叶轮空间(51)温度与压缩机(11)入口温度和压缩机(11)排放温度中的所述至少一者相比的所述温度变化的同时变化。10.根据权利要求9所述的气体涡轮(13)控制装置(200)，其中指示所述气体涡轮(13)的所述热气体路径部件中的质量偏差包括指示热气体路径部件中的质量减小差异。11.根据权利要求9所述的气体涡轮(13)控制装置(200)，其中指示所述气体涡轮(13)的所述热气体路径部件中的质量偏差包括指示热气体路径部件中的质量增大差异。12.根据权利要求9所述的气体涡轮(13)控制装置(200)，其中确定气体涡轮(13)排气温度中的至少一者是否指示与叶轮空间(51)温度与压缩机(11)入口温度和压缩机(11)排放温度中的所述至少一者相比的所述温度变化的同时变化；并且气体涡轮(13)振动变化包括确定气体涡轮(13)排气温度中的至少一者是否指示与叶轮空间(51)温度与压缩机(11)入口温度和压缩机(11)排放温度中的所述至少一者相比的所述温度变化的同时变化，包括气体涡轮(13)振动变化。13.根据权利要求12所述的气体涡轮(13)控制装置(200)，其中指示所述气体涡轮(13)的所述热气体路径部件中的质量偏差包括指示热气体路径部件中的质量减小差异。14.根据权利要求12所述的气体涡轮(13)控制装置(200)，其中指示所述气体涡轮(13)的所述热气体路径部件中的质量偏差包括指示热气体路径部件中的质量增大差异。15.根据权利要求8所述的气体涡轮(13)控制装置(200)，其中是否存在以下中的至少一者：气体涡轮(13)的叶轮空间(51)温度没有发生变化；叶轮空间(51)温度不指示温度的变化；并且
气体涡轮(13)排气温度不指示变化且不存在振动变化，继续监测所述气体涡轮(13)。

技术总结
本发明公开了一种用于确定气体涡轮(13)的热气体路径部件中的质量差异的方法，包括：监测气体涡轮(13)的操作条件；确定气体涡轮(13)的叶轮空间(51)温度是否已经发生变化；通过将叶轮空间(51)温度与压缩机(11)入口温度和压缩机(11)排放温度中的至少一者进行比较，来确定所述叶轮空间(51)温度是否已经改变指示温度的变化；响应于确定所述叶轮空间(51)温度指示温度的变化已经发生；确定是否存在以下中的至少一者：气体涡轮(13)排气温度指示与叶轮空间(51)温度与压缩机(11)入口温度和压缩机(11)排放温度中的所述至少一者相比的所述温度变化的同时变化，和气体涡轮(13)振动变化。响应于存在同时变化和振动变化中的至少一者，指示气体涡轮(13)的热气体路径部件中的质量偏差。量偏差。量偏差。


技术研发人员：K
受保护的技术使用者：通用电气公司
技术研发日：2021.10.27
技术公布日：2023/6/12