本公开的实施例涉及燃气轮机，具体涉及燃烧室当量比调节方法和应用于燃气轮机的燃烧室。
背景技术：
1、燃气轮机是一种以连续流动的气体作为工质带动叶轮高速旋转，将燃料热能转换为机械功的热力发动机。随着环保标准的逐步提高，对燃气轮机的污染物排放的限制越来越严格。目前，大多通过对燃气轮机中的喷嘴的结构进行改造，以减少燃气轮机的污染物排放。
2、然而，当采用上述方式减少燃气轮机的污染物排放时，经常会存在如下技术问题：
3、燃烧室当量比对燃烧后产生的氮氧化物有一定影响，仅对喷嘴的结构改造，而未考虑燃烧室当量比的大小，在燃烧室当量比较大时，依然会造成燃气轮机的污染物排放，导致环境污染。
4、该背景技术部分中所公开的以上信息仅用于增强对本公开构思的背景的理解，并因此，其可包含并不形成本国的本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
1、本公开的内容部分用于以简要的形式介绍构思，这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。本公开的内容部分并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。
2、本公开的一些实施例提出了燃烧室当量比调节方法和应用于燃气轮机的燃烧室，来解决以上背景技术部分提到的技术问题中的一项或多项。
3、第一方面，本公开的一些实施例提供了一种燃烧室当量比调节方法，该方法包括：获取相关联的一级流量计、二级流量计和三级流量计分别采集的一级燃料质量流量、二级燃料质量流量和三级燃料质量流量；根据上述一级燃料质量流量、上述二级燃料质量流量和上述三级燃料质量流量，生成初始一级当量比、初始二级当量比和初始三级当量比；根据目标主燃区温度范围信息，生成标准氮氧化物排放当量比范围信息；获取相关联的一级温度检测装置、二级温度检测装置和三级温度检测装置分别采集的一级主喷嘴壁温信息、二级主喷嘴壁温信息和三级主喷嘴壁温信息；根据上述一级主喷嘴壁温信息、上述二级主喷嘴壁温信息、上述三级主喷嘴壁温信息、第一标准主喷嘴壁温区间信息、第二标准主喷嘴壁温区间信息和标准氮氧化物排放当量比范围信息，对上述初始一级当量比、上述初始二级当量比和上述初始三级当量比分别进行调节处理，得到目标一级当量比、目标二级当量比和目标三级当量比。根据上述目标一级当量比、上述目标二级当量比和上述目标三级当量比，控制燃气轮机执行燃烧室当量比调节操作。
4、可选地，上述根据上述一级燃料质量流量、上述二级燃料质量流量和上述三级燃料质量流量，生成初始一级当量比、初始二级当量比和初始三级当量比，包括：确定一级主喷嘴、二级主喷嘴和三级主喷嘴分别对应的一级空气分配比例系数、二级空气分配比例系数和三级空气分配比例系数；根据上述一级空气分配比例系数、上述一级燃料质量流量、空气质量流量、空气密度和燃料密度，生成初始一级当量比；根据上述二级空气分配比例系数、上述二级燃料质量流量、空气质量流量、空气密度和燃料密度，生成初始二级当量比；根据上述三级空气分配比例系数、上述三级燃料质量流量、空气质量流量、空气密度和燃料密度，生成初始三级当量比。
5、可选地，上述目标主燃区温度范围信息通过以下步骤生成：获取预设时间段内的主燃区温度序列、氮氧化物排放量序列和主燃区当量比序列；对上述主燃区温度序列和上述氮氧化物排放量序列进行曲线拟合处理，得到温度氮氧化物特性曲线信息；对上述主燃区温度序列和上述主燃区当量比序列进行曲线拟合处理，得到温度当量比特性曲线信息；根据标准氮氧化物排放量和上述温度氮氧化物特性曲线信息，生成主燃区温度上限值；根据标准当量比阈值和上述温度当量比特性曲线信息，生成主燃区温度下限值；根据上述主燃区温度上限值和上述主燃区温度下限值，确定目标主燃区温度范围信息。
6、可选地，上述一级主喷嘴壁温信息包括各个一级主喷嘴壁温，上述二级主喷嘴壁温信息包括各个二级主喷嘴壁温，上述三级主喷嘴壁温信息包括各个三级主喷嘴壁温；以及上述根据上述一级主喷嘴壁温信息、上述二级主喷嘴壁温信息、上述三级主喷嘴壁温信息、第一标准主喷嘴壁温区间信息、第二标准主喷嘴壁温区间信息和标准氮氧化物排放当量比范围信息，对上述初始一级当量比、上述初始二级当量比和上述初始三级当量比分别进行调节处理，得到目标一级当量比、目标二级当量比和目标三级当量比，包括：根据上述标准氮氧化物排放当量比范围信息，确定第一标准主喷嘴壁温区间信息和第二标准主喷嘴壁温区间信息；将上述各个一级主喷嘴壁温的平均值确定为一级主喷嘴平均壁温；将上述各个二级主喷嘴壁温的平均值确定为二级主喷嘴平均壁温；将上述各个三级主喷嘴壁温的平均值确定为三级主喷嘴平均壁温；根据第一标准主喷嘴壁温区间信息、上述标准氮氧化物排放当量比范围信息和上述一级主喷嘴壁温平均壁温，对上述初始一级当量比进行调节处理，得到目标一级当量比；根据第二标准主喷嘴壁温区间信息、上述标准氮氧化物排放当量比范围信息和上述二级主喷嘴壁温平均壁温，对上述初始二级当量比进行调节处理，得到目标二级当量比；根据第二标准主喷嘴壁温区间信息、上述标准氮氧化物排放当量比范围信息和上述三级主喷嘴壁温平均壁温，对上述初始三级当量比进行调节处理，得到目标三级当量比。
7、可选地，上述第一标准主喷嘴壁温区间信息包括第一主喷嘴壁温下限值和第一主喷嘴壁温上限值，上述第二标准主喷嘴壁温区间信息包括第二主喷嘴壁温下限值和第二主喷嘴壁温上限值；以及上述根据第一标准主喷嘴壁温区间信息、上述标准氮氧化物排放当量比范围信息和上述一级主喷嘴壁温平均壁温，对上述初始一级当量比进行调节处理，得到目标一级当量比，包括：确定上述一级主喷嘴壁温平均壁温是否大于等于上述第一主喷嘴壁温下限值且小于等于第一主喷嘴壁温上限值；响应于确定上述一级主喷嘴壁温平均壁温小于上述第一主喷嘴壁温下限值，根据上述标准氮氧化物排放当量比范围信息，对上述初始一级当量比进行升高处理，得到目标一级当量比；响应于确定上述一级主喷嘴壁温平均壁温大于上述第一主喷嘴壁温上限值，根据上述标准氮氧化物排放当量比范围信息，对上述初始一级当量比进行降低处理，得到目标一级当量比；响应于确定上述一级主喷嘴壁温平均壁温大于等于上述第一主喷嘴壁温下限值且小于等于第一主喷嘴壁温上限值，根据初始一级当量比，生成目标一级当量比。
8、可选地，上述根据第二标准主喷嘴壁温区间信息、上述标准氮氧化物排放当量比范围信息和上述二级主喷嘴壁温平均壁温，对上述初始二级当量比进行调节处理，得到目标二级当量比，包括：确定上述二级主喷嘴壁温平均壁温是否大于等于上述第二主喷嘴壁温下限值且小于等于第二主喷嘴壁温上限值；响应于确定上述二级主喷嘴壁温平均壁温小于上述第二主喷嘴壁温下限值，根据上述标准氮氧化物排放当量比范围信息，对上述初始二级当量比进行升高处理，得到目标二级当量比；响应于确定上述二级主喷嘴壁温平均壁温大于上述第二主喷嘴壁温上限值，根据上述标准氮氧化物排放当量比范围信息，对上述初始二级当量比进行降低处理，得到目标二级当量比；响应于确定上述二级主喷嘴壁温平均壁温大于等于上述第二主喷嘴壁温下限值且小于等于第二主喷嘴壁温上限值，根据初始二级当量比，生成目标二级当量比。
9、可选地，上述根据第二标准主喷嘴壁温区间信息、上述标准氮氧化物排放当量比范围信息和上述三级主喷嘴壁温平均壁温，对上述初始三级当量比进行调节处理，得到目标三级当量比，包括：确定上述三级主喷嘴壁温平均壁温是否大于等于上述第二主喷嘴壁温下限值且小于等于第二主喷嘴壁温上限值；响应于确定上述三级主喷嘴壁温平均壁温小于上述第二主喷嘴壁温下限值，根据上述标准氮氧化物排放当量比范围信息，对上述初始三级当量比进行升高处理，得到目标三级当量比；响应于确定上述三级主喷嘴壁温平均壁温大于上述第二主喷嘴壁温上限值，根据上述标准氮氧化物排放当量比范围信息，对上述初始三级当量比进行降低处理，得到目标三级当量比；响应于确定上述三级主喷嘴壁温平均壁温大于等于上述第二主喷嘴壁温下限值且小于等于第二主喷嘴壁温上限值，根据初始三级当量比，生成目标三级当量比。
10、可选地，上述根据第二标准主喷嘴壁温区间信息、上述标准氮氧化物排放当量比范围信息和上述二级主喷嘴壁温平均壁温，对上述初始二级当量比进行调节处理，得到目标二级当量比，包括：将上述二级主喷嘴壁温平均壁温和上述三级主喷嘴壁温平均壁温的平均值确定为平均主喷嘴壁温；将上述二级主喷嘴壁温平均壁温与上述平均主喷嘴壁温的差值绝对值确定为二级主喷嘴壁温信息差；确定上述二级主喷嘴壁温信息差是否大于预设主喷嘴壁温差；响应于确定上述二级主喷嘴壁温信息差大于上述预设主喷嘴壁温差，根据第二标准主喷嘴壁温区间信息、上述标准氮氧化物排放当量比范围信息和上述二级主喷嘴壁温平均壁温，对上述初始二级当量比进行降低处理，得到目标二级当量比。
11、可选地，上述根据第二标准主喷嘴壁温区间信息、上述标准氮氧化物排放当量比范围信息和上述三级主喷嘴壁温平均壁温，对上述初始三级当量比进行调节处理，得到目标三级当量比，包括：将上述三级主喷嘴壁温平均壁温与上述平均主喷嘴壁温的差值绝对值确定为三级主喷嘴壁温信息差；确定上述三级主喷嘴壁温信息差是否大于上述预设主喷嘴壁温差；响应于确定上述三级主喷嘴壁温信息差大于上述预设主喷嘴壁温差，根据第二标准主喷嘴壁温区间信息、上述标准氮氧化物排放当量比范围信息和上述三级主喷嘴壁温平均壁温，对上述初始三级当量比进行降低处理，得到目标三级当量比。
12、可选地，上述根据上述一级主喷嘴壁温信息、上述二级主喷嘴壁温信息、上述三级主喷嘴壁温信息、第一标准主喷嘴壁温区间信息、第二标准主喷嘴壁温区间信息和标准氮氧化物排放当量比范围信息，对上述初始一级当量比、上述初始二级当量比和上述初始三级当量比分别进行调节处理，得到目标一级当量比、目标二级当量比和目标三级当量比，包括：通过相关联的动态压力传感器获取燃烧压力脉动幅值；获取相关联的进气热电偶采集的主喷嘴进气温度；获取相关联的出口测温耙采集的燃烧室出口温度集；将上述燃烧室出口温度集中的各个燃烧室出口温度的平均值确定为燃烧室出口平均温度；从上述燃烧室出口温度集中筛选出满足预设燃烧室出口温度条件的燃烧室出口温度，得到目标燃烧室出口温度；将上述燃烧室出口平均温度与上述目标燃烧室出口温度的差值绝对值确定为燃烧室出口温差；将上述燃烧室出口平均温度与上述主喷嘴进气温度的差值确定为进出口温度差；根据上述燃烧室出口温差和上述进出口温度差，生成燃烧室出口周向温度分布系数；根据上述燃烧室出口周向温度分布系数、上述燃烧压力脉动幅值、上述第二标准主喷嘴壁温区间信息和上述标准氮氧化物排放当量比范围信息，对上述初始二级当量比和上述初始三级当量比进行调节处理，得到目标二级当量比和目标三级当量比。
13、第二方面，本公开的一些实施例提供了一种应用于燃气轮机的燃烧室，用于实现上述第一方面任一实现方式所描述的方法，其中，上述燃烧室包括火焰筒和主喷嘴；上述火焰筒连接于上述主喷嘴的一侧，上述主喷嘴包括一级主喷嘴、二级主喷嘴和三级主喷嘴。上述一级主喷嘴上设置有一级温度检测装置，上述二级主喷嘴上设置有二级温度检测装置，上述三级主喷嘴上设置有三级温度检测装置。
14、本公开的上述各个实施例中具有如下有益效果：通过本公开的一些实施例的燃烧室当量比调节方法可以调整燃气轮机燃烧室当量比在适当范围之内，合理分配各工况主喷嘴一级、二级、三级分区燃料量，控制主喷嘴一级、二级、三级分区当量比，尽可能的降低氮氧化物排放，从而减少环境污染。具体来说，导致环境污染的原因在于：燃烧室当量比对燃烧后产生的氮氧化物有一定影响，仅对喷嘴的结构改造，而未考虑燃烧室当量比的大小，在燃烧室当量比较大时，依然会造成燃气轮机的污染物排放。基于此，本公开的一些实施例的燃烧室当量比调节方法，首先，获取相关联的一级流量计、二级流量计和三级流量计分别采集的一级燃料质量流量、二级燃料质量流量和三级燃料质量流量。其次，根据上述一级燃料质量流量、上述二级燃料质量流量和上述三级燃料质量流量，生成初始一级当量比、初始二级当量比和初始三级当量比。然后，根据目标主燃区温度范围信息，生成标准氮氧化物排放当量比范围信息。之后，获取相关联的一级温度检测装置、二级温度检测装置和三级温度检测装置分别采集的一级主喷嘴壁温信息、二级主喷嘴壁温信息和三级主喷嘴壁温信息。然后，根据上述一级主喷嘴壁温信息、上述二级主喷嘴壁温信息、上述三级主喷嘴壁温信息、第一标准主喷嘴壁温区间信息、第二标准主喷嘴壁温区间信息和标准氮氧化物排放当量比范围信息，对上述初始一级当量比、上述初始二级当量比和上述初始三级当量比分别进行调节处理，得到目标一级当量比、目标二级当量比和目标三级当量比。最后，根据上述目标一级当量比、上述目标二级当量比和上述目标三级当量比，控制燃气轮机执行燃烧室当量比调节操作。因为氮氧化物的排放量与主燃区的温度密切相关，因此，可以通过主燃区温度、氮氧化物排放量和当量比的关系，从而确定低氮氧化物排放时的当量比范围，也因为根据标准主喷嘴壁温区间信息，通过调节当量比对各个主喷嘴壁温进行控制，进而可以保证主喷嘴壁面温度不超温，即各个主喷嘴出口温度不超温，进一步达到降低氮氧化物排放的目的。由此，本公开的一些实施例的燃烧室当量比调节方法可以调整燃气轮机燃烧室当量比在适当范围之内，合理分配各工况主喷嘴一级、二级、三级分区燃料量，控制主喷嘴一级、二级、三级分区当量比，尽可能的降低氮氧化物排放，从而减少环境污染。
1.一种燃烧室当量比调节方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述根据所述一级燃料质量流量、所述二级燃料质量流量和所述三级燃料质量流量，生成初始一级当量比、初始二级当量比和初始三级当量比，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述目标主燃区温度范围信息通过以下步骤生成：
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一级主喷嘴壁温信息包括各个一级主喷嘴壁温，所述二级主喷嘴壁温信息包括各个二级主喷嘴壁温，所述三级主喷嘴壁温信息包括各个三级主喷嘴壁温；
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第一标准主喷嘴壁温区间信息包括第一主喷嘴壁温下限值和第一主喷嘴壁温上限值，所述第二标准主喷嘴壁温区间信息包括第二主喷嘴壁温下限值和第二主喷嘴壁温上限值；
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述根据第二标准主喷嘴壁温区间信息、所述标准氮氧化物排放当量比范围信息和所述二级主喷嘴壁温平均壁温，对所述初始二级当量比进行调节处理，得到目标二级当量比，包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述根据第二标准主喷嘴壁温区间信息、所述标准氮氧化物排放当量比范围信息和所述三级主喷嘴壁温平均壁温，对所述初始三级当量比进行调节处理，得到目标三级当量比，包括：
8.一种应用于燃气轮机的燃烧室，用于实现如权利要求1-7之一所述的燃烧室当量比调节方法，其中，所述燃烧室包括火焰筒和主喷嘴；
