Modellierung von Pulsationen einer Gasturbinen-Ringbrennkammer zur Identifizierung des Maschinenzustands im kommerziellen Betrieb

摘要

In diesem Beitrag wird ein Modell zur Abbildung und Vorhersage des Pulsationsverhaltens (thermoakustisch induzierte Brennkammerschwingungen) von kommerziell eingesetzten Gasturbinen am Beispiel der F-Klasse Gasturbine GT24/GT26 (GE-Power) mit sequenzieller Verbrennung (EV- und SEV-Brennkammer) vorgestellt. Solch ein Modell, welches auf auch auf Einflussgrossen zuruckgefuhrt werden kann, die der Maschinenalterung unterliegen, soll zukunftig dazu dienen, den Maschinen-(alterungs-)zustand durch eine automatisierte Maschinenuberwachung zu identifizieren. Es wird ein einfacher semi-empirischer Ansatz gezeigt, der ein typisches Pulsationsverhalten der EV-Brennkammer im Frequenzbereich <1kHz grundsatzlich gut abbildet und zwei Alterungseinflusse mit einbezieht. Dabei zeigt sich, dass die Modellgenauigkeit durch die explizite Einbeziehung der Alterungseffekte zunimmt (Verbesserung des normalisierten quadratischen Mittelwerte (nRMS: normalized Root Mean Square) von 21.48% auf 14.29%). Ein Vergleich mit einem Modellansatz basierend auf gealterten Daten zeigt eine weitere Verbesserung des nRMSE auf 13,08%. Die Modellergebnisse und die Anwendbarkeit zur Alterungsdetektion im laufenden Betrieb werden diskutiert.