본 기술은 연소부 내부의 동압 센서로 연소 동압을 측정하고, 민감도 분석으로 정한 신호 시간 주기에 따라 연소불안정 판별값을 계산해 연소 상태를 판단하고 운전을 제어하는 가스터빈 연소불안정 진단 시스템 및 방법입니다.
가스터빈 연소기는 1500℃ 수준의 고온에서 불안정 연소로 인한 압력 변동과 화염 위치 변동이 생겨 국부 응력 집중과 열사이클 변동으로 균열이 발생할 수 있었습니다. 기존 감시 장치는 배기가스나 연소기 표면의 온도 분포로 이상을 추정하는 방식이어서 연소불안정을 실시간으로 조기에 정확히 파악하는 데 한계가 존재했습니다.
본 기술은 동압 신호 에너지의 엔트로피와 프레임 내 신호 변화 확률을 이용해 판별값을 산출하고, 판별기준값이 0.1 이하이면 불안정으로 판정해 즉시 연소제어부가 대응하도록 합니다. 발전용·산업용 가스터빈의 상태 감시 및 예지 정비 시스템에 적용될 수 있어 연소기 균열과 터빈 날개 손상을 미리 막고 설비 정지 위험을 줄일 수 있습니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 고속온도, 고속화염영상, 고속동압 신호의 인공지능 기반 빅데이터 분석을 통한 가스터빈 연소불안정 예측진단 기술 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
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