华能河南中原燃气发电有限公司

本公开的实施例提供一种氢混燃料燃烧喷嘴装置、燃烧室及燃气轮机，包括：喷嘴本体、设置于所述喷嘴本体燃烧端的值班燃料喷嘴，以及环设于所述值班燃料喷嘴外周的多个预混燃料喷嘴；所述预混燃料喷嘴包括内设置有多个用于供氢混燃料流通并预混合的混合通道，以及与所述混合通道连通并开设于所述预混燃料喷嘴尖锥形段的斜向燃料喷口。本申请中，通过在预混燃料喷嘴内设置多个混合通道，并在其锥形段开设斜向燃料喷口，增强了氢混燃料的预混均匀性与燃烧稳定性，从而有效降低了回火风险和氮氧化物（NOx）的生成。

本发明提供一种基于压力脉动的燃气轮机燃烧异常识别方法，属于燃气轮机运行监测与故障诊断技术领域，可显著缓解或解决现有技术中主要依赖人工经验、固定阈值或单一特征量进行判断，存在燃烧状态表征不充分、识别准确性和可靠性较低的问题，本发明采集燃烧室运行过程中的压力脉动监测数据，经预处理和时序窗口特征提取后，与历史运行数据中对应时段的燃烧状态标签关联构建样本集，训练燃烧异常识别模型，并输出当前时刻的燃烧异常概率及报警结果。该方法有利于更全面地表征燃烧状态变化过程，提高燃烧异常识别的准确性、可靠性及在线应用效果。

本发明提供一种燃机掺氢燃烧回火预测方法，属于燃气轮机低碳燃烧安全与故障预判技术领域，可显著缓解或解决现有回火预测依赖高温燃烧仿真、计算量大、收敛性差且难以形成工程安全边界的问题，本发明建立燃机掺氢燃烧系统三维模型，在非反应条件下计算冷态流场，提取局部来流速度、湍流脉动速度及组分分布，并结合一维层流预混火焰计算获得层流火焰传播速度和火焰厚度，经湍流标度修正确定湍流火焰传播速度，构建回火危险系数，进行风险分级并形成安全运行边界。本发明提高了回火预测效率和稳定性，可用于掺氢比例调节、负荷调整和回火预警。

本公开的实施例提供一种适用于燃气轮机的多孔式掺氢燃烧喷嘴及燃气轮机，喷嘴包括：喷嘴主体，内部设有预燃级通道和主燃级通道，所述预燃级通道的出口端于所述喷嘴主体的出口面设有多个预燃级喷孔；所述主燃级通道的出口端于所述出口面具有环设于所述多个预燃级喷孔外周的多个主燃级喷孔。本申请中，采用主燃级喷孔预燃级喷孔的双级多孔结构，有效抑制了氢燃料的快速回火风险。

本发明公开了一种燃气轮机掺氢天然气管道防护方法及系统，属于管道安全技术领域。该方法包括：构建数字孪生模型，获取管道几何参数和材料物性参数，构建计算流体动力学模型和材料扩散模型并耦合，计算流体动力学模型模拟管道内氢气‑天然气混合气体流动分布确定内壁氢浓度，材料扩散模型以氢浓度为边界条件模拟氢原子渗透扩散过程确定管壁氢渗透速率，两者迭代耦合求解输出各工况下管道各位置的氢渗透速率；以掺氢比例、压力和温度为工况变量构建工况空间，通过数字孪生模型仿真生成氢渗透仿真数据集；以该数据集训练深度强化学习模型，以最大化防护效果和最小化抑制剂用量为奖励目标，训练后的模型基于实时工况数据确定最优抑制剂注入流量和涂层自修复方案。