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随着技术的进步，燃气轮机以其结构紧凑、启动快、运行平稳、热效率高等优势已经成为21世纪核心动力装备之一。异常检测与故障诊断技术是保障燃气轮机经济性和安全性的重要手段。燃烧室工作条件恶劣，故障频发，且一旦损坏后果严重，因此加强燃烧室的异常检测和故障诊断有着十分重要的意义。燃烧室的异常检测是通过监测燃气轮机透平出口排温的变化情况实现的。在燃气轮机排温分布中，理论上的各个测点的温度应该均匀一致，但是由于初装误差的存在，各个燃烧室的燃烧情况不尽相同，使得各点排温存在一定的固有差异。这种差异反映了设备的固有特性，使得燃气轮机的排温分布存在一定的常模式（即固有模式），就像设备的指纹一样，只要不发生结构性变化，该常模式就是设备的身份标签不会发生变化。本文的研究内容就是提取不受工况及环境变化影响的排温分布常模式，能够实现对燃气轮机排温异常演化过程的检测。本文基于燃气轮机原理，建立了能够反映燃气轮机排温分布固有特性的燃气轮机排温分布模型。通过仿真分析，得到了变工况及典型故障对排温分布影响的规律，从理论上证明了排温分布常模式的存在。由于理论上建立的排温分布常模式具有一定的局限性，因此利用燃气轮机实际数据建立了排温和平均温度、空气入口温度、燃气轮机发生器出口压力之间的多元线性回归模型。基于该模型，将排温与这三个参量之间的关系定义为燃气轮机排温分布的常模式，利用排温和各个参量的关系定义了能够反映各个排温之间的差异性的排温偏离指数，并在此基础上提取了燃气轮机排温分布的常模式，分析了该常模式的合理性及优势。采用了三种异常检测算法进行了燃气轮机排温异常检测算法研究，三种异常检测算法分别是基于距离判别法的异常检测算法、基于改进质量控制图的异常检测算法、基于修正贝叶斯的异常检测算法。三种燃气轮机排温异常检测的方法都能较为灵敏的检测出燃气轮机排温异常，但是各有优缺点，本文针对每种检测方法的优缺点进行了分析。