RU2422657C1 - Gas turbine electric power station control method - Google Patents
Gas turbine electric power station control method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2422657C1 RU2422657C1 RU2009148007/06A RU2009148007A RU2422657C1 RU 2422657 C1 RU2422657 C1 RU 2422657C1 RU 2009148007/06 A RU2009148007/06 A RU 2009148007/06A RU 2009148007 A RU2009148007 A RU 2009148007A RU 2422657 C1 RU2422657 C1 RU 2422657C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas turbine
- gtu
- turbine
- speed
- compressor
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Turbines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области газотурбинного двигателестроения и может быть использовано в электронных системах автоматического управления (САУ) газотурбинными двигателями (ГТД) со свободной турбиной, применяемыми в составе газотурбинных установок (ГТУ) для привода электрогенераторов (ЭГ) газотурбинных электростанций (ГТЭС).The invention relates to the field of gas turbine engine building and can be used in electronic automatic control systems (ACS) for gas turbine engines (GTE) with a free turbine used in gas turbine units (GTU) for driving electric generators (EG) of gas turbine power plants (GTES).
Известен способ ручного управления ГТЭС (Константинов В.Н. Системы судовых электроэнергетических систем. Л.: Судостроение, 1972 г., с.33-34).There is a method of manual control of gas turbine power plants (Konstantinov V.N. Systems of ship electric power systems. L .: Shipbuilding, 1972, p. 33-34).
Недостатком известного способа является его низкая эффективность.The disadvantage of this method is its low efficiency.
Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности является способ управления ГТЭС, заключающийся в том, что измеряют частоту вращения свободной турбины, сравнивают заданное и измеренное значения частоты вращения свободной турбины, в зависимости от рассогласования между заданным и измеренным значениями частоты вращения свободной турбины управляют расходом топлива в камеру сгорания ГТУ (Техническое задание «Система автоматического управления, регулирования, защиты, контроля и диагностики (САУ ГТУ) газотурбинной установки ГТУ-6/8РМ» 8Т1.000.014 ТЗ. ОАО «НПО «Сатурн», г.Рыбинск, 2001 г., с.28-54).Closest to the present invention, in technical essence, is a GTES control method, which consists in measuring the speed of a free turbine, comparing the set and measured values of the speed of a free turbine, depending on the mismatch between the set and measured values of the speed of a free turbine, controlling fuel consumption into the combustion chamber of a gas turbine unit (Terms of Reference "Automatic control, regulation, protection, control and diagnostics system (automatic control system of gas turbine unit) of a gas turbine installation GTU-6 / 8RM "8T1.000.014 TK. JSC" NPO "Saturn", Rybinsk, 2001, s.28-54).
Недостаток известного способа управления ГТЭС заключается в том, что он не исключает возможности потери газодинамической устойчивости компрессора ГТУ на режиме холостого хода в процессе охлаждения ГТУ после отключения нагрузки, что может привести к «досрочному» выключению ГТУ. Выключение неохлажденной в соответствии с РЭ ГТУ, например, в условиях Крайнего Севера, где эксплуатируется основная масса ГТЭС, может привести к повреждению и даже поломке элементов газогенератора ГТУ.The disadvantage of the known method of controlling a gas turbine power plant is that it does not exclude the possibility of losing the gas-dynamic stability of a gas turbine compressor at idle during cooling of a gas turbine after disconnecting the load, which can lead to an “early” shutdown of gas turbines. Shutting down an uncooled gas turbine unit in accordance with the operating manual, for example, in the Far North, where the bulk of the gas turbine power station is operated, can lead to damage and even breakdown of gas turbine generator elements.
Это снижает надежность работы ГТУ и ГТЭС в целом.This reduces the reliability of GTU and GTES as a whole.
Целью изобретения является повышение надежности работы ГТЭС за счет повышения качества управления ГТУ, обеспечивающего исключение возможности потери газодинамической устойчивости компрессора ГТУ на режиме холостого хода в процессе охлаждения ГТУ после отключения нагрузки.The aim of the invention is to increase the reliability of GTES by improving the quality of control of a gas turbine, which eliminates the possibility of loss of gas-dynamic stability of a gas turbine compressor at idle during cooling of a gas turbine after disconnecting the load.
Поставленная цель достигается тем, что в способе управления газотурбинной электростанцией, заключающемся в том, что измеряют частоту вращения свободной турбины, сравнивают заданное и измеренное значения частоты вращения свободной турбины, в зависимости от рассогласования между заданным и измеренным значениями частоты вращения свободной турбины управляют расходом топлива в камеру сгорания ГТУ, дополнительно фиксируют включение ЭГ на нагрузку, при последующем отключении нагрузки измеряют частоту вращения турбокомпрессора и температуру воздуха на входе в ГТУ, вычисляют приведенную частоту вращения турбокомпрессора, сравнивают ее значение с наперед заданной величиной, определяемой расчетно-экспериментальным путем для каждого типа ГТУ, при приближении приведенной частоты вращения турбокомпрессора к наперед заданной величине ограничивают снижение расхода топлива в камеру сгорания (КС) ГТУ, которое выполняет регулятор частоты вращения силовой турбины, при достижении приведенной частотой вращения турбокомпрессора наперед заданного значения прекращают снижение расхода топлива и сохраняют этот расход топлива неизменным до останова ГТУ по истечении заданного времени охлаждения ГТУ.This goal is achieved by the fact that in the method of controlling a gas turbine power plant, which consists in measuring the speed of a free turbine, comparing the set and measured values of the speed of a free turbine, depending on the mismatch between the set and measured values of the speed of a free turbine, control the fuel consumption in a gas turbine combustion chamber, additionally record the EG on load; during subsequent load off, measure the speed of the turbocharger and the temperature air at the entrance to the gas turbine, calculate the reduced frequency of rotation of the turbocompressor, compare its value with a predetermined value determined by the calculation and experimental method for each type of gas turbine, when approaching the reduced frequency of rotation of the turbocompressor to the predetermined value limit the decrease in fuel consumption in the combustion chamber (КС ) A gas turbine, which performs the speed control of the power turbine, when the reduced speed of the turbocompressor reaches the preset value in advance, stop the decrease in stroke and retain the fuel consumption constant GTP to stop after a predetermined cooling time GTP.
На чертеже представлена схема устройства, реализующая заявляемый способ.The drawing shows a diagram of a device that implements the inventive method.
Устройство содержит последовательно соединенные блок 1 датчиков (БД), электронный блок 2 управления ГТУ (БУД), блок 3 управления дозатором (БУШДГ), дозатор 4, причем дозатор 4 подключен к БД 1, пульт 5 оператора (ПУ), подключенный к БУД 2.The device contains a series-connected sensor unit 1 (DB), an
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Оператор, управляющий ГТУ, с помощью ПУ 5 задает режим работы ГТУ: запуск, номинал, максимальный и т.д.The operator controlling the gas turbine, using the
Команда оператора от ПУ 5 по цифровому каналу связи (например, RS 485 или Ethernet) передается в БУД 2.The operator's command from the
БУД 2 представляет собой специализированную ПЭВМ с устройствами ввода/вывода и вычислителем, в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ) которого записано специальное программное обеспечение (СПО), реализующее алгоритмы управления ГТУ.The ECU 2 is a specialized PC with input / output devices and a computer, in the read-only memory (ROM) of which special software (SPO) is written that implements GTU control algorithms.
БУД 2 в соответствии с полученной от ПУ 5 командой по сигналам датчиков из БД 1 по известным зависимостям (см., например, книгу Шевяков А.А. Силовые установки ракетных двигателей и энергетических установок. Системы управления энергетических установок. М., Машиностроение, 1985 г.) вычисляет потребный расход топлива в КС ГТУ.
Практически на всех рабочих режимах работы ГТУ в БУД 2 работает регулятор частоты п ст вращения силовой турбины (контур управления п ст). С помощью БД 1 измеряют частоту вращения свободной турбины, сравнивают заданное и измеренное значения частоты вращения свободной турбины, в зависимости от рассогласования между заданным и измеренным значениями частоты вращения свободной турбины формируют потребный расход топлива в КС, по расходной характеристике дозатора 4, которая записывается в энергонезависимую память вычислителя БУД 2 в процессе приемо-сдаточных испытаний ГТУ, формируют заданное положение дозатора 4, сравнивают его с измеренным в БД 1 положением дозатора, по величине рассогласования формируют управляющее воздействие и выдают его в БУШДГ 3. БУШДГ 3 является по своей сути электромеханическим преобразователем, выполненным, например, в виде шагового двигателя. В зависимости от величины управляющего воздействия, полученного от БУД 2, БУШДГ 3 изменяет положение дозатора 4, а соответственно и расход топлива в КС ГТУ.In almost all operating modes of GTU operation in the
Дополнительно в БУД 2 рассчитывают и контролируют приведенную частоту вращения турбокомпрессора: фиксируют команду, полученную от оператора ГТЭС через ПУ 5 на включение ЭГ на нагрузку, при последующем отключении нагрузки (поступила команда из ПУ 5 на отключение нагрузки) измеряют с помощью БД 1 частоту вращения турбокомпрессора и температуру воздуха на входе в ГТУ, вычисляют приведенную частоту вращения турбокомпрессора и сравнивают ее значение с наперед заданной величиной, определяемой расчетно-экспериментальным путем для каждого типа ГТУ (для ГТУ, входящей в состав газотурбинного агрегата ГТА-6/8РМ производства ОАО «Сатурн-ГТ», г.Рыбинск эта величина 5000 об/мин). При приближении приведенной частоты вращения турбокомпрессора к наперед заданной величине ограничивают снижение расхода топлива в камеру сгорания КС ГТУ, которое выполняет регулятор частоты вращения силовой турбины, при достижении приведенной частотой вращения турбокомпрессора наперед заданного значения прекращают снижение расхода топлива и сохраняют этот расход топлива неизменным до останова ГТУ по истечении заданного времени охлаждения ГТУ.Additionally, in the
Таким образом, за счет повышения качества управления ГТУ исключается возможность потери газодинамической устойчивости компрессора ГТУ на режиме холостого хода в процессе охлаждения ГТУ после отключения нагрузки.Thus, by improving the quality of control of a gas turbine, the possibility of losing the gas-dynamic stability of a gas turbine compressor at idle during cooling of a gas turbine after switching off the load is eliminated.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009148007/06A RU2422657C1 (en) | 2009-12-23 | 2009-12-23 | Gas turbine electric power station control method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009148007/06A RU2422657C1 (en) | 2009-12-23 | 2009-12-23 | Gas turbine electric power station control method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2422657C1 true RU2422657C1 (en) | 2011-06-27 |
Family
ID=44739255
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009148007/06A RU2422657C1 (en) | 2009-12-23 | 2009-12-23 | Gas turbine electric power station control method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2422657C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2493393C2 (en) * | 2011-11-01 | 2013-09-20 | Открытое акционерное общество "СТАР" | Method of protection of shipboard gas turbine plant |
-
2009
- 2009-12-23 RU RU2009148007/06A patent/RU2422657C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Техническое задание Система автоматического управления, регулирования, защиты, контроля и диагностики газотурбинной установки ГТУ-6/8РМ 8Т1.000.014ТЗ, ОАО «НПО «Сатурн». - Рыбинск, 2001, с.28-54. Константинов В.Н. Система судовых электроэнергетических систем. - Л.: Судостроение, 1972, с.33-34. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2493393C2 (en) * | 2011-11-01 | 2013-09-20 | Открытое акционерное общество "СТАР" | Method of protection of shipboard gas turbine plant |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103670680B (en) | The control device of exhaust gas by-pass valve of internal-combustion engine | |
US9303565B2 (en) | Method and system for operating a turbine engine | |
EP2808493B1 (en) | Two-shaft gas turbine | |
US8740746B2 (en) | Method for controlling the power transmission in a drive train and drive train | |
JP2008045410A (en) | Control device of internal combustion engine with supercharger | |
EP3315749B1 (en) | Control device for supercharging system | |
RU2422657C1 (en) | Gas turbine electric power station control method | |
RU2451921C1 (en) | Method of technical control of gas-turbine installation | |
JPWO2012017563A1 (en) | Control device for internal combustion engine | |
RU2431051C1 (en) | Gas turbine plant control method | |
JP5804756B2 (en) | Supercharger system, internal combustion engine, and supercharger system control method | |
RU2431753C1 (en) | Gas turbine plant control method | |
RU2432562C2 (en) | Control method of gas-turbine unit technical condition | |
RU2416730C1 (en) | Method of control over gas turbine electric power station | |
RU2375598C1 (en) | Method to control gas tyrbine engine with free turbine | |
RU2435970C1 (en) | Gas turbine plant control method | |
CN204851424U (en) | Compressed air auxiliary device of pressure boost internal -combustion engine | |
RU2453980C1 (en) | Method of gas turbine power plant control | |
RU2425997C1 (en) | Method of control over gas turbine electric power station | |
RU2374473C1 (en) | Method to control gas turbine engine with free turbine | |
KR101760000B1 (en) | Engine system and ship | |
RU2422658C1 (en) | Control method of fuel flow at start of gas turbine unit | |
RU2425996C1 (en) | Method of control over gas turbine unit | |
RU2427721C1 (en) | Control method of fuel flow at start of gas turbine unit | |
RU2425238C2 (en) | Gas turbine engine control device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141224 |