RU2431753C1 - Способ управления газотурбинной установкой - Google Patents
Способ управления газотурбинной установкой Download PDFInfo
- Publication number
- RU2431753C1 RU2431753C1 RU2010109662/06A RU2010109662A RU2431753C1 RU 2431753 C1 RU2431753 C1 RU 2431753C1 RU 2010109662/06 A RU2010109662/06 A RU 2010109662/06A RU 2010109662 A RU2010109662 A RU 2010109662A RU 2431753 C1 RU2431753 C1 RU 2431753C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas turbine
- gtp
- measured
- pressure rotor
- high pressure
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Turbines (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области газотурбинного двигателестроения и может быть использовано в электронно-гидромеханических системах (САУ) автоматического управления газотурбинными установками (ГТУ) различного назначения. Сущность изобретения заключается в том, что дополнительно измеряют частоту вращения ротора высокого давления, в зависимости от температуры воздуха на входе в ГТУ формируют минимально допустимое значение частоты вращения ротора высокого давления, если измеренная частота вращения ротора высокого давления стала меньше минимально допустимого значения, формируют сигнал оператору ГТУ «Предельно низкая частота вращения ротора высокого давления» и прекращают уменьшение расхода топлива в КС ГТУ, измеряют частоту вращения ротора низкого давления, сравнивают ее с предельно допустимым значением, определяемым расчетно-экспериментальным путем, если измеренная частота вращения ротора низкого давления стала больше максимально допустимого значения, формируют сигнал оператору ГТУ «Предельно высокая частота вращения ротора низкого давления» и уменьшают расход топлива в КС ГТУ до тех пор, пока частота вращения ротора низкого давления не станет меньше предельно допустимого значения, измеряют давление воздуха за компрессором высокого давления, сравнивают его с предельно допустимым значением, определяемым расчетно-экспериментальным путем, если измеренное давление воздуха за компрессором высокого давления стало больше максимально допустимого значения, формируют сигнал оператору ГТУ «Предельно высокое давление за компрессором высокого давления» и уменьшают расход топлива в КС ГТУ до тех по
Description
Изобретение относится к области газотурбинного двигателестроения и может быть использовано в электронно-гидромеханических системах (САУ) автоматического управления газотурбинными установками (ГТУ) различного назначения.
Известен способ управления ГТУ, реализованный в электронно-гидромеханической САУ супервизорного типа, Черкасов Б.А. «Автоматика и регулирование ВРД». - М.: Машиностроение, 1974, с.299-296.
Способ заключается в том, что с целью повышения точности управления управляющее воздействие гидромеханического регулятора корректируется в ограниченном диапазоне электронным корректором.
Недостатком известного способа является его низкая эффективность.
Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности является способ управления ГТУ, заключающийся в том, что измеряют частоту вращения силовой турбины, сравнивают заданное и измеренное значения частоты вращения силовой турбины, в зависимости от рассогласования между заданным и измеренным значениями частоты вращения силовой турбины управляют расходом топлива в камеру сгорания (КС) 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.
Недостатком этого способа является следующее.
При отказе САУ, незафиксированном встроенным контролем, возможно неконтролируемое изменение расхода топлива в КС ГТУ, что может привести к превышению предельных параметров ГТУ или выходу газогенератора на нерасчетный режим работы. Для ГТУ сложной схемы (например, ГТЭ-25ПЭР производства ОАО «Авиадвигатель», г.Пермь) с несколькими роторами (у ГТЭ-25ПЭР - три ротора: ротор каскада низкого давления, ротор каскада высокого давления и ротор силовой турбины) и несколькими корпусами (у каждого каскада - свой) следствием этого может стать нарушение работоспособности элементов ГТУ (например, рабочих лопаток и дисков компрессоров и турбин вследствие их перегрева или заклинивания из-за нештатного режима охлаждения корпуса), что может привести к повреждению как ГТУ, так и устройства, приводимого от ГТУ (электрогенератора, газоперекачивающего агрегата).
Это снижает надежность и безопасность работы ГТУ.
Целью изобретения является повышение качества работы САУ с целью повышения надежности и безопасности работы ГТУ.
Поставленная цель достигается тем, что в способе управления ГТУ, заключающемся в том, что измеряют частоту вращения силовой турбины, сравнивают заданное и измеренное значения частоты вращения силовой турбины, в зависимости от рассогласования между заданным и измеренным значениями частоты вращения силовой турбины управляют расходом топлива в КС ГТУ дополнительно измеряют частоту вращения ротора высокого давления, в зависимости от температуры воздуха на входе в ГТУ формируют минимально допустимое значение частоты вращения ротора высокого давления, если измеренная частота вращения ротора высокого давления стала меньше минимально допустимого значения, формируют сигнал оператору ГТУ «Предельно низкая частота вращения ротора высокого давления» и прекращают уменьшение расхода топлива в КС ГТУ, измеряют частоту вращения ротора низкого давления, сравнивают ее с предельно допустимым значением, определяемым расчетно-экспериментальным путем, если измеренная частота вращения ротора низкого давления стала больше максимально допустимого значения, формируют сигнал оператору ГТУ «Предельно высокая частота вращения ротора низкого давления» и уменьшают расход топлива в КС ГТУ до тех пор, пока частота вращения ротора низкого давления не станет меньше предельно допустимого значения, измеряют давление воздуха за компрессором высокого давления, сравнивают его с предельно допустимым значением, определяемым расчетно-экспериментальным путем, если измеренное давление воздуха за компрессором высокого давления стало больше максимально допустимого значения, формируют сигнал оператору ГТУ «Предельно высокое давление за компрессором высокого давления» и уменьшают расход топлива в КС ГТУ до тех пор, пока давление воздуха за компрессором высокого давления не станет меньше предельно допустимого значения.
На чертеже представлена схема устройства, реализующая заявляемый способ.
Устройство содержит последовательно соединенные блок 1 датчиков (БД), блок 2 управления двигателем (БУД), блок 3 управления дозирующим агрегатом, дозирующий агрегат 4 (ДГ), стопорный клапан 5 (СКВ), причем ДГ 4 подключен к БД 1, а СКВ 5 - к БУД 2, к БУД 2 подключен пульт 6 управления ГТУ (ПУ).
Устройство работает следующим образом.
Оператор, управляющий ГТУ, с помощью ПУ 6 задает режим работы ГТУ: запуск, холостой ход, номинальный режим, максимальный режим, перегрузочный режим.
Команда оператора от ПУ 6 по цифровому каналу связи (например, RS 485 или Ethernet) передается в БУД 2. БУД 2 в соответствии с полученной от ПУ 6 командой по сигналам датчиков из БД 1 по известным зависимостям (см., например, книгу Кеба И.В. «Летная эксплуатация вертолетных ГТД», М.: Транспорт, 1976 г., с.117-135) вычисляет потребный расход топлива в КС ГТУ и с помощью блока 3 и ДГ 4 поддерживает режим работы ГТУ, изменяя расход топлива в КС ГТУ.
В частности, в БУД 2 с помощью БД 1 измеряют частоту вращения силовой турбины, сравнивают заданное и измеренное значения частоты вращения силовой турбины, в зависимости от рассогласования между заданным и измеренным значениями частоты вращения силовой турбины управляют расходом топлива в КС ГТУ.
При работе ГТУ СКВ 5 находится в положении «Открыт».
Дополнительно на всех режимах работы ГТУ от холостого хода до максимального обеспечивают защиту ГТУ по предельным параметрам следующим образом.
В БУД 2 с помощью БД 1 измеряют частоту вращения ротора высокого давления, в зависимости от температуры воздуха на входе в ГТУ формируют минимально допустимое значение частоты вращения ротора высокого давления. Для ГТЭ-25ПЭР, например, это делают следующим образом:
где CТвх n=f(Т*вх).
Зависимость СТвх n=f(T*вх) представлена в таблице 1
| Таблица 1 | |||||||||
| Т*вх, К | ≤213 | 233 | 253 | 267 | 273 | 288 | 298 | 308 | ≥318 |
| СТвх n | 0,8833 | 0,9142 | 0,9457 | 0,9671 | 0,9770 | 1,0 | 1,015 | 1,030 | 1,044 |
Если измеренная частота вращения ротора высокого давления стала меньше минимально допустимого значения, в БУД 2 формируют и передают в ПУ 6 сигнал оператору ГТУ «Предельно низкая частота вращения ротора высокого давления» и с помощью блока 3 и ДГ 4 прекращают уменьшение расхода топлива в КС ГТУ.
В БУД 2 с помощью БД 1 измеряют частоту вращения ротора низкого давления, сравнивают ее с предельно допустимым значением, определяемым расчетно-экспериментальным путем (для ГТЭ-25ПЭР это значение равно 4275 об./мин.). Если измеренная частота вращения ротора низкого давления стала больше максимально допустимого значения, в БУД 2 формируют и передают в ПУ 6 сигнал оператору ГТУ «Предельно высокая частота вращения ротора низкого давления» и с помощью блока 3 и ДГ 4 уменьшают расход топлива в КС ГТУ до тех пор, пока частота вращения ротора низкого давления не станет меньше предельно допустимого значения.
В БУД 2 с помощью БД 1 измеряют давление воздуха за компрессором высокого давления, сравнивают его с предельно допустимым значением, определяемым расчетно-экспериментальным путем (для ГТЭ-25ПЭР это значение равно 35,5 кг/см2). Если измеренное давление воздуха за компрессором высокого давления стало больше максимально допустимого значения, в БУД 2 формируют и передают в ПУ 6 сигнал оператору ГТУ «Предельно высокое давление за компрессором высокого давления» и с помощью блока 3 и ДГ 4 уменьшают расход топлива в КС ГТУ до тех пор, пока давление воздуха за компрессором высокого давления не станет меньше предельно допустимого значения.
Таким образом, за счет повышения качества работы САУ обеспечивается защита ГТУ по предельным параметрам, что позволяет предотвратить выход газогенератора на нерасчетные режимы работы и, как следствие, обеспечить повышение надежности и безопасности работы ГТУ.
Claims (1)
- Способ управления ГТУ, заключающийся в том, что измеряют частоту вращения силовой турбины, сравнивают заданное и измеренное значения частоты вращения силовой турбины, в зависимости от рассогласования между заданным и измеренным значениями частоты вращения силовой турбины управляют расходом топлива в КС ГТУ, отличающийся тем, что дополнительно измеряют частоту вращения ротора высокого давления, в зависимости от температуры воздуха на входе в ГТУ формируют минимально допустимое значение частоты вращения ротора высокого давления, если измеренная частота вращения ротора высокого давления стала меньше минимально допустимого значения, формируют сигнал оператору ГТУ «Предельно низкая частота вращения ротора высокого давления» и прекращают уменьшение расхода топлива в КС ГТУ, измеряют частоту вращения ротора низкого давления, сравнивают ее с предельно допустимым значением, определяемым расчетно-экспериментальным путем, если измеренная частота вращения ротора низкого давления стала больше максимально допустимого значения, формируют сигнал оператору ГТУ «Предельно высокая частота вращения ротора низкого давления» и уменьшают расход топлива в КС ГТУ до тех пор, пока частота вращения ротора низкого давления не станет меньше предельно допустимого значения, измеряют давление воздуха за компрессором высокого давления, сравнивают его с предельно допустимым значением, определяемым расчетно-экспериментальным путем, если измеренное давление воздуха за компрессором высокого давления стало больше максимально допустимого значения, формируют сигнал оператору ГТУ «Предельно высокое давление за компрессором высокого давления» и уменьшают расход топлива в КС ГТУ до тех пор, пока давление воздуха за компрессором высокого давления не станет меньше предельно допустимого значения.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010109662/06A RU2431753C1 (ru) | 2010-03-15 | 2010-03-15 | Способ управления газотурбинной установкой |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010109662/06A RU2431753C1 (ru) | 2010-03-15 | 2010-03-15 | Способ управления газотурбинной установкой |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2431753C1 true RU2431753C1 (ru) | 2011-10-20 |
Family
ID=44999235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010109662/06A RU2431753C1 (ru) | 2010-03-15 | 2010-03-15 | Способ управления газотурбинной установкой |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2431753C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2493392C2 (ru) * | 2011-10-21 | 2013-09-20 | Открытое акционерное общество "СТАР" | Способ защиты газотурбинного двигателя |
| RU2493393C2 (ru) * | 2011-11-01 | 2013-09-20 | Открытое акционерное общество "СТАР" | Способ защиты газотурбинной судовой установки |
| RU2631194C1 (ru) * | 2013-09-17 | 2017-09-19 | Сименс Акциенгезелльшафт | Способ контроля устройства защиты от превышения частоты вращения одновальной установки |
-
2010
- 2010-03-15 RU RU2010109662/06A patent/RU2431753C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Техническое задание «Система автоматического управления, регулирования, защиты, контроля и диагностики (САУ ГТУ) газотурбинной установки ГТУ-6/8РМ» 8Т1.000.014 ТЗ, ОАО «НПО «Сатурн». - Рыбинск, 2001, с.28-54. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2493392C2 (ru) * | 2011-10-21 | 2013-09-20 | Открытое акционерное общество "СТАР" | Способ защиты газотурбинного двигателя |
| RU2493393C2 (ru) * | 2011-11-01 | 2013-09-20 | Открытое акционерное общество "СТАР" | Способ защиты газотурбинной судовой установки |
| RU2631194C1 (ru) * | 2013-09-17 | 2017-09-19 | Сименс Акциенгезелльшафт | Способ контроля устройства защиты от превышения частоты вращения одновальной установки |
| US10036275B2 (en) | 2013-09-17 | 2018-07-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for testing an overspeed protection apparatus of a single-shaft system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10890083B2 (en) | Turbine tip clearance | |
| CN108180077B (zh) | 在结冰状况期间限制燃气轮机的核心发动机速度的方法 | |
| CN102317600A (zh) | 用于调节燃气涡轮机的方法和***以及包括该***的燃气涡轮机 | |
| CN107191270B (zh) | 燃气涡轮机发动机的多级压缩机及其控制方法 | |
| US20170211409A1 (en) | Control device, system, and control method | |
| JP5546541B2 (ja) | ガスタービンおよびその運転方法 | |
| RU2431753C1 (ru) | Способ управления газотурбинной установкой | |
| US10697382B2 (en) | Control device for supercharging system | |
| JP2012500362A5 (ru) | ||
| RU2431051C1 (ru) | Способ управления газотурбинной установкой | |
| RU2451921C1 (ru) | Способ контроля технического состояния газотурбинной установки | |
| EP3269944A1 (en) | A method of operating a gas turbine engine | |
| RU2392498C2 (ru) | Устройство управления механизацией компрессора газотурбинного двигателя | |
| WO2014052043A1 (en) | Variable vane scheduling | |
| RU2435970C1 (ru) | Способ управления газотурбинной установкой | |
| RU2432562C2 (ru) | Способ контроля технического состояния газотурбинной установки | |
| US9938906B2 (en) | Combustion stability logic during off-load transients | |
| RU2427722C1 (ru) | Способ управления газотурбинной установкой | |
| US10408135B2 (en) | Method for operating a gas turbine below the nominal power thereof | |
| RU2422657C1 (ru) | Способ управления газотурбинной электростанцией | |
| RU2422658C1 (ru) | Способ управления расходом топлива на запуске газотурбинной установки | |
| RU2454557C2 (ru) | Способ управления газотурбинной установкой | |
| RU2493393C2 (ru) | Способ защиты газотурбинной судовой установки | |
| RU2747542C1 (ru) | Способ защиты газотурбинного двигателя от помпажа | |
| RU2425996C1 (ru) | Способ управления газотурбинной установкой |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150316 |