CN112727605B - 一种燃气轮机起动控制方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种燃气轮机起动控制方法，所述方法包括如下步骤：利用燃气轮机起动装置加速所述燃气轮机至脱扣转速，并在此过程中：利用温度传感器液压油的油箱油温状态，若液压油箱的油温小于第一阈值或大于第二阈值时，油箱温度传感器故障；利用液位传感器探测液压油箱的液位高度状态，若液位低于第三阈值，则禁止液压启动系统启动；利用转速传感器探测燃气轮机起动装置的转速，若转速超过第四阈值，则燃气轮机与液压起动装置装置脱开。本发明提供了一种简便准确的对燃气轮机液压启动状态进行监测的方法和装置。

Description

一种燃气轮机起动控制方法和装置
技术领域
本发明涉及航空发动机控制领域，具体地，涉及种燃气轮机起动控制方法和装置。
背景技术
中等功率燃气轮机的液压起动装置包括执行元件液压马达，负责离合功能离合器，启动装置转速传感器，以及能够提供液压能、驱动马达的液压起动撬，液压起动撬集成了液压油油箱、驱动电机、液压泵、测温元件、测液位元件、过滤元件等。所述液压起动控制系统不仅能够接收液压起动装置的仪表测量信号、设备状态信号，实时监测分析转速、温度、压力、液位、设备状态等变量，作出相应判断，实现保护功能；还可以向起动装置的设备发出指令信号，控制设备的运行，实现设备控制功能。
CN201720788003.5公布了一种燃气轮机的闭式液压起动系统，描述了液压起动系统的组成部分、工作原理，但缺少对液压起动控制系统的描述，而燃气轮机的液压启动系统直接关乎燃气轮机运行的安全性能，需提供一种简便准确的燃气轮机液压启动状态进行监测的方法装置。
发明内容
因此，为了克服上述现有技术的缺点，本发明提供一种燃气轮机起动控制方法和装置，以降低分析时间和计算成本。
为了实现上述目的，提供一种燃气轮机起动控制方法，所述方法包括如下步骤：
利用燃气轮机起动装置加速所述燃气轮机至脱扣转速，并在此过程中：
利用温度传感器探测液压泵斜盘开度液压油的油箱油温状态，若液压油箱的油温小于第一阈值或大于第二阈值时，发出温度传感器故障报警；
利用液位传感器探测液压油箱的液位高度状态，若液位低于第三阈值，则禁止液压起动系统运行；
利用转速传感器探测燃气轮机起动装置的转速，若转速超过第四阈值，则燃气轮机与起动装置脱开。
进一步地，所述利用燃气轮机起动装置加速所述燃气轮机至脱扣转速，进一步包括：利用燃气轮机起动装置拖动所述燃气轮机，从零转速待机状态，加速到清吹转速后进行清吹，清吹完成后先进行减速，再重新加速到点火转速，然后进行点火，点火完成后加速到脱扣转速，然后液压起动装置与燃机脱离。
进一步地，燃气轮机起动装置拖动所述燃气轮机加速至清吹完成的过程中，对燃气轮机的液压泵斜盘进行PI控制，所述PI控制为：
其中，
A表示液压泵斜盘开度信号，单位％；
表示燃机转速测量值，单位r/min；
表示燃机清吹转速，单位r/min；
表示积分时间，单位min；
表示比例增益。
进一步地，还包括当所述温度传感器失效时，发出温度传感器报警信号，禁止液压起动系统启动。
进一步地，还包括当所述液位传感器失效时，发出液位传感器报警信号，禁止液压起动系统启动。
进一步地，还包括当所述转速传感器失效时，发出报警信号，并发出燃气轮机停机指令。
进一步地，所述第一阈值为-5℃，所述第二阈值为105℃。
进一步地，所述第三阈值为40℃，所述第四阈值为4300r/min。
本发明还提供一种燃气轮机起动控制装置，该装置通过上述起动控制方法对所述燃气轮机进行起动控制。
进一步地，所述系统包括：
温度传感器，用于探测液压油的油箱油温状态；液位传感器，用于探测液压油箱的液位高度状态；
转速传感器，用于探测燃气轮机起动装置的转速，若转速超过第四阈值，则燃气轮机与起动装置脱开；
控制系统用于处理所述温度传感器、所述转速传感器和所述液位传感器所监测的数据。
与现有技术相比，本发明所提供的一种燃气轮机起动控制方法和装置，可以更简便准确的对燃气轮机启动状态进行监测，通过现有燃气轮机传感器进行采集对信号进行闭环处理，提高了燃气轮机，特别是中等功率燃气轮机启动安全性和可靠性。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。
液压起动装置包括执行元件液压马达，负责离合功能离合器，启动装置转速传感器，以及能够提供液压能、驱动马达的液压起动撬，液压起动撬集成了液压油油箱、驱动电机、液压泵、测温元件、测液位元件、过滤元件等。所述液压起动控制系统不仅能够接收液压起动装置的仪表测量信号、设备状态信号，实时监测分析转速、温度、压力、液位、设备状态等变量，作出相应座机判断，实现保护功能；还可以向起动装置的设备发出指令信号，控制设备的运行，实现设备控制功能。
液压起动控制系统主要实现的是对液压起动系统转速的控制功能，液压起动系统转速是通过控制液压泵斜盘开度调节液压油的流量来实现的，因此对转速的控制就是对斜盘开度的控制。对于燃机正常起机过程，液压起动装置拖动燃机经历的几个阶段为：零转速待机状态，加速到清吹转速2250r/min左右进行清吹，清吹完成减速到1600r/min后重新加速到点火转速1700r/min进行点火，点火完成后加速到脱扣转速完成液压起动装置与燃机脱离。
待机状态，燃机零转速，液压泵斜盘输出角度为0％；
起动装置带动燃机加速到清吹转速至清吹完成，对液压泵斜盘进行PI控制。
所述PI控制的公式为：
其中，
A表示液压泵斜盘开度信号，单位％；
N测量表示燃机转速测量值，单位r/min；
N清吹表示燃机清吹转速，单位r/min；
TI表示积分时间，单位s；
KP表示比例增益。
燃机清吹完成先减速到1600r/min过程中，斜盘的开度以一定的斜率向着0％开度减小。；
燃机重新加速到点火转速过程中，斜盘开度以一定的斜率向着100％开度增大；
点火完成，起动装置带动燃机到脱扣转速过程，斜盘开度以一定斜率向着100％开度增大。当转速达到脱扣转速，燃气轮机与液压起动装置脱离，液压起动系统逐渐停止运行。
保护功能主要涉及以下逻辑：
液压油箱温度监测：控制系统监测到液压油箱油温低，或液压油箱油温高时，不允许液压起动系统运行。液压油油温低阈值、高阈值根据实际情况设定。温度传感器失效时，发出报警信号。
液压油箱液位监测：控制系统监测到液压油箱液位低低，发出液位低低报警，液压起动系统不允许起动。液位传感器失效时，发出报警信号。
起动装置转速监测：发生超速、传感器故障等转速故障情况，控制系统发出报警，严重的情况执行停机指令。
上述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种燃气轮机起动控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
利用燃气轮机起动装置加速所述燃气轮机至脱扣转速，并在此过程中：
利用温度传感器探测液压油的油箱油温状态，若液压油箱的油温小于第一阈值或大于第二阈值时，发出温度传感器故障，禁止液压起动系统启动；
利用液位传感器探测液压油箱的液位高度状态，若液位低于第三阈值，则禁止液压启动系统启动；
利用转速传感器探测燃气轮机起动装置的转速，若转速超过第四阈值，则燃气轮机与液压起动装置脱开；
所述利用燃气轮机起动装置加速所述燃气轮机至脱扣转速，进一步包括：利用燃气轮机起动装置拖动所述燃气轮机，从零转速待机状态，加速到清吹转速后进行清吹，清吹完成后先进行减速，再重新加速到点火转速，然后进行点火，点火完成后加速到脱扣转速，然后液压起动装置与燃机脱离；
燃气轮机起动装置拖动所述燃气轮机加速至清吹完成的过程中，对燃气轮机的液压泵斜盘进行PT控制，所述PT控制为：
其中，
A表示液压泵斜盘开度信号，单位％；
N测量表示燃机转速测量值，单位r/min；
N清吹表示燃机清吹转速，单位r/min；
Ti表示积分时间，单位s；
Kp表示比例增益。
2.一种燃气轮机起动控制装置，其特征在于，该装置通过权利要求1所述的起动控制方法对所述燃气轮机进行起动控制。
3.如权利要求2所述的燃气轮机起动控制装置，其特征在于，包括：
温度传感器，用于探测液压油的油箱油温状态；液位传感器，用于探测液压油箱的液位高度状态；
转速传感器，用于探测燃气轮机起动装置的转速，若转速超过第四阈值，则燃气轮机与液压起动装置脱开；
控制系统，用于处理所述温度传感器、所述转速传感器和所述液位传感器所测量的数据。
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