DE1576976A1

DE1576976A1 - Method and device for automatically starting turbines, in particular gas turbines

Info

Publication number: DE1576976A1
Application number: DE19671576976
Authority: DE
Inventors: Evzen Oklestek; Josef Stehlik
Original assignee: Prvni Brnenska Strojirna Zavody Klementa Gottwalda
Current assignee: Prvni Brnenska Strojirna Zavody Klementa Gottwalda
Priority date: 1967-08-30
Filing date: 1967-08-30
Publication date: 1970-05-06

Description

Verfahren und Einrichtung zur automatischen Ingang. Setzung von Turbinen,.insbesondere von Gasturbinen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur automatischen Ingangsetzung von Tur-.binen, insbesondere von Gasturbinen.Process and device for automatic start-up. Setting of turbines, .in particular of gas turbines The invention relates to a method and a device for the automatic start-up of turbines, especially gas turbines.

Beim Anlauf von Turbinen ist z.B, eine ganze Reihe von Arbeitsschritten durchzuführen, welche zur sicheren Startausführung den Aggregats unentbehrlich sind. Manche Arbeitsschritte sind so wichtig, da8 die Blockierung des weiteren Verlaufes des Startvorganges solange durchzuführen,ist, bis ein bestimmter Arbeitsschritt fertig ist. Die gegenseitige Bindung von Arbeitsschritten ist zufällig oder durch vorherbestimmten Startvorgang gebunden. Die Arbeitsschritte sind mit der Betätigung irgendwelchen Organe oder Einrichtung verbunden. Das Organ oder die Einrichtung ist an verschiedensten, meist beträchtlich entlegenen Stellen angebracht. Diese Tatsache verursacht Zeitverluste beim Turbinenanlauf. Dieser Zustand ist nachteilig, insbesondere bei voraussehbaren Defekten, wo das@Aggregat auf schnellstem Wege wiederum in Betrieb gesetzt werden soll. Deshalb benützt man Servomotoren mit Fernbedienung, bzw. Einrichtungen zur automatischen Startausführung, In jedem Falle sind zuerst alle Vorbereitungs-Arbeits. schritte durchzuführen, welche als notwendige Bedingungen zum Startbeginn klassifiziert werden. Dabei kann diese Vorbereitung länger dauern, als die eigentliche Startausführung. In solchem Falle ist es vom Standpunkt eines schnellen Startes wichtig alle Vorbereitungsarbeiten mit höchster Zeitvoreilung vor dem eigentlichen Start durchzuführen. Mit Vorteil ist es möglich in diesem Falle die zum Auslauf des Aggregats benötigte Zeit zu benützen. Beispielsweise ist beim Anlauf von Aasturbinen eine ganze Reihe von Arbeitsschritten in genauer Reihenfolge vorzunehmen. Es handelt sich dabei um eine in Bezug auf das Bedienungspersonal verhältnismäßig anspruchsvolle Angelegenheit. In dem falle, wo der Turbinenanlauf rasch-auszuführen ist-was allerdings bei den elastischen Gasturbinen nötig und wünschenswert ist - steigen auch die .Ansprüche an das Bedienungspersonal.When starting up turbines, for example, a whole series of work steps must be carried out, which are indispensable for a safe start-up of the unit. Some work steps are so important that the further course of the starting process must be blocked until a certain work step is finished. The mutual binding of work steps is random or bound by a predetermined starting process. The work steps are connected with the operation of some organs or devices. The organ or the device is attached to the most varied, mostly considerably remote places. This fact causes time losses when starting the turbine. This condition is disadvantageous, especially in the case of foreseeable defects, where the unit should be put into operation again as quickly as possible. This is why servomotors with remote control or devices for automatic starting are used. In any case, all preparatory work must be done first. carry out steps that are classified as necessary conditions at the beginning of the start. This preparation can take longer than the actual start execution. In such a case it is important to carry out from the standpoint of a fast startes all preparation with maximum time advance before the actual start. Advantageously, it is possible to use the time required to run the unit in this case. For example, when starting up Aasturbinen, a whole series of work steps must be carried out in a precise sequence. This is a relatively demanding matter in terms of the operating personnel. In the case where the turbine start-up has to be carried out quickly - which, however, is necessary and desirable in the case of elastic gas turbines - the demands on the operating personnel also increase.

Die angeführten Nachtelle werden durch das erfindungsgemäße automatische Verfahren zum Turbinenanlauf, insbesondre von Gasturbinen beseitigt, dessen Wesen darin beruht, daß die Regel- und Betätigungsorgane zuerst in die zum Anlauf der Turbinen zweckdienlichste Lage automatisch eingestellt werden, worauf das Aggregat auf die geforderte Drehzahl stufenweise gebracht wird. Die mit der Einstellung der zum Startanfang benötigten Bedingungen zusammenhängenden Arbeitsschritte werden vor dem eigentlichen Start nach dem Auslösen eines ätartvorbereitungskommandos durchgeführt, worauf der eigentliche Start nach dem'Auslösen des speziellen StfLrtkommandos durchgeführt wird.The disadvantages mentioned are eliminated by the automatic method according to the invention for turbine start-up, especially of gas turbines, the essence of which is that the control and actuating elements are first automatically set to the most appropriate position for starting the turbines, whereupon the unit is gradually brought to the required speed will. The work steps related to the setting of the conditions required at the start of the start are carried out before the actual start after a type preparation command has been triggered, whereupon the actual start is carried out after the special StfLrt command has been triggered.

Es ist möglich den eigentlichen Start ohne vorheriges , Kommandoauslösen zur Einstellung von Startbedingungen auf die weise durchzuführen, daß nach dem Auslösen des Start-kommandos zuerst die Einstellung von Bedingungen zum Startanfang durchgeführt wirdv wonach gleich die Ausführungedes eigentlichen Startes folgt ohne weiteres Startkommando zu geben. Nach dem Auslösen den Startunterbreohuangskommandoe setzt man auf Grund des wiederholten Startkommandos im abgebrochenen Start nur fort, falls es zu den Arbeitsschritten nicht gekommen ist, welche bei der Fortsetzung das Startes die Beschädigung den ganzen Aggre- gate oder der Einrichtungen verursachen würden. Nach dem äommandoaualösen zum Startabbrechen im beliebigen Augen- blick des Startverlaufes wird der Start abgebrochen und die zum Anfang den weiteren Startes benötigten Bedingungen beginnen automatisch eingestellt zu werden. Die Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum automatischen Turbinenanlauf besteht aus dem Anlaßdruekknopf, dem Druckknopf zur Stadtvorbereitung, den Kontakten den Anlaßrelais und dem logischen Kreis.It is possible to carry out the actual start without the prior command trigger for setting starting conditions to the example of giving which equal the Ausführungedes actual startes follows immediately start command that after triggering the start details first the setting of conditions performed to start early wirdv. After triggering the start interruption command, due to the repeated start command, the aborted start is only continued if the work steps did not occur which , if the start were continued, would damage the entire aggregate or the facilities . After triggering the command to cancel the start at any point in the start process, the start is canceled and the conditions required for the beginning of the further starts begin to be set automatically . The device for carrying out the method according to the invention for automatic turbine start-up consists of the starter push button, the push button for city preparation, the contacts, the starter relay and the logic circuit.

Die Startausführung ist durch die Regelstrecke des An-. laufelektromotors mit Servomotor des Anwurfrotors möglich, in dessen Regelstrecke die stromempfindlichen Relais geschaltet sind. Die einzelnen Relais werden durch den Flammenwächter in Betrieb-gesetzt, Die einzelnen, Automatikelemente der Starteinrichtung schalten den die spannungsempfindlichen Relais betätigenden Tachogenerator ein, Der eigentliche Start kann erst durchgeführt werden, wenn die zum Aggregatstart benötigten Bedingungen erfüllt sind. Diese Bedingungen kann man durch das Niederdrücken des zugehörigen Druckknopfes "Start" vorweg einstellen. Falls die Startbedingungen nicht im voraus erfüllt sind und der Druckknopf "Start" wird gedrückt, verläuft der Start nicht regelmäßig, sondern die Grundbedingungen zum Start beginnen zuerst automatisch eingestellt zu werden und erst nach dessen Einstellung wird der Start automatisch durchgeführt. Die zum Start benötigte Zeit wird dadurch allerdings um die Einstellung von "Startbedingungen" verlängert. Nach dem eigentlichen Aggregatstart wird die Mehrheit von Elementen in ihre Ausgangsloge zurückgestellt, soweit es der Betrieb des Aggregats zuläßt, wodurch die zum weiteren Start benötigte Zeit vermindert wird.The start execution is through the controlled system of the approach. Electric motor with servomotor of the throwing rotor possible, in whose control system the current-sensitive relays are switched. The individual relays are put into operation by the flame monitor. The individual automatic elements of the starter device switch on the tachometer generator that actuates the voltage-sensitive relays. The actual start can only be carried out when the conditions required for starting the unit are met. These conditions can be set in advance by pressing the corresponding "Start" button. If the start conditions are not met in advance and the "Start" button is pressed, the start does not run regularly, but rather the basic conditions for the start begin to be set automatically and the start is only carried out automatically after this has been set. The time required for the start is, however, extended by the setting of "start conditions". After the actual start of the unit, the majority of elements are returned to their starting box, as far as the operation of the unit allows, whereby the time required for further start is reduced.

Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben. Wie in der einzigen Figur gezeigt, verläuft der eigentliche Start von Gasturbinen mittels der automatischen Starteinrichtung wie folgte Falls es im voraus bekannt ist, wann die Turbine gestartet werdeneöll,wird zuerst die Einstellung von Anfangsbedingungen zum Turbinenstart durch das Niederdrücken des Druckknopfes "Startvorbereitung" durchgeführt. Die Kontakte 3 des Anlaßrelais senden mittels der Endpole 16 Impulse zum Ausführen der Vorbereitungs-Arbeitsschritte ausö Dies sind nämlich: die Einführung der Brennstoffversorgung in den Bereitschaftszustand, die Einaohaltung der Brennstoffpumpe, die Öffnung des Hauptabsperrorgans für den Brennstoff, die Anordnung des Anfahrimpulsgebers in Ausgangslage, die Schaltung des Plammenwäohters usw..An exemplary embodiment of the invention is described in more detail below with reference to the drawing. As shown in the single figure, the actual start of gas turbines by means of the automatic starter takes place as follows. If it is known in advance when the turbine will be started, the setting of initial conditions for turbine start is first carried out by pressing the "start preparation" button. The contacts 3 of the starting relay send impulses by means of the end poles 16 to carry out the preparatory work steps. These are namely: the introduction of the fuel supply to the standby state, the maintenance of the fuel pump, the opening of the main shut-off device for the fuel, the arrangement of the start-up pulse generator in the initial position, the circuit of the Plammenwäohters etc ..

Nach den richtig ausgelösten Kommandos werden die elektrischen Signale mittels der Zuführungen 17 in den logischen Kreis 49 überwiegend von den Endeohaltern und Manostaten eingeführt.After the correctly triggered commands, the electrical signals are introduced into the logic circuit 49 by means of the feeds 17, predominantly from the endo holders and manostats.

Es ist beispielsweise dies: die Anzeige der vollen Öffnung der Hauptabsperrorgane für den Brennstoff, 'die Kontrolle des Brennstoffdruckes, die Kontrolle der richtigen Anordnung des Anfahrimpulsgebers in die Ausgangslage, die Kontö%lle der vollständigen Zwisohenaohaltung des Wider- standes des Rotoranlassers usw. Die Richtigkeit der Durchführung aller Operationen wird angezeigt. Durch das Niederdrücken des Druckknopfes 1 ist es möglich den eigentlichen Start vorzunehmen und falls a11e.Bedingungen zum eigentlichen Start nicht erfüllt werden, dann wird nach Niederdrücken des Druckknopfes 1 zuerst die Startvorbe.. reitung durchgeführt und gleich darauf folgt der Start. .Dieser Vorgang ist dann, zweckdienlich, wenn die Turbine unmittelbar gestartet werden soll. Der Start verläuft so, daß der Relaisteil 5.zuerst Impulse zur Schaltung der Kupplung 18 sendet. Nach der Kontrolle der richtigen Schaltung der Kupplung wird die Durchdreheinrichtung 19 geschaltet und der Anlaufelektromotor 9 an das Netz durch den Schalter 10 angeschlossen. Jetzt beginnt das Anfahren des Anlaufelektromotors 9 mittels des Servomotors des Rotoranlassers 11 durch den Konetantatrom, welcher durch. das stromempfindliche Relais 6 konstantgehalten ist' solange die durch den Taohogenerator 12 angezeigte und durch das spannungsempfindliche Relais 13 bestimmte Drehzahl nicht erreicht ist. Bei dieser Drehzahl beginnt die hlammenzündung durch die Zündanlage 22 in der Brennkammer 21. Nach der Kontrolle der hlammenzündung des Flammenwächters 8 beginnt der Anlauf des Elektromotors 9 bei voller Strombelastung welche durch das dtromempfindliche auf den Servomotor 11 des Rotoranlassers wirkende Relais 7 geregelt ist. Der Anlauf ist schon durch die Öffnung des Brennstoffventils 24 und durch die Brennstoffzugabe mittels des Anfahrimpulsgebers 23 beschleunigt, Nach dem Erreichen einer synchronen Drehzahl des Anlaufelektromotors 9, welche durch den Tachogenerator 12 angezeigt und durch das spannungs- empfindliche Relais 14 bestimmt wird, ist die Aunnehaltung des Anlaufelektromotots 9 durch den Schalter 10, die Ausschaltung der Durchdrehangseinrichtung 19 und die AuBerbätriebsetzung der Zündanlage 22 durchgeführt. Nach dem Erreichen der vorher gestellten, durch den Tachogene -rator 12 angegebenen und durch das spannungsempfindliche Relais 15 bestimmten Drehzahl hört der Anfahrimpulsgeber 23 auf@Brennstoff beizumischen, dgmit die Regelungsübernahme durch den Geschwindigkeite-Impulegeber 25 allmählich wird und.daß es nicht zur Voreilung den Aggregate kommt. Sobald die Regelung durch den Geschwindigkeitsimpulegeber 25 übernommen ist, beginnt der Anfahrimpulageber 23 in seine Endlage nachzulaufen, wodurch dieser außer Betrieb geset$t.wird. Der Servomotor 11 des Rotoranlassers beginnt diesen in seine Ausgangslage zurückzustellen. Gleichzeitig beginnt der Startzähler 26 den eben durchgeführten -Start mittels einer automatischen Starteinrichtung zu ' zählen.It is, for example, this: the display of the full opening of the main shut-off devices for the fuel, the control of the fuel pressure, the control of the correct arrangement of the start-up pulse generator in the starting position, the account of the complete maintenance of the resistance of the rotor starter, etc. Correctness the completion of all operations is displayed. By depressing the push button 1 it is possible to start the actual start and if a11e.Conditions for the actual start are not met, then after depressing the push button 1 the start preparation is carried out first and the start follows immediately. This process is useful if the turbine is to be started immediately. The start proceeds in such a way that the relay part 5 first sends impulses to the switching of the clutch 18. After checking that the clutch has been switched correctly, the rotating device 19 is switched and the starting electric motor 9 is connected to the mains through the switch 10. Now the starting of the electric motor 9 begins by means of the servo motor of the rotor starter 11 by the Konetantatrom, which by. the current-sensitive relay 6 is kept constant as long as the speed indicated by the Taoho generator 12 and determined by the voltage-sensitive relay 13 is not reached. At this speed the hlammenzündung starts by the ignition system 22 in combustion chamber 21. According to the control of the hlammenzündung of the flame detector 8 of the run-up of the electric motor 9 at full current load which is regulated by the dtromempfindliche acting on the servomotor 11 of the rotor starter relay 7 begins. The start-up is accelerated by the very opening of the fuel valve 24 and through the fuel addition by means of the Anfahrimpulsgebers 23, after reaching synchronous speed of the start electric motor 9, which is indicated by the tachometer generator 12 and determined by the voltage sensing relay 14 is the Aunnehaltung of the starting electric motor 9 is carried out by the switch 10, the turning off of the rotating device 19 and the shutdown of the ignition system 22. After reaching of questions beforehand by the speedometer genes -rator 12 specified and determined by the voltage sensing relay 15 rpm hear the Anfahrimpulsgeber to mix on @ fuel 23, regulating takeover dgmit by the Geschwindigkeite-Impulegeber 25 is gradually und.daß not to overfeed the Aggregates comes. As soon as the control has been taken over by the speed pulse generator 25 , the starting pulse generator 23 begins to run into its end position, which puts it out of operation. The servomotor 11 of the rotor starter begins to return it to its starting position. At the same time, the start counter 26 begins to count the start that has just been carried out by means of an automatic start device.

Nach dem Niederdrücken des Druckknopfes 20 uStop" wird der Abschluß des Brennstoffventils 24, die Abschaltung des Anlaufelektromotors 9 und die Abschaltung der Zündanlage 22 ausgeführt, der Anfahrimpulsgeber 23 nimmt seine flus-. gangslage ein, der Servomotor 11@des Rotoranlassere kommt in seine Ausgangslage zurück. Falle die Abscia ltung der' Kupplung 18 nicht erfolgt, wird nach dem Niederdrücken des Druckknopfes 1 im unterbrochbnen 7"+art fortgesetzt. After depressing the push button 20 Ustop "the termination of the fuel valve 24, the disconnection of the start electric motor 9 and the shutdown of the ignition system 22 is executed, the Anfahrimpulsgeber 23 takes its flus-. Transitional position a, the servo motor 11 @ of the rotor Anlassere comes back into its initial position . Abscia case the ltung the 'clutch 18 does not take place, is continued art upon depression of the push button 1 in unterbrochbnen 7 "+.

Claims

Claims i to provide methods for autoaatisahen start-up of turbines, insbesende »of gas turbines; thereby g @ ikennseiohnet, because the control and actuating elements are first set to their starting position mm start , after which the unit is gradually brought to the specific speed , 2, method according to claim i, characterized in that the work steps associated with the setting conditions at the start of the start before the actual start after the triggering of the Otartvorbereitungekoamandog are g performed whereupon the actual start after the triggering of a specific Startkoanandos is executed, 3, method Naeh claim i, characterized DAB to the triggering of the start commands, the first input. Position is executed by Startanfangebedingungen to be triggered after which the actual execution of the boot, without a further Startkomando takes place, The method of claim 'I, characterized gekenazeiohnet # dal3 it after triggering the tommendos at the start interruption. due to the repeated start commands in unterbroohe-. NEN start is continued only, it falls to the Arbeite- steps not come ISTT which at the start continued, disorder that of the aggregates or its facility verursaoben artirden, 5. The method of claim 1, gekennzeiohnett in that after the triggering of the command to start interruption in any Time the start process is interrupted, and the conditions for the further start of the start to be set automatically . 6. Device for performing the method according to claims 1 to 5, characterized in that the automatic part for executing the StartvorbereJung 'from the push button (1) "start" the push button (2) "start preparation", the contacts (3) of the starting relay and the logical circle (4) . 7. Device for carrying out the method according to claims 1 to 5, characterized in that the controlled system of the starting electric motor (9) by the servomotor (14) of the rotor starter is formed, in the controlled system of which the current-sensitive and with the glammenwäehter intended to change it ( 8) switchable relays (6,7) are switched, B. Device according to claim 7, characterized gekennzeiohnett that for the purpose of switching individual elements of the switching device in the controlled system of the Taehogenerator (12) to actuate the voltage-sensitive relay (13t14,15) to their Actuation ir-dependent on whose voltage is switched automatically.