DE2142787C3 - Brennstoffregelanlage für Gasturbinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennstoffregelanlage für Gasturbinen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

65 Eine solche Brennstoffregelanlage ist bekannt (DE-OS 16 01 551). Bei dieser bekannten Brennstoffregelanlage ist die Regelgröße die Gasturbinendrehzahl und wird eine Istdrehzahl, die von einem Drehzahlfühler festgestellt worden ist, mit einem Drehzahlsoilwert verglichen, der von einem Sollwertgeber geliefert wird, welcher Eingangssignale von einem Fühler für die Stellung des Beschleunigerhebels sowie von einem Fühler für die Umgebungstemperatur erhält. Die Vergleichseinrichtung bildet die Differenz zwischen der Istdrehzahl und dem Drehzahlsollwert Ferner berechnet der Sollwertgeber der bekannten Brennstoffregelanlage Signale, die das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung ersetzen und auf die Steuereinrichtung für das Brennstoffregelventil gegeben werden, wenn die Regelabweichung, d. h. das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung, gewisse Werte überschreitet, und die größer als das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung sind, um eine möglichst schnelle Regelung zu erreichen. Diese Signale sollen solche Werte haben, daß die Brennstoffzufuhr mit der höchsten Geschwindigkeit verändert wird, die für einen sicheren Betrieb der Gasturbine noch zulässig ist. Da diese Signale jedoch die Stellgröße für die Steuereinrichtung vorgeben und von der augenblicklich zugeführten Brennstoffmenge nicht beeinflußt werden, besteht die Gefahr, daß entweder zu viel Brennstoff oder zu wenig Brennstoff zugeführt wird, was im einen Fall Verdichterdruckschwankungen und im anderen Fall Fehlzündungen zur Folge haben kann.

Ferner ist aus der DE-OS 19 21 623 eine Brennstoffregelanlage bekannt, bei der aus dem Sollwert der Ausgangsleistung und dem Istwert der Ausgangsleistung ein Fehlersignal gebildet wird und bei der die Änderungsgeschwindigkeit der Brennstoffzufuhr proportional zur Größe dieses Fehlersignals ist, das jedoch nicht einen Grenzwert überschreitet, der mit dem Verdichterausgangsdruck proportional ansteigt. Diese Anlage soll ebenfalls eine möglichst schnelle Regelung erreichen, ohne daß es zu Verdichterdruckschwankungen kommt. Dabei werden jedoch die tatsächlichen Umgebungsbedingungen nur unzureichend berücksichtigt.

Ferner sind Brennstoffregelanlagen bekannt (DE-PS 10 41 737, DE-AS 12 10 256, DE-OS 14 76 931), die zur Vermeidung von Überhitzungen der Gasturbine oder Überlastungen eines angeschlossenen Getriebes die zugeführte Brennstoffmenge nach oben so begrenzen, daß die abgegebene Turbinenleistung unterhalb gewünschter Grenzen bleibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Brennstoffregslanlage für Gasturbinen so auszubilden, daß die Menge des der Gasturbine zugeführten Brennstoffs innerhalb eines vorbestimmten Bereichs gehalten wird, in dem es nicht zu Fehlzündungen oder zu Verdichterdruckschwankungen infolge einer zu geringen oder zu starken Brennstoffmenge kommt, wobei außerdem eine optimale Brennstoffmenge innerhalb des vorbestimmten, abnehmbaren Bereichs eingestellt werden soll.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Brennstoffregelanlage bestimmt jeweils für den herrschenden Umgebungsdruck, die herrschende Umgebungstemperatur und die Drehzahl der Gasturbine Grenzwerte der Brennstoffmenge, innerhalb derer die zugeführte Brennstoffmenge liegen soll, damit einwandfreier Betrieb der Gasturbine gewährleistet ist. Mit diesen Grenzwerten wird die

tatsächliche Brennstoffmenge von der weiteren Vergleichseinrichtung unmittelbar verglichen, die dementsprechend digitale Ausgangssignale erzeugt, durch die dafür gesorgt wird, daß die von der ersten Vergleichseinrichtung gelieferte Regelabweichung zu Null ge- macht wird, wenn die augenblicklich zugeführte Brennstoffmenge einen der Grenzwerte erreicht hat Dadurch wird verhindert, daß diese Grenzwerte überschritten werden. Gleichzeitig wird erreicht, d=iß dann, wenn durch eine Störung von außen die Brennstoffmenge außerhalb des zulässigen Bereichs liegt, auf die Steuereinrichtung Signale gegeben werden, die die Brennstoffmenge wieder in den zulässigen Bereich einregeln. Sofern die Brennstoffmenge innerhalb des zulässigen Bereichs liegt, wird sie auf einen optimalen Wert geregelt Dadurch, daß nicht größte Änderungsgeschwindigkeiten der Brennstoffzufuhr vorgegeben werden, sondern daß Größtwerte bzw. Kleinstwerte der zugeführten Brennstoffmenge in Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen und der Drehzahl vorgegeben werden, wird wesentlich zuverlässiger verhindert, daß die Brennstoffmenge den zulässigen Bereich verläßt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Diagramm, das in Abhängigkeit von einer normierten Drehzahl und einer normierten Brennstoffmenge für eine typische Gasturbine einen normalen bzw. zulässigen Bereich, einen Bereich mit Fehlzündungsgefahr und einen Bereich mit möglichen Ve.'-dichterdruckschwankungen zeigt,

Fig. 2a, b ein Blockdiagramm einer elektrischen Schaltung als Beispiel für die erfindungsgemäße ßrennstoffanlage und

F i g. 3 ein Diagramm, in dem ein mittels der Schaltung gemäß F i g. 2 durchgeführter Regelvorgang dargestellt ist.

Wie bekannt ist, ändert sich das Betriebsverhalten einer Gasturbine in Abhängigkeit von Änderungen des Umgebungsdrucks und der Umgebungstemperatur sowie der Drehzahl der Gasturbine. Wenn die Gasturbine bei bestimmtem Umgebungsdruck und bestimmter Umgebungstemperatur mit im Verhältnis zu ihrer Drehzahl zu viel Brennstoff gespeist wird, kommt 4> es zu unerwünschten Verdichterdruckschwankungen. Wenn die Gasturbine nicht ausreichend mit Brennstoff gespeist wird, werden Fehlzündungen hervorgerufen. Damit die Gasturbine bei sich ändernden Betriebsbedingungen und Umgebungszuständen zufriedenstellend arbeitet, muß die zugeführte Brennstoffmenge entsprechend der Drehzahl der Gasturbine sowie dem Druck und der Temperatur der Umgebungsluft geregelt werden.

Fig. I zeigt in Abhängigkeit von einer normierten Drehzahl /Vj einer Gasturbine eine obere Grenzkurve /"„,.„ und eine untere Grenzkurve f_m,„ für eine normierte Brennstoffmenge F.,. In dem Bereich zwischen den beiden Grenzkurven arbeilet die Gasturbine unter günstigen Bedingungen, d. h. unter Bedingungen, bei denen es nicht zu Verdichterdruckschwankungen und Fehlzündungen kommt. Wenn die normierten Brennstoffmenge F₁-, bei einer bestimmten normierten Drehzahl Ν;, oberhalb der oberen Grenzkurve f,_mx, d. h. im Bereich A in F i g. 1, liegt, kommt es zu Verdichterdruck-Schwankungen. Im Bereich B zwischen den Grenzkurven f_lmx und /„„■„ arbeitet die Gasturbine »normal«, d. h. ohne Störungen. Wenn die normierte Brennstoffmenge F_s bei einer gegebenen normierten Drehzahl N_a unterhalb der Grenzkurve f_mm, d. h. im Bereich C, liegt, kann es zu Fehlzündungen kommen. Die durch die Grenzkurven f_nax und f_mm definierten Bereiche A, B und C geben somit in Abhängigkeit von der normierten Brennstoffmenge F_a und der normierten Drehzahl N_ü den Bereich mit Verdichterdruckschwankungen bzw. den Bereich normalen Betriebs bzw. den Bereich mit Fehlzündungen wieder. Die Gasturbine arbeitet somit ohne Verdichterdruckschwankungen und ohne Fehlzündungen, wenn die normierte Brennstoffmenge F^ kleiner als Fm_3x und größer als f_m,„ ist

Zwischen der normierten Drehzahl N₃ und der normierten Brennstoffzufuhrmenge F_a einerseits und der tatsächlichen bzw. augenblicklichen Brennstoffmenge F₁₁ andererseits bestehen folgende Beziehungen:

Es gilt:

= 10	' Λ ' F., ■	(D
- \Θ	Td . Tn '	(2)
) = -	ρΤ ;
■) =

Td = Umgebungstemperatur,

T_n = Normtemperatur (in der Regel 288° K).

Pd = Umgebungsdruck,

P_n = Normdruck (in der Rege! 1,033 kp/cm²).

Die der Gasturbine zugeführte Brennstoffmenge F₁₁ wird derart geregelt, daß bei allen Drehzahlen und bei alle Ungebungsdrücken und -temperaturen folgende Beziehung erfüllt ist:

limn< i;i ^ 'nun·

Ferner wird die Brennstoffmenge F., so gesteuert, daß sie der optimalen Brennstoffmenge F„ nahekommt, die einer bestimmten Stellung des Beschleunigerhebels zugeordnet ist.

Anhand von F i g. 2 wird im folgenden eine bevorzugte Ausführungsform der Brennstoffregelanlage anhand einer elektrischen Schaltung beschrieben, die es ermöglicht, die Brennstoffmenge entsprechend den oben erläuterten Forderungen zu regeln.

Die in Fig.2 dargestellte elektrische Schaltung kommt bei einer Gasturbine 10 zur Anwendung, die in üblicher Weise aufgebaut sein und betrieben werden kann. Zur elektrischen Schaltung gehört ein Block 11, der Fühler und einen Brennstoffmengen-Grenzwertgeber umfaßt und Grenzwertsignale /i und h erzeugt, weiche die höchstzulässige und die mindesterforderliche Brennstoffmenge für die jeweilige Drehzahl angeben. Der Block 11 ist mit einer Vergleichseinrichtung verbunden, die im Gegensatz zu einer noch zu erläuternden ersten Vergleichseinrichtung als zweite oder weitere Vergleichseinrichtung 12 bezeichnet wird und der die vom Block 11 erzeugten Grenzwertsignale zugeführt werden. Außer den Grenzwertsignalen /i und (7 wird der Vergleichseinrichtung 12 ferner von einem nicht dargestellten Brennstoffmengen-Istwertgeber ein Signal zugeführt, das der jeweils der Gasturbine 10 zugeführten augenblicklichen bzw. tatsächlichen Brenn-

stoffmenje F₁₁ entspricht. Dieses Signal wird in der Vergleichseinrichtung 12 mit den Grenzwertsignalen t\ und /j verglichen. Wenn das der Brennstoffmenge F„. entsprechende Signal größer oder gleich dem Grenzwertsignal f_u das der oberen Grenzkurve f_max entspricht, oder kleiner oder gleich dem Grenzwertsignal /2 ist, das der unteren Grenzkurve f_mh entspricht, wird ein digitales Ausgangssignal U\ bzw. L^ erzeugt, wodurch angezeigt wird, daß die Brennstoffmenge F_w bzw. die normierte Brennstoffmenge F_n für die normierte Drehzahl N_a zu groß oder zu klein ist, d.h., daß die Gasturbine 10 im Bereich A oder C(in Fig. 1) arbeitet. Wenn andererseits das der Brennstoffmenge F_n entsprechende Signal als normierte Brennstoffmenge F₃ zwischen der oberen und der unteren Grenzkurve des annehmbaren Bereichs liegt, dann erzeugt die Ve;-gleichseinrichtung 12 ein digitales Ausgangssignal Uo, wodurch angezeigt wird, daß die Gasturbine im Bereich B arbeitet.

Der Block il und die Vergleichseinrichtung 12 sind mit einem Block 13 verbunden, der einen Brennstoifmengen-Sollwertgeber 33, eine erste Vergleichseinrichtung 29, eine Auswähleinrichtung 30 sowie ein Brennstoffregelventil 32 und dessen Steuereinrichtung 31 umfaßt. Der Block 13 stellt die der Gasturbine 10 zugeführte Brennstoffmenge F₁, entsprechend den Signalen ein, die vom Block 11 und der weiteren Vergleichseinrichtung 12 geliefert werden. Aus den Grenzwertsignalen f\ und fj vom Block 11 erzeugt der Block 13 durch Vergleich mit der Brennstol fmenge F₁₁ ein Ausgangssignal Vi, wenn F₁₁ größer oder gleich f\ ist, und ein Ausgangssignal V₂, wenn F* kleiner oder gleich /2 ist Dabei ist das Ausgangssignal Vi die Differenz zwischen dem der oberen Grenzkurve entsprechenden Grenzwertsignal F\ und der Brennstoffmenge F*. Das Signal V2 ist die Differenz zwischen dem der unteren Grenzkurve entsprechenden Grenzwertsignal /2 und der Brennstoffmenge F₁*. Wenn die augenblickliche Brennstoffmenge Fu unterhalb der oberen Grenze und oberhalb der unteren Grenze liegt, wird ein Ausgangssignal V_n erzeugt, das die Differenz zwischen einem der optimalen Brennstoffmenge entsprechende Sollwertsigna! Fo und der tatsächlichen Brennstoffmenge F„ ist. Die optimale Brennstoffmenge wird entsprechend der Beschleunigerhebelstellung auf nicht gezeigte Weise bestimmt. Der Block 13 wird von der weiteren Vergleichseinrichtung 12 so gesteuert, daß bei einer Brennstoffmenge F₁₁ außerhalb des Bereichs B eine solche Steuerung erfolgt, daß die Differenz zwischen der tatsächlichen Brennstoffmenge und der oberen oder unteren Grenze des annehmbaren Bereichs verringert wird bis diese Differenz beseitigt ist, und daß dann, wenn die tatsächliche Brennstoffmenge F_u im annehmbaren Bereich liegt die Brennstoffmenge so gesteuert wird, daß sie sich der optimalen Brennstoffmenge F₀ nähert, die durch die gewählte Beschleunigungerhebelstellung bestimmt ist

Die elektrische Schaltung, mit Hilfe derer die beschriebene Funktionsweise erreicht wird, kann auf verschiedene Weisen realisiert werden. Die in F i g. 2 e,o dargestellte Schaltung stellt somit lediglich eine bevorzugte Ausführungsform dar.

Der Block 11, der die zwei Grenzwertsignale /ί und /j erzeugen soll, die der oberen Grenzkurve und der unteren Grenzkurve des annehmbaren Bereichs der Brennstoffmenge entsprechen, umfaßt Fühler 14,15 und 16 zur Feststellung des Umgebungsdrucks Pa, der Umgebungstemperatur Td und der Drehzahl Nh der Gasturbine 10. Diese fühler erzeugen Signale, die den festgestellten Größen im wesentlichen proportional sind.

Die im folgenden erläuterten Elemente 17 bis 25 des Blocks 11 bilden den Brennstoffmengen-Grenzwertgeber.

Der Fühler 14 ist an eine Divisionsschaltung 17 angeschlossen, die durch Division durch P_n den Wert ö in Gleichung (2) berechnet.

Der Fühler 15 ist an zwei parallele Divisionsschaltungen 18 und 19 für Division von Tjdurch T_n bzw. T_n durch Td angeschlossen, die gleichzeitig die Quadratwurzel ziehen, so daß die Divisionsschaltungen 18 und 19 somit folgende Signalspannungen liefern:

und

Die Divisionsschaltungen 17 und 18 sind mit einer Multiplizierschaltung 20 verbunden, die als Ausgangssignal den Wert δ ■ ]/E aus Gleichung (2) liefert.

Der Fühler 16 für die Drehzahl, bei dem es sich um einen mit der nicht dargestellten Ausgangswelle der Gasturbine 10 verbundenen Tachometergenerator handeln kann, erzeugt ein Ausgangssignal, das der festgestellten Drehzahl Nd im wesentlichen proportional ist. Dieser Fühler 16 und die Divisionsschaltung 19 sind gemeinsam an eine Multiplizierschaltung 21 angeschlossen, deren Ausgangssignal somit der normierten Drehzahl

gemäß Gleichung (1) entspricht

Die Multiplizierschaltung 21 ist mit zwei Funktionsgeneratoren 22 und 23 verbunden, die Signalspannungen fmax und f_mm entsprechend den Grenzkurven der normierten Brennstoffmenge F₃ bei der normierten Drehzahl N_ß entsprechen. Die Funktionsgeneratoren 22 und 23 sind jeweils mit Divisionsschaltungen 24 und 25 verbunden, an die ferner die Multiplizierschaltung 20 angeschlossen ist Die Divisionsschaltung 24 erzeugt das Grenzwertsignal f\, das gleich

ist. Die Divisionsschaltung 25 erzeugt das Grenzwertsignal /i, das gleich

Die weitere Vergleichseinrichtung 12 umfaßt zwei Komparatoren 26 und 27, die jeweils mit einer der Divisionsschaltungen 24 und 25 verbunden sind, sowie eine NAN D-Schaltung 28, die an die Komparatoren 26 und 27 angeschlossen ist Auf die Komparatoren 26 und 27 werden nicht nur die Ausgangssignale der Divisionsschaltungen 24 und 25 gegeben, sondern auch das Signal vom Brennstoffmengen-Istwertgeber. Dabei liefert der Komparator 26 ein digitales Ausgangssignal Ut, wenn das der augenblicklichen Brennstoffmenge F₁₄ entsprechende Signal größer oder gleich /1 ist Der Komparator 27 liefert dagegen ein Ausgangssignal Ui, wenn das F„ entsprechende Signal kleiner oder gleich h ist Die NAND-Schaltung 28 spricht auf die digitalen Ausgangssignale Ui und Lh an und erzeugt ein digitales Ausgangssignal Uo, wenn weder das Ausgangssignal Ut noch das Ausgangssignal ίΛ vorliegt d. h. wenn die Brennstoffmenge F_n innerhalb des annehmbaren Bereichs liegt

Die Vergleichseinrichtung 29 im Block 13 umfaßt einen Signalgeber 29a, einen Signalgeber 296 und einen Signalgeber 29c. Der Signalgeber 29a ist an den Brennstoffmengen-Sollwertgeber 33 angeschlossen, der eine gewählte Stellung des nicht dargestellten Beschleunigerhebels feststellt und ein Sollwertsignal erzeugt, das die optimale Brennstoffzufuhrmenge F₀ wiedergibt, die der bestimmten Stellung des Beschleunigerhebels entspricht. Außer dem der optimalen Brennstoffzufuhrmenge Fo entsprechenden Signal wird dem Signalgeber 29a auch das der tatsächlichen Brennstoffmenge F₁, entsprechende Signal zugeführt. Aus diesen Signalen erzeug« der Signalgeber 29a ein Ausgangssignal Vo, das proportional dem Wert (F,, — F_a)\%\.

Die Signalgeber 296 und 29c sind mit den is Divisionsschaltungen 24 und 25 des Biocks 11 verbunden und empfangen das Grenzwertsignal /Ί bzw. /2. Außerdem wird auf beide Signalgeber 296 und 29c das der tatsächlichen Brennstoffmenge F„. entsprechende Signa! zugeführt. Aus den aufgegebenen Signalen erzeugt der Signalgeber 296 ein Ausgangssignal Vi, das dem Wert (Ti - F_u) entspricht. Der Signalgeber 29c erzeugt ein Ausgangssignal V2, das dem Wert ({2 — F_n) entspricht.

Die Signalgeber 29a, 296 und 29c sind mit Schaltern 30a, 306 und 30c der Auswähleinrichtung 30 verbunden. Diese Schalter 30a, 306 und 30c sind mit der NAND-Schaltung 28, dem Komparator 26 bzw. dem Komparator 27 verbunden und werden somit von den digitalen Ausgangssignalen LO, U\ und Ui gesteuert. Der Schalter 30a ist geschlossen, wenn an ihm das digitale Signal Uo anliegt.

Der Schalter 306 ist geschlossen, wenn der Komparator 26 das digitale Signal U\ liefert. Der Schalter 30c ist geschlossen, wenn der Komparator 27 das Signal U? 35 liefert. In Abhängigkeit von der tatsächlichen Brennstoffmenge ist somit jeweils nur einer der drei Schalter geschlossen. Diese Schalter können vorzugsweise Relaisschalter oder elektronische Schalter sein, die schnell auf die zugeführten Signale ansprechen, so daß sie zuverlässig und genau geschlossen und geöffnet werden können.

Die Schalter 30a, 306 und 30c sind gemeinsam an die Steuereinrichtung 31 angeschlossen, die das Brennstoffregelventil 32 jeweils entsprechend dem vom Signalgeber 29a oder 296 oder 29c gelieferten Signal steuert, das über den jeweils geschlossenen Schalter zugeführt wird.

Bei der in F i g. 2 dargestellten Schaltung wird das Signal, das die tatsächliche Brennstoffmenge F„ "wiedergibt, durch Messung des Brennstoffstromes hinter dem Brennstoffregelventil 32 ermittelt.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf F i g. 3 die Wirkungsweise der Brennstoffregelanlage anhand eines Beispiels erläutert

Es sei angenommen, daß sich der BescbJeunigerhebei _,;, in einer solchen Stellung befindet, daß die Gasturbine bei der Drehzahl ΛΊ und optimaler Brennstoffmenge Fi arbeitet, wie dies durch den Punkt P\ dargestellt ist Wenn dann der Beschleunigerhebel in eine Stellung gebracht wird, in der der Drehzahl Λ/2 die optimale e,o Brennstoffmenge F2 entspricht (siehe Punkt Pi), wird das Brennstoffregelventil 32 bei geschlossenem Schalter 30a weiter geöffnet, so daß die Brennstoffmenge von Fi auf Gi ansteigt, was der oberen Grenze des annehmbaren Bereichs bei der Drehzahl jVi entspricht. Dies hat zur Folge, daß der Schalter 30a öffnet und daß der Schalter 306 schließt, so daß das Ausgangssignal Vi vom Signalgeber 296 über den Schalter 306 zur Steuereinrichtung 31 gelangen kann. Zu diesem Zeitpunkt entspricht jedoch die Brennstoffmenge genau der oberen Grenzkurve des annehmbaren Bereichs, so daß das Ausgangssignal Vi gleich Null ist, so daß das Brennstoffregelventil 32 nicht weiter verstellt wird. Da jedoch die Brennstoffmenge erhöht worden ist, steigt die Drehzahl von /Vi aus an, so daß auch das Grenzwertsigp.a! /i größer wird. Daher öffnet der Schalter 306 erneut, während gleichzeitg der Schalter 30a geschlossen wird, bis die Brennstoffmenge F„ einen höheren Wert G2 auf Grenzkurve des annehmbaren Bereichs erreicht. Die Drehzahl der Gasturbine steigt daher weiter, während die Brennstoffmenge F„. von G2 auf Gj und von Cn auf Ct usw. ansteigt, bis sie F2 erreicht hat. was der optimalen Wert für die gewählte Stellung des Beschleunigerhebels bei der Drehzahl N₂ ist. Vorstehend wurde der hall erläutert, daß die Stellung des Beschleunigerhebels stark im Sinne einer Beschleunigung vei ändert wurde. Bei nur geringer Änderung der Stellung des Beschleunigerhebels bleibt der Schalter 30a geschlossen, so daß die Brennstoffmenge allein vom Ausgangssignal Vo auf den neuen Wert F2 gebracht wird.

Wenn die Stellung des Beschleunigerhebels im Sinne einer Verzögerung verändert wird, wird die Brennstoffmenge entlang der dem Grenzwertsignal h entsprechenden unteren Grenzkurve des annehmbaren Bereichs im wesentlichen in gleicher Weise, wie sie zuvor erläutert wurde, verändert.

Die in Fig.2 gezeigte Schaltung ist für die Brennstoffanlage aus folgenden Gründen besonders geeignet:

a) Die Benutzung digitaler Signale zur Steuerung der einzelnen Schalter der Auswähleinrichtung 30 ergibt besonders zuverlässige Schaltvorgänge.

b) Die Brennstoffmenge des annehmbaren Bereichs bei gegebener Drehzahl können auf einfache Weise aufeinander abgestimmt werden, da diese Werte miteinander verglichen werden und eine entsprechende Auswahl der Steuerung durch die Ausgangssignale U\ und lh erfolgt

c) Wenn die Brennstoffmenge aufgrund äußerer Störungen aus dem annehmbaren Bereich herausfällt, so daß die Gefahr von Verdichterdruckschwankungen oder Fehlzündungen besteht, wird das digitale Ausgangssignal U\ bzw. Ui augenblicklich erzeugt, wodurch der Schalter 306 oder 30c geschlossen wird, bis wieder eine Brennstoffmenge im annehmbaren Bereich erreicht ist

Die Brennstoffregelanlage trägt dazu bei, die Gasturbine ständig unter günstigen Bedingungen zu betreiben und den Verbrennungswirkungsgrad der Gasturbine beträchtlich zu erhöhen, so daß die Luftverschmutzung geringer ist

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Brennstoffregelanlage für Gasturbinen, mit einem in Abhängigkeit von deren Drehzahl vom Umgebungszustand und der Beschleunigerhebelstellung gesteuerten Brennstoffregelventil, mit je einem Fühler für die Umgebungstemperatur, die Drehzahl und die Beschleunigerhebelstellung, mit einem Regelgrößen-Grenzwertgeber, der das Signal des Fühlers für die Umgebungstemperatur empfängt, mit einem Regelgrößen-Istwertgeber, mit einem Regelgrößen-Sollwertgeber, der aus dem Signal vom Fühler für die Beschleunigerhebelstellung ein Ausgangssignal erzeugt, welches den optimalen Regelgrößen-Sollwert angibt, mit einer Vergleichseinrichtung für die Ausgangssignale von Sollwertgeber UTid Istwertgeber, mit einer Auswähleinrichtung, der die Ausgangssignale der Vergleichseinrichtung zugeführt werden, und mit einer das ausgewählte Signal empfangenden Steuereinrichtung für das Brennstoffregeiventil, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelgröße die Brennstoffmenge ist, daß zusätzlich noch ein Fühler (14) für den Umgebungsdruck (P_d) vorgesehen ist, daß der Brennstoffmengen-Grenzwertgeber (17 bis 25) auch die Signale des Fühlers (14) für den Umgebungsdruck (Pd) und des Fühlers (16) für die Drehzahl (N_d) empfängt und aus den Signalen für Umgebungsdruck (Pd), Umgebungstemperatur (Td) und Drehzahl (Nd) Ausgangssignale (f\, /2) erzeugt, weiche die höchstzulässige und die mindesterforderliche Brennstoffmenge für die jeweilige Drehzahl angeben, daß die Grenzwertsignale (f\, /2) einer weiteren Vergleichseinrichtung (12) zugeführt werden, die digita-Ie Ausgangssignale (Uo, U\ oder U2) erzeugt, je nachdem, ob die augenblickliche Brennstoffmenge innerhalb, oberhalb oder unterhalb des zulässigen Bereichs liegt, wobei durch diese digitalen Ausgangssignale die Auswähleinrichtung (3a) so gesteuert wird, daß sie ein einem bestimmten Grenzwertsignal (U, /2) bzw. Sollwertsignal (F_u) entsprechendes Ausgangssignal (V₀, Vi, V₂) der Vergleichseinrichtung (29) auf die Steuereinrichtung (31) gibt.

2. Brennstoffregelanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichseinrichtung (29) Signalgeber (29a, 296, 29c) zur Erzeugung von Ausgangssignalen (V_n, Ki, V₂) umfaßt, die jeweils proportional zur Differenz zwischen optimaler Brennstoffmenge (F₀) und augenblicklicher Brennstoffmenge (F_n) bzw. zwischen dem Ausgangssignal (ft) des Grenzwertgebers (17 bis 25) und augenblicklicher Brennstoffmenge (F_w) bzw. zwischen dem Ausgangssignal (f₂) des Grenzwertgebers (17 bis 25) und augenblicklicher Brennstoffmenge (F_w)sind, und daß die Auswähleinrichtung (30) Schalter (30a, 3Oi), 3Oc^ umfaßt, die entsprechend den digitalen Ausgangssignalen (Uo, U], I />) eines der Ausgangssignale (V_n, V₁, V₂) der Signalgeber (29a, 29b, 29c; durchlassen.