EP3417264A1 - Verfahren zum ermitteln eines einflusses eines innen-prüfstands auf eine im innen-prüfstand betriebene gasturbine - Google Patents

Verfahren zum ermitteln eines einflusses eines innen-prüfstands auf eine im innen-prüfstand betriebene gasturbine

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Publication number
EP3417264A1
EP3417264A1 EP16834234.3A EP16834234A EP3417264A1 EP 3417264 A1 EP3417264 A1 EP 3417264A1 EP 16834234 A EP16834234 A EP 16834234A EP 3417264 A1 EP3417264 A1 EP 3417264A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gas turbine
test bench
model
correction parameter
determining
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP16834234.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
André Kando
Michael Kotulla
Thomas Markert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MTU Aero Engines AG
Original Assignee
MTU Aero Engines AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MTU Aero Engines AG filed Critical MTU Aero Engines AG
Publication of EP3417264A1 publication Critical patent/EP3417264A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00—Testing of engines
    • G01M15/14—Testing gas-turbine engines or jet-propulsion engines

Definitions

  • the invention relates to a method for determining an influence of an indoor test bench on a gas turbine operated in an indoor test bench.
  • the invention further relates to a computing device for use in such a method.
  • an outdoor test bench outdoor test bench
  • the interaction between the performance of the gas turbine and the performance of the interior test bench occurs. For this reason, it is necessary to perform a correlation between an outdoor test bench and the indoor test bench for each gas turbine.
  • the correlation represents the differences between a test of the gas turbine in an indoor test bench and an outdoor test bench serving as a reference.
  • the object of the present invention is to provide a method for determining an influence of an indoor test bench on a gas turbine operated in an indoor test bench, so that a separation of the influences of the indoor test bench from the performance of the gas turbine
  • Another object of the invention is to provide a computing device for use in such a method.
  • a first aspect of the invention relates to a method for determining an influence of an indoor test bench on a gas turbine operated in an indoor test bench, in particular an aircraft engine.
  • the method comprises at least the steps of arranging the gas turbine in the interior test bench, operating the gas turbine in the interior test bench at at least one selected operating point of the gas turbine, determining at least one first measured value characterizing the gas turbine at the selected operating point and at least one inside test bench during the Operating the gas turbine at the selected operating point characterizing the second measured value by means of at least one sensor device, providing a thermodynamic model by means of a coupled to the sensor device computing means, wherein the thermodynamic model comprises at least one of the gas turbine imaging first sub-model and the interior test rig imaging second sub-model, determining at least a first model value characterizing the gas turbine at the selected operating point on the basis of the thermodynamic model and determining at least one of the inner test bars d during the operation of the gas turbine in the selected operating point characterizing second model value based on the thermodynamic model by means of the computing
  • the inventive method sees the separation between state variables of the gas turbine and the Indoor test bench before.
  • This separation is made possible by an analysis or simultaneous measurement of state variables of the indoor test bench and the gas turbine operated in the indoor test bench with further consideration of a thermodynamic model, which maps both the gas turbine and the indoor test bench and corresponding model values to the measured values supplies.
  • the thermodynamic model is adapted to the current test conditions by varying the thermodynamic model until the model values correspond to the measured values or lie within predetermined tolerance ranges. In this way it is ensured that the thermodynamic model correctly maps the actual test run, which is expressed by the first and second correction parameters.
  • the first and second correction parameters can also be used as first and second
  • Scalers and express the difference between a currently analyzed state variable and the nominal state quantity. Scalers can basically characterize a ratio or a factor or a difference. Scalers expressing differences are also referred to below as delta scalers ( ⁇ ), while ratios or factors expressing scalers are also referred to as factor scaler (C). Since the thermodynamic model comprises both a first submodel for imaging the test stand and a second submodel for imaging the gas turbine, this enables a separate assessment of the test bench performance and performance of the gas turbine. This makes the analysis of the gas turbine more accurate because influences of the indoor test bench on the gas turbine output can be calculated out.
  • the method according to the invention furthermore makes it possible to determine a correlation between the concrete indoor test bench and an outdoor test bench, so that the stability of the correlation can be detected by means of a trend, since the interaction between the gas turbine and the indoor test bench is resolved and reliable monitoring.
  • possible state changes of the indoor test bench which have an effect on the results of the "pass-off test” or "Acceptance Test” of the gas turbine, recognized early on and avoid unnecessary measures on the gas turbine. It can be provided in principle that the method only in a selected operating point of the gas turbine is performed. Alternatively, the method may be performed for multiple or all operating points of the gas turbine.
  • the first and / or the second correction parameter is determined by an analysis performance calculation.
  • This allows a particularly reliable adaptation of the thermodynamic model. Suitable analysis performance calculations (“Analysis by Synthesis") are known per se to a person skilled in the art
  • LPC, ⁇ -IPC, ⁇ is provided as the first correction parameter , AnLPT, ⁇ Fan, Cr
  • ⁇ expresses a respective factor scaler from a measured to a calculated efficiency of a particular gas turbine component.
  • Afc expresses a difference (delta scaler) between a measured and calculated flow rate fc of a particular gas turbine engine component.
  • Cfc expresses a respective factor scaler from a measured to a calculated throughput fc of a particular gas turbine component.
  • At least one scaler from the group ⁇ , C ⁇ Inlet, C ⁇ Exhaust, ⁇ , C ⁇ Bellmouth, w_leak_TE, AcFG nozzle, CcFG nozzle, Delta CD nozzle, Factor CD nozzle, Delta CD_bellmouth and Factor CD bellmouth is determined.
  • ⁇ and delta scalers designate the pressure losses of the test bench components inlet (Inlet) leave (exhaust).
  • ⁇ and ⁇ refer to factor scalers for pressure losses of the test bench components inlet (inlet) and outlet (exhaust).
  • test bed components Inlet and / or Exhaust can be split into subcomponents, as a result of which, for example, a plurality of parameters ⁇ n with n> l for the respective subcomponent n can be determined.
  • ⁇ ⁇ designates a delta-scaler of the pressure loss in an inlet nozzle (so-called Bellmouth), while ⁇ accordingly designates a factor scaler from a measured to a calculated pressure loss in the inlet nozzle.
  • the scaler w_leak_TE denotes the leakage mass flow
  • the AcFG nozzle and CcFG nozzle denote the delta scalers and the factor scaler of the thrust coefficients of a test nozzle (engine nozzle, Nozzle) of the test bench.
  • At least one parameter from the group of gas turbine mass flow, temperature in the gas path, pressure in the gas path, fuel mass flow and speed of at least one shaft in the gas turbine is determined as the first measured value.
  • the stated parameters can in principle be determined for one or more components of a respective gas turbine. For example, the rotational speeds of two or more waves, the temperatures in the gas path at different locations of the gas turbine and / or the pressures in the gas path at different locations of the gas turbine can be determined.
  • test cell PS Cell
  • test cell PS Cell
  • test cell total pressure in the interior test bench
  • test cell, V cell flow velocity in the interior test bench
  • pressure and / or speed measurements at other locations in the interior test bench are also conceivable.
  • ISA International Standard Atmosphere
  • the reference model can be based on the thermodynamic model.
  • thermodynamic model is adapted when determining the reference model by means of the first correction parameter and the second correction parameter.
  • first correction parameter the portion of the scaler associated with the indoor bench is reset to the nominal, that is, the original, second model value.
  • thermodynamic model when determining the reference model by means of the second correction parameter and not by means of the first correction parameter.
  • the portion of the scaler associated with the gas turbine is reset to the nominal, that is, the original, first model value.
  • a second aspect of the invention relates to a computing device for use in a method according to the first aspect of the invention.
  • the computing device according to the invention can be coupled to a sensor device for exchanging first and second measured values.
  • the computing device according to the invention is designed to provide a thermodynamic model, wherein the thermodynamic model comprises at least one first partial model imaging the gas turbine and a second partial model imaging the inner test bench.
  • the computing device according to the invention is designed to determine, based on the thermodynamic model, at least one first model value characterizing the gas turbine at the selected operating point and at least one second model value characterizing the interior test bench during operation of the gas turbine at the selected operating point.
  • the computing device according to the invention is also designed to determine at least one first correction parameter assigned to the gas turbine by varying the thermodynamic model until the first model value is within a predetermined tolerance range of the first measured value. Furthermore, the computing device according to the invention is configured to determine at least one second correction parameter associated with the interior test bench by varying the thermodynamic model until the second model value lies within a predetermined tolerance range of the second measured value.
  • thermodynamic model which images both an indoor test bench and a gas turbine operated in an indoor test bench
  • FIG. 2 shows a method for determining the properties (state variables) of the indoor test bench and a gas turbine operated in an indoor test bench; and
  • FIG. 3 shows different calculations under reference conditions.
  • thermodynamic model 10 shows a schematic diagram of a thermodynamic model 10, which images both an interior test bench 12 and a gas turbine 14 operated in the interior test bench 12 and is provided by a computing device (not shown).
  • a computing device not shown
  • thermodynamic model 10 images both an interior test bench 12 and a gas turbine 14 operated in the interior test bench 12 and is provided by a computing device (not shown).
  • an outdoor or outdoor test bench there is an interaction between the engine performance and the test bench performance during test operation of a gas turbine 14 in the indoor or indoor test bench 12. For this reason, it is necessary to perform a correlation between the outdoor test bench and the indoor test bench 12 for each type of gas turbine or engine.
  • the correlation represents the differences between a specific engine test in the indoor test bench 12 and a hypothetical engine test a reference outdoor test bench.
  • thermodynamic model 10 images both the gas turbine 14 in a first sub-model and the indoor test bench 12 in a second sub-model.
  • the inner test stand 12 and thus the second part model sat in the illustrated embodiment of the components atmosphere 12a, inlet (Inlet) 12b, flow branch 12c, two flow channels (Duct) 12d, inlet nozzle (Bellmouth) 12e, Nozzle 12f, Mixer 12g and Exhaust 12h together.
  • the gas turbine 14 is disposed during its operation in the indoor test bench 12 between the inlet nozzle (Bellmouth) 12 e and the exhaust nozzle (Nozzle) 12 f and below the two flow channels (Duct) 12 d, which is reflected in the model 10 accordingly.
  • the first submodel can itself also be divided into two or more subcomponents.
  • the second shows a method for determining the properties (state variables) of the interior test bench 12 and the gas turbine 14 operated in the interior test bench 12.
  • first measured values 16a may include, for example, at least one parameter from the group of temperatures in the gas path (T25, T3, T45, T49, T5, exhaust gas temperature (EGT)), fuel mass flow (WFE), engine mass flow
  • second measured values are determined which characterize the interior test bench 12 during operation of the gas turbine 14 at the selected operating point.
  • the measured values may comprise, for example, one or more parameters from the group Static pressure in test cell or component of indoor test bench 12 (PS_Cell), total pressure in test cell (PT_Cell), flow velocity in test cell (V_Cell) or a temperature in the test cell.
  • PS_Cell Static pressure in test cell or component of indoor test bench 12
  • PT_Cell total pressure in test cell
  • V_Cell flow velocity in test cell
  • pressure, speed and / or temperature measurements at other locations in the interior test bench 12 are also conceivable.
  • thermodynamic model 10 see corresponding first and second model values for the gas turbine 14 and the indoor test bench 12 calculated. Taking into account the first and second measured values, the thermodynamic model (10) is subsequently adapted until the first and the second model value correspond to the first or second measured value or at least lie within a certain tolerance range. In other words, the model 10 is adapted to the actual measurement results in order to map the concrete test run correctly. This adjustment is expressed by correction parameters or scalers.
  • step 20a at least one first correction parameter is determined for state variables of a gas turbine component.
  • the first correction parameter can be obtained, for example, from the scaler group AnFan, AnLPC, Ar
  • step 20b at least one second correction parameter or scaler is determined analogously to the state variables of the interior test bench 12.
  • the second correction parameter (s) can be selected, for example, from the scaler group ⁇ , ⁇ ⁇ , ⁇ ,
  • ⁇ , C ⁇ Bellmouth, w leak TE, AcFG nozzle and CcFG_nozzle be selected.
  • three different calculations at reference conditions are performed.
  • the interior test bench 12 and the gas turbine 14 are used, optionally with state variables which are currently analyzed or corrected by the corresponding correction parameters or in which the relevant scalers are reset to the nominal values of the model 10 and are not adapted to the specific measured values.
  • 3 shows examples of different reference models designated ISA1, ISA2 and IS A3 under ISA conditions.
  • the variant "ISA1" comprises the use of the currently analyzed reference values, that is to say the first model values of the interior test bench 12 and the currently analyzed reference values of the gas turbine 14, which are adapted via the scalers to the specific test conditions and normalized to ISA conditions that performance 22 of the concrete interior test bench 12 and of the concrete gas turbine 14 can be assessed, which would have these under reference conditions.
  • the calculation variant "ISA2" comprises the use of the analyzed and normalized reference values of the interior test bench 12 and of the nominal values of the gas turbine, which are denoted by 14 ', whereby the performance 22' of the interior test bench 12 under ISA, which is uninfluenced by the specific gas turbine 14
  • this calculation is relevant with a nominal gas turbine 14, that is, with a hypothetical standard engine, and the concrete interior test bench 12.
  • this calculation reflects an engine test with a always the same engine 14 at the same, standardized environmental conditions again.Here changes occur, they are only caused by the indoor test bench 12.
  • the calculation variant "ISA3" comprises the use of the nominal reference values of the interior test bench 12 'and the analyzed reference values of the gas turbine 14, whereby the performance 22 "of the gas turbine 14, which is uninfluenced by the concrete interior test bench 12, can be assessed under ISA conditions. This allows a particularly precise monitoring of the quality (performance) of the tested gas turbine 14, since influences of the interior test bench 12 and the current environmental conditions on the engine 14 are eliminated.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Einflusses eines Innen-Prüfstands (12) auf eine im Innen-Prüfstand (12) betriebene Gasturbine (14), insbesondere eines Flugtriebwerks. Das Verfahren ermöglicht eine Trennung zwischen Zustandsgrößen der Gasturbine (14) und des Innen-Prüfstands (12). Diese Trennung wird möglich durch eine Analyse des Innen-Prüfstands (12) und der Gasturbine (14) unter Berücksichtigung eines thermodynamischen Modells, welches sowohl den Innen-Prüfstand (12) als auch die Gasturbine (14) abbildet. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Recheneinrichtung zur Verwendung in einem solchen Verfahren.

Description

Verfahren zum Ermitteln eines Einflusses eines Innen-Prüfstands auf eine im Innen-Prüfstand betriebene Gasturbine
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Einflusses eines Innen-Prüfstands auf eine im Innen-Prüfstand betriebene Gasturbine. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Recheneinrichtung zur Verwendung in einem solchen Verfahren. Im Gegensatz zu einem Außen-Prüfstand (Outdoor-Prüfstand) kommt es beim Testbetrieb einer Gasturbine, beispielsweise eines Flugtriebwerks, in einem Innen-Prüfstand (Indoor- Prüfstand) zur Wechselwirkung zwischen der Performance der Gasturbine und der Performance des Innen-Prüfstands. Aus diesem Grund ist es erforderlich, für jede Gasturbine eine Korrelation zwischen einem Outdoor-Prüfstand und dem Indoor-Prüfstand durchzuführen. Die Korrelation bildet dabei die Unterschiede zwischen einem Test der Gasturbine in einem Indoor-Prüfstand und einem als Referenz dienenden Outdoor-Prüfstand ab.
Die Federal Aviation Administration (FAA) hat in ihrem„Advisory Circular AC43-207" empfohlen, dass ein Innen-Prüfstand für In-Service Abnahmetest („Acceptance Test") von Flugtriebwerken mindestens alle 7 Jahre neu korreliert werden muss. Darüber hinaus kann aber der Triebwerkshersteller (OEM) auch kürzere Zeitintervalle wie beispielsweise 5 Jahre vorschreiben. Solche Re-Korrelationstests sind allerdings sehr aufwändig und kostenintensiv. Daher ist es wünschenswert, den Beitrag von Innen-Prüfständen bzw. die Wechselwirkung zwischen einem Innen-Prüfstand und einer im Innen-Prüfstand betriebenen Gasturbine ermit- teln zu können, um die Auswirkungen des Innen-Prüfstands auf die Messergebnisse der Gasturbine beurteilen und Aussagen über eine hypothetische Prüfung der Gasturbine in einem Außen-Prüfstand treffen zu können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Ermitteln eines Einflusses ei- nes Innen-Prüfstands auf eine im Innen-Prüfstand betriebene Gasturbine bereitzustellen, so dass eine Trennung der Einflüsse des Innen-Prüfstands von der Performance des Gastrieb-
BESTÄTIGUNGSKOPIE werks ermöglich wird. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Recheneinrichtung zur Verwendung in einem solchen Verfahren bereitzustellen.
Die Aufgaben werden erfindungsgemäß durch ein Verfahren den Merkmalen des Patentan- Spruchs 1 sowie durch eine Recheneinrichtung gemäß Patentanspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Erfindungsaspekts als vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Erfindungsaspekte und umgekehrt anzusehen sind.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Einflusses eines Innen-Prüfstands auf eine im Innen-Prüfstand betriebene Gasturbine, insbesondere eines Flugtriebwerks. Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren zumindest die Schritte Anordnen der Gasturbine im Innen-Prüfstand, Betreiben der Gasturbine im Innen-Prüfstand bei wenigstens einem ausgewählten Betriebspunkt der Gasturbine, Ermitteln wenigstens eines die Gasturbine im ausgewählten Betriebspunkt charakterisierenden ersten Messwertes und wenigstens eines den Innen-Prüfstand während des Betriebs der Gasturbine im ausgewählten Betriebspunkt charakterisierenden zweiten Messwertes mittels wenigstens einer Sensoreinrichtung, Bereitstellen eines thermodynamischen Modells mittels einer mit der Sensoreinrichtung gekoppelten Recheneinrichtung, wobei das thermodynamische Modell zumindest ein die Gasturbine abbildendes erstes Teilmodell und ein den Innen-Prüfstand abbildendes zweiten Teilmodell umfasst, Ermitteln wenigstens eines die Gasturbine im ausgewählten Betriebspunkt charakterisierenden ersten Modellwerts anhand des thermodynamischen Modells und Ermitteln wenigstens eines den Innen-Prüfstand während des Betriebs der Gasturbine im ausgewählten Betriebs- punkt charakterisierenden zweiten Modelwertes anhand des thermodynamischen Modells mittels der Recheneinrichtung und Ermitteln wenigstens eines der Gasturbine zugeordneten ersten Korrekturparameters durch Variieren des thermodynamischen Modells, bis der erste Modellwert innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs des ersten Messwerts liegt, und Ermitteln wenigstens eines dem Innen-Prüfstand zugeordneten zweiten Korrekturparameters durch Variieren des thermodynamischen Modells, bis der zweite Modellwert innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs des zweiten Messwerts liegt. Mit anderen Worten sieht das erfindungsgemäße Verfahren die Trennung zwischen Zustandsgrößen der Gasturbine und des Innen-Prüfstands vor. Diese Trennung wird möglich durch eine Analyse bzw. gleichzeitige Messung von Zustandsgrößen des Innen-Prüfstands und der im Innen-Prüfstand betriebenen Gasturbine unter weiterer Berücksichtigung eines thermodynamischen Modells, welches sowohl die Gasturbine als auch den Innen-Prüfstand abbildet und entsprechende Modellwerte zu den ermittelten Messwerten liefert. Anschließend wird das thermodynamische Modell an die aktuellen Testbedingungen angepasst, indem das thermodynamische Modell variiert wird, bis die Modellwerte den Messwerten entsprechen bzw. innerhalb vorbestimmter Toleranzbereiche liegen. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das thermodynamische Modell den tatsächlichen Testlauf korrekt abbildet, was durch die ersten und zweiten Korrekturparameter ausge- drückt wird. Die ersten und zweiten Korrekturparameter können auch als erste und zweite
Skalierer bezeichnet werden und drücken den Unterschied zwischen einer aktuell analysierten Zustandsgröße und der nominellen Zustandsgröße aus. Skalierer können dabei grundsätzlich ein Verhältnis bzw. einen Faktor oder eine Differenz charakterisieren. Differenzen ausdrückende Skalierer werden im Folgenden auch als Delta-Skalierer (Δ) bezeichnet, während Ver- hältnisse bzw. Faktoren ausdrückende Skalierer auch als Faktor-Skalierer (C) bezeichnet werden. Da das thermodynamische Modell sowohl ein erstes Teilmodell zur Abbildung des Prüfstands als auch ein zweites Teilmodell zur Abbildung der Gasturbine umfasst, wird hierdurch eine getrennte Beurteilung von Prüfstandsperformance und Performance der Gasturbine ermöglicht. Damit wird die Analyse der Gasturbine genauer, da Einflüsse des Innen-Prüfstands auf die Gasturbinenleistung herausgerechnet werden können. Dass zwischen den Zustandsgrößen des Innen-Prüfstands und der Gasturbine unterschieden werden kann, ist auch dahingehend von Vorteil, dass sich die Zustandsgrößen und Messwerte unterschiedlicher getesteter Gasturbinen teilweise stark unterscheiden. Davon beeinflusst unterscheiden sich naturgemäß auch die Messwerte des Innen-Prüfstands, obwohl dieser ansonsten unverändert ist. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es weiterhin, eine Korrelation zwischen dem konkreten Innen-Prüfstand und einem Außen-Prüfstand zu ermitteln, so dass mit Hilfe eines Trendings die Stabilität der Korrelation nachgewiesen werden kann, da die Wechselwirkung zwischen der Gasturbine und dem Innen-Prüfstand aufgelöst wird und ein zuverlässiges Monitoring ermöglicht. Darüber hinaus können mögliche Zustandsänderungen des Innen- Prüfstands, welche eine Auswirkung auf die Ergebnisse des„Pass-off Tests" oder„Accep- tance Tests" der Gasturbine haben, frühzeitig erkannt und unnötige Maßnahmen an der Gasturbine vermieden werden. Es kann grundsätzlich vorgesehen sein, dass das Verfahren nur in einem ausgewählten Betriebspunkt der Gasturbine durchgeführt wird. Alternativ kann das Verfahren für mehrere oder alle Betriebspunkte der Gasturbine durchgeführt werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der erste und/oder der zweite Korrekturparameter durch eine Analyse-Leistungsrechnung ermittelt wird. Dies ermöglicht eine besonders zuverlässige Anpassung des thermodynamischen Modells. Geeignete Analyse-Leistungsrechnungen („Analysis by Synthesis") sind dem Fachmann an sich bekannt. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass als erster Korrekturparameter wenigstens ein Skalierer aus der Gruppe AnFan, Ar|LPC, ΔηΙ-IPC, ΔηΗΡΤ, AnLPT, ^Fan, Cr|LPC, CTIHPC, CnHPT, CnLPT, AfcFan, AfcLPC, AfcHPC, AfcHPT, AfcLPT, CfcFan, CfcLPC, CfcHPC, CfcHPT und CfcLPT ermittelt wird. Dies erlaubt eine flexible und präzise Berücksichtigung unterschiedlicher Gasturbinen bzw. Gastur- binentypen. Δη drückt dabei die Differenz zwischen einem gemessenen und einem berechneten bzw. modellgemäßen Wirkungsgrad η einer bestimmten Gasturbinenkomponente aus, wobei Fan für einen Bläser bzw. ein Gebläse der Gasturbine, LPC für einen Niederdruckverdichter (low pressure compressor), HPC für einen Hochdruckverdichter (high pressure com- pressor), HPT für eine Hochdruckturbine (high pressure turbine), und LPT für eine Nieder- druckturbine (low pressure turbine) stehen. Οη drückt einen jeweiligen Faktor-Skalierer von einem gemessenen auf einen berechneten Wirkungsgrad einer bestimmten Gasturbinenkomponente aus. Afc drückt eine Differenz (Delta-Skalierer) zwischen einem gemessenen und einem berechneten Durchsatz fc einer bestimmten Gasturbinenkomponente aus. Cfc drückt einen jeweiligen Faktor-Skalierer von einem gemessenen auf einen berechneten Durchsatz fc einer bestimmten Gasturbinenkomponente aus.
Weitere Vorteile ergeben sich, indem als zweiter Korrekturparameter wenigstens ein Skalierer aus der Gruppe Δζΐηΐεί, CζInlet, CζExhaust, ΔζΒεΙΙπιουίη, CζBellmouth, w_leak_TE, AcFG nozzle, CcFG nozzle, Delta CD nozzle, Faktor CD nozzle, Delta CD_bellmouth und Faktor CD bellmouth ermittelt wird. Dies erlaubt eine flexible und präzise Berücksichtigung unterschiedlicher Innen-Prüfstände. Δζΐηΐεί und bezeichnen dabei Delta-Skalierer der Druckverluste der Prüfstandskomponenten Einlass (Inlet) bzw. Aus- lass (Exhaust). Οζΐηΐβί und ΟζΕχηβυβΐ bezeichnen Faktor-Skalierer auf Druckverluste der Prüfstandskomponenten Einlass (Inlet) und Auslass (Exhaust). Grundsätzlich können die Prüfstandskomponenten Inlet und/oder Exhaust in Subkomponenten aufgespalten werden, wodurch beispielsweise mehrere Parameter Δζΐηΐβίι n mit n>l für die jeweilige Subkompo- nente n ermittelt werden können. Entsprechendes gilt für Οζΐηΐβί und
ΔζΒεΙΙπ αιίη bezeichnet einen Delta-Skalierer des Druckverlusts in einer Einströmdüse (sog. Bellmouth), während ΟζΒβΙΙπιουίη dementsprechend einen Faktor-Skalierer von einem gemessenen auf einen errechneten Druckverlust in der Einströmdüse bezeichnet. Der Skalierer w_leak_TE bezeichnet den Leckagemassenstrom, während AcFG nozzle und CcFG nozzle den Delta-Skalierer bzw. den Faktor-Skalierer der Schubkoeffizienten einer Ausströmdüse (Triebwerksdüse, Nozzle) des Prüfstands bezeichnen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass als erster Messwert wenigstens ein Parameter aus der Gruppe Gasturbinenmassenstrom, Temperatur im Gaspfad, Druck im Gaspfad, Kraftstoffmassenstrom und Drehzahl mindestens einer Welle in der Gasturbine ermittelt wird. Dies erlaubt eine präzise Messung und Analyse der jeweiligen Gasturbine. Die genannten Parameter können grundsätzlich für eine oder mehrere Komponenten einer jeweiligen Gasturbine ermittelt werden. Beispielsweise können die Drehzahlen von zwei oder mehr Wellen, die Temperaturen im Gaspfad an unterschiedlichen Stellen der Gas- turbine und/oder die Drücke im Gaspfad an unterschiedlichen Stellen der Gasturbine ermittelt werden. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass als zweiter Messwert wenigstens ein Parameter aus der Gruppe statischer Druck im Innen-Prüfstand (Testzelle, PS Cell), Totaldruck im Innen-Prüfstand (Testzelle, PT Cell) und Strömungsgeschwindigkeit im Innen- Prüfstand (Testzelle, V Cell) ermittelt wird. Grundsätzlich sind auch Druck- und/oder Ge- schwindigkeitsmessungen an anderen Stellen im Innen-Prüfstand (z. B. im Detu- ner/Abgasrohr) denkbar.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mittels der Recheneinrichtung wenigstens ein Referenzmodell von Innen-Prüfstand und oder Gasturbine unter Referenzbedingungen ermittelt wird. Unter Referenzbedingungen werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Bedingungen gemäß International Standard Atmosphere (ISA, Normatmosphäre) verstanden, das heißt eine Temperatur von 288,15 K (15 °C) und ein Druck von 1013,25 hPa (=29,92 inHg) auf Meereshöhe, wobei außer der Standard Atmosphäre noch ein Referenzbetriebspunkt des Triebwerks vorgegeben wird. Dies erlaubt eine vorteilhafte Standardisierung und Vereinheitlichung der Testbedingungen. Das Referenzmodell kann dabei auf dem thermodynamischen Modell basieren.
Dabei hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn das thermodynamische Modell beim Ermitteln des Referenzmodells mittels des ersten Korrekturparameters und des zweiten Korrekturparameters angepasst wird. Hierdurch ist es rechnerisch möglich, die Performance des aktuellen Prüfstands und der aktuellen Gasturbine zu ermitteln, die diese unter Referenzbedingungen hätten. Alternativ ist es vorgesehen, das thermodynamische Modell beim Ermitteln des Referenzmodells mittels des ersten Korrekturparameters, aber nicht mittels des zweiten Korrekturparameters anzupassen. Mit anderen Worten wird der dem Innen-Prüfstand zugeordnete Teil der Skalierer auf den nominellen, das heißt auf den ursprünglichen zweiten Modellwert zurückgesetzt. Dies ermöglicht eine Beurteilung, wie die konkret getestete Gasturbine in einem hypothetischen standardisierten Innen-Prüfstand, das heißt unbeeinflusst vom konkret verwendeten Innen-Prüfstand, unter Referenzbedingungen funktionieren würde.
Alternativ ist es vorgesehen, das thermodynamische Modell beim Ermitteln des Referenzmodells mittels des zweiten Korrekturparameters und nicht mittels des ersten Korrekturparame- ters anzupassen. Mit anderen Worten wird der der Gasturbine zugeordnete Teil der Skalierer auf den nominellen, das heißt auf den ursprünglichen ersten Modellwert zurückgesetzt. Dies ermöglicht eine Beurteilung, wie eine hypothetische standardisierte Gasturbine im konkret verwendeten Innen-Prüfstand unter Referenzbedingungen funktionieren würde. Dies bedeutet, dass die Performance des Innen-Prüfstands unbeeinflusst von der konkret verwendeten Gas- turbine beurteilt werden kann.
Weitere Vorteile ergeben sich, wenn die Performance des Innen-Prüfstands unter Referenzbedingungen zur Überwachung der Korrelation des Innen-Prüfstands verwendet wird. Hierzu können beispielsweise aktuelle Testergebnisse mit historischen Testergebnissen verglichen werden, um etwaige Abweichungen zu erkennen. Sollten bei dieser Berechnung Veränderungen gegenüber früheren Ergebnissen auftreten, so sind diese ausschließlich durch den Innen- Prüfstand verursacht. Weitere Vorteile ergeben sich, wenn anhand des Referenzmodells eine vom Innen-Prüfstand unabhängige Performance der Gasturbine ermittelt wird. Wenn das Referenzmodell anhand des ersten Messwerts und des zweiten Modellwerts ermittelt wird, können Einflüsse des In- nen-Prüfstands auf die Gasturbine herausgerechnet werden, wodurch eine von Einflüssen des Innen-Prüfstands isolierte Beurteilung der Gasturbine ermöglicht ist.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Recheneinrichtung zur Verwendung in einem Verfahren gemäß dem ersten Erfindungsaspekt. Die erfindungsgemäße Recheneinrichtung ist dabei mit einer Sensoreinrichtung zum Austausch von ersten und zweiten Messwerten koppelbar. Weiterhin ist die erfindungsgemäße Recheneinrichtung ausgebildet, ein thermodyna- misches Modell bereitzustellen, wobei das thermodynamische Modell zumindest ein die Gasturbine abbildendes erstes Teilmodell und ein den Innen-Prüfstand abbildendes zweiten Teilmodell umfasst. Ebenso ist die erfindungsgemäße Recheneinrichtung dazu ausgebildet, an- hand des thermodynamischen Modells wenigstens einen die Gasturbine im ausgewählten Betriebspunkt charakterisierenden ersten Modellwert und wenigstens einen den Innen-Prüfstand während des Betriebs der Gasturbine im ausgewählten Betriebspunkt charakterisierenden zweiten Modelwert zu ermitteln. Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße Recheneinrichtung auch dazu ausgebildet, wenigstens einen der Gasturbine zugeordneten ersten Korrekturpara- meter zu ermitteln, indem das thermodynamische Modell variiert wird, bis der erste Modellwert innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs des ersten Messwerts liegt. Weiterhin ist die erfindungsgemäße Recheneinrichtung dazu ausgebildet, wenigstens einen dem Innen- Prüfstand zugeordneten zweiten Korrekturparameter zu ermitteln, indem das thermodynamische Modell variiert wird, bis der zweite Modellwert innerhalb eines vorbestimmten Tole- ranzbereichs des zweiten Messwerts liegt. Die sich hieraus ergebenden Merkmale und deren Vorteile sind den vorstehenden Beschreibungen des ersten Erfindungsaspekts zu entnehmen, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Erfindungsaspekts als vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Erfindungsaspekts anzusehen sind. Der Ausdruck„ausgebildet zu" bezieht sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung grundsätzlich auf eine Recheneinrichtung oder sonstige Gegenstände, die nicht nur eine grundlegende Eignung besitzen, sondern durch entsprechende Hard- und/oder Software konkret dazu eingerichtet sind, durch ihren Betrieb die jeweils angegebene Wirkung zu erzielen. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und den Ausführungsbei- spielen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in den Ausführungsbeispielen genannten und/oder alleine gezeig- ten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Ausführungsbeispielen nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Aus- führungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines thermodynamischen Modells, welches sowohl einen In- nen-Prüfstand als auch eine im Innen-Prüfstand betriebene Gasturbine abbildet;
Fig. 2 ein Verfahren zum Ermitteln der Eigenschaften (Zustandsgrößen) des Innen- Prüfstands und einer im Innen-Prüfstand betriebenen Gasturbine; und Fig. 3 unterschiedliche Berechnungen unter Referenzbedingungen.
Fig. 1 zeigt eine Prinzipdarstellung eines thermodynamischen Modells 10, welches sowohl einen Innen-Prüfstand 12 als auch eine im Innen-Prüfstand 12 betriebene Gasturbine 14 abbildet und durch eine Recheneinrichtung (nicht gezeigt) bereitgestellt wird. Im Gegensatz zu einem Outdoor- bzw. Außen-Prüfstand (nicht gezeigt) gibt es beim Testbetrieb einer Gasturbine 14 im Indoor- bzw. Innen-Prüfstand 12 eine Wechselwirkung zwischen der Triebwerks- Performance und der Prüfstands-Performance. Aus diesem Grund ist es erforderlich, für jeden Gasturbinen- bzw. Triebwerkstyp eine Korrelation zwischen dem Outdoor-Prüfstand und dem Indoor-Prüfstand 12 durchzuführen. Die Korrelation bildet dabei die Unterschiede zwischen einem konkreten Triebwerkstest im Indoor-Prüfstand 12 und einem hypothetischen Triebwerkstest einem Referenz-Outdoor Prüfstand ab. Um darüber hinaus ein zuverlässiges Trending des Innen-Prüfstands 12 zu gewährleisten, muss zwischen den Eigenschaften bzw. Zustandsgrößen des Innen-Prüfstands 12 und der Gasturbine 14 unterschieden werden, da sich die Zustandsgrößen der im Innen-Prüfstand 12 getesteten Gasturbinen 14 normalerweise stark unterscheiden. Davon beeinflusst unterscheiden sich auch die Messwerte des Innen-Prüfstands 12, obwohl dieser ansonsten unverändert ist. Weiterhin wird durch die Trennung von Prüf- Stands- und Triebwerksperformance die Triebwerksanalyse genauer, da Einflüsse des Innen- Prüfstands 12 herausgerechnet werden können. Hierdurch können beispielsweise Abweichungen bei einzelnen„Pass-off Tests" oder„Acceptance Tests" sowie langfristige Trends eindeutig dem Innen-Prüfstand 12 oder der Gasturbine 14 zugeordnet werden. Dies erlaubt eine besonders zuverlässige Überwachung des Innen-Prüfstands 12 (Test Cell Trend Monitoring), wodurch anlasslose und kostenintensive Rekorrelationen des Innen-Prüfstands 12, welche ansonsten mindestens alle 7 Jahren durchgeführt werden müssten, vorteilhaft vermieden werden können. Mögliche Zustandsänderungen des Innen-Prüfstands 12, welche eine Auswirkung auf die Ergebnisse der Pass-off oder Acceptance Tests haben, können stattdessen frühzeitig erkannt und unnötige Maßnahmen am Triebwerk bzw. der Gasturbine 14 vermieden werden.
Ein wichtiger Aspekt der vorliegenden Erfindung ist daher die Trennung zwischen den Zustandsgrößen der Gasturbine 14 und denen des Innen-Prüfstands 12. Diese Trennung wird möglich durch eine Analyse der relevanten Zustandsgrößen des Innen-Prüfstands 12 und der Gasturbine 14 unter Berücksichtigung des in Fig. 1 gezeigten thermodynamischen Modell 10, welches sowohl die Gasturbine 14 in einem ersten Teilmodell als auch den Innen-Prüfstand 12 in einem zweiten Teilmodell abbildet. Der Innen-Prüfstand 12 und damit das zweite Teilmodell setzten sich im gezeigten Ausführungsbeispiel aus den Komponenten Atmosphäre 12a, Einlass (Inlet) 12b, Strömungsverzweigung (Branch) 12c, zwei Strömungskanäle (Duct) 12d, Einströmdüse (Bellmouth) 12e, Ausströmdüse (Nozzle) 12f, Strömungsmischer (Mixer) 12g und Auslass (Exhaust) 12h zusammen. Die Gasturbine 14 ist während ihres Betriebs im Innen-Prüfstand 12 zwischen der Einströmdüse (Bellmouth) 12e und der Ausströmdüse (Nozzle) 12f sowie unterhalb der beiden Strömungskanäle (Duct) 12d angeordnet, was sich im Modell 10 entsprechend widerspiegelt. Das erste Teilmodell kann seinerseits bedarfsweise ebenfalls in zwei oder mehr Subkomponenten aufgeteilt werden.
Fig. 2 zeigt ein Verfahren zum Ermitteln der Eigenschaften (Zustandsgrößen) des Innen- Prüfstands 12 und der im Innen-Prüfstand 12 betriebenen Gasturbine 14. Hierzu werden zu- nächst in Schritt 16a mittels einer oder mehrerer Sensoreinrichtungen (nicht gezeigt) erste Messwerte ermittelt, welche die Gasturbine 14 im ausgewählten Betriebspunkt charakterisieren. Die ersten Messwerte 16a können beispielsweise wenigstens einen Parameter aus der Gruppe Temperaturen im Gaspfad (T25, T3, T45, T49, T5, Abgastemperatur (exhaust gas temperature, EGT)), Kraftstoffmassenstrom (Fuel flow, WFE) , Triebwerksmassenstrom
(W2), Drücke im Gaspfad (P25, P3, P45, P49, P5), Drehzahlen der Wellen im Triebwerk (Nl , N2, N3) etc. umfassen.
Weiterhin werden in Schritt 16b zweite Messwerte (z. B. Temperaturen, Statischer Druck, PSceiijront · · ·) ermittelt, welche den Innen-Prüfstand 12 während des Betriebs der Gasturbine 14 im ausgewählten Betriebspunkt charakterisieren. Die Messwerte können beispielsweise einen oder mehrere Parameter aus der Gruppe Statischer Druck in Testzelle bzw. Komponente des Innen-Prüfstands 12 (PS_Cell), Totaldruck in Testzelle (PT_Cell), Strömungsgeschwindigkeit in Testzelle (V_Cell) oder eine Temperatur in der Testzelle umfassen. Grundsätzlich sind auch Druck-, Geschwindigkeits- und/oder Temperaturmessungen an anderen Stellen im Innen-Prüfstand 12 (z.B. im Detuner/Abgasrohr) denkbar. Der Innen-Prüfstand 12 und/oder die Gasturbine 14 werden bedarfsweise mit einer zusätzlichen Instrumentierung bzw. mit entsprechenden Sensoreinrichtungen ausgestattet, um die gewünschten Messwerte zu ermitteln. Im folgenden Schritt 18 erfolgt nunmehr die Analyse und Auftrennung der gegenseitigen Einflüsse des Innen-Prüfstands 12 und der Gasturbine 14 mit Hilfe des Modells 10. Hierzu werden anhand des thermodynami sehen Modells 10 entsprechende erste und zweite Modellwerte für die Gasturbine 14 und den Innen-Prüfstand 12 berechnet. Unter Berücksichtigung der ersten und zweiten Messwerte wird das thermodynamische Modell (10) anschließend angepasst, bis der erste und der zweite Modellwert dem ersten bzw. zweiten Messwert entspricht oder zumindest innerhalb eines bestimmten Toleranzbereichs liegt. Mit anderen Worten wird das Modell 10 an die tatsächlichen Messergebnisse angepasst, um den konkreten Testlauf korrekt abzubilden. Diese Anpassung wird durch Korrekturparameter bzw. Skalierer ausgedrückt. Hierzu wird im Schritt 20a wenigstens ein erster Korrekturparameter auf Zustandsgrößen ei- ner Gasturbinenkomponente ermittelt. Der erste Korrekturparameter kann beispielsweise aus der Skalierer-Gruppe AnFan, AnLPC, Ar|HPC, ΔηΗΡΤ, ΔηΙ-ΡΤ, CnFan, CnLPC, CnHPC, CnHPT, C LPT, AfcFan, AfcLPC, AfcHPC, AfcHPT, AfcLPT, CfcFan, CfcLPC, CfcHPC, CfcHPT und CfcLPT ausgewählt werden.
Im Schritt 20b wird analog wenigstens ein zweiter Korrekturparameter bzw. Skalierer auf Zu- Standsgrößen des Innen-Prüfstands 12 ermittelt. Der oder die zweiten Korrekturparameter können beispielsweise aus der Skalierer-Gruppe Δζΐηΐβί, ΔζΕχΓ υβί, Οζΐηΐεί,
ΔζΒεΙΙπιουΛ, CζBellmouth, w leak TE, AcFG nozzle und CcFG_nozzle ausgewählt werden. Anschließend werden drei verschiedene Berechnungen bei Referenzbedingungen (ISA) durchgeführt. Dabei wird wahlweise mit aktuell analysierten bzw. durch die entsprechenden Korrekturparameter korrigierten oder nominellen Zustandsgrößen, bei denen die betreffenden Skalierer auf die nominellen Werte des Modells 10 zurückgesetzt und nicht an die konkreten Messwerte angepasst sind, von Innen-Prüfstand 12 und Gasturbine 14 gerechnet. Fig. 3 zeigt exemplarisch verschiedene, mit ISA1 , ISA2 und IS A3 bezeichnete Referenzmodelle unter ISA-Bedingungen. Die Variante„ISA1" umfasst dabei die Verwendung der aktuell analysierten Referenzwerte, das heißt der über die Skalierer auf die konkreten Testbedingungen ange- passten und auf ISA-Bedingungen normierten ersten Modellwerte des Innen-Prüfstands 12 sowie der aktuell analysierten Referenzwerte der Gasturbine 14, wodurch diejenige Perfor- mance 22 des konkreten Innen-Prüfstands 12 und der konkreten Gasturbine 14 beurteilt werden kann, die diese unter Referenzbedingungen hätten.
Die Berechnungsvariante„ISA2" umfasst die Verwendung der analysierten und normierten Referenzwerte des Innen-Prüfstands 12 sowie der nominalen Werte der Gasturbine, die mit 14' bezeichnet werden, wodurch die von der konkreten Gasturbine 14 unbeeinflusste Performance 22' des Innen-Prüfstands 12 unter ISA-Bedingungen beurteilt werden kann. Für das Monitoring des Innen-Prüfstands 12 ist dabei diese Berechnung mit einer nominellen Gasturbine 14, das heißt mit einem hypothetischen Standardtriebwerk, und dem konkreten Innen- Prüfstand 12 relevant. Diese Berechnung spiegelt mit anderen Worten einen Triebwerkstest mit einem immer gleichen Triebwerk 14 bei immer gleichen, standardisierten Umgebungsbedingungen wieder. Sollten hier Veränderungen auftreten, so sind diese lediglich durch den Innen-Prüfstand 12 verursacht. Die Berechnungsvariante„ISA3" umfasst die Verwendung der nominalen Referenzwerte des Innen-Prüfstands 12' und der analysierten Referenzwerte der Gasturbine 14, wodurch die vom konkreten Innen-Prüfstand 12 unbeeinflusste Performance 22" der Gasturbine 14 unter ISA Bedingungen beurteilt werden kann. Dies erlaubt ein besonders präzises Monitoring der Qualität (Leistung) der getesteten Gasturbine 14, da Einflüsse des Innen-Prüfstands 12 und der aktuellen Umgebungsbedingungen auf das Triebwerk 14 herausgerechnet werden.
Bezugszeichenliste:
10 Modell
12 Indoor-Prüfstand 12a Atmosphäre
12b Inlet
12c Branch
12d Duct
12e Bellmouth 12f Nozzle
12g Mixer
12h Exhaust
14 Gasturbine
16a Schritt 16b Schritt
18 Schritt
20a Schritt
20b Schritt

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Ermitteln eines Einflusses eines Innen-Prüfstands (12) auf eine im
Innen-Prüfstand (12) betriebene Gasturbine (14), insbesondere eines Flugtriebwerks, folgende Schritte umfassend:
Anordnen der Gasturbine (14) im Innen-Prüfstand (12);
Betreiben der Gasturbine (14) im Innen-Prüfstand (12) bei wenigstens einem ausgewählten Betriebspunkt der Gasturbine (14);
Ermitteln wenigstens eines die Gasturbine (14) im ausgewählten Betriebspunkt charakterisierenden ersten Messwertes und wenigstens eines den Innen- Prüfstand (12) während des Betriebs der Gasturbine (14) im ausgewählten Betriebspunkt charakterisierenden zweiten Messwertes mittels wenigstens einer Sensoreinrichtung;
Bereitstellen eines thermodynamischen Modells (10) mittels einer mit der Sensoreinrichtung gekoppelten Recheneinrichtung, wobei das thermodynami- sche Modell zumindest ein die Gasturbine (14) abbildendes erstes Teilmodell und ein den Innen-Prüfstand (12) abbildendes zweiten Teilmodell umfasst; Ermitteln wenigstens eines die Gasturbine (14) im ausgewählten Betriebspunkt charakterisierenden ersten Modellwerts anhand des thermodynamischen Modells und Ermitteln wenigstens eines den Innen-Prüfstand (12) während des Betriebs der Gasturbine (14) im ausgewählten Betriebspunkt charakterisierenden zweiten Modelwertes anhand des thermodynamischen Modells mittels der Recheneinrichtung; und
Ermitteln wenigstens eines der Gasturbine (14) zugeordneten ersten Korrekturparameters durch Variieren des thermodynamischen Modells, bis der erste Modellwert innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs des ersten Messwerts liegt, und Ermitteln wenigstens eines dem Innen-Prüfstand (12) zugeordneten zweiten Korrekturparameters durch Variieren des thermodynamischen Modells, bis der zweite Modellwert innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs des zweiten Messwerts liegt. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste und/oder der zweite Korrekturparameter durch eine Analyse- Leistungsrechnung ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
als erster Korrekturparameter wenigstens ein Skalierer aus der Gruppe AnFan, AnLPC, Ar|HPC, ΔηΗΡΤ, AnLPT, CnFan, CnLPC, CTIHPC, CnHPT, CnLPT, AfcFan, AfcLPC, AfcFIPC, AfcHPT, AfcLPT, CfcFan, CfcLPC, CfcHPC, CfcHPT und CfcLPT ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
als zweiter Korrekturparameter wenigstens ein Skalierer aus der Gruppe Δζΐηΐεί, ACExhaust, CςInlet, CζExhaust, ΔζΒεΙΙπιουΐΙι, CCBellmouth, w_leak_TE, AcFG_nozzle und CcFG nozzle ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
dass als erster Messwert wenigstens ein Parameter aus der Gruppe Gasturbinen- massenstrom, Temperatur im Gaspfad, Druck im Gaspfad, Kraftstoffmassenstrom und Drehzahl mindestens einer Welle in der Gasturbine ermittelt wird und/oder dass als zweiter Messwert wenigstens ein Parameter aus der Gruppe statischer Druck im Innen-Prüfstand, Totaldruck im Innen-Prüfstand und Strömungsgeschwindigkeit im Innen-Prüfstand ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
mittels der Recheneinrichtung wenigstens ein Referenzmodell (ISAl, ISA2, ISA3) von Innen-Prüfstand (12) und/oder Gasturbine (14) unter Referenzbedingungen (ISA) ermittelt wird. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
das thermodynamische Modell beim Ermitteln des Referenzmodells (ISAl, ISA2, ISA3):
- mittels des ersten Korrekturparameters und des zweiten Korrekturparameters angepasst wird; oder
- mittels des ersten Korrekturparameters und nicht mittels des zweiten Korrek- turparameters angepasst wird; oder
- mittels des zweiten Korrekturparameters und nicht mittels des ersten Korrekturparameters angepasst wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Performance (22') des Innen-Prüfstands (12) anhand des Referenzmodells (ISA2) zur Überwachung der Korrelation des Innen-Prüfstands (12) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
anhand des Referenzmodells (ISA3) eine vom Innen-Prüfstand (12) unabhängige Performance (22") der Gasturbine (14) ermittelt wird.
Recheneinrichtung zur Verwendung in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
diese:
mit wenigstens einer Sensoreinrichtung zum Austausch von ersten und zweiten Messwerten koppelbar ist;
ausgebildet ist, ein thermodynamisches Modell (10) bereitzustellen, wobei das thermodynamische Modell zumindest ein die Gasturbine (14) abbildendes ers- tes Teilmodell und ein den Innen-Prüfstand (12) abbildendes zweiten Teilmodell umfasst;
ausgebildet ist, anhand des thermodynamischen Modells (10) wenigstens einen die Gasturbine (14) im ausgewählten Betriebspunkt charakterisierenden ersten Modellwert und wenigstens einen den Innen-Prüfstand (12) während des Betriebs der Gasturbine (14) im ausgewählten Betriebspunkt charakterisierenden zweiten Modelwert zu ermitteln;
ausgebildet ist, wenigstens einen der Gasturbine (14) zugeordneten ersten Korrekturparameter zu ermitteln, indem das thermodynamische Modell variiert wird, bis der erste Modellwert innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs des ersten Messwerts liegt; und
ausgebildet ist, wenigstens einen dem Innen-Prüfstand (12) zugeordneten zweiten Korrekturparameter zu ermitteln, indem das thermodynamische Modell variiert wird, bis der zweite Modellwert innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs des zweiten Messwerts liegt.
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