PL170640B1 - Zespól turbin gazowych i sposób zwiekszania obrotów zespolu turbin gazowych PL PL PL - Google Patents

Zespól turbin gazowych i sposób zwiekszania obrotów zespolu turbin gazowych PL PL PL

Info

Publication number
PL170640B1
PL170640B1 PL93297770A PL29777093A PL170640B1 PL 170640 B1 PL170640 B1 PL 170640B1 PL 93297770 A PL93297770 A PL 93297770A PL 29777093 A PL29777093 A PL 29777093A PL 170640 B1 PL170640 B1 PL 170640B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
synchronous machine
shut
gas turbine
gas
starting
Prior art date
Application number
PL93297770A
Other languages
English (en)
Other versions
PL297770A1 (en
Inventor
Wolfgang Kizina
Alexander Mutter
Matthias Nissen
Markus Rupp
Paul Vogt
Markus Widenhorn
Original Assignee
Asea Brown Boveri
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 Asea Brown Boveri filed Critical Asea Brown Boveri
Publication of PL297770A1 publication Critical patent/PL297770A1/xx
Publication of PL170640B1 publication Critical patent/PL170640B1/pl

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B41/00Engines characterised by special means for improving conversion of heat or pressure energy into mechanical power
    • F02B41/02Engines with prolonged expansion
    • F02B41/10Engines with prolonged expansion in exhaust turbines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/26Starting; Ignition
    • F02C7/268Starting drives for the rotor, acting directly on the rotor of the gas turbine to be started
    • F02C7/275Mechanical drives
    • F02C7/277Mechanical drives the starter being a separate turbine
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/08Control of generator circuit during starting or stopping of driving means, e.g. for initiating excitation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

1 Zespól turbin gazowych, zawierajacy turbine gazowa, która jest polaczona mechanicznie z maszyna synchroniczna 1 która laczy sie z jednej strony, za posrednictwem pierwszego organu odcinajacego, ze zródlem gazu, a z drugiej strony z przewodem odprowadzajacym gaz, przy czym zródlo gazu jest polaczone, za posrednictwem drugiego organu odcinajacego, z tym przewodem odprowadzajacym gaz, znam ienny tym, ze z pierwszym i drugim organem odcinajacym (9, 8) nie jest polaczony szeregowo zaden inny organ odcinajacy, ze czas zamykania pierwszego organu odci- najacego (9) jest krótszy od 1 s oraz ze czas otwierania drugiego organu odcinajacego (8) jest krótszy od 1 s 7 Sposób zwiekszania obrotów zespolu turbin gazowych, zawierajacego turbine gazowa, która jest polaczona mechanicznie z maszyna synchroniczna, przy czym stojan maszyny synchronicznej jest polaczony elektrycznie z ukladem szeregowym co najmniej jednego opornika obciazeniowego 1 jednego prostownika sterowa- nego, znamienny tym, ze na poczatku lub przed poczatkiem zwie- kszania obrotów stojan maszyny synchronicznej (16) przylacza sie do co najmniej jednego opornika rozruchowego (R 1-Rn), a tym samym obciaza elektrycznie, oraz ze po osiagnieciu zaleznej od chwilowej mocy gazowej w turbinie gazowej (10) predkosci obro- towej (n 1, n2) maszyny synchronicznej (16), odpowiadajacej rów- nowadze mocy, odlacza sie co najmniej jeden opornik rozruchowy (R 1-Rn) FI G.1 PL PL PL

Description

Proedmietem wyna^ku jest oesphł turbin gaoowych oawiekejchy turbinę ga7ewc, która jest połccoona mechaniconie o masoync synchroniconc i która łccoy się o jednej strony oa pośrednictwem pierwsoego organu odcinejącege oe źródłem gaou, a o drugiej strony o powodem eSprowadoajccym gao, proy coym źródło gaou jest połccoene, oa pośrednictwem drugiego organu oScinajccege, o tym powodem edprewadoajccym gao. Zespół turbin gaoewych moZe teZ oawierać turbinę gaoowc. która jest pełccoona mechaniconie o masoync synchroniconc, proy coym stejan masoyny synchronicznej jest pełccoeny elektryconie o układem soeregowym co najmniej jednege opornika obcicZeniowege i jednego prostownika sterowanego.
Wynalaoek detycoy równieZ sposobu owięksoania obrotów oespełu turbin gz7ewyhh, 7awierajccego turbinę gz7owc, która jest pełacoena mechaniconie o masoync synchronizuj proy coym stojan masoyny synchronizuj jest pełccoeny o układem soyrygowym co najmniej jednego opornika obciąZeniowege i jednego prostownika sterowanego.
Tego kodoaju oespół turbin i sposób ich pracy jest onany o niemieckiego opisu patentowego DE-A1-3 900 612. Opisany jest tam oespół turbina na gaoy odlotowe-prądnice do okrętowych silników Diesla o lub beo prcdnicy na wspólnym wale, w którym to oespole nadmiar gaohw odlotowych silnika Diesla doprowadoa się do turbiny uZytkowej. Obcewobudna pkąSnica synchronicona oasila energic sieć pokładowc. Wysterewywany oa pośrednictwem regulowanego prostownika lub antydgetora opornik do obcicZania turbogeneratora w p^^adku wypadnięcia obcicZenia sieciowego jest tak owymiarewany, Ze jego oporność jest mniejsoa ed rezetancji sieciowej turbogeneratora. Proed roomchem turbiny i otwarciem oaworu klapowego gaoów odlotowych wobgdoa się generator, dokonuje oapłenu antyduktera i otwiera się wyłcconik sieciowy. Następnie oa pomocc regulacji coęstetliweści i nastawiania prcdu obcicZenia w oporniku ebcicZajccym, proy uZyciu antydgetera, doprowadoa się coęstotliwość turbogeneratora do coęstotliwości sieci pokładowej i proepkewadoa dodatkowc synchronioację.
Zawór boconikowy na gaoy odlotowe ma postać oaworu kctewego, a nie oawekg soybko doiałajchego. W proypadkg wystcpienia niepeZcdznych nadmiernych prędkości obrotowych oamyka się oawhr klapowy soybkiege oamykania, który jest umiesohoony w tym samym Sepkewadoyniu turbinowym jak oawhr klapowy na gaoy odlotowe. PoniewaZ w turbinach okrętowych wykeroystuje się olej cięZki, proete proy jedynie sporadyconym ukgchamianig 7eworu klapowego soybkiego oamykania moZe oacheSoić oaniecoysohoenie nagarem, a tym samym oakłócenie Soiałania.
Aby ebcicZyć epernościc prcdnicę synchreniconc pedc7zs owięesoaniajej obrotów, nieobędny jest stosunkowo drogi układ sterowania zntySgktorym, który powinien być regulowany nawet proy bardoo małych coęstotliwościahh, w celu oapobieZenia obracaniu się prcdnicy, nie proyłccoonej jesoze de sieci pokładowej.
W odnośnym stanie techniki wska7gje się ponadto na europejski opis patentowy nr A2-0 398 138, w którym nieouZyte gaoy odlotowe spręZarkowego silnika spalinowego wykeroystuje się oa pośrednictwem turbiny uZytkowej de nzpęSoania prcdnicy asynchkoniconej. Ciśnienie p^ed turbinc uZytkowc stosuje się proy tym jako wielkość de nastawiania organu stosunkowe
170 640 powolnego i szybkiego zamykania w przewodzie, doprowadzającym gaz do turbiny gazowej, a także do nastawiania zaworu bocznikowego, otwierającego szybko w przypadku awarii. Podczas przyspieszania organy odcinające i zawór bocznikowy pozostają w położeniu pośrednim, które zapewnia dalsze przyspieszenie prądnicy do jej nominalnej prędkości obrotowej. Aby prądnicę można było bezudarowo przyłączyć do stosunkowo słabej sieci okrętowej, należy stale regulować zawór na gorące gazy, tak aby w pobliżu nominalnej prędkości obrotowej przyspieszenie było dostatecznie małe.
Zespół turbin gazowych w pierwszym wykonaniu, w którym zawiera turbinę gazową połączoną mechanicznie z maszyną synchroniczną, która to turbina łączy się z jednej strony ze źródłem gazu, a z drugiej strony z przewodem odprowadzającym gaz, charakteryzuje się według wynalazku tym, że z pierwszym i drugim organem odcinającym nie jest połączony szeregowo żaden inny organ odcinający, a czas zamykania pierwszego organu odcinającego jest krótszy od 1 s oraz czas otwierania drugiego organu odcinającego jest krótszy od 1 s.
Korzystnie źródłem gazu jest odbieralnik gazów odlotowych silnika spalinowego, a ciśnienie w odbieralniku gazów odlotowych odbiega od ciśnienia stacjonarnego, jakie ustala się przy otwartym drugim organie odcinającym i zamkniętym pierwszym organie odcinającym, o nie więcej niż 20%, a zwłaszcza o nie więcej niż 10%, przy czym możliwe jest, że stojan maszyny synchronicznej jest połączony dodatkowo z co najmniej jednym układem szeregowym, złożonym z opornika rozruchowego i wyłącznika, a opornik rozruchowy lub oporniki rozruchowe były pod względem mocy tak zwymiarowane, że ich sumaryczna odbiorcza moc czynna byłaby większa podczas pracy od największej możliwej mocy czynnej na zaciskach maszyny synchronicznej.
W postaci wykonania, w której zespół turbin gazowych zawierający turbinę gazową, połączoną mechanicznie z maszyną synchroniczną, przy czym stojan maszyny synchronicznej jest połączony elektrycznie z układem szeregowym co najmniej jednego opornika obciążeniowego i jednego prostownika sterowanego ma Według wynalazku stojan maszyny synchronicznej połączony dodatkowo z co najmniej jednym układem szeregowym, złożonym z opornika rozruchowego i wyłącznika.
Korzystnie opornik rozruchowy lub oporniki rozruchowe są pod względem mocy tak zwymiarowane, iż ich sumaryczna moc czynna jest większa podczas pracy od największej możliwej mocy czynnej na zaciskach maszyny synchronicznej.
Sposób zwiększania obrotów zespołu turbin gazowych polega według wynalazku na tym, że na początku lub przed początkiem zwiększania obrotów stojan maszyny synchronicznej przyłącza się do co najmniej jednego opornika rozruchowego, a tym samym obciąża elektrycznie, oraz -że po osiągnięciu zależnej od chwilowej mocy gazowej w turbinie gazowej prędkości obrotowej maszyny synchronicznej, odpowiadającej równowadze mocy, odłącza się co najmniej jeden opornik rozruchowy.
W zależności od osiągnięcia granicznej prędkości obrotowej maszyny synchronicznej włącza się korzystnie prostownik, który przejmuje regulację prędkości obrotowej, przy czym graniczna prędkość obrotowa odpowiada dolnej częstotliwości granicznej zakresu roboczego prostownika.
Natomiast w przypadku szeregu włączonych najpierw oporników rozruchowych odłącza się kolejno poszczególne oporniki rozruchowe, w celu zwiększenia prędkości obrotowej maszyny synchronicznej, zwłaszcza w zależności od osiągania równowagi mocy.
W przypadku awarii prostownika przyłącza się całkowicie do stojana maszyny synchronicznej co najmniej jeden opornik obciążeniowy, połączony szeregowo z prostownikiem, natomiast początek otwierania pierwszego organu odcinającego opóźnia się czasowo względem początku zamykania drugiego organu odcinającego.
Wynalazek rozwiązuje zadanie takiego dalszego rozwinięcia zespołu turbin gazowych, aby umożliwiony został prosty sposób jego eksploatacji.
Jedna z zalet wynalazku polega na tym, że do regulacji turbiny gazowej wystarczają szybko działające klapy lub zawory. Zawory te wymagają jedynie pozycji roboczych otwarty i zamknięty. Dzięki ich stosunkowo częstemu uruchamianiu zapobiega się ich zanieczyszczaniu
170 640 nagarem. Nagary, występujące ewentualnie na powierzchniach uszczelnienia, są usuwane mechanicznie wskutek szybkiego ruchu, tak że powstaje swego rodzaju zjawisko samooczyszczania. Ze względu na szybkie procesy łączeniowe nie zauważa się w zasadzie zmian ciśnienia w odbieralniku gazów odlotowych, tak iż nie jest zakłócana praca silnika spalinowego.
Do zwiększania obrotów maszyny synchronicznej można stosować niedrogi, konwencjonalny prostownik, który dopiero w pobliżu nominalnej prędkości obrotowej maszyny synchronicznej musi przejąć jej regulację.
Wynalazek jest objaśniony poniżej na podstawie przykładów wykonania, przy czym fig. 1 przedstawia zespół turbin gazowych z dwoma silnikami Diesla i dwiema prądnicami, a fig. 2 - wykres: prędkość obrotowa-czas, służący do objaśnienia zwiększania obrotów prądnicy.
Pracujący jako silnik główny 5 okrętowy silnik Diesla lub silnik spalinowy do napędu śruby okrętowej, pobiera od strony wejścia sprężone powietrze ze sprężarki 2 i dostarcza od strony wyjścia poprzez odbieralnik 6 gazów odlotowych spaliny odlotowe, za pośrednictwem turbiny sprężarkowej 4, do przewodu odprowadzającego lub komina 1. Turbina sprężarkowa 4 napędza za pośrednictwem wału 3 sprężarkę 2 oraz tworzy wraz z nią, wałem 3 i turbiną sprężarkową 4 turbosprężarkę doładowującą. Silnik główny 5 ma moc nominalną 40 MW oraz nominalną prędkość obrotową 93 obr/min.
Nadmiar spalin odlotowych, których nie wykorzystuje się do napędu turbosprężarki doładowującej 2-4, doprowadza się za pośrednictwem pierwszego organu odcinającego lub turbinowego zaworu klapowego albo szybko działającego pierwszego zaworu klapowego lub zaworu klapowego 9 szybkiego zamykania do turbiny użytkowej lub turbiny gazowej 10, która łączy się od strony wyjścia z kominem 1. Turbina gazowa 10 ma moc nominalną 1,2 MW oraz nominalną prędkość obrotową 1800 obr/min. W odniesieniu do turbiny gazowej 10 odbieralnik 6 gazów odlotowych działa jako źródło gazu. Jest ono połączone dodatkowo z kominem 1, za pośrednictwem drugiego organu odcinającego lub szybko działającego drugiego zaworu klapowego, albo bocznikowego zaworu klapowego 8. Obydwa zawory klapowe 8,9 wymagająjedynie obu pozycji roboczych otwarty i zamknięty. Czas nastawiania obu zaworów klapowych 8, 9 wynosi w kierunku zamykania i otwierania każdorazowo 0,5 s. Ważne jest to, że przy wybiegu lub wyłączeniu oraz w przypadku zakłócenia, np. w przypadku wypadnięcia obciążenia, czas zamykania zaworu klapowego 9 szybkiego zamykania i czas otwierania bocznikowego zaworu klapowego 8 jest mniejszy od 1 s, tak, że ciśnienie w odbieralniku 6 gazów odlotowych nie zmienia się w zasadzie w czasie nastawiania i silnik główny 5 nie odczuwa nic w praktyce z przebiegu łączenia, a turbina gazowa 10 nie może obracać się w przypadku jakiegoś zakłócenia. Ciśnienie w odbieralniku 6 gazów odlotowych nie powinno odbiegać od ciśnienia stacjonarnego o więcej niż 20%, korzystnie zaś o więcej niż 10%. Tego rodzaju szybko działające zawory klapowe 8, 9 można nabyć np. w firmie niemieckiej Ohl-Industrietechnik Theodor Ohl-AG, Blumenróder Strasse 3, D 6250 Limburg/Lahn, pod nazwą zawory klapowe szybkiego łączenia Ohla. Podobnie jak prostownik obciążeniowy 15 obydwa zawory klapowe 8,9 są sterowane za pomocą jednego urządzenia regulacyjno-sterującego 14.
Wystarcza, jeśli zawór klapowy 9 turbiny wolniej otwiera, a bocznikowy zawór klapowy 8 wolniej zamyka, przy czym każdorazowy czas nastawiania może zawierać, się w granicach od 1 do 5 s. Korzystne jest, jeśli przy rozruchu turbiny gazowej 10 turbinowy zawór klapowy 9 zaczyna otwierać z opóźnieniem wynoszącym 0,3-krotność jego czasu nastawiania, w porównaniu z początkiem zamykania bocznikowego zaworu klapowego 8, ponieważ dzięki temu można utrzymać wahania ciśnienia w odbieralniku 6 gazów odlotowych w dopuszczalnych granicach.
Turbina gazowa 10 jest połączona mechanicznie, za pośrednictwem przekładni 11 i sprzęgła 12, z wirnikiem prądnicy lub trójfazowej maszyny synchronicznej 16, która jest przyłączana elektrycznie od strony stojana, za pomocą wyłącznika SC do sieci pokładowej lub sieci 18 napięcia zmiennego 440 V o częstotliwości nominalnej 60 Hz. Uzwojenia stojana maszyny synchronicznej 16 są przyłączone na początku lub przed początkiem zwiększania liczby obrotów maszyny synchronicznej 16, za pośrednictwem elementów łączeniowych lub wyłączników rozruchowych S1-Sn. do oporników rozruchowych R1-Rn. Wyłączniki rozruchowe
170 640
S1-Sn moga stanowić np. styczniki lub zawory półprzewodnikowe. Uzwojenia stojana maszyny synchronicznej 16 są połączone dodatkowo za pośrednictwem dławika komutacyjnego L i co najmniej jednego opornika obciążeniowego R z prostownikiem obciążeniowym 15, który powinien być zaprojektowany jedynie na zakres częstotliwości w pobliżu częstotliwości nominalnej sieci 18 napięcia zmiennego, tj. na zakres częstotliwości od 54 do 66 Hz. W charakterze prostownika obciążeniowego 15 można stosować nastawnik trójfazowy lub prostownik do napędów na prąd stały.
Jeśli jako prostownik obciążeniowy 15 stosuje się prostownik regulujący prąd, to można zewrzeć jego stronę stałoprądową, a dławik komutacyjny L zaprojektować mniejszym niż w innym przypadku. Jako zaletę należy widzieć przy tym zwiększone odsprzęganie za pomocą opornika obciążeniowego R od sieci 18 napięcia zmiennego, tak że ulegają zmniejszeniu zakłócające wpływy wyższych drgań harmonicznych.
Maszyna synchroniczna 16, obciążona przy rozruchu wszystkimi opornikami rozruchowymi ' R1-Rn. osiąga przy pełnym obciążeniu turbiny gazowej 10 mocą nominalną prędkość obrotową n w dopuszczalnym zakresie częstotliwości prostownika 15. Jeżeli wymagana do tego celu moc turbiny gazowej jest zbyt mała, to można odłączać kolejno poszczególne oporniki rozruchowe Rl-Rn. Po rozbiegu prostownik obciążeniowy 15 przejmuje regulację prędkości obrotowej i synchronizację maszyny synchronicznej 16 z siecią 18 napięcia zmiennego. Do regulacji prędkości obrotowej za pomocą urządzenia regulacyjno-sterującego 14, które steruje prostownikiem obciążeniowym 15, można stosować przyporządkowany zazwyczaj prostownikowi 15 regulator prędkości obrotowej z podległym regulatorem prądu.
Jeśli zdarzyłoby się wypadnięcie prostownika obciążeniowego 15, to można zewrzeć stronę wejściową tego prostownika 15 za pomocą stycznika lub wyłącznika punktu zerowego SD. wskutek czego maszyna synchroniczna 16 zostaje obciążona całym opornikiem obciążeniowym R i działa wówczas jako hamulec elektryczny.
Ponieważ zapotrzebowanie mocy elektrycznej na statku jest normalnie większe od maksymalnej mocy turbiny gazowej 10, przeto oprócz silnika głównego 5 przewidziany jest dodatkowy silnik Diesla lub silnik pomocniczy 19, który zawiera również turbosprężarkę doładowującą 2-4, łączącą się z kominem 1, oraz jest połączony mechanicznie z wirnikiem prądnicy pomocniczej 20, która jest przyłączana od strony stojana do sieci 18 napięcia zmiennego za pośrednictwem wyłącznika SA. Nadmiar energii elektrycznej może być oddawany na wał statku za pośrednictwem nie uwidocznionego silnika elektrycznego.
Poniżej objaśniony zostaje rozruch gazowy maszyny synchronicznej 16 w połączeniu z wykresem prędkość obrotowa - czas, na fig. 2. Na fig. 2, na odciętych naniesiony jest czas t, a na rzędnych prędkość obrotowa nmaszyny synchronicznej 16. nN oznacza nominalną prędkość obrotową maszyny synchronicznej 16, z nN = 1800 obr/min stosownie do częstotliwości nominalnej 60 Hz sieci 18 napięcia zmiennego. Graniczna prędkość obrotowa n15 odpowiada dolnej częstotliwości granicznej zakresu roboczego prostownika obciążeniowego 15, równej np. 54 Hz.
W stanie spoczynkowym oraz w dolnym zakresie prędkości obrotowych wzbudza się maszynę synchroniczną 16 od strony wirnika z obcego źródła. Jej zaciski stojana są połączone ze wszystkimi opornikami rozruchowymi R1-Rn. które przynajmniej krótkotrwale mogą przejmować pełną moc turbiny gazowej 10. Napięcie, oddawane na zaciski stojana, jest proporcjonalne z pierwszym przybliżeniem do prędkości obrotowej n. Moc, przetworzona w opornikach rozruchowych R1-Rn. rośnie w stosunku kwadratowym wraz ze wzrostem napięcia.
Rozruch zostaje zainicjowany przez otwarcie szybko działającego turbinowego zaworu klapowego 9 i jednoczesne zamknięcie szybko działającego bocznikowego zaworu klapowego 8. Zwolniony w ten sposób strumień gazowy przyspiesza zespół turbina-prądnica 10-16 dopóty, dopóki przy pierwszej prędkości obrotowej nl równowagi w chwili t1 nie zaistnieje stan równowagi pomiędzy doprowadzoną mocą gazową a mocą elektryczną, przetworzoną w ciepło w opornikach rozruchowych Rl-Rn, por. krzywą B.
Jeżeli ten stan równowagi zachodzi przy prędkości obrotowej n w granicach 0,9+1, 1-krotności nominalnej prędkości obrotowej nN, por. krzywą A, to od chwili t3 w której
170 640 osiągnięta jest graniczna prędkość obrotowa n15. prostownik obciążeniowy 15 może przejąć dalszą regulację.
Jeśli moc gazowa nie wystarcza do tego, aby przyspieszyć zespół turbina-prądnica 10-16 do zadanego zakresu prędkości obrotowych, to wyłącza się stopień oporowy szeregu oporników rozruchowych R1-Rn lub jeden opornik rozruchowy, np. R1, w chwili t2* w 10 s po chwili t1. por. krzywą B. Wyłączony stopień oporowy powinien być co najwyżej tak duży, aby nowy stan równowagi powstał przy maksymalnej dopuszczalnej 1,1-krotności nominalnej prędkości obrotowej nN. Przebieg ten może się częściej powtarzać aż wreszcie zespół turbina-prądnica 10-16 zostanie przyspieszony również przy małej mocy gazowej do nominalnej w przybliżeniu prędkości obrotowej dn· W przypadku krzywej J3 przy drugiej prędkości obrotowej n2 równowagi w chwili t5 osiągnięty zostaje drugi stan równowagi. 10 s później odłącza się w chwili t6 dalszy opornik rozruchowy, np. R2. a w chwili t1 osiągnięty zostaje stan równowagi w granicach zakresu regulacji prostownika obciążeniowego 15. Za pomocą prostownika obciążeniowego 15 można teraz regulować prędkość obrotową n bezstopniowo i szybko. Tego rodzaju regulacja prędkości obrotowej nadaje się do dostrojenia synchronizacyjnego maszyny synchronicznej 16 do sieci 18 napięcia zmiennego oraz do zapewnienia określonego rozkładu obciążenia czynnooporowego podczas pracy ciągłej.
Odłączanie stopnia oporowego lub opornika rozruchowego R1-Rn może być uzależniane od tego, że zmiana w czasie prędkości obrotowej n jest mniejsza od zadawanej wartości granicznej, równej np. 0,5 Hz/s.
Jest szczególnie korzystne, jeśli do pełnego rozbiegu maszyny synchronicznej 16 oporniki rozruchowe R1-Rn są przełączane na prostownik obciążeniowy 15 (nie uwidocznione) i wówczas zajmują one miejsce opornika obciążeniowego R i mogą go zastąpić.
Jest zrozumiałe, że tego rodzaju zwiększanie obrotów maszyny synchronicznej 16 z elektryczną częścią 13 zespołu z opornikami rozruchowymi R1-Rn można stosować nawet wówczas, gdy mechaniczna część 7 zespołu turbina-prądnica zawiera więcej niż dwa zawory klapowe 8, 9.
Sieć 18 napięcia zmiennego może mieć inne niż podane napięcie oraz częstotliwość sieciową np. 50 Hz. Również moce silnika głównego 5, silnika pomocniczego 19 i turbiny gazowej 10 mogą mieć inne niż podane powyżej wartości.
Zamiast opisanego powyżej rozruchu gazowego można także przewidzieć rozruch prostownikowy za pomocą prostownika rozruchowego 17, który można przyłączać do sieci 18 napięcia zmiennego za pośrednictwem wyłącznika SB. jak to uwidoczniono na fig. 1 linią przerywaną. Maszynę synchroniczną 16 wykorzystuje się wówczas jako silnik, który przyspiesza turbinę gazową 10 do nominalnej prędkości obrotowej dn przy zamkniętym turbinowym zaworze klapowym 9. Zespół turbina-prądnica 10-16 można wówczas doprowadzać do dużych obrotów przy dobrej regulowalności i małym ryzyku, ponieważ w razie przerwania przenoszenia mocy ustajejedynie przyspieszenie, natomiast zespół turbina-prądnica 10-16 biegnie, hamowany przez naturalne tarcie.

Claims (11)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Zespół turbin gazowych, zawierający turbinę gazową, którajest połączona mechanicznie z maszyną synchroniczną i która łączy się z jednej strony, za pośrednictwem pierwszego organu odcinającego, ze źródłem gazu, a z drugiej strony z przewodem odprowadzającym gaz, przy czym źródło gazu jest połączone, za pośrednictwem drugiego organu odcinającego, z tym przewodem odprowadzającym gaz, znamienny tym, że z pierwszym i drugim organem odcinającym (9, 8) nie jest połączony szeregowo żaden inny organ odcinający, że czas zamykania pierwszego organu odcinającego (9) jest krótszy od 1 s oraz że czas otwierania drugiego organu odcinającego (8) jest krótszy od 1 s.
  2. 2. Zespół turbin gazowych według zastrz. 1, znamienny tym, że źródłem gazu (6) jest odbieralnik gazów odlotowych silnika spalinowego (5), a ciśnienie w odbieralniku (6) gazów odlotowych odbiega od ciśnienia stacjonarnego, jakie ustala się przy otwartym drugim organie odcinającym (8) i zamkniętym pierwszym organie odcinającym (9), o nie więcej niż 20%, a zwłaszcza o nie więcej niż 10%.
  3. 3. Zespół turbin gazowych według zastrz. 1 albo 2, przy czym stojan maszyny synchronicznej jest połączony elektrycznie z układem szeregowym co najmniej jednego opornika obciążeniowego i jednego prostownika sterowanego, znamienny tym, że stojan maszyny synchronicznej (16) jest połączony dodatkowo z co najmniej jednym układem szeregowym, złożonym z opornika rozruchowego (R1-Rn) i wyłącznika (S1-Sn).
  4. 4. Zespół turbin gazowych według zastrz. 3, znamienny tym, że opornik rozruchowy lub oporniki rozruchowe są pod względem mocy tak zwymiarowane, iż ich sumaryczna odbiorcza moc czynna jest większa podczas pracy od największej możliwej mocy czynnej na zaciskach maszyny synchronicznej (16).
  5. 5. Zespół turbin gazowych zawierający turbinę gazową, która jest połączona mechanicznie z maszyną synchroniczną, przy czym stojan maszyny synchronicznej jest połączony elektrycznie z układem szeregowym co najmniej jednego opornika obciążeniowego i jednego prostownika sterowanego, znamienny tym, że stojan maszyny synchronicznej (16) jest połączony dodatkowo z co najmniej jednym układem szeregowym, złożonym z opornika rozruchowego (R1-Rn) i wyłącznika (S1-Sn).
  6. 6. Zespół turbin gazowych według zastrz. 5, znamienny tym, że opornik rozruchowy lub oporniki rozruchowe są pod względem mocy tak zwymiarowane, że ich sumaryczna odbiorcza moc czynna jest większa podczas pracy od największej możliwej mocy czynnej na zaciskach maszyny synchronicznej (16).
  7. 7. Sposób zwiększania obrotów zespołu turbin gazowych, zawierającego turbinę gazową, która jest połączona mechanicznie z maszyną synchroniczną, przy czym stojan maszyny synchronicznej jest połączony elektrycznie z układem szeregowym co najmniej jednego opornika obciążeniowego i jednego prostownika sterowanego, znamienny tym, że na początku lub przed początkiem zwiększania obrotów stojan maszyny synchronicznej (16) przyłącza się do co najmniej jednego opornika rozruchowego (R1-Rn), a tym samym obciąża elektrycznie, oraz że po osiągnięciu zależnej od chwilowej mocy gazowej w turbinie gazowej (10) prędkości obrotowej (n1, n2) maszyny synchronicznej (16), odpowiadającej równowadze mocy, odłącza się co najmniej jeden opornik rozruchowy (R1-Rn).
  8. 8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że w zależności od osiągnięcia granicznej prędkości obrotowej (n15) maszyny synchronicznej (16), włącza się prostownik (15), który przejmuje regulację prędkości obrotowej, przy czym graniczna prędkość obrotowa (n15) odpowiada dolnej częstotliwości granicznej zakresu roboczego prostownika (15).
    170 640
  9. 9. Sposób według zastrz. 7 rUtro 8, znamienny tjen, że w przypadku szereguwłączonych najpierw oporników reorgchewych (R1-Rn) odłccoa się kolejno poszczególna oporniki reorrhhewa (R1-Rn), w celu owięksoenia pręSeeśhi ebketowej (n) masoyny synchroniconej (16), owłasocoa w oaleZneśhi ed esicgznia rhwnewzgi mocy.
  10. 10. Speshb, według jednege o oastro. 9, znamienny tym, Ze w proypadeg awarii prostownika (15) proyłcho.a się hełeowihie de stojana masoyny synchronihonej (16) co najmniej jeden epernik obciążeniowy (R), połącoeny soekegewo o prostownikiem (15).
  11. 11. Speshb według oastro. 10, znamienny tym, Ze pecoctek otwierania pierwsoego organu odcinającego (9) opóźnia się coasowe woględem pecoctkg oamykania drugiege organu odcinajccege.
PL93297770A 1992-02-20 1993-02-17 Zespól turbin gazowych i sposób zwiekszania obrotów zespolu turbin gazowych PL PL PL PL170640B1 (pl)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH51392 1992-02-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL297770A1 PL297770A1 (en) 1993-09-06
PL170640B1 true PL170640B1 (pl) 1997-01-31

Family

ID=4188727

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL93297770A PL170640B1 (pl) 1992-02-20 1993-02-17 Zespól turbin gazowych i sposób zwiekszania obrotów zespolu turbin gazowych PL PL PL

Country Status (9)

Country Link
EP (1) EP0556593B1 (pl)
JP (1) JPH0610699A (pl)
KR (1) KR100307051B1 (pl)
CZ (1) CZ382892A3 (pl)
DE (1) DE59302302D1 (pl)
DK (1) DK0556593T3 (pl)
ES (1) ES2087574T3 (pl)
PL (1) PL170640B1 (pl)
RU (1) RU2112887C1 (pl)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2718902B1 (fr) * 1994-04-13 1996-05-24 Europ Gas Turbines Sa Ensemble turbine-générateur sans réducteur.
JP2008121620A (ja) * 2006-11-15 2008-05-29 Nishishiba Electric Co Ltd パワータービン発電装置
EP1953350A3 (de) * 2007-01-04 2009-01-07 Siemens Aktiengesellschaft Turbinenschaufel
CN101611217B (zh) * 2007-02-14 2013-06-19 阿尔斯托姆科技有限公司 带有负载的发电站设备及其工作方法
JP2008280860A (ja) * 2007-05-08 2008-11-20 Nishishiba Electric Co Ltd ガスタービン発電装置とその始動方法
DE102007024906B4 (de) * 2007-05-29 2011-11-03 Siemens Ag Antriebsanlage für ein Schiff mit Bordnetz
DE102007028629A1 (de) * 2007-06-21 2008-12-24 Man Diesel Se Turbomotor mit Nutzturbine
JP5168686B2 (ja) * 2007-12-05 2013-03-21 西芝電機株式会社 ガスタービン発電装置
JP4969701B2 (ja) * 2008-03-28 2012-07-04 三菱重工業株式会社 タービン設備の制御方法およびタービン設備
JP5256237B2 (ja) * 2010-03-26 2013-08-07 三井造船株式会社 油圧ポンプによるパワータービンの回転数制御システム。
JP5496006B2 (ja) * 2010-08-02 2014-05-21 三菱重工業株式会社 発電プラント設備およびその運転方法
JP5540239B2 (ja) * 2012-11-28 2014-07-02 株式会社eスター スターリングエンジンの制御装置
JP2014171350A (ja) * 2013-03-05 2014-09-18 Kobe Steel Ltd 発電装置及び発電方法
JP2015050778A (ja) * 2013-08-29 2015-03-16 ヤンマー株式会社 発電装置の運転方法
GB201315494D0 (en) * 2013-08-30 2013-10-16 Microgen Engine Corp Holding Bv Interfacing a prime mover driven alternator with an existing power supply
FR3095191B1 (fr) * 2019-04-16 2021-04-23 Safran Helicopter Engines Système propulsif hybride et procédé de contrôle d’un tel système

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3705310A1 (de) * 1987-02-19 1988-09-01 Licentia Gmbh Abgasturbinen-generatoranlage
DE3729117C1 (en) * 1987-09-01 1988-11-03 Man B & W Diesel Gmbh Internal combustion engine system
US4897998A (en) * 1987-10-28 1990-02-06 Isuzu Motors Limited Turbo compound engine
DE3900612A1 (de) * 1989-01-11 1990-07-12 Telefunken Systemtechnik Abgasturbinen-generatoranlage
DE3916242C1 (pl) * 1989-05-18 1990-06-13 Man B & W Diesel Ag, 8900 Augsburg, De

Also Published As

Publication number Publication date
PL297770A1 (en) 1993-09-06
RU2112887C1 (ru) 1998-06-10
DK0556593T3 (da) 1996-09-02
EP0556593B1 (de) 1996-04-24
KR930018142A (ko) 1993-09-21
JPH0610699A (ja) 1994-01-18
EP0556593A1 (de) 1993-08-25
CZ382892A3 (en) 1993-09-15
KR100307051B1 (ko) 2001-12-15
DE59302302D1 (de) 1996-05-30
ES2087574T3 (es) 1996-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL170640B1 (pl) Zespól turbin gazowych i sposób zwiekszania obrotów zespolu turbin gazowych PL PL PL
US5783932A (en) Power generation plant and control apparatus therefor
US7045913B2 (en) Microturbine engine system
US5966925A (en) Gas turbine power plant control for starting and stopping
US6198176B1 (en) UPS/CPS system
RU2488708C2 (ru) Способ автоматизированного управления синхронным дизель-генератором
US20120000204A1 (en) Multi-spool intercooled recuperated gas turbine
JPH03160119A (ja) 燃焼タービンの燃料流量制御方法及び装置、並びに発電プラント
US20130249213A1 (en) Gas turbine start with frequency convertor
RU93004838A (ru) Газотурбинная установка и способ разгона газотурбинной установки
US6161385A (en) Turbomachine and method of use
RU2637793C2 (ru) Способ автоматического регулирования давления наддувочного воздуха дизель-генератора в динамических режимах
JPS6339774B2 (pl)
RU2714022C2 (ru) Способ адаптивного автоматического регулирования давления наддувочного воздуха дизель-генератора
JPH1037762A (ja) ガスタービン発電プラントの制御方法及び装置
DE3900612C2 (pl)
WO2002044555A1 (en) Flywheel based ups apparatus and method for using same
US10100661B2 (en) Method for operating a gas turbine arrangement
KR102043209B1 (ko) 미활용 전력을 저장할 수 있는 에너지 시스템 및 그 운영방법
JPS63277822A (ja) ガスタ−ビン電源
JPH01163421A (ja) 内燃機関の過給装置
EP0560818B1 (en) Device in a power plant
GB567404A (en) Improvements in or relating to turbine power plant
JPH0849563A (ja) ガスタービン
JPS63243427A (ja) ガスタ−ビン燃料制御装置