RU2374473C1 - Method to control gas turbine engine with free turbine - Google Patents
Method to control gas turbine engine with free turbine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2374473C1 RU2374473C1 RU2008118259/06A RU2008118259A RU2374473C1 RU 2374473 C1 RU2374473 C1 RU 2374473C1 RU 2008118259/06 A RU2008118259/06 A RU 2008118259/06A RU 2008118259 A RU2008118259 A RU 2008118259A RU 2374473 C1 RU2374473 C1 RU 2374473C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas turbine
- turbine
- free
- gtu
- gtes
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области газотурбинного двигателестроения и может быть использовано в электронных системах автоматического управления (САУ) газотурбинными двигателями (ГТД) со свободной турбиной, применяемыми в составе газотурбинных установок (ГТУ) для привода электрогенераторов (ЭГ) газотурбинных электростанций (ГТЭС).The invention relates to the field of gas turbine engine building and can be used in electronic automatic control systems (ACS) of gas turbine engines (GTE) with a free turbine used in gas turbine units (GTU) for driving electric generators (EG) of gas turbine power plants (GTES).
Известен способ управления ГТД со свободной турбиной путем измерения косвенного параметра, характеризующего мощность двигателя, и изменения расхода топлива в камеру сгорания по величине отклонения измеренного параметра от заданного значения [1].A known method of controlling a gas turbine engine with a free turbine by measuring an indirect parameter characterizing engine power and changing the fuel consumption in the combustion chamber by the deviation of the measured parameter from the set value [1].
Однако известный способ не позволяет без существенного усложнения процесса регулирования и ужесточения требований к точности датчиков внутридвигательных параметров обеспечить необходимое качество регулирования.However, the known method does not allow, without significantly complicating the regulation process and tightening the requirements for the accuracy of the sensors of the internal motor parameters, to provide the necessary quality of regulation.
Известен также способ управления ГТД со свободной турбиной путем измерения частоты вращения свободной турбины и изменения расхода топлива в камеру сгорания в зависимости от рассогласования между заданным и измеренным значениями частоты вращения свободной турбины [2].There is also a method of controlling a gas turbine engine with a free turbine by measuring the frequency of rotation of a free turbine and changing the fuel consumption in the combustion chamber depending on the mismatch between the set and measured values of the frequency of rotation of a free turbine [2].
При использовании ГТД со свободной турбиной в качестве ГТУ для привода ЭГ ГТЭС, питающей внешнюю энергосистему неограниченной мощности, такой способ управления ГТД имеет следующий недостаток: большой разброс первоначально набранной мощности при включении в энергосистему, связанный с погрешностью выполнения синхронизации. Так, допустимая погрешность автоматической синхронизации составляет 0,2 Гц от заданной, что при статизме 4% вызовет разброс активной мощности 10% от номинальной и может привести к отключению ГТЭС защитой от обратной мощности.When using a gas turbine engine with a free turbine as a gas turbine engine to drive the gas turbine power plant EG, which feeds an external power system of unlimited power, this gas turbine engine control method has the following disadvantage: a large spread in the initially acquired power when it is included in the power system due to the timing error. So, the permissible error of automatic synchronization is 0.2 Hz from the set, which with a statism of 4% will cause a spread in active power of 10% of the nominal and can lead to shutdown of the gas turbine power plant by protection from reverse power.
Это снижает надежность работы ГТУ и ГТЭС.This reduces the reliability of GTU and GTES.
Целью изобретения является повышение надежности работы ГТУ и ГТЭС за счет повышения качества управления ГТУ и ГТЭС, обеспечивающего уменьшение разброса первоначально набираемой мощности при включении ГТЭС на параллельную работу с внешней энергосистемой.The aim of the invention is to increase the reliability of gas turbines and gas turbines by improving the quality of control of gas turbines and gas turbines, ensuring a decrease in the dispersion of the initially recruited power when switching on gas turbines for parallel operation with an external power system.
Поставленная цель достигается тем, что в способе управления ГТД со свободной турбиной путем измерения частоты вращения свободной турбины и изменения расхода топлива в камеру сгорания в зависимости от рассогласования между заданным и измеренным значениями частоты вращения свободной турбины, дополнительно при включении ГТЭС в сеть неограниченной мощности заданное значение частоты вращения свободной турбины ГТУ (уставку) увеличивают на величину не более 4%, увеличивая расход топлива, устанавливают режим работы ГТУ, при котором измеренное значение частоты вращения свободной турбины равно уставке, через выдержку времени, определяемую расчетно-экспериментальным путем и достаточную для выхода ГТУ по мощности на заданный режим, рассчитывают располагаемую мощность ГТУ, сравнивают с заданной для ГТЭС на режиме работы с сетью неограниченной мощности и начинают уменьшать заданное значение частоты вращения свободной турбины ГТУ до исходного с темпом, пропорциональным отклонению располагаемой мощности от заданного значения, но не превосходящим наперед заданным для данного типа ГТУ ограничения, определяемым расчетно-экспериментальным путем и уточняемым в процессе приемосдаточных испытаний ГТУ.This goal is achieved by the fact that in the method of controlling a gas turbine engine with a free turbine by measuring the frequency of rotation of a free turbine and changing the fuel consumption in the combustion chamber depending on the mismatch between the set and measured values of the frequency of rotation of a free turbine, additionally, when a gas turbine power plant is connected to an unlimited power network, the specified value the rotational speed of a GTU free turbine (setpoint) is increased by no more than 4%, increasing fuel consumption, the operation mode of a gas turbine is established, at which the value of the rotational speed of a free turbine is equal to the set point, after a time delay determined by calculation and experimentally and sufficient for the gas turbine to reach the specified mode, the available gas turbine power is calculated, compared with the set for the gas turbine in operation with an unlimited power network and begin to reduce the set the value of the rotational speed of a free turbine GTU to the initial one with a rate proportional to the deviation of the available power from a given value, but not exceeding a predetermined one for a given t GTP pas limit determined by computational and experimental and refined during acceptance testing GTP.
На чертеже представлена структурная схема устройства, реализующая заявляемый способ регулирования газотурбинного двигателя со свободной турбиной.The drawing shows a structural diagram of a device that implements the inventive method of regulating a gas turbine engine with a free turbine.
Устройство содержит регулятор 1 частоты (п ст) вращения свободной турбины и датчик 2 п ст, подключенные к первому и второму входам сумматора 3, выход сумматора 3 через электрогидропреобразователь (ЭГП) 4 подключен к дозатору 5 топлива, датчик 6 крутящего момента (Мкр) на валу свободной турбины, подключенный к блоку 7 умножения (БУ), второй вход БУ 7 подключен к датчику 2, сумматор 8 сигналов заданной и фактической мощностей, первый вход которого подключен к выходу БУ 7, второй вход - к выходу задатчика 9 мощности, а выход - ко входу анализатора 10, анализатор 10 и задатчик 9 подключены к регулятору 1.The device contains a speed controller 1 (p st) of rotation of a free turbine and a sensor 2 p st connected to the first and second inputs of the
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
До момента включения ГТЭС в сеть неограниченной мощности в зависимости от полученного в сумматоре 3 рассогласования между заданным регулятором 1 и измеренным датчиком 2 значениями частоты вращения свободной турбины с помощью ЭГП 4 и дозатора 5 обеспечивается требуемое изменение расхода топлива в камеру сгорания.Until the GTES is connected to an unlimited power network, depending on the discrepancy obtained in the
При включении ГТЭС в сеть неограниченной мощности в задатчик 9 поступает внешняя команда (от оператора ГГТЭС или АСУ ТП) «Включение в сеть».When a gas turbine power station is connected to a network of unlimited power, an external command (from the operator of the gas turbine power station or automated process control system) “Inclusion in the network” is sent to the
При получении этой команды задатчик 9 выдает команду в регулятор 1 на увеличение заданного значения частоты вращения свободной турбины ГТУ. При получении этой команды регулятор 1 увеличивает уставку п ст на 4%. В сумматоре 3 возникает рассогласование между заданным регулятором 1 и измеренным датчиком 2 значениями п ст. С помощью ЭГП 4 и дозатора 5 обеспечивается требуемое увеличение расхода топлива в камеру сгорания и перевод ГТУ на режим, при котором измеренное значение частоты вращения свободной турбины равно уставке. Через выдержку времени, определяемую расчетно-экспериментальным путем и достаточную для выхода ГТУ по мощности на заданный режим (например, для двигателя ПС-90ГПЗ, входящего в состав ГТУ-25, являющегося газотурбинным приводом ГТЭС-25, эта выдержка составляет 20 с), в БУ 7 рассчитывают располагаемую мощность ГТУ как произведение значения п ст, измеренного датчиком 2, на величину крутящего момента на валу свободной турбины Мкр, измеренного датчиком 6, и подают ее значение на вход сумматора 8. В сумматоре 8 располагаемая мощность сравнивается с заданной, полученной из задатчика 9. Величина рассогласования между заданной и располагаемой мощностями поступает на вход в анализатор 10. Анализатор 10 формирует в регулятор 1 команду на уменьшение заданного значения частоты вращения свободной турбины ГТУ до исходного с темпом, пропорциональным отклонению располагаемой мощности от заданного значения, но не превосходящим наперед заданным для данного типа ГТУ ограничения, определяемым расчетно-экспериментальным путем и уточняемым в процессе приемосдаточных испытаний ГТУ (для двигателя ПС-90ГПЗ это ограничение составляет 1% за секунду).Upon receipt of this command, the
Таким образом, обеспечивается повышение надежности работы ГТУ и ГТЭС за счет повышения качества управления ГТУ и ГТЭС, обеспечивающего уменьшение разброса первоначально набираемой мощности при включении ГТЭС на параллельную работу с внешней энергосистемой.Thus, the reliability of the gas turbine and gas turbine power plants is improved by improving the quality of control of the gas and gas turbines and gas turbines, which ensures a decrease in the dispersion of the initially accumulated power when the gas turbine is switched on for parallel operation with an external power system.
Источники информацииInformation sources
1. «Выбор и обоснование рациональных схем электронно-гидравлических САР1. "The selection and justification of rational schemes of electronic-hydraulic ATS
вертолетных и транспортных ГТД», т.о. ЦИАМ № 8533, 1978 г.helicopter and transport gas turbine engine ”, thus TsIAM No. 8533, 1978
2. Патент США № 3283503, кл. 60-39.28, 1964 г.2. US patent No. 3283503, CL. 60-39.28, 1964
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008118259/06A RU2374473C1 (en) | 2008-05-07 | 2008-05-07 | Method to control gas turbine engine with free turbine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008118259/06A RU2374473C1 (en) | 2008-05-07 | 2008-05-07 | Method to control gas turbine engine with free turbine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2374473C1 true RU2374473C1 (en) | 2009-11-27 |
Family
ID=41476752
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008118259/06A RU2374473C1 (en) | 2008-05-07 | 2008-05-07 | Method to control gas turbine engine with free turbine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2374473C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2464438C1 (en) * | 2011-04-29 | 2012-10-20 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Control method of active power of electric power plant |
RU2476971C1 (en) * | 2011-07-29 | 2013-02-27 | Закрытое Акционерное Общество Научно-Производственная Фирма "Газ-Система-Сервис" | Method to control gas turbine engine with free turbine for power plants of low and medium capacity |
-
2008
- 2008-05-07 RU RU2008118259/06A patent/RU2374473C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2464438C1 (en) * | 2011-04-29 | 2012-10-20 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Control method of active power of electric power plant |
RU2476971C1 (en) * | 2011-07-29 | 2013-02-27 | Закрытое Акционерное Общество Научно-Производственная Фирма "Газ-Система-Сервис" | Method to control gas turbine engine with free turbine for power plants of low and medium capacity |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4656362A (en) | Blade pitch angle control for large wind turbines | |
US9303565B2 (en) | Method and system for operating a turbine engine | |
US20100031667A1 (en) | Method for operating a power plant | |
US8749085B2 (en) | Gas turbine control device and generating system | |
RU2374473C1 (en) | Method to control gas turbine engine with free turbine | |
CN113250834B (en) | Engine control method and device | |
RU2334889C2 (en) | Turboprop power plant fuel flow rate control method | |
RU2383755C1 (en) | Method to control gas turbine engine | |
RU2416730C1 (en) | Method of control over gas turbine electric power station | |
RU2431051C1 (en) | Gas turbine plant control method | |
RU2425997C1 (en) | Method of control over gas turbine electric power station | |
RU2282737C2 (en) | Method to control gas-turbine engine with free turbine | |
EP3358166B1 (en) | Humid air turbine | |
RU2453980C1 (en) | Method of gas turbine power plant control | |
RU2422657C1 (en) | Gas turbine electric power station control method | |
RU2452667C2 (en) | Method of controlling helicopter power plant | |
RU2380561C1 (en) | Methods of control of gas-turbine electric power plant | |
RU2341670C1 (en) | Electric power production gas turbine unit | |
RU2446300C1 (en) | Method of controlling low-pressure rotor rpm in bypass gas turbine engine | |
RU2408790C2 (en) | Control method of gas turbine electric power station | |
RU2351787C2 (en) | Method of controlling gas turbine engine | |
RU2418182C2 (en) | Method of control over gas turbine engine | |
RU2435970C1 (en) | Gas turbine plant control method | |
US10662881B2 (en) | Operation of a gas turbine plant having a compressor and a turbine | |
RU2729584C1 (en) | Turbo-generator control method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150508 |