RU2425996C1 - Способ управления газотурбинной установкой - Google Patents

Способ управления газотурбинной установкой Download PDF

Info

Publication number
RU2425996C1
RU2425996C1 RU2009148826/06A RU2009148826A RU2425996C1 RU 2425996 C1 RU2425996 C1 RU 2425996C1 RU 2009148826/06 A RU2009148826/06 A RU 2009148826/06A RU 2009148826 A RU2009148826 A RU 2009148826A RU 2425996 C1 RU2425996 C1 RU 2425996C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
turbine
fuel
predetermined
gas turbine
combustion chamber
Prior art date
Application number
RU2009148826/06A
Other languages
English (en)
Inventor
Валерий Владимирович Бурдин (RU)
Валерий Владимирович Бурдин
Виктор Александрович Гладких (RU)
Виктор Александрович Гладких
Original Assignee
Закрытое Акционерное Общество Научно-Производственная Фирма "Газ-Система-Сервис"
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 Закрытое Акционерное Общество Научно-Производственная Фирма "Газ-Система-Сервис" filed Critical Закрытое Акционерное Общество Научно-Производственная Фирма "Газ-Система-Сервис"
Priority to RU2009148826/06A priority Critical patent/RU2425996C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2425996C1 publication Critical patent/RU2425996C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Supercharger (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в электронно-гидромеханических системах (САУ) автоматического управления газотурбинными двигателями (ГТД) и газотурбинными установками (ГТУ) различного применения (для привода нагнетателей газоперекачивающих агрегатов - ГПА, и электрогенераторов газотурбинных электростанций - ГТЭС). Дополнительно после прекращения подачи топлива в КС анализируют частоту вращения силовой турбины, если темп увеличения частоты вращения силовой турбины меньше первого наперед заданного значения, определяемого расчетно-экспериментальным путем, включают агрегат зажигания на наперед заданное время, если после этого частота вращения силовой турбины стала меньше предельного значения, темп уменьшения частоты вращения силовой турбины стал ниже второго наперед заданного значения, определяемого расчетно-экспериментальным путем, а частота вращения турбокомпрессора выше третьего наперед заданного значения, определяемого расчетно-экспериментальным путем, подают в КС расход топлива, соответствующий режиму розжига КС и анализируют температуру газов за турбиной компрессора, при увеличении температуры газов на величину, больше, чем четвертое наперед заданное значение, определяемое расчетно-экспериментальным путем, увеличивают расход топлива в КС с наперед заданным темпом до тех пор, пока он не станет равным расходу топлива в момент, предшествовавший прекращению подачи топлива, если в течение наперед заданного времени с момента возобновления подачи топлива в КС требуемого увеличения температуры газов не произойдет, прекращают подачу то

Description

Изобретение относится к области газотурбинного двигателестроения и может быть использовано в электронно-гидромеханических системах (САУ) автоматического управления газотурбинными двигателями (ГТД) и газотурбинными установками (ГТУ) различного применения (для привода нагнетателей газоперекачивающих агрегатов - ГПА, и электрогенераторов газотурбинных электростанций - ГТЭС).
Известен способ управления ГТД реализованный в электронно-гидромеханической САУ супервизорного типа. Кеба И.В. «Летная эксплуатация вертолетных ГТД». М., «Транспорт», 1976 г., с.43-45.
Способ заключается в том, что с целью повышения точности управления управляющее воздействие гидромеханического регулятора корректируется в ограниченном диапазоне электронным корректором.
Недостатком известного способа является его низкая эффективность.
Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности является способ управления ГТД, реализованный в электронно-гидромеханической САУ двигателя ТВ7-117, входящего в силовую установку (СУ) самолета Ил-114, «Руководство по эксплуатации двигателя ТВ7-117С», ЛНПО им. В.Я.Климова. Ленинград, 1988 г., с.96-97.
Способ заключается в том, что измеряют частоту вращения свободной турбины, сравнивают ее с наперед заданным предельным значением, определяемым для каждого типа двигателя расчетно-экспериментальным путем, если частота вращения свободной турбины превысила предельное значение на наперед заданное для каждого типа двигателя время, прекращают подачу топлива в камеру сгорания (КС) и выключают двигатель.
Недостатком этого способа является следующее.
Канал измерения частоты вращения силовой турбины имеет хотя и высокую, но конечную надежность. Это может привести к формированию ложного сигнала частоты вращения, превышающего предельное значение, что, в свою очередь, приведет к выключению нормально работающего двигателя и созданию сложной ситуации, способной перерасти в аварийную или даже катастрофическую.
С другой стороны, задержка выключения двигателя при реальной расцепке валов свободной турбины и воздушного винта даже на предельно малое наперед заданное время может привести к разрушению диска свободной турбины и повреждению объекта применения ГТД.
Все это, в конечном счете, снижает надежность работы СУ.
Целью изобретения является повышение качества работы САУ с целью повышения надежности работы ГТУ.
Поставленная цель достигается тем, что в способе управления ГТУ, заключающемся в том, что измеряют частоту вращения силовой (свободной) турбины, сравнивают ее с наперед заданным предельным значением, определяемым для каждого типа ГТУ расчетно-экспериментальным путем, если частота вращения силовой турбины превысила предельное значение, прекращают подачу топлива в камеру сгорания (КС), дополнительно после прекращения подачи топлива в КС анализируют частоту вращения силовой турбины, если темп увеличения частоты вращения силовой турбины меньше первого наперед заданного значения, определяемого расчетно-экспериментальным путем, включают агрегат зажигания на наперед заданное время, если после этого частота вращения силовой турбины стала меньше предельного значения, темп уменьшения частоты вращения силовой турбины стал ниже второго наперед заданного значения, определяемого расчетно-экспериментальным путем, а частота вращения турбокомпрессора выше третьего наперед заданного значения, определяемого расчетно-экспериментальным путем, подают в КС расход топлива, соответствующий режиму розжига КС и анализируют температуру газов за турбиной компрессора, при увеличении температуры газов на величину, больше чем, четвертое наперед заданное значение, определяемое расчетно-экспериментальным путем, увеличивают расход топлива в КС с наперед заданным темпом до тех пор, пока он не станет равным расходу топлива в момент, предшествовавший прекращению подачи топлива, если в течение наперед заданного времени с момента возобновления подачи топлива в КС требуемого увеличения температуры газов не произойдет, прекращают подачу топлива в КС и выполняют останов ГТУ.
На чертеже представлена схема устройства, реализующая заявляемый способ.
Устройство содержит последовательно соединенные блок 1 датчиков (БД), блок 2 управления двигателем (БУД), блок 3 управления дозирующим агрегатом, дозирующий агрегат 4 (ДГ), стопорный клапан 5 (СКВ), причем ДГ 4 подключен к БД 1, а СКВ 5 - к БУД 2, командный агрегат 6 (КА), вход которого подключен к БУД 2, а выход - к агрегату 7 исполнительных клапанов (АИК), к БУД 2 подключен пульт 8 управления (ПУ).
Устройство работает следующим образом.
Оператор, управляющий ГТУ, с помощью ПУ 8 задает режим работы ГТУ: запуск, холостой ход, номинальный режим, максимальный режим, перегрузочный режим.
Команда оператора от ПУ 8 по цифровому каналу связи (например, RS 485 или Ethernet) передается в БУД 2. БУД 2 в соответствии с полученной от ПУ 8 командой по сигналам датчиков из БД 1 по известным зависимостям (см., например, книгу Кеба И.В. «Летная эксплуатация вертолетных ГТД». М., «Транспорт», 1976 г., с.117-135) вычисляет потребный расход топлива в КС ГТУ и соответствующее положение механизации компрессора ГТУ (клапанов перепуска воздуха из-за промежуточных ступеней - ЗПВ КНД - не показаны, клапанов перепуска воздуха из-за компрессора - КПВ КВД - не показаны, лопаток входного направляющего аппарата - ВНА - не показаны), с помощью блока 3 и ДГ 4 поддерживает режим работы ГТУ, изменяя расход топлива в КС ГТУ. При работе ГТУ СКВ 5 находится в положении «Открыт».
Дополнительно на всех режимах работы ГТУ от холостого хода до максимального в БУД 2 с помощью БД 1 измеряют частоту вращения силовой турбины, сравнивают ее с наперед заданным предельным значением, определяемым для каждого типа ГТУ расчетно-экспериментальным путем (для ГТЭ-25ПЭР разработки и производства ОАО «Авиадвигатель», г.Пермь, это значение равно 5500 об/мин).
Если частота вращения силовой турбины превысила предельное значение по командам БУД 2 с помощью блока 3, ДГ 4 и СКВ 5 прекращают подачу топлива в КС.
После прекращения подачи топлива в КС в БУД 2 анализируют измеренную с помощью БД 1 частоту вращения силовой турбины.
Если раскрутка силовой турбины не связана с нарушением кинематической связи между силовой турбиной и нагрузкой (колесом нагнетателя в ГПА или электрогенератором в ГТЭС) и темп увеличения частоты вращения силовой турбины станет меньше первого наперед заданного значения, определяемого расчетно-экспериментальным путем (для ГТЭ-25ПЭР это значение составляет 4000 об/мин/с), с помощью КА 6 и АИК 7 включают агрегат зажигания (A3 - не показан) на наперед заданное время (для ГТЭ-25ПЭР это время составляет 10 с).
Если после этого частота вращения силовой турбины стала меньше предельного значения (5500 об/мин), темп уменьшения частоты вращения силовой турбины стал ниже второго наперед заданного значения, определяемого расчетно-экспериментальным путем (для ГТЭ-25ПЭР - 1500 об/мин/с), а частота вращения турбокомпрессора, измеренная БУД 2 с помощью БД 1, выше третьего наперед заданного значения, определяемого расчетно-экспериментальным путем (для ГТЭ-25ПЭР - 7200 об/мин), по команде БУД 2 открывают СКВ 5 и с помощью блока 3 и ДГ 4 подают в КС расход топлива, соответствующий режиму розжига КС (для ГТЭ-25ПЭР - 220 кг/час).
После этого в БУД 2 анализируют измеренную с помощью БД 1 температуру газов за турбиной компрессора: при увеличении температуры газов (розжиге КС) на величину, больше, чем четвертое наперед заданное значение, определяемое расчетно-экспериментальным путем (для ГТЭ-25ПЭР - 70°С), по команде БУД 2 с помощью блока 3 и ДГ 4 увеличивают расход топлива в КС с наперед заданным темпом (для ГТЭ-25ПЭР - 5 кг/час/с) до тех пор, пока он не станет равным расходу топлива в момент, предшествовавший прекращению подачи топлива, зафиксированному БУД 2 в момент подачи команд на прекращение подачи топлива в КС и хранящемуся в энергонезависимой памяти БУД 2.
Если в течение наперед заданного времени с момента возобновления подачи топлива в КС требуемого увеличения температуры газов не произойдет (КС не разожглась из-за все-таки возникших неполадок в ГТУ), по командам БУД 2 с помощью блока 3, Д 4, СКВ 5 прекращают подачу топлива в КС и с помощью КА 6 и АИК 7 выполняют останов ГТУ.
Таким образом, за счет повышения качества работы САУ исключается возможность выключения исправной ГТУ, за счет чего повышается надежность работы ГТУ.

Claims (1)

  1. Способ управления газотурбинной установкой, заключающийся в том, что измеряют частоту вращения свободной турбины, сравнивают ее с наперед заданным предельным значением, определяемым для каждого типа двигателя расчетно-экспериментальным путем, если частота вращения свободной турбины превысила предельное значение, прекращают подачу топлива в камеру сгорания (КС) и выключают двигатель, отличающийся тем, что дополнительно после прекращения подачи топлива в КС анализируют частоту вращения силовой турбины, если темп увеличения частоты вращения силовой турбины меньше первого наперед заданного значения, определяемого расчетно-экспериментальным путем, включают агрегат зажигания на наперед заданное время, если после этого частота вращения силовой турбины стала меньше предельного значения, темп уменьшения частоты вращения силовой турбины стал ниже второго наперед заданного значения, определяемого расчетно-экспериментальным путем, а частота вращения турбокомпрессора выше третьего наперед заданного значения, определяемого расчетно-экспериментальным путем, подают в КС расход топлива, соответствующий режиму розжига КС и анализируют температуру газов за турбиной компрессора, при увеличении температуры газов на величину, больше чем четвертое наперед заданное значение, определяемое расчетно-экспериментальным путем, увеличивают расход топлива в КС с наперед заданным темпом до тех пор, пока он не станет равным расходу топлива в момент, предшествовавший прекращению подачи топлива, если в течение наперед заданного времени с момента возобновления подачи топлива в КС требуемого увеличения температуры газов не произойдет, прекращают подачу топлива в КС и выполняют останов ГТУ.
RU2009148826/06A 2009-12-28 2009-12-28 Способ управления газотурбинной установкой RU2425996C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009148826/06A RU2425996C1 (ru) 2009-12-28 2009-12-28 Способ управления газотурбинной установкой

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009148826/06A RU2425996C1 (ru) 2009-12-28 2009-12-28 Способ управления газотурбинной установкой

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2425996C1 true RU2425996C1 (ru) 2011-08-10

Family

ID=44754625

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009148826/06A RU2425996C1 (ru) 2009-12-28 2009-12-28 Способ управления газотурбинной установкой

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2425996C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2740726C1 (ru) * 2019-08-05 2021-01-20 Публичное Акционерное Общество "Калужский Двигатель" (Пао "Кадви") Модуль силовой универсальный

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Руководство по эксплуатации двигателя ТВ7-117С. ЛНПО им. В.Я.Климова. Л., 1988, с.96-97. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2740726C1 (ru) * 2019-08-05 2021-01-20 Публичное Акционерное Общество "Калужский Двигатель" (Пао "Кадви") Модуль силовой универсальный

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10428748B2 (en) Control device for supercharging system
US20110192161A1 (en) Engine
US8740746B2 (en) Method for controlling the power transmission in a drive train and drive train
CN102348879A (zh) 带增压器的内燃机的排气再循环系统
WO2011045400A3 (de) Lastregelungsvorrichtung und verfahren zur lastregelung für einen motor
CN102418610A (zh) 用于控制通过涡轮增压器增压的内燃机的速度的方法
WO2013001361A3 (en) Apparatus and method for reducing air mass flow for extended range low emissions combustion for single shaft gas turbines
CN103790694B (zh) 相继增压柴油机加气系统及其加气方法
RU2451921C1 (ru) Способ контроля технического состояния газотурбинной установки
US8572960B2 (en) Method for operating a compressor
RU2425996C1 (ru) Способ управления газотурбинной установкой
US10267326B2 (en) Variable vane scheduling
RU2431051C1 (ru) Способ управления газотурбинной установкой
EP2963253B1 (en) Power generation system and method for controlling power generation system
RU2432562C2 (ru) Способ контроля технического состояния газотурбинной установки
RU2435970C1 (ru) Способ управления газотурбинной установкой
CN204851424U (zh) 一种增压内燃机的压缩空气辅助装置
RU2422657C1 (ru) Способ управления газотурбинной электростанцией
RU2425238C2 (ru) Устройство для управления газотурбинным двигателем
CN105020006A (zh) 一种增压内燃机的压缩空气辅助装置及控制方法
EP3350432B1 (en) Multistage turbocharging system
RU2500911C2 (ru) Способ управления расходом топлива в двухтопливную камеру сгорания судовой газотурбинной установки
RU2422683C1 (ru) Способ управления газотурбинной установкой
RU2436978C2 (ru) Способ управления газотурбинным двигателем
RU2422658C1 (ru) Способ управления расходом топлива на запуске газотурбинной установки

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20141229