RU2430252C1 - Способ определения погасания камеры сгорания газотурбинных двигателей - Google Patents
Способ определения погасания камеры сгорания газотурбинных двигателей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2430252C1 RU2430252C1 RU2010111393/06A RU2010111393A RU2430252C1 RU 2430252 C1 RU2430252 C1 RU 2430252C1 RU 2010111393/06 A RU2010111393/06 A RU 2010111393/06A RU 2010111393 A RU2010111393 A RU 2010111393A RU 2430252 C1 RU2430252 C1 RU 2430252C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- combustion chamber
- engine
- settings
- extinction
- gas turbine
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области управления газотурбинными двигателями, используемыми в качестве силовых агрегатов в газовой и энергетических отраслях. Способ определения погасания камеры сгорания газотурбинных двигателей заключается в том, что измеряются основные параметры, характеризующие работу двигателя, и формируется признак погасания, определяют производные по времени частоты вращения ротора, давления за компрессором, температуры продуктов сгорания, полученные величины сравнивают с уставками и при превышении производными этих уставок формируют признак погасания камеры сгорания, при этом величины уставок определяют по переходным процессам параметров двигателя в момент погасания камеры сгорания. Данный способ обеспечивает повышение надежности функционирования газотурбинного двигателя путем диагностики его текущего состояния и прекращения подачи топлива в камеру сгорания при ее погасании. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области управления газотурбинными двигателями, используемыми в качестве силовых агрегатов в газовой и энергетических отраслях.
Известен способ контроля топливной системы ГТД (патент RU №2379535, F02C 9/00, 20.01.10), заключающийся в том, что измеряют давление топлива в коллекторе камеры сгорания ГТД, на режиме запуска или ложного запуска двигателя измеряют частоту вращения ротора двигателя, фактический расход топлива в КС и давление воздуха на входе в компрессор ГТД, по частоте вращения ротора двигателя и фактическому расходу топлива в КС определяют момент включения в работу топливного коллектора, сравнивают давление топлива в коллекторе и давление воздуха на входе в двигатель, если разница не укладывается в наперед заданный диапазон, формируют сигнал «Неисправность топливной системы» и прекращают запуск двигателя.
Недостатком известного способа является то, что он предназначен для использования только на режиме запуска двигателя.
Наиболее близким техническим решением является способ сигнализации самовыключения газотурбинного двигателя (патент SU №1130025, F02C 9/28, 10.08.04) путем измерения частоты вращения ротора, расхода топлива в камере сгорания и давления воздуха за компрессором и формирования сигнала самовыключения двигателя, в котором измеряют полные давление и температуру воздуха на входе в двигатель, определяют по измеренным параметрам приведенные значения частоты вращения, расхода топлива и давления воздуха за компрессором, сравнивают приведенные значения расхода топлива и давления воздуха за компрессором с значениями, заданными для текущей величины приведенной частоты вращения, а сигнал самовыключения двигателя формируют при одновременном превышении приведенным расходом топлива своей заданной величины и снижении приведенного давления воздуха за компрессором ниже его заданной величины.
Недостатком известного способа является то, что для его осуществления необходимо точное определение значения расхода топлива, что затруднительно в реальных условиях эксплуатации.
Технический результат, полученный при осуществлении (изготовлении) или использовании средства, воплощающего изобретение, выражается в повышении надежности функционирования газотурбинного двигателя путем достоверного определения его работоспособности и своевременного останова при ее потере по каким-либо причинам. Решение вышеуказанной задачи достигается за счет определения момента погасания камеры сгорания. Сущность изобретения заключается в установлении зависимости между изменением физических параметров работы двигателя и погасанием камеры сгорания.
Это достигается тем, что в способе определения погасания камеры сгорания газотурбинных двигателей, заключающемся в том, что измеряются основные параметры, характеризующие работу двигателя, и формируется признак погасания камеры сгорания, определяют производные параметров по времени, полученные величины сравнивают с уставками и при превышении производными этих уставок формируют признак погасания камеры сгорания, по которому осуществляется прекращение подачи топлива в камеру сгорания, при этом величины уставок определяют по переходным процессам параметров двигателя в момент погасания камеры сгорания.
На фиг.1 показана функциональная схема осуществления предлагаемого способа.
На фиг.2 показаны переходные процессы при погасании камеры сгорания газотурбинного двигателя.
Газотурбинные двигатели с низкоэмиссионными камерами сгорания, характеризующиеся низким содержанием вредных выбросов и высокой степенью сгорания топлива, работают с так называемой «бедной смесью», то есть соотношение подаваемого в камеру сгорания топлива и воздуха существенно меньше идеального стехиометрического соотношения топливо-окислитель. Это приводит к тому, что в процессе запуска и при работе двигателя вблизи «малого газа» камера сгорания работает неустойчиво. Погасание камеры сгорания происходит при прекращении увеличения расхода топлива в процессе разгона или при длительной работе на «малом газу», вызванной технологической необходимостью, пропуск момента погасания камеры сгорания может привести к выдаче от системы управления управляющего воздействия на увеличение расхода топлива по обратной связи по параметрам двигателя (например, по частоте вращения), что в итоге может повлечь за собой повторное воспламенение топлива в камере сгорания и физическое ее повреждение, а также повреждение выхлопной шахты двигателя.
Для своевременного определения момента погасания камеры сгорания применяется способ, в котором измеряются основные параметры, характеризующие работу двигателя, такие как частота вращения ротора высокого давления 
, давление за осевым компрессором 
и температура продуктов сгорания 
, определяются производные измеренных параметров по времени, полученные величины сравниваются с уставками и при значении меньше заданного формируется признак погасания камеры сгорания.
Последовательность действий при формировании признака погасания камеры сгорания показана на функциональной схеме (фиг.1), на этапе 1 (1.1, 1.2, 1.3) осуществляют измерение параметров двигателя 
, , и определяют их производные по времени 
, 
, 
. На этапе 2 (2.1, 2.2, 2.3) сравнивают полученные значения производных с уставками 
, 
, 
и получают признаки превышения производными заданных уставок. На этапе 3 при одновременном наличии признаков, полученных на этапах 2.1, 2.2, 2.3, формируют признак погасания камеры сгорания.
Переходные процессы параметров двигателя , , при погасании камеры сгорания представлены на фиг.2, из них видно, что в момент погасания камеры сгорания происходит одновременное резкое уменьшение параметров двигателя. По этим переходным процессам фиксируются величины производных по времени 
, 
, 
в момент погасания камеры сгорания и определяются уставки , , , с которыми сравниваются производные по времени параметров двигателя при осуществлении данного способа определения признака погасания камеры сгорания.
Применение данного способа помогает резко снизить вероятность пропуска погасания камеры сгорания двигателя. В настоящее время данный способ определения погасания камеры сгорания газотурбинных двигателей успешно внедрен в системах автоматического управления разработки ЗАО «НПФ «Система-Сервис» с газотурбинными двигателями всех типов и показал свою высокую надежность.
Средства для осуществления данного способа могут быть реализованы на базе устройств систем комплексного управления мультипроцессорных МСКУ 5000-01, МСКУ-СС 4510 производства ЗАО «НПФ «Система-Сервис» (Санкт-Петербург). МСКУ-5000 построена на базе программно-технических средств фирмы Siemens Simatic S7. В этой системе вычислительное ядро реализовано на базе процессора CPU 416-2DP. Ввод-вывод осуществляется через распределенную периферию на базе модулей семейства ET-200S. Для обработки быстрых сигналов (с циклом от 0.1 мс) используется модуль FM-458DP с расширителем ЕХМ-438. Программно способ реализован на языке Simatic S7-SCL (язык стандарта МЭК 61131-3). МСКУ-СС 4510 построена на базе технических средств Octagon и Fastwel и программного обеспечения собственной разработки ЗАО «НПФ «Система-Сервис». Вычислительное ядро системы реализовано на базе процессорного модуля Octagon 5066, ввод-вывод осуществляется через модули аналогового и дискретного ввода-вывода производства фирм Octagon, Fastwel и собственной разработки и производства ЗАО «НПФ «Система-Сервис».
Предлагаемый способ обеспечивает повышение надежности функционирования газотурбинного двигателя путем диагностики его текущего состояния и прекращения подачи топлива в камеру сгорания при ее погасании.
Claims (1)
- Способ определения погасания камеры сгорания газотурбинных двигателей, заключающийся в том, что измеряются основные параметры, характеризующие работу двигателя, и формируется признак погасания, отличающийся тем, что определяют производные по времени частоты вращения ротора, давления за компрессором, температуры продуктов сгорания, полученные величины сравнивают с уставками и при превышении производными этих уставок формируют признак погасания камеры сгорания, при этом величины уставок определяют по переходным процессам параметров двигателя в момент погасания камеры сгорания.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010111393/06A RU2430252C1 (ru) | 2010-03-23 | 2010-03-23 | Способ определения погасания камеры сгорания газотурбинных двигателей |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010111393/06A RU2430252C1 (ru) | 2010-03-23 | 2010-03-23 | Способ определения погасания камеры сгорания газотурбинных двигателей |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2430252C1 true RU2430252C1 (ru) | 2011-09-27 |
Family
ID=44804191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010111393/06A RU2430252C1 (ru) | 2010-03-23 | 2010-03-23 | Способ определения погасания камеры сгорания газотурбинных двигателей |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2430252C1 (ru) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2578012C1 (ru) * | 2015-03-23 | 2016-03-20 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Способ определения погасания камеры сгорания газотурбинного двигателя |
| RU2665569C1 (ru) * | 2017-08-15 | 2018-08-31 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Система управления форсажной камерой сгорания |
| RU2665567C1 (ru) * | 2017-08-15 | 2018-08-31 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Способ управления форсажной камерой сгорания |
| RU2680019C1 (ru) * | 2018-01-30 | 2019-02-14 | Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") | Способ определения погасания камеры сгорания газотурбинного двигателя |
| RU2693338C1 (ru) * | 2018-11-22 | 2019-07-02 | Акционерное общество "ОДК-Авиадвигатель" | Способ определения погасания камеры сгорания газотурбинного двигателя |
| RU2699323C2 (ru) * | 2018-02-05 | 2019-09-04 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Система подачи топлива в форсажную камеру сгорания |
| RU2699322C2 (ru) * | 2018-02-05 | 2019-09-04 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Способ подачи топлива в форсажную камеру сгорания |
| RU2708474C2 (ru) * | 2017-10-24 | 2019-12-09 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Система управления форсажной камерой сгорания |
| RU2781671C1 (ru) * | 2022-05-19 | 2022-10-17 | Акционерное общество "ОДК-Авиадвигатель" | Способ диагностики погасания малоэмиссионной камеры сгорания газотурбинного двигателя на запуске |
-
2010
- 2010-03-23 RU RU2010111393/06A patent/RU2430252C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2578012C1 (ru) * | 2015-03-23 | 2016-03-20 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Способ определения погасания камеры сгорания газотурбинного двигателя |
| RU2665569C1 (ru) * | 2017-08-15 | 2018-08-31 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Система управления форсажной камерой сгорания |
| RU2665567C1 (ru) * | 2017-08-15 | 2018-08-31 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Способ управления форсажной камерой сгорания |
| RU2708474C2 (ru) * | 2017-10-24 | 2019-12-09 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Система управления форсажной камерой сгорания |
| RU2680019C1 (ru) * | 2018-01-30 | 2019-02-14 | Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") | Способ определения погасания камеры сгорания газотурбинного двигателя |
| RU2699323C2 (ru) * | 2018-02-05 | 2019-09-04 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Система подачи топлива в форсажную камеру сгорания |
| RU2699322C2 (ru) * | 2018-02-05 | 2019-09-04 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Способ подачи топлива в форсажную камеру сгорания |
| RU2693338C1 (ru) * | 2018-11-22 | 2019-07-02 | Акционерное общество "ОДК-Авиадвигатель" | Способ определения погасания камеры сгорания газотурбинного двигателя |
| RU2781671C1 (ru) * | 2022-05-19 | 2022-10-17 | Акционерное общество "ОДК-Авиадвигатель" | Способ диагностики погасания малоэмиссионной камеры сгорания газотурбинного двигателя на запуске |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2430252C1 (ru) | Способ определения погасания камеры сгорания газотурбинных двигателей | |
| US8490404B1 (en) | Sensor-based performance-seeking gas turbine engine control | |
| US10161317B2 (en) | Gas-turbine control device, gas turbine, and gas-turbine control method | |
| US10371002B2 (en) | Control system for a gas turbine engine | |
| EP2597274A3 (en) | Gas turbine engine lockout-time reduction | |
| JP2010196703A (ja) | エンジン・ターンダウンのために圧縮機抽出空気流を制御するシステム及び方法 | |
| EP3064746B1 (en) | Systems and methods for turbine system operation in low ambient temperatures | |
| RU2016102635A (ru) | Системы и способы управления потоком выхлопного газа в газотурбинных системах с рециркуляцией выхлопного газа | |
| EP2372112A2 (en) | Method for determining when to perform a test of an overspeed protection system of a powerplant machine | |
| JP2014163382A (ja) | 燃焼動的周波数を制御するためのシステム及び方法 | |
| JP2011043135A (ja) | 航空機用ガスタービン・エンジンの制御装置 | |
| US8381507B2 (en) | Systems and methods for optimized gas turbine shutdown | |
| JP2010285955A (ja) | ガスタービンの制御装置及び発電システム | |
| EP2846024A1 (en) | Method for controlling a gas turbine group | |
| JP2002309964A (ja) | ガスタービンエンジンを運転するための方法及び制御装置 | |
| RU2451921C1 (ru) | Способ контроля технического состояния газотурбинной установки | |
| JP2015075113A (ja) | 発電機に連結された内燃機関の操作方法 | |
| US20150354467A1 (en) | Gas turbine system, gas turbine combustor control device, and gas turbine combustor control method | |
| JP2016205373A (ja) | 航空機用ガスタービン・エンジンの制御装置 | |
| US10100747B2 (en) | Fuel supply system for use in a gas turbine engine and method of controlling an overspeed event therein | |
| RU2578012C1 (ru) | Способ определения погасания камеры сгорания газотурбинного двигателя | |
| JP4705732B2 (ja) | 航空機用ガスタービン・エンジンのサージ検出装置 | |
| JP7206143B2 (ja) | １軸式ガスタービンの運転制御装置、運転制御方法及びプログラム | |
| RU2482024C2 (ru) | Способ управления силовой установкой вертолета | |
| RU2010154325A (ru) | Способ управления расходом топлива в газотурбинный двигатель |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160324 |