RU2431051C1 - Gas turbine plant control method - Google Patents
Gas turbine plant control method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2431051C1 RU2431051C1 RU2010100513/06A RU2010100513A RU2431051C1 RU 2431051 C1 RU2431051 C1 RU 2431051C1 RU 2010100513/06 A RU2010100513/06 A RU 2010100513/06A RU 2010100513 A RU2010100513 A RU 2010100513A RU 2431051 C1 RU2431051 C1 RU 2431051C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- turbine
- measured
- gas turbine
- gtp
- limit value
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Supercharger (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области газотурбинного двигателестроения и может быть использовано в электронно-гидромеханических системах (САУ) автоматического управления газотурбинными установками (ГТУ) различного назначения.The invention relates to the field of gas turbine engine building and can be used in electronic hydromechanical systems (ACS) for automatic control of gas turbine units (GTU) for various purposes.
Известен способ управления ГТУ, реализованный в электронно-гидромеханической САУ супервизорного типа, Черкасов Б.А. «Автоматика и регулирование BPД», М., «Машиностроение», 1974, с.299-296.A known method of controlling a gas turbine implemented in an electronic hydromechanical self-propelled guns of a supervisory type, B. Cherkasov “Automation and Regulation of BPD”, M., “Mechanical Engineering”, 1974, p.299-296.
Способ заключается в том, что с целью повышения точности управления управляющее воздействие гидромеханического регулятора корректируется в ограниченном диапазоне электронным корректором.The method consists in the fact that in order to improve control accuracy, the control action of the hydromechanical controller is adjusted in a limited range by an electronic corrector.
Недостатком известного способа является его низкая эффективность.The disadvantage of this method is its low efficiency.
Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности является способ управления ГТУ, заключающийся в том, что измеряют частоту вращения силовой турбины, сравнивают заданное и измеренное значения частоты вращения силовой турбины, в зависимости от рассогласования между заданным и измеренным значениями частоты вращения силовой турбины управляют расходом топлива в камеру сгорания (КС) ГТУ, Техническое задание «Система автоматического управления, регулирования, защиты, контроля и диагностики (САУ ГТУ) газотурбинной установки ГТУ-6/8РМ» 8Т1.000.014 ТЗ, ОАО «НПО «Сатурн», г. Рыбинск, 2001 г., с.28-54.Closest to this invention in technical essence is a gas turbine control method, which consists in measuring the speed of a power turbine, comparing the set and measured values of the speed of the power turbine, depending on the mismatch between the set and measured values of the speed of the power turbine, controlling fuel consumption to the gas turbine combustion chamber -6 / 8RM "8T1.000.014 TK, JSC" NPO "Saturn", Rybinsk, 2001, s.28-54.
Недостатком этого способа является следующее.The disadvantage of this method is the following.
При отказе САУ, незафиксированном встроенным контролем, возможно превышение предельных параметров ГТУ, и, как следствие, нарушение работоспособности элементов ГТУ (например, рабочих лопаток и дисков турбины), что может привести к повреждению как ГТУ, так и устройства, приводимого от ГТУ (электрогенератора, газоперекачивающего агрегата).In case of self-propelled guns failure, which is not fixed by the built-in control, the maximum parameters of gas turbine engines may be exceeded, and, as a result, malfunctioning of gas turbine engine elements (for example, rotor blades and turbine disks), which can lead to damage to both gas turbine and the device driven by gas turbine (electric generator) gas pumping unit).
Это снижает надежность и безопасность работы ГТУ.This reduces the reliability and safety of the gas turbine.
Целью изобретения является повышение качества работы САУ с целью повышения надежности и безопасности работы ГТУ.The aim of the invention is to improve the quality of ACS in order to improve the reliability and safety of gas turbines.
Поставленная цель достигается тем, что в способе управления ГТУ, заключающемся в том, что измеряют частоту вращения силовой турбины, сравнивают заданное и измеренное значения частоты вращения силовой турбины, в зависимости от рассогласования между заданным и измеренным значениями частоты вращения силовой турбины управляют расходом топлива в КС ГТУ, дополнительно сравнивают измеренную частоту вращения силовой турбины с наперед заданным значением, определяемым расчетно-экспериментальным путем, если измеренная частота вращения силовой турбины превысила наперед заданное значение, формируют сигнал оператору ГТУ «Раскрутка ротора силовой турбины» и прекращают подачу топлива в КС ГТУ, измеряют температуру газов за турбиной и температуру воздуха на входе в ГТУ, в зависимости от температуры воздуха на входе в ГТУ формируют предельное значение температуры газов за турбиной и сравнивают его с измеренной температурой газов за турбиной, если измеренная температура газов за турбиной превысила предельное значение, формируют сигнал оператору ГТУ «Высокая температура газов за турбиной» и прекращают подачу топлива в КС ГТУ, измеряют частоту вращения ротора турбокомпрессора, в зависимости от температуры воздуха на входе в ГТУ формируют предельное значение частоты вращения ротора турбокомпрессора, если измеренная частота вращения ротора турбокомпрессора превысила предельное значение, формируют сигнал оператору ГТУ «Высокая частота вращения ротора турбокомпрессора» и прекращают подачу топлива в КС ГТУ.This goal is achieved by the fact that in the control method of the gas turbine, which consists in measuring the speed of a power turbine, compare the set and measured values of the speed of the power turbine, depending on the mismatch between the set and measured values of the speed of the power turbine, control the fuel consumption in the compressor station GTU, in addition, compare the measured frequency of rotation of the power turbine with a predetermined value determined by calculation and experimental means, if the measured frequency of rotation of the power the turbines exceeded the predetermined value in advance, generate a signal to the operator of the gas turbine engine “Unrolling the rotor of the power turbine” and stop the fuel supply to the gas turbine compressor station, measure the temperature of the gases behind the turbine and the air temperature at the gas turbine inlet, form a temperature limit value depending on the air temperature at the gas turbine inlet gases behind the turbine and compare it with the measured temperature of the gases behind the turbine, if the measured temperature of the gases behind the turbine has exceeded the limit value, they form a signal to the gas turbine operator urbine ”and stop the fuel supply to the gas turbine compressor station, measure the rotor speed of the turbocompressor rotor, depending on the air temperature at the gas turbine inlet, form the limit value of the rotor speed of the turbocompressor if the measured rotor speed of the turbocompressor exceeds the limit value, generate a signal to the gas turbine operator“ High frequency rotor rotation of the turbocharger ”and stop the fuel supply to the gas turbine compressor station.
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, к БУД 2 подключен пульт 6 управления ГТУ (ПУ).The device contains series-connected sensor unit 1 (DB), engine control unit 2 (ECU), dosing
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Оператор, управляющий ГТУ, с помощью ПУ 6 задает режим работы ГТУ: запуск, холостой ход, номинальный режим, максимальный режим, перегрузочный режим.The operator controlling the gas turbine with the help of the
Команда оператора от ПУ 6 по цифровому каналу связи (например, RS 485 или Ethernet) передается в БУД 2. БУД 2 в соответствии с полученной от ПУ 6 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 с помощью блока 3 и ДГ 4 поддерживает режим работы ГТУ, изменяя расход топлива в КС ГТУ.The operator’s command from the
В частности, в БУД 2 с помощью БД 1 измеряют частоту вращения силовой турбины, сравнивают заданное и измеренное значения частоты вращения силовой турбины, в зависимости от рассогласования между заданным и измеренным значениями частоты вращения силовой турбины управляют расходом топлива в КС ГТУ.In particular, in the
При работе ГТУ СКВ 5 находится в положении «Открыт».During operation of the gas turbine SLE 5 is in the “Open” position.
Дополнительно на всех режимах работы ГТУ от холостого хода до максимального обеспечивают защиту ГТУ по предельным параметрам следующим образом.Additionally, at all modes of operation of the gas turbine from idle to maximum, the gas turbine is protected by the limiting parameters as follows.
В БУД 2 с помощью БД 1 измеряют частоту вращения силовой турбины и 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).In
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 и формируют сигнал из БУД 2 в ПУ 6 в виде сообщения оператору ГТУ «Раскрутка ротора силовой турбины».If the rotational speed of the power turbine has exceeded the limit value, according to the
В БУД 2 с помощью БД 1 измеряют температуру газов за турбиной и температуру воздуха на входе в ГТУ, в зависимости от температуры воздуха на входе в ГТУ формируют предельное значение температуры газов за турбиной.In the
Для ГТЭ-25ПЭР это делается следующим образом.For GTE-25PER, this is done as follows.
гдеWhere
- предельная температура газов за турбиной; - limit temperature of the gases behind the turbine;
RТтвд - величина эксплуатационной регулировки, задаваемой в БУД 2 с ПУ 6 в зависимости от характеристик конкретного двигателя (определяется в процессе приемо-сдаточных испытаний ГТУ);R Ttvd - the value of the operational adjustment specified in the
- величина эксплуатационной регулировки, задаваемой в БУД 2 с ПУ 6 в зависимости от сезона (зима/лето); - the value of the operational adjustment specified in the
- коэффициент коррекции программы по температуре воздуха на входе в ГТЭ-25ПЭР; - coefficient correction program for the air temperature at the inlet of the GTE-25PER;
Зависимость представлена в таблице 1.Dependence presented in table 1.
СПОС=1,0 - коэффициент коррекции при включенной противообледенительной системе (ПОС);With PIC = 1.0 - correction factor with the anti-icing system (PIC) turned on;
СПОС=0 - коэффициент коррекции при выключенной ПОС.With PIC = 0 - correction factor when the pic is off.
Предельное значение температуры газов за турбиной сравнивают с измеренной температурой газов за турбиной, если измеренная температура газов за турбиной превысила предельное значение, формируют из БУД 2 в ПУ 6 сигнал оператору ГТУ «Высокая температура газов за турбиной» и прекращают подачу топлива в КС ГТУ по командам БУД 2 с помощью блока 3, ДГ 4 и СКВ 5.The limit value of the gas temperature behind the turbine is compared with the measured temperature of the gases behind the turbine, if the measured temperature of the gases behind the turbine has exceeded the limit value, a signal to the operator of the gas turbine “High gas temperature behind the turbine” is formed from the
В БУД 2 с помощью БД 1 измеряют частоту вращения ротора турбокомпрессора, в зависимости от температуры воздуха на входе в ГТУ формируют предельное значение частоты вращения ротора турбокомпрессора.In the
Для ГТЭ-25ПЭР это делается следующим образом.For GTE-25PER, this is done as follows.
гдеWhere
- предельное значение частоты вращения ротора турбокомпрессора; - the limit value of the rotor speed of the turbocompressor;
Rвд max - величина эксплуатационной регулировки, задаваемой в БУД 2 с ПУ 6 в зависимости от характеристик конкретного двигателя (определяется в процессе приемо-сдаточных испытаний ГТУ);R vd max - the value of the operational adjustment specified in the
- коэффициент коррекции программы по температуре воздуха на входе в ГТУ; - coefficient correction program for air temperature at the entrance to the gas turbine;
Зависимость представлена в таблице 2.Dependence presented in table 2.
- величина эксплуатационной регулировки, задаваемой в БУД 2 с ПУ 6 в зависимости от сезона (зима/лето); - the value of the operational adjustment specified in the
СПОС=1,0 - коэффициент коррекции при включенной ПОС;With PIC = 1.0 - correction factor with PIC on;
СПОС=0 - при выключенной ПОС.With PIC = 0 - with off PIC.
Если измеренная частота вращения ротора турбокомпрессора превысила предельное значение, формируют из БУД 2 в ПУ 6 сигнал оператору ГТУ «Высокая частота вращения ротора турбокомпрессора» и прекращают подачу топлива в КС ГТУ по командам БУД 2 с помощью блока 3, ДГ 4 и СКВ 5.If the measured rotor speed of the turbocompressor has exceeded the limit value, a signal to the GTU operator “High speed of the turbocompressor rotor” is formed from the
Таким образом, за счет повышения качества работы САУ обеспечивается защита ГТУ по предельным параметрам и, как следствие, повышение надежности и безопасности работы ГТУ.Thus, by improving the quality of work of self-propelled guns, gas turbine engines are protected by limit parameters and, as a result, reliability and safety of gas turbine engines are increased.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010100513/06A RU2431051C1 (en) | 2010-01-11 | 2010-01-11 | Gas turbine plant control method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010100513/06A RU2431051C1 (en) | 2010-01-11 | 2010-01-11 | Gas turbine plant control method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010100513A RU2010100513A (en) | 2011-07-20 |
RU2431051C1 true RU2431051C1 (en) | 2011-10-10 |
Family
ID=44752099
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010100513/06A RU2431051C1 (en) | 2010-01-11 | 2010-01-11 | Gas turbine plant control method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2431051C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2493393C2 (en) * | 2011-11-01 | 2013-09-20 | Открытое акционерное общество "СТАР" | Method of protection of shipboard gas turbine plant |
RU2631194C1 (en) * | 2013-09-17 | 2017-09-19 | Сименс Акциенгезелльшафт | Method of control of the device for protection against exceeding the frequency of rotation of a single installation |
RU2648197C1 (en) * | 2017-06-21 | 2018-03-22 | Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") | Gas-turbine engine testing method |
-
2010
- 2010-01-11 RU RU2010100513/06A patent/RU2431051C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Техническое задание «Система автоматического управления, регулирования, защиты, контроля и диагностики (САУ ГТУ) газотурбинной установки ГТУ-6/8РМ» 8Т1.000.014 ТЗ, ОАО «НПО «Сатурн». - Рыбинск, 2001, с.28-54. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2493393C2 (en) * | 2011-11-01 | 2013-09-20 | Открытое акционерное общество "СТАР" | Method of protection of shipboard gas turbine plant |
RU2631194C1 (en) * | 2013-09-17 | 2017-09-19 | Сименс Акциенгезелльшафт | Method of control of the device for protection against exceeding the frequency of rotation of a single installation |
US10036275B2 (en) | 2013-09-17 | 2018-07-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for testing an overspeed protection apparatus of a single-shaft system |
RU2648197C1 (en) * | 2017-06-21 | 2018-03-22 | Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") | Gas-turbine engine testing method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010100513A (en) | 2011-07-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2808493B1 (en) | Two-shaft gas turbine | |
US20160326901A1 (en) | Turbine tip clearance | |
US10697382B2 (en) | Control device for supercharging system | |
RU2431051C1 (en) | Gas turbine plant control method | |
US9988996B2 (en) | Method of controlling supercharger | |
CN113906204A (en) | Method for regulating the acceleration of a turbomachine | |
RU2432561C2 (en) | Control method of gas-turbine unit technical condition | |
RU2431753C1 (en) | Gas turbine plant control method | |
RU2451921C1 (en) | Method of technical control of gas-turbine installation | |
RU2392498C2 (en) | Control device of mechanisation of gas turbine engine compressor | |
RU2432562C2 (en) | Control method of gas-turbine unit technical condition | |
JP2015052278A5 (en) | ||
RU2435970C1 (en) | Gas turbine plant control method | |
RU2422657C1 (en) | Gas turbine electric power station control method | |
RU2422658C1 (en) | Control method of fuel flow at start of gas turbine unit | |
RU2453980C1 (en) | Method of gas turbine power plant control | |
RU2425996C1 (en) | Method of control over gas turbine unit | |
RU2427721C1 (en) | Control method of fuel flow at start of gas turbine unit | |
RU2432563C2 (en) | Control method of gas-turbine unit technical condition | |
RU2493393C2 (en) | Method of protection of shipboard gas turbine plant | |
RU2658709C2 (en) | Gas turbine engine compressor mechanization control device | |
RU2454557C2 (en) | Method of control over gas turbine unit | |
RU174395U1 (en) | Gas turbine compressor mechanization control device | |
RU2425997C1 (en) | Method of control over gas turbine electric power station | |
RU2436978C2 (en) | Gas turbine engine control method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150112 |