RU2435970C1 - Способ управления газотурбинной установкой - Google Patents
Способ управления газотурбинной установкой Download PDFInfo
- Publication number
- RU2435970C1 RU2435970C1 RU2010112558/06A RU2010112558A RU2435970C1 RU 2435970 C1 RU2435970 C1 RU 2435970C1 RU 2010112558/06 A RU2010112558/06 A RU 2010112558/06A RU 2010112558 A RU2010112558 A RU 2010112558A RU 2435970 C1 RU2435970 C1 RU 2435970C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas turbine
- turbine
- gtp
- speed
- calculation
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Safety Devices In Control Systems (AREA)
- Supercharger (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области газотурбинного двигателестроения и может быть использовано в электронно-гидро-механических системах (САУ) автоматического управления газотурбинными установками (ГТУ) различного назначения. Дополнительно ограничивают диапазон и темп изменения заданного значения частоты вращения силовой турбины наперед заданными величинами, определяемыми для каждого типа ГТУ расчетно-экспериментальным путем, измеряют и контролируют частоту вращения турбокомпрессора ГТУ, при выходе частоты вращения ротора турбокомпрессора за диапазон, ограниченный наперед заданными значениями, определяемыми расчетно-экспериментальным путем, прекращают изменение режима работы ГТУ и формируют сообщение оператору «Отказ управления от АСУ ТП». Технический результат изобретения - повышение качества работы САУ и, как следствие, повышение надежности и безопасности работы ГТУ. 1 ил., 2 табл.
Description
Изобретение относится к области газотурбинного двигателестроения и может быть использовано в электронно-гидромеханических системах (САУ) автоматического управления газотурбинными установками (ГТУ) различного назначения.
Известен способ управления ГТУ, реализованный в электронно-гидромеханической САУ супервизорного типа, Черкасов Б.А. «Автоматика и регулирование ВРД». М., «Машиностроение», 1974, с.299-296.
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 ГТУ, заключающийся в том, что в электронном блоке управления двигателем (БУД) с помощью датчиков БУД измеряют частоту вращения силовой турбины, по командам из автоматической системы управления технологическим процессом (АСУ ТП) «Больше» или «Меньше» формируют заданное значение частоты 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, Ольховский Г.Г. «Энергетические газотурбинные установки». М., Энергоатомиздат, 1985 г., с.77-79.
Недостатком этого способа является следующее.
При отказе АСУ ТП, незафиксированном встроенным контролем, возможно «залипание» команды на изменение заданной частоты вращения силовой турбины. Это может привести к неограниченному изменению режима работы ГТУ: либо к увеличению частоты вращения силовой турбины (при «залипании» команды «Больше») и выходу ГТУ на предельные режимы работы по газогенератору, либо к снижению (при залипании команды «Меньше») и выключению ГТУ без выполнения необходимых технологических операций.
Как следствие, возможно 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).
Это снижает надежность и безопасность работы ГТУ.
Целью изобретения является повышение качества работы САУ с целью повышения надежности и безопасности работы ГТУ.
Поставленная цель достигается тем, что в способе управления ГТУ, заключающемся в том, что в электронном БУД с помощью датчиков БУД измеряют частоту вращения силовой турбины, по командам из АСУ ТП «Больше» или «Меньше» формируют заданное значение частоты 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 ограничивают диапазон и темп изменения заданного значения частоты вращения силовой турбины наперед заданными величинами, определяемыми для каждого типа ГТУ расчетно-экспериментальным путем, измеряют и контролируют частоту вращения турбокомпрессора ГТУ, при выходе частоты вращения ротора турбокомпрессора за диапазон, ограниченный наперед заданными значениями, определяемыми расчетно-экспериментальным путем, прекращают изменение режима работы ГТУ и формируют сообщение оператору «Отказ управления от АСУ ТП».
На чертеже представлена схема устройства, реализующего 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, к БУД 2 подключен пульт 6 управления ГТУ (ПУ). На вход БУД 2 поступают команды от АСУ ТП (на чертеже не показана).
Устройство работает следующим образом.
Оператор, управляющий ГТУ, с помощью ПУ 6 задает режим работы ГТУ: запуск, холостой ход, номинальный режим, максимальный режим, перегрузочный режим.
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.
В частности, в БУД 2 с помощью БД 1 измеряют частоту вращения силовой турбины, сравнивают заданное (nст уст) 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.
При работе ГТУ СКВ 5 находится в положении «Открыт».
Дополнительно на всех режимах работы ГТУ от холостого хода до максимального обеспечивают защиту ГТУ по предельным параметрам следующим образом.
В БУД 2 по командам АСУ ТП («Больше», «Меньше») изменяют заданное значение частоты вращения силовой турбины, но при этом ограничивают диапазон и темп изменения заданного значения наперед заданными величинами, определяемыми для каждого типа ГТУ расчетно-экспериментальным путем.
Для ГТЭ-25ПЭР разработки и производства ОАО «Авиадвигатель», г.Пермь, эти значения составляют:
- диапазон изменения nст уст=(4800…5200) об/мин.
Кроме этого в БУД 2 с помощью БД 1 измеряют и контролируют частоту вращения турбокомпрессора ГТУ, при выходе частоты вращения ротора турбокомпрессора за диапазон, ограниченный наперед заданными значениями, определяемыми расчетно-экспериментальным путем, прекращают изменение режима работы ГТУ и формируют сообщение оператору «Отказ управления от АСУ ТП».
Для ГТЭ-25ПЭР разработки и производства ОАО «Авиадвигатель», г.Пермь, эти значения определяются следующим образом.
Максимальное значение частоты вращения ротора турбокомпрессора определяется по программе:
где
11777 - предельное допустимое значение максимальной частоты вращения ротора турбокомпрессора для данного типа ГТУ. Определяется расчетно-экспериментальным путем в ходе проектирования, доводки и опытной эксплуатации ГТУ. Приведенное в примере значение определено для ГТЭ-25ПЭР;
Rвд max - регулировка предельно допустимой максимальной частоты вращения ротора турбокомпрессора, учитывающая индивидуальные особенности конкретной ГТУ. Определяется в процессе приемо-сдаточных испытаний (ПСИ) ГТУ и заносится для использования и хранения в запоминающее устройство БУД 2 (не показано). Для ГТЭ-25ПЭР величина этой регулировки меняется в диапазоне от минус 500 об/мин до +500 об/мин;
Cnвд Твх=f(Tвх) - коэффициент коррекции программы по температуре воздуха на входе в ГТУ.
Зависимость Cnвд Твх=f(Tвх) представлена в таблице 1.
Таблица 1 | |||||||||
T*вх, K | ≤213 | 233 | 253 | 267 | 273 | 288 | 298 | 308 | ≥318 |
Cnвд Твх | 0,9165 | 0,9466 | 0,9756 | 0,9955 | 0,9980 | 1,01 | 1,015 | 1,019 | 1,023 |
80 - величина снижения предельно допустимого значения максимальной частоты вращения ротора турбокомпрессора для данного типа ГТУ, обусловленная уменьшением расхода воздуха через турбокомпрессор из-за его отбора на нужды протиовобледенительной системы (ПОС). Определяется расчетно-экспериментальным путем в ходе проектирования, доводки и опытной эксплуатации ГТУ. Приведенное в примере значение определено для ГТЭ-25ПЭР;
- регулировка величины снижения предельно допустимой максимальной частоты вращения ротора турбокомпрессора, учитывающая индивидуальные особенности конкретной ГТУ. Определяется в процессе ПСИ ГТУ и заносится для использования и хранения в запоминающее устройство БУД 2 (не показано). Для ГТЭ-25ПЭР величина этой регулировки меняется в диапазоне от минус 50 об/мин до +100 об/мин;
При поступлении сигнала из АСУ ТП о выключении ПОС коэффициент СПОС=0.
Минимальное значение частоты вращения ротора турбокомпрессора определяется по программе:
где
9575 - предельное допустимое значение минимальной частоты вращения ротора турбокомпрессора для работающей ГТУ данного типа. Определяется расчетно-экспериментальным путем в ходе проектирования, доводки и опытной эксплуатации ГТУ. Приведенное в примере значение определено для ГТЭ-25ПЭР;
Rвд min - регулировка предельно допустимой минимальной частоты вращения ротора турбокомпрессора, учитывающая индивидуальные особенности конкретной ГТУ. Определяется в процессе ПСИ ГТУ и заносится для использования и хранения в запоминающее устройство БУД 2 (не показано). Для ГТЭ-25ПЭР величина этой регулировки меняется в диапазоне от минус 250 об/мин до +500 об/мин;
CТвх n=f(T*вх).
Зависимость CТвх n=f(T*вх) представлена в таблице 2.
Таблица 2 | |||||||||
T*вх, К | ≤213 | 233 | 253 | 267 | 273 | 288 | 298 | 308 | ≥318 |
CТвх n | 0,8833 | 0,9142 | 0,9457 | 0,9671 | 0,9770 | 1,0 | 1,015 | 1,030 | 1,044 |
Таким образом, за счет повышения качества работы САУ обеспечивается защита ГТУ по предельным параметрам при отказе АСУ ТП, как следствие, повышение надежности и безопасности работы ГТУ.
Claims (1)
- Способ управления ГТУ, заключающийся в том, что в электронном блоке управления двигателем (БУД) с помощью датчиков БУД измеряют частоту вращения силовой турбины, по командам из АСУ ТП «Больше» или «Меньше» формируют заданное значение частоты 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, дополнительно ограничивают диапазон и темп изменения заданного значения частоты вращения силовой турбины наперед заданными величинами, определяемыми для каждого типа ГТУ расчетно-экспериментальным путем, измеряют и контролируют частоту вращения турбокомпрессора ГТУ, при выходе частоты вращения ротора турбокомпрессора за диапазон, ограниченный наперед заданными значениями, определяемыми расчетно-экспериментальным путем, прекращают изменение режима работы ГТУ и формируют сообщение оператору «Отказ управления от АСУ ТП».
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010112558/06A RU2435970C1 (ru) | 2010-03-31 | 2010-03-31 | Способ управления газотурбинной установкой |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010112558/06A RU2435970C1 (ru) | 2010-03-31 | 2010-03-31 | Способ управления газотурбинной установкой |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010112558A RU2010112558A (ru) | 2011-10-10 |
RU2435970C1 true RU2435970C1 (ru) | 2011-12-10 |
Family
ID=44804667
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010112558/06A RU2435970C1 (ru) | 2010-03-31 | 2010-03-31 | Способ управления газотурбинной установкой |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2435970C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2653262C2 (ru) * | 2016-01-25 | 2018-05-07 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Способ управления газотурбинным двигателем и система для его осуществления |
-
2010
- 2010-03-31 RU RU2010112558/06A patent/RU2435970C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2653262C2 (ru) * | 2016-01-25 | 2018-05-07 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Способ управления газотурбинным двигателем и система для его осуществления |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010112558A (ru) | 2011-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102317600A (zh) | 用于调节燃气涡轮机的方法和系统以及包括该系统的燃气涡轮机 | |
EP3091194A1 (en) | Method of controlling turbine tip clearance, turbine tip clearance system, and turbine assembly | |
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 | |
US20170211409A1 (en) | Control device, system, and control method | |
EP3199784B1 (en) | Fuel flow control | |
CN113906204A (zh) | 用于调节涡轮机的加速度的方法 | |
US20180156141A1 (en) | Control device for supercharging system | |
RU2432561C2 (ru) | Способ контроля технического состояния газотурбинной установки | |
RU2451921C1 (ru) | Способ контроля технического состояния газотурбинной установки | |
RU2431051C1 (ru) | Способ управления газотурбинной установкой | |
RU2431753C1 (ru) | Способ управления газотурбинной установкой | |
RU2435970C1 (ru) | Способ управления газотурбинной установкой | |
RU2392498C2 (ru) | Устройство управления механизацией компрессора газотурбинного двигателя | |
RU2432562C2 (ru) | Способ контроля технического состояния газотурбинной установки | |
RU2422657C1 (ru) | Способ управления газотурбинной электростанцией | |
RU2425996C1 (ru) | Способ управления газотурбинной установкой | |
RU2422658C1 (ru) | Способ управления расходом топлива на запуске газотурбинной установки | |
RU2432563C2 (ru) | Способ контроля технического состояния газотурбинной установки | |
RU2425238C2 (ru) | Устройство для управления газотурбинным двигателем | |
RU2427722C1 (ru) | Способ управления газотурбинной установкой | |
RU2482024C2 (ru) | Способ управления силовой установкой вертолета | |
RU2436978C2 (ru) | Способ управления газотурбинным двигателем | |
RU2413194C2 (ru) | Способ контроля технического состояния газотурбинной установки | |
RU2427721C1 (ru) | Способ управления расходом топлива на запуске газотурбинной установки | |
RU174395U1 (ru) | Устройство управления механизацией компрессора газотурбинного двигателя |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150401 |