RU2613758C2 - Способ защиты двухконтурного турбореактивного двигателя от помпажа при эксплуатации - Google Patents
Способ защиты двухконтурного турбореактивного двигателя от помпажа при эксплуатации Download PDFInfo
- Publication number
- RU2613758C2 RU2613758C2 RU2015134069A RU2015134069A RU2613758C2 RU 2613758 C2 RU2613758 C2 RU 2613758C2 RU 2015134069 A RU2015134069 A RU 2015134069A RU 2015134069 A RU2015134069 A RU 2015134069A RU 2613758 C2 RU2613758 C2 RU 2613758C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pressure
- engine
- compressor
- during operation
- measuring
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
- F02C9/26—Control of fuel supply
- F02C9/46—Emergency fuel control
Landscapes
- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области эксплуатации газотурбинных двигателей, в частности к двигателям, применяемым в качестве привода газоперекачивающих агрегатов и энергоустановок. Периодически в каждый промежуток времени 0,01…0,1 с измеряют давление за компрессором высокого давления Рк и при отклонении величины давления более 1-100% относительно измерения, предшествовавшего текущим значениям, при постоянном значении n1, производят остановку двигателя. С момента начала падения давления за компрессором Рк предпочтительно давление измеряют в каждый промежуток времени, равный 0,02…0,05 с. Реализация изобретения позволяет предотвратить развитие помпажа двигателя, вызванного различными причинами (неправильная эксплуатация, повреждение рабочих лопаток и т.д.) при эксплуатации газотурбинного двигателя в наземной установке. Позволяет снизить затраты на восстановительный ремонт двигателей путем своевременной остановки и тем самым предотвращения развития разрушений в газовоздушном тракте и системах двигателя. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области эксплуатации газотурбинных двигателей, в частности к двигателям, применяемым в качестве привода газоперекачивающих агрегатов и энергоустановок.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является известный способ защиты двухконтурного турбореактивного двигателя при эксплуатации, в частности, от помпажа, включающий измерение исходных частот вращения ротора низкого давления n1 и ротора высокого давления n2 в начале эксплуатации, измерение давления и температуры газа на турбине, периодическое измерение частоты вращения роторов в процессе эксплуатации двигателя и остановку двигателя в зависимости от предельных отклонений давления и температуры на турбине от их предшествующих значений.
/RU №2168163, МПК7 G01M 15/00, опубл. 27.05.2001 г.)/
Однако этот способ не позволяет своевременно определить начало возникновения помпажа, что в условиях эксплуатации газотурбинного двигателя приводит к существенным разрушениям газовоздушного тракта двигателя.
Задачей изобретения является разработка способа эффективной защиты двигателя при работе от возникновения помпажа, включающего принятие превентивных мер по остановке газотурбинного двигателя до развития помпажа.
Ожидаемый технический результат - снижение повреждений и продление сроков эксплуатации двигателя путем эксплуатационных ограничений параметров на максимальном режиме работы.
Технический результат достигается тем, что в известном способе защиты двухконтурного турбореактивного двигателя при эксплуатации, в частности, от помпажа, включающем измерение исходных частот вращения ротора низкого давления n1 и ротора высокого давления n2 в начале эксплуатации, измерение давления и температуры на турбине, периодическое измерение частоты вращения роторов в процессе эксплуатации двигателя и остановку двигателя в зависимости от предельных отклонений давления и температуры на турбине от их предшествующих значений, согласно изобретению дополнительно периодически в каждый промежуток времени 0,01…0,1 с измеряют давление за компрессором высокого давления Рк и при отклонении величины давления более 1-100% относительно измерения, предшествовавшего текущим значениям, при постоянном значении n1, производят остановку двигателя. В соответствии с предложением с момента начала падения давления за компрессором Рк предпочтительно давление измеряют в каждый промежуток времени, равный 0,02…0,05 с.
При эксплуатации турбореактивных двигателей при определенных условиях наблюдается срывной режим их работы, то есть нарушение газодинамической устойчивости работы, сопровождающейся хлопками, резким падением мощности и вибрацией, которая способна разрушить двигатель. Воздушный поток, обтекающий лопатки рабочего колеса, резко меняет направление, и внутри турбины возникают турбулентные завихрения, а давление на входе компрессора становится равным или большим, чем на его выходе (помпаж).
Помпаж может вызываться отклонениями в работе двигателя от расчетных режимов, в частности: разрушением и отрывом лопаток рабочего колеса (например, из-за старости), попаданием в двигатель постороннего предмета (снега, механического твердого фрагмента), сильным боковым ветром при запуске, низким давлением окружающего воздуха (в жаркую погоду в горах) и другими.
Работа двигателя в режиме помпажа быстро приводит к его разрушению из-за недопустимого повышения температуры газов перед турбиной и потери прочности ее лопаток, поэтому при его возникновении двигатель должен быть переведен в режим «малый газ» (на котором помпаж исчезнет сам собой) или отключен. Рост температуры газов может достигать нескольких сот градусов в секунду, и время принятия решения персоналом ограничено. На современных двигателях предусмотрена противопомпажная автоматика, обеспечивающая автоматическое, без участия персонала устранение помпажа путем обнаружения помпажных явлений через измерение давления и пульсаций давления на разных участках газовоздушного тракта и кратковременного (на доли секунды) снижения или прерывания подачи топлива, открытия перепускных заслонок и клапанов, включения аппаратуры зажигания двигателя, восстановления подачи топлива и восстановления режима работы двигателя.
В изобретении предлагается дополнительно периодически в каждый, определенный экспериментально, промежуток времени в интервале 0,01…0,1 с измерять давление за компрессором высокого давления Рк. Если при измерении давления отклонения относительно его текущих значений превысят величину более 1% (100%), то это указывает на начало возникновения помпажа, что позволяет оперативно принять решение и отключить двигатель при наступлении значимых помпажных явлений (например, сверхнормативные вибрации и другие.) Если отклонение давления достигнет 100% от предыдущего текущего измерения, то наблюдается механическое разрушение двигателя. При значениях промежутков времени <0,01 с наблюдаются затруднения опроса первичных преобразователей измерения давления, а при значениях промежутков времени >0,1 с наступают значимые помпажные явления. Для наиболее точного определения момента наступления значимых помпажных явлений, в соответствии с предложением, с момента начала падения давления за компрессором Рк предусмотрена возможность измерения давления в каждый промежуток времени, равный 0,02…0,05 с, ограниченный частотой и являющийся наиболее информативным.
На чертеже показан газотурбинный двигатель, установленный в газоперекачивающем агрегате или энергоустановке с подключенной системой управления, реализующей предлагаемый способ.
Газотурбинный двигатель 1 включает в себя: компрессор 2 (включающий в себя компрессор низкого и высокого давления), турбину 3 (включающую в себя турбину низкого и высокого давления), свободную (силовую) турбину 4. Для реализации предложенного способа производится контроль изменения давления за компрессором Рк относительно исходной величины.
Пример
Перед началом эксплуатации газотурбинного двигателя 1 проводят измерение его базовых (исходных) характеристик, включающее в себя определение исходного давления Рк за компрессором 2. В процессе эксплуатации проводится постоянный контроль давления Рк и сравнение его величины с предшествующими измеренными значениями. При снижении давления Рк за компрессором 2 на величину более 1% относительно предшествующих текущих значений за промежуток времени менее 0,1 с при отсутствии управляющего сигнала на изменение режима работы двигателя производят останов двигателя.
Реализация изобретения позволяет предотвратить развитие помпажа двигателя, вызванного различными причинами (неправильная эксплуатация, повреждение рабочих лопаток и т.д.) при эксплуатации газотурбинного двигателя в наземной установке. Позволяет снизить затраты на восстановительный ремонт двигателей путем своевременной остановки и тем самым предотвращения развития разрушений в газовоздушном тракте и системах двигателя.
Claims (2)
1. Способ защиты двухконтурного турбореактивного двигателя от помпажа при эксплуатации, включающий измерение исходных частот вращения ротора низкого давления n1 и ротора высокого давления n2 в начале эксплуатации, измерение давления и температуры на турбине, периодическое измерение частоты вращения роторов в процессе эксплуатации двигателя и остановку двигателя в зависимости от предельных отклонений давления и температуры на турбине от их предшествующих значений, отличающийся тем, что дополнительно периодически в каждый промежуток времени 0,01…0,1 с измеряют давление за компрессором высокого давления Рк и при отклонении величины давления более 1-100% относительно измерения, предшествовавшего текущим значениям, при постоянном значении n1, производят остановку двигателя.
2. Способ защиты двухконтурного турбореактивного двигателя по п. 1, отличающийся тем, что с момента начала падения давления за компрессором Рк давление измеряют в каждый промежуток времени, равный 0,02…0,05 с, ограниченный частотой опроса первичных преобразователей измерения давления.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015134069A RU2613758C2 (ru) | 2015-08-14 | 2015-08-14 | Способ защиты двухконтурного турбореактивного двигателя от помпажа при эксплуатации |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015134069A RU2613758C2 (ru) | 2015-08-14 | 2015-08-14 | Способ защиты двухконтурного турбореактивного двигателя от помпажа при эксплуатации |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015134069A RU2015134069A (ru) | 2017-02-16 |
RU2613758C2 true RU2613758C2 (ru) | 2017-03-21 |
Family
ID=58453337
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015134069A RU2613758C2 (ru) | 2015-08-14 | 2015-08-14 | Способ защиты двухконтурного турбореактивного двигателя от помпажа при эксплуатации |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2613758C2 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0500195A2 (en) * | 1988-10-26 | 1992-08-26 | Compressor Controls Corporation | Method and apparatus for preventing surge in a dynamic compressor |
RU2168163C1 (ru) * | 1999-12-16 | 2001-05-27 | Открытое акционерное общество "А.Люлька-Сатурн" | Способ эксплуатации двухконтурного турбореактивного двигателя по его техническому состоянию |
RU2329403C2 (ru) * | 2006-08-11 | 2008-07-20 | Открытое акционерное общество "СТАР" | Способ защиты газотурбинного двигателя от помпажа |
RU2351807C2 (ru) * | 2007-03-01 | 2009-04-10 | Открытое акционерное общество "СТАР" | Способ защиты газотурбинного двигателя от помпажа |
WO2010118976A1 (de) * | 2009-04-16 | 2010-10-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum betrieb mehrerer maschinen |
RU2472974C2 (ru) * | 2011-01-11 | 2013-01-20 | Открытое акционерное общество "СТАР" | Способ защиты газотурбинного двигателя |
-
2015
- 2015-08-14 RU RU2015134069A patent/RU2613758C2/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0500195A2 (en) * | 1988-10-26 | 1992-08-26 | Compressor Controls Corporation | Method and apparatus for preventing surge in a dynamic compressor |
RU2168163C1 (ru) * | 1999-12-16 | 2001-05-27 | Открытое акционерное общество "А.Люлька-Сатурн" | Способ эксплуатации двухконтурного турбореактивного двигателя по его техническому состоянию |
RU2329403C2 (ru) * | 2006-08-11 | 2008-07-20 | Открытое акционерное общество "СТАР" | Способ защиты газотурбинного двигателя от помпажа |
RU2351807C2 (ru) * | 2007-03-01 | 2009-04-10 | Открытое акционерное общество "СТАР" | Способ защиты газотурбинного двигателя от помпажа |
WO2010118976A1 (de) * | 2009-04-16 | 2010-10-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum betrieb mehrerer maschinen |
RU2472974C2 (ru) * | 2011-01-11 | 2013-01-20 | Открытое акционерное общество "СТАР" | Способ защиты газотурбинного двигателя |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015134069A (ru) | 2017-02-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9650909B2 (en) | Multi-stage compressor fault detection and protection | |
RU2608990C1 (ru) | Способ и устройство обнаружения обледенения воздухозаборника газотурбинного двигателя | |
TWI625273B (zh) | 飛機輔助動力單元〈apu〉渦輪葉片斷裂與轉軸卡阻故障的監控方法和裝置 | |
US9776727B2 (en) | Method of controlling a cooling system | |
JP2011027106A (ja) | ガスタービンエンジンの制御のための方法 | |
US10487732B2 (en) | System and method of controlling a two-shaft gas turbine | |
JP2015098788A5 (ru) | ||
JP6005181B2 (ja) | 圧縮機におけるポンプサージングの防止方法 | |
EP2840238B1 (en) | Operation of a gas turbine power plant with carbon dioxide separation | |
US10071820B2 (en) | Inclement weather detection for aircraft engines | |
RU2613758C2 (ru) | Способ защиты двухконтурного турбореактивного двигателя от помпажа при эксплуатации | |
JP2016512864A (ja) | ガスタービンおよびガスタービンを作動させる方法 | |
RU2578012C1 (ru) | Способ определения погасания камеры сгорания газотурбинного двигателя | |
CN114207288B (zh) | 用于辅助动力单元所装备的充气压缩机的防喘振调节 | |
RU2295654C1 (ru) | Способ защиты газотурбинного двигателя и устройство для его осуществления (варианты) | |
US9835162B2 (en) | Device and method for reliably operating a compressor at the surge limit | |
RU2431051C1 (ru) | Способ управления газотурбинной установкой | |
RU2403548C1 (ru) | Способ контроля технического состояния газотурбинной установки | |
RU2612663C1 (ru) | Способ эксплуатации газотурбинного двигателя | |
EP2466096A1 (en) | Plant for the production of electric power and method for operating said plant | |
RU2316665C1 (ru) | Способ защиты газотурбинной установки от раскрутки силовой турбины | |
RU2618171C1 (ru) | Способ управления авиационным газотурбинным двигателем на взлетном режиме при пожаре | |
RU2705023C1 (ru) | Способ эксплуатации газотурбинного двигателя | |
RU2488086C2 (ru) | Способ и устройство для определения характеристик и границы устойчивой работы компрессора в составе гтд | |
RU2747542C1 (ru) | Способ защиты газотурбинного двигателя от помпажа |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner |