RU2637152C1 - Способ управления газовой турбиной при частичных нагрузках - Google Patents

Способ управления газовой турбиной при частичных нагрузках Download PDF

Info

Publication number
RU2637152C1
RU2637152C1 RU2016145455A RU2016145455A RU2637152C1 RU 2637152 C1 RU2637152 C1 RU 2637152C1 RU 2016145455 A RU2016145455 A RU 2016145455A RU 2016145455 A RU2016145455 A RU 2016145455A RU 2637152 C1 RU2637152 C1 RU 2637152C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
gas turbine
driven turbine
value
speed
Prior art date
Application number
RU2016145455A
Other languages
English (en)
Inventor
Олег Николаевич Кузнецов
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ")
Фонд поддержки научной, научно-технической и инновационной деятельности "Энергия без границ" (Фонд "Энергия без границ")
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 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ"), Фонд поддержки научной, научно-технической и инновационной деятельности "Энергия без границ" (Фонд "Энергия без границ") filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ")
Priority to RU2016145455A priority Critical patent/RU2637152C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2637152C1 publication Critical patent/RU2637152C1/ru

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
    • 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
    • F02C9/28—Regulating systems responsive to plant or ambient parameters, e.g. temperature, pressure, rotor speed
    • 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
    • F02C9/48—Control of fuel supply conjointly with another control of the plant

Landscapes

  • Control Of Turbines (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

Изобретение относится к электроэнергетике, может быть использовано в системах автоматического регулирования высокоскоростных генерирующих агрегатов, присоединенных с помощью преобразователя частоты к энергосистеме и направлено на снижение расхода топлива в газовой турбине при производстве электроэнергии. В известном способе регулирования газовой турбины при работе с частичными нагрузками, включающем получение задания величины мощности газовой турбины, измерение скорости вращения вала газовой турбины в режиме реального времени, для заданной величины мощности по графику зависимости скорости вращения от мощности газовой турбины по критерию минимального расхода топлива определяют уставку скорости вращения вала газовой турбины, сравнивают с ней текущее значение скорости вращения и формируют команду на изменение подачи топлива и воздуха в камеру сгорания газовой турбины для достижения значения уставки по скорости вращения. 1 ил.

Description

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано в системах автоматического регулирования высокоскоростных генерирующих агрегатов, присоединенных с помощью преобразователя частоты к энергосистеме.
Известен способ управления газотурбинной системой, включающей компрессор, систему сжигания топлива и газовую турбину (опубл. US №20130125557, МПК F02C 9/22, опубл. 23.05.2013), согласно которому определяют текущее значение мощности турбины, требуемое значение мощности газовой турбины, измеряют текущие значения параметров режима компрессора и системы сжигания топлива, рассчитывают значение расхода воздуха компрессора, соответствующее требуемому значению мощности газовой турбины, но не ниже допустимого значения, определяют параметры работы системы сжигания топлива в соответствии с непревышением допустимого уровня эмиссии СО, СН, NOx и изменяют значение мощности газовой турбины до требуемого, а значения расхода воздуха и параметров системы сжигания до расчетных значений.
Недостатком данного технического решения является низкий КПД газовой турбины при работе с частичными нагрузками.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ управления газовой турбиной при частичных нагрузках (патент US №6748744, МПК F02C 9/44, опубл. 15.06.2004), согласно которому измеряют скорость вращения турбины, получают задание по мощности и скорости вращения вала газовой турбины, определяют соответствующее заданной мощности значение расхода топлива и реализуют его посредством дозатора расхода топлива.
Недостатком указанного технического решения является низкий КПД газовой турбины при работе с частичными нагрузками.
Техническая задача изобретения состоит в обеспечении наибольшего возможного значения КПД газовой турбины при заданном значении развиваемой газовой турбиной мощности в эксплуатационном диапазоне.
Технический результат изобретения заключается в снижении расхода топлива в газовой турбине при производстве электроэнергии в составе высокооборотного генерирующего агрегата, присоединенного с помощью преобразователя частоты к энергосистеме.
Это достигается тем, что в известном способе регулирования газовой турбины при работе с частичными нагрузками, включающем получение задания величины мощности газовой турбины, измерение скорости вращения вала газовой турбины в режиме реального времени, для заданной величины мощности по графику зависимости скорости вращения от мощности газовой турбины по критерию минимального расхода топлива определяют уставку скорости вращения вала газовой турбины, сравнивают с ней текущее значение скорости вращения и формируют команду на изменение подачи топлива и воздуха в камеру сгорания газовой турбины для достижения значения уставки по скорости вращения.
Таким образом, обеспечивается максимально возможное значение КПД при текущем значении развиваемой газовой турбиной мощности.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором для реализации способа управления газовой турбиной при частичных нагрузках изображена функциональная схема генерирующего агрегата с преобразователем частоты.
Функциональная схема генерирующего агрегата с преобразователем частоты содержит генерирующий агрегат, включающий газовую турбину 1, соединенную валом 2 с генератором 3, который подключен к первому входу преобразователя частоты 4, являющемуся силовым. Второй вход преобразователя частоты 4, являющийся сигнальным, подключен к системе управления 5, а выход присоединен к приемной системе 6. К валу 2 подключен датчик скорости вращения 7, соединенный с первым входом регулятора скорости 8, второй вход которого подсоединен к блоку уставки оптимальной скорости вращения 9, а выход соединен с системой управления подачей газа и воздуха в турбину 10, подключенной к турбине 1.
Реализация предлагаемого способа регулирования газовых турбин при частичных нагрузках осуществляется следующим образом.
В режиме выдачи мощности генерирующим агрегатом в приемную систему 6 осуществляют постоянное измерение скорости вращения вала 2 датчиком скорости вращения 7 и мощности газовой турбины 1 с целью поддержания величины выдаваемой в приемную систему 6 мощности, равной уставке. Преобразователь частоты 4 обеспечивает преобразование тока генератора 3, имеющего переменную частоту, а в ряде случаев существенно отличающуюся от частоты переменного тока приемной системы 6, в ток с частотой, характерной для приемной системы 6. Уставка величины выдаваемой мощности подается в блок уставки оптимальной скорости вращения 9 и систему управления 5 преобразователем частоты 4.
При получении нового значения уставки величины выдаваемой мощности в соответствии с ним производят выбор уставки скорости вращения вала 2 газовой турбины 1 по характеристике блока уставки оптимальной скорости вращения 9, которая отражает зависимость скорости вращения вала 2 газовой турбины 1 от выдаваемой ею мощности по критерию наибольшего значения КПД газовой турбины 1. Выбранное значение уставки скорости вращения вала 2 передается в регулятор скорости 8, который формирует управляющее воздействие для управления подачей газа и воздуха в турбину 10, в результате чего устанавливается скорость вращения вала 2 газовой турбины 1, при которой обеспечивается наибольшее возможное значение КПД (минимально возможное потребление топлива) при выдаче генерирующим агрегатом заданной величины активной мощности.
Использование изобретения обеспечивает снижение расхода топлива при частичных нагрузках газовых турбин и повышает экономичность выработки электрической энергии на высокооборотных газотурбинных установках с преобразователями частоты.

Claims (1)

  1. Способ регулирования газовой турбины при работе с частичными нагрузками, включающий получение задания величины мощности газовой турбины, измерение скорости вращения вала газовой турбины в режиме реального времени, отличающийся тем, что для заданной величины мощности по графику зависимости скорости вращения от мощности газовой турбины по критерию минимального расхода топлива определяют уставку скорости вращения вала газовой турбины, сравнивают с ней текущее значение скорости вращения и формируют команду на изменение подачи топлива и воздуха в камеру сгорания газовой турбины для достижения значения уставки по скорости вращения.
RU2016145455A 2016-11-21 2016-11-21 Способ управления газовой турбиной при частичных нагрузках RU2637152C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016145455A RU2637152C1 (ru) 2016-11-21 2016-11-21 Способ управления газовой турбиной при частичных нагрузках

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016145455A RU2637152C1 (ru) 2016-11-21 2016-11-21 Способ управления газовой турбиной при частичных нагрузках

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2637152C1 true RU2637152C1 (ru) 2017-11-30

Family

ID=60581508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016145455A RU2637152C1 (ru) 2016-11-21 2016-11-21 Способ управления газовой турбиной при частичных нагрузках

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2637152C1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030126862A1 (en) * 2001-11-21 2003-07-10 Peplow Martin Adam Method and apparatus for the engine control of output shaft speed
EP1411226B1 (en) * 2002-10-16 2005-03-16 ROLLS-ROYCE plc Gas turbine engine control system
RU2509905C2 (ru) * 2009-02-16 2014-03-20 Снекма Способ и система для управления газовой турбиной и газовая турбина, содержащая такую систему
RU2588338C2 (ru) * 2011-02-11 2016-06-27 Сименс Акциенгезелльшафт Способ регулирования газовой турбины

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030126862A1 (en) * 2001-11-21 2003-07-10 Peplow Martin Adam Method and apparatus for the engine control of output shaft speed
EP1411226B1 (en) * 2002-10-16 2005-03-16 ROLLS-ROYCE plc Gas turbine engine control system
RU2509905C2 (ru) * 2009-02-16 2014-03-20 Снекма Способ и система для управления газовой турбиной и газовая турбина, содержащая такую систему
RU2588338C2 (ru) * 2011-02-11 2016-06-27 Сименс Акциенгезелльшафт Способ регулирования газовой турбины

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2224114A2 (en) Systems and methods for engine turn down by controlling compression extraction air flows
US20090158746A1 (en) Method of Regulation of the Temperature of Hot Gas of a Gas Turbine
JP5550592B2 (ja) ガスタービンの制御装置
EP2339129A2 (en) Method of synchronizing a turbomachine generator to an electrical grid
RU2584393C2 (ru) Способ оптимизации регулирования силовой установки со свободной турбиной для летательного аппарата и регулирующий привод для его осуществления
JP6332747B2 (ja) 流量比算出装置、これを備えている制御装置、この制御装置を備えているガスタービンプラント、流量比算出方法、及び燃料系統の制御方法
US10550716B2 (en) Gas turbine inlet guide vane control device, system and control method
KR101893689B1 (ko) 가스터빈 시스템 및 제어 방법
CN106030052B (zh) 复合循环设备、其控制方法、以及其控制装置
CN103946516A (zh) 阀控制装置、燃气涡轮机以及阀控制方法
CN110139980B (zh) 用于运行风能设备的方法、用于控制风能设备的装置和相应的风能设备
JP5452420B2 (ja) 多軸式ガスタービンエンジンの制御装置
RU2379534C2 (ru) Способ управления газотурбинным двигателем
RU2637152C1 (ru) Способ управления газовой турбиной при частичных нагрузках
US10077718B2 (en) Variable power limit control for gas turbines
CN103511086A (zh) 一种燃气轮机-同步发电机机组有差转速控制方法
US11236676B2 (en) Humid air turbine
US20150369137A1 (en) Method for operating a gas turbine below the nominal power thereof
JP6543858B2 (ja) ガスタービンシステム及びその制御方法
RU2536458C1 (ru) Способ уменьшения мощности маневренной энергетической газотурбинной установки ниже регулировочного предела
RU2721791C1 (ru) Способ регулирования мощности системы газовая турбина - генератор
RU2408790C2 (ru) Способ управления газотурбинной электростанцией
JP5818945B2 (ja) ガスタービンの制御方法及びガスタービンの燃空比設定方法
US20130104561A1 (en) Active fuel control on gas turbine shutdown sequence
RU2425997C1 (ru) Способ управления газотурбинной электростанцией