RU2705023C1 - Способ эксплуатации газотурбинного двигателя - Google Patents
Способ эксплуатации газотурбинного двигателя Download PDFInfo
- Publication number
- RU2705023C1 RU2705023C1 RU2018125378A RU2018125378A RU2705023C1 RU 2705023 C1 RU2705023 C1 RU 2705023C1 RU 2018125378 A RU2018125378 A RU 2018125378A RU 2018125378 A RU2018125378 A RU 2018125378A RU 2705023 C1 RU2705023 C1 RU 2705023C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- value
- gas turbine
- turbine engine
- pressure drop
- differential pressure
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области защиты газотурбинного двигателя от помпажа и может быть использовано в системах защиты и управления стационарных газотурбинных установок, газоперекачивающих агрегатов. Задачу по оперативному принятию мер по предотвращению помпажа решает способ эксплуатации газотурбинного двигателя с защитной сеткой, согласно которому экспериментальным путем до начала эксплуатации для всех частот вращения ротора компрессора n определяют исходное значение перепада давления на защитной сетке Pисх, строят функциональную зависимость Pисх=f(n), и на основании величины исходного значения перепада давления на защитной сетке устанавливают значение перепада давления, соответствующее помпажу двигателя Pпомп, и предупредительное значение перепада давления Pпред, составляющее величину не менее 70% значения Pпомп, для осуществления нормального останова газотурбинного двигателя; в ходе эксплуатации газотурбинного двигателя на пульт управления выводят график зависимости от времени фактического значения перепада давления на защитной сетке Pф, предупредительного значения Pпред, значения перепада давления Pпомп, и визуально сравнивают эти показатели; если фактическое значение перепада давления на защитной сетке Pф достигло или превысило величину предупредительного значения Pпред, принимают решение о нормальном останове газотурбинного двигателя и осмотре проточной части двигателя на наличие загрязнения, попадания посторонних предметов или разрушения узлов двигателя. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Настоящее изобретение относится к области защиты газотурбинного двигателя от помпажа и может быть использовано в системах защиты и управления стационарных газотурбинных установок, газоперекачивающих агрегатов.
Наиболее близким предлагаемому изобретению является способ предотвращения помпажа компрессора, в котором измеряют перепад давления воздуха на защитной сетке, которая установлена в тракте воздухозаборного блока на входе в воздуховод газотурбинного двигателя, частоту вращения ротора компрессора. Перепад давления воздуха измеряют в виде разности давлений воздуха перед и за защитной сеткой. Строят исходную (на начало эксплуатации) зависимость как функцию перепада давления на защитной сетке от частоты вращения ротора компрессора во всем эксплуатационном диапазоне режимов работы двигателя. Рост перепада давления на защитной сетке относительно исходной зависимости является критерием загрязнения (обледенения) как факторов, предшествующих помпажу (LVIII научно-техническая сессия по проблемам газовых турбин и парогазовых установок «Научно-техническое обеспечение производства и эксплуатации газотурбинных и парогазовых установок»: тезисы докладов, г. Москва, 20-23 сентября 2011 г., ОАО «ВТИ», 2011 г., стр. 199-207).
Недостатком известного способа является то, что отсутствует возможность своевременного отслеживания оператором в режиме реального времени начала формирования процесса загрязнения (обледенения) на защитной сетке, при этом предупреждение «помпаж» или «обледенение» происходит по уже случившемуся факту загрязнения защитной сетки.
Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в оперативном принятии мер по предотвращению помпажа.
Технический результат заключается в повышении эффективности работы двигателя за счет визуального мониторинга формирования загрязнения (обледенения), как факторов, предшествующих помпажу.
Поставленная задача решается тем, что в способе эксплуатации газотурбинного двигателя с защитной сеткой на входе экспериментальным путем до начала эксплуатации для всех частот вращения ротора компрессора n определяют исходное значение перепада давления на защитной сетке Рисх, строят функциональную зависимость Рисх=f(n), и на основании величины исходного значения перепада давления на защитной сетке устанавливают значение перепада давления, соответствующее помпажу двигателя Pпомп, и предупредительное значение перепада давления Рпред, составляющее величину не менее 70% значения Рпомп, для осуществления нормального останова газотурбинного двигателя; в ходе эксплуатации газотурбинного двигателя на пульт управления выводят график зависимости от времени фактического значения перепада давления на защитной сетке Рф, предупредительного значения Рпред, значения перепада давления Рпомп, и визуально сравнивают эти показатели; если фактическое значение перепада давления на защитной сетке Рф достигло или превысило величину предупредительного значения Рпред, принимают решение о нормальном останове газотурбинного двигателя и осмотре проточной части двигателя на наличие загрязнения, попадания посторонних предметов или разрушения узлов двигателя.
Кроме того, при наличии противообледенительной системы дополнительно экспериментальным путем до начала эксплуатации устанавливают границу обледенения РвклПОС при условии, что значение РвклПОС меньше Рпред; в режиме эксплуатации дополнительно строят график зависимости от времени показателя значения перепада давления РвклПОС, и в режиме реального времени визуально сравнивают показатели Рпред и РвклПОС с фактическим значением перепада давления на защитной сетке Рф; если фактическое значение перепада давления на защитной сетке Рф достигло или превысило значение перепада давления РвклПОС, принимают решение о включении противообледенительной системы.
Причем дополнительно на пульт управления в режиме реального времени выводят графики разностей между исходным значением перепада давления на защитной сетке Рисх и фактическим значением перепада давления Рф. для дополнительной оценки роста сопротивления на входе в двигатель.
Кроме того, при определении исходного значения перепада давления на защитной сетке Рисх для многовального двигателя измеряют перепад давления воздуха на защитной сетке газотурбинного двигателя в зависимости от частоты вращения ротора компрессора низкого давления.
Отслеживание разности перепадов давлений по времени эксплуатации позволяет оператору в режиме реального времени на рабочем интерфейсе наблюдать момент начала загрязнения или обледенения защитной сетки, а также срывные явления, предшествующие началу помпажа, визуально по зависимостям наблюдать эти явления в виде уменьшения разностей перепадов и производить останов до появления предупреждения о помпаже, т.е. своевременно предотвратить помпаж компрессора и тем самым повысить эффективность работы двигателя.
На фиг. 1 приведена зависимость перепада на защитной сетке от частоты вращения ротора компрессора двигателя - исходная зависимость, которую определяют в начале периода эксплуатации.
На фиг. 2 представлен тренд разностей перепадов по времени эксплуатации.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.
Сущность технического решения заключается в том, что по измеренным параметрам строят зависимость перепада давления на защитной сетке от частоты вращения ротора компрессора (исходная зависимость) на начало эксплуатации; определяют опытным путем относительно исходной зависимости предупредительное и пороговые значения перепадов давлений на защитной сетке, которые являются критерием для предупреждения о формировании срывных явлений (начало помпажа), предупреждения о помпаже и рекомендации включить ПОС (в случае эксплуатации газотурбинного двигателя с применением данной системы для соответствующих климатических условий); в процессе эксплуатации измеряют фактическое значение перепада давления на защитной сетке и вычисляют разность между предупредительным значением и фактическим значением перепада давления, пороговым значением перепада давления «помпаж» и фактическим значением перепада давления, «включение ПОС» и фактическим значением перепада давления, строят полученные разности перепадов давления на защитной сетки от времени эксплуатации, отслеживают момент начала срывных явлений по этим разностям перепадов давлений от времени эксплуатации; при формировании процесса обледенения защитной сетки (в случае эксплуатации газотурбинного двигателя с применением данной системы для соответствующих климатических условий), загрязнения защитной сетки, то есть разность перепада давлений стремится к нулю и происходит предупреждение о рекомендации включить ПОС, в летний сезон включение ПОС не происходит. В случае, если фактическое значение перепада давления становится равным предупредительному значению перепада давления, то принимают решение о нормальном останове газотурбинного двигателя и осмотре проточной части двигателя, а в случае, если фактическое значение перепада давления становится равным пороговому значению (т.е. разниц между пороговым «помпаж» и фактическим значением становится равной нулю) - происходит предупреждение о «помпаже» и далее аварийный останов газотурбинного двигателя.
Новым в заявляемом способе является то, что в процессе эксплуатации визуальный мониторинг проводят по разностям перепадов давлений. Для этого измеряют фактическое значение перепада давления Рф на основании величин исходного перепада давления Рисх, полученного с исходной зависимости для каждого режима эксплуатации, определяют величины пороговых значений перепадов давлений для рекомендации включить ПОС PвклПОС (в случае эксплуатации газотурбинного двигателя с применением данной системы для соответствующих климатических условий), предупредительного значения перепада давления Рпред (не менее 70% значения Рпомпаж) и наличия помпажа Рпомпаж, вычисляют разность между пороговым значением перепада давления «помпаж» Рпомпаж и фактическим значением Рф 
разность между предупредительным значением перепада Рпред и фактическим значением Рф 
разность между значением «рекомендуется включить ПОС» РвклПОС (причем РвклПОС меньше Рпред) и фактическим значением перепада давления Рф 
и строят зависимость разности между пороговым значением перепада давления «помпаж» Рпомпаж и фактическим значением Рф 
от времени эксплуатации τ, зависимость разности между предупредительным значением перепада Рпред и фактическим значением Рф 
от времени эксплуатации τ, зависимость разности между значением «рекомендуется включить ПОС» РвклПОС и фактическим значением перепада давления Рф 
от времени эксплуатации τ.
При формировании процесса загрязнения (обледенения) защитной сетки происходит уменьшение площади на входе в компрессор и, как следствие, увеличение сопротивления на входе в компрессор, т.е. разности перепадов начинают уменьшаться, при 
(PвклПОС=Рф) происходит предупреждение и рекомендуют включить ПОС. При 
(Рпред)=Рф) происходит предупреждение о приближении к границе «помпаж», а при 
(Рпомпаж=Рф), т.е. фактическое значение перепада Рф становится равным пороговому значению «помпаж» Рпомпаж, выводится предупреждение «помпаж» и далее аварийный останов газотурбинного двигателя.
Таким образом, отслеживание разности перепадов давлений по времени эксплуатации позволяет оператору отследить в режиме реального времени на рабочем интерфейсе момент начала загрязнения или обледенения защитной сетки, а также срывные явления, предшествующие началу помпажа, т.е. остановить газотурбинный двигатель, предотвращая аварийный останов по достижении границы «помпаж».
На фиг. 1 приведена зависимость перепада на защитной сетке от частоты вращения ротора компрессора двигателя - исходная зависимость, которую определяют в начале периода эксплуатации.
На фиг. 2 представлен тренд разностей перепадов по времени эксплуатации. Вертикальной пунктирной линией обозначен момент времени t1 начала формирования загрязнения (обледенения). В момент времени t2 операторы могут наблюдать в реальном времени на мониторе уменьшение разности перепада давлений по сравнению с моментом времени t1. О наличии помпажа компрессора в момент времени t2 говорить не приходится, так как перепад давления на защитной сетке не достиг порогового значения «помпаж», однако значение фактического перепада вплотную приблизилось к пороговому значению включения ПОС (в случае эксплуатации газотурбинного двигателя с применением данной системы для соответствующих климатических условий), в подобной ситуации сработает предупреждение «рекомендуется включить ПОС». В летний сезон систему ПОС не включают и границу включения ПОС игнорируют.
Способ осуществляют следующим образом.
Измеряют значения перепада давления на защитной сетке, установленной в тракте воздухоприемного блока на входе в воздуховод газотурбинного двигателя и частоту вращения ротора компрессора в начале эксплуатации, по ним строят зависимость перепада давления на защитной сетке от частоты вращения ротора компрессора Рисх=f(n) на начало эксплуатации (исходная зависимость на момент начала эксплуатации).
Далее определяют величины предупредительного значения перепада давления Рпред, (составляет не менее 70% значения Рпомпаж), пороговых значений перепадов давлений для включения ПОС РвклПОС (в случае исполнения газотурбинного двигателя с данной системой) и наличия помпажа Рпомпаж, определяют фактическое значение перепада давления на защитной сетке Рф, после этого вычисляют разность между пороговым значением перепада давления «помпаж» Рпомпаж и фактическим значением Рф 
разность между предупредительным значением перепада Рпред и фактическим значением Рф 
разность между значением «рекомендуется включить ПОС» РвклПОС (причем РвклПОС меньше Рпред) и фактическим значением перепада давления Рф 
и строят зависимость разности между пороговым значением перепада давления «помпаж» Рпомпаж и фактическим значением Рф 
от времени эксплуатации τ, зависимость разности между предупредительным значением перепада Рпред и фактическим значением Рф 
от времени эксплуатации τ, зависимость разности между значением «рекомендуется включить ПОС» РвклПОС и фактическим значением перепада давления Рф 
от времени эксплуатации τ.
При формировании процесса загрязнения (обледенения) на защитной сетке происходит уменьшение площади входного сечения компрессора и, как следствие, увеличение сопротивления на входе в компрессор, т.е. разность перепада давления начинает уменьшаться, при 
(РвклПОС=Pф) включается предупреждение «рекомендуется включить ПОС», при 
(Рпред=Pф) включается предупреждение о приближении к границе «помпаж», а при 
(Рпомпаж=Рф) фактическое значение Рф становится равным пороговому значению Рпомпаж и включается предупреждение «помпаж» - происходит аварийный останов газотурбинного двигателя.
Таким образом, отслеживание разности перепада давления по времени эксплуатации позволяет оператору отследить в режиме реального времени на рабочем интерфейсе момент начала загрязнения или обледенения защитной сетки, а также срывные явления, предшествующие началу помпажа, т.е. своевременно предотвратить помпаж компрессора.
Claims (4)
1. Способ эксплуатации газотурбинного двигателя с защитной сеткой на входе, характеризующийся тем, что экспериментальным путем до начала эксплуатации для всех частот вращения ротора компрессора n определяют исходное значение перепада давления на защитной сетке Рисх, строят функциональную зависимость Рисх=f(n), и на основании величины исходного значения перепада давления на защитной сетке устанавливают значение перепада давления, соответствующее помпажу двигателя Рпомп, и предупредительное значение перепада давления Рпред, составляющее величину не менее 70% значения Рпомп, для осуществления нормального останова газотурбинного двигателя; в ходе эксплуатации газотурбинного двигателя на пульт управления выводят график зависимости от времени фактического значения перепада давления на защитной сетке Рф, предупредительного значения Pпред, значения перепада давления Рпомп, и визуально сравнивают эти показатели; если фактическое значение перепада давления на защитной сетке Рф достигло или превысило величину предупредительного значения Pпред, принимают решение о нормальном останове газотурбинного двигателя и осмотре проточной части двигателя на наличие загрязнения, попадания посторонних предметов или разрушения узлов двигателя.
2. Способ эксплуатации газотурбинного двигателя по п. 1, отличающийся тем, что при наличии противообледенительной системы дополнительно экспериментальным путем до начала эксплуатации устанавливают границу обледенения РвклПОС при условии, что значение РвклПОС меньше Pпред; в режиме эксплуатации дополнительно строят график зависимости от времени показателя значения перепада давления РвклПОС, и в режиме реального времени визуально сравнивают показатели Рпред и РвклПОС с фактическим значением перепада давления на защитной сетке Рф; если фактическое значение перепада давления на защитной сетке Рф достигло или превысило значение перепада давления РвклПОС, принимают решение о включении противообледенительной системы.
3. Способ эксплуатации газотурбинного двигателя по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно на пульт управления в режиме реального времени выводят графики разностей между исходным значением перепада давления на защитной сетке Рисх и фактическим значением перепада давления Рф. для дополнительной оценки роста сопротивления на входе в двигатель.
4. Способ эксплуатации газотурбинного двигателя по п. 1, отличающийся тем, что при определении исходного значения перепада давления на защитной сетке Рисх для многовального двигателя измеряют перепад давления воздуха на защитной сетке газотурбинного двигателя в зависимости от частоты вращения ротора компрессора низкого давления.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018125378A RU2705023C1 (ru) | 2018-07-10 | 2018-07-10 | Способ эксплуатации газотурбинного двигателя |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018125378A RU2705023C1 (ru) | 2018-07-10 | 2018-07-10 | Способ эксплуатации газотурбинного двигателя |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2705023C1 true RU2705023C1 (ru) | 2019-11-01 |
Family
ID=68500588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018125378A RU2705023C1 (ru) | 2018-07-10 | 2018-07-10 | Способ эксплуатации газотурбинного двигателя |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2705023C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2054132C1 (ru) * | 1990-12-04 | 1996-02-10 | Научное конструкторско-технологическое бюро "Вихрь" | Способ защиты турбокомпрессора от помпажа и устройство для его осуществления |
| RU2263234C1 (ru) * | 2004-12-16 | 2005-10-27 | Закрытое Акционерное Общество "Система Комплекс" | Способ формирования сигнала помпажа турбокомпрессора |
| RU2458257C1 (ru) * | 2011-04-14 | 2012-08-10 | Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа" | Способ защиты турбокомпрессора от помпажа |
| RU2476849C1 (ru) * | 2011-10-11 | 2013-02-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") | Способ контроля технического состояния и обслуживания двухроторного газотурбинного двигателя при его эксплуатации |
-
2018
- 2018-07-10 RU RU2018125378A patent/RU2705023C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2054132C1 (ru) * | 1990-12-04 | 1996-02-10 | Научное конструкторско-технологическое бюро "Вихрь" | Способ защиты турбокомпрессора от помпажа и устройство для его осуществления |
| RU2263234C1 (ru) * | 2004-12-16 | 2005-10-27 | Закрытое Акционерное Общество "Система Комплекс" | Способ формирования сигнала помпажа турбокомпрессора |
| RU2458257C1 (ru) * | 2011-04-14 | 2012-08-10 | Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа" | Способ защиты турбокомпрессора от помпажа |
| RU2476849C1 (ru) * | 2011-10-11 | 2013-02-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") | Способ контроля технического состояния и обслуживания двухроторного газотурбинного двигателя при его эксплуатации |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112983798B (zh) | 应用于电驱压裂设备的控制方法及其控制装置 | |
| CN107091517B (zh) | 空调机组的保护控制方法、装置以及空调机组 | |
| US11199105B2 (en) | Monitoring system for a gas turbine engine | |
| RU2680027C2 (ru) | Способ для двигателя (варианты) и система для двигателя | |
| US9982607B2 (en) | Shaft failure detection using passive control methods | |
| JPS60222529A (ja) | 失速検出装置および方法 | |
| AU2005263680B2 (en) | Method for operating a gas turbine group | |
| US9903296B2 (en) | Control device for turbocharger | |
| US10487732B2 (en) | System and method of controlling a two-shaft gas turbine | |
| RU2705023C1 (ru) | Способ эксплуатации газотурбинного двигателя | |
| CN115788887B (zh) | 基于数据分析的罗茨鼓风机运行工况监管预警系统 | |
| CN103477055A (zh) | 消除涡轮发动机中旋转失速的方法 | |
| CN113167683A (zh) | 用于监测飞行器的液压设备的寿命的装置和方法 | |
| RU2432561C2 (ru) | Способ контроля технического состояния газотурбинной установки | |
| CA3037768A1 (en) | Systems and methods for engine vibration monitoring | |
| RU2476849C1 (ru) | Способ контроля технического состояния и обслуживания двухроторного газотурбинного двигателя при его эксплуатации | |
| US20190154495A1 (en) | Method of monitoring rubbing between a rotary party and a stationary part in a rotating turbomachine, monitoring arrangement and turbomachine | |
| RU2403548C1 (ru) | Способ контроля технического состояния газотурбинной установки | |
| RU2702324C1 (ru) | Способ эксплуатации газотурбинного двигателя с защитной сеткой на входе и противообледенительной системой | |
| RU2255247C1 (ru) | Способ защиты компрессора при неустойчивой работе газотурбинного двигателя | |
| RU2431753C1 (ru) | Способ управления газотурбинной установкой | |
| RU2431051C1 (ru) | Способ управления газотурбинной установкой | |
| TWI750511B (zh) | 氣體壓縮機 | |
| RU2527850C1 (ru) | Способ диагностики помпажа компрессора газотурбинного двигателя | |
| US9835162B2 (en) | Device and method for reliably operating a compressor at the surge limit |