RU96104358A - Способ и устройство для предсказания и использования температур уходящих газов для управления двух- и трехвальными газотурбинными установками - Google Patents

Способ и устройство для предсказания и использования температур уходящих газов для управления двух- и трехвальными газотурбинными установками

Info

Publication number
RU96104358A
RU96104358A RU96104358/06A RU96104358A RU96104358A RU 96104358 A RU96104358 A RU 96104358A RU 96104358/06 A RU96104358/06 A RU 96104358/06A RU 96104358 A RU96104358 A RU 96104358A RU 96104358 A RU96104358 A RU 96104358A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
temperature
turbine
signal
gas
outlet
Prior art date
Application number
RU96104358/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2170358C2 (ru
Inventor
Сол Мирский
Ном Старосельский
Original Assignee
Компрессор Контролз Корпорейшн
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
Priority claimed from US08/395,599 external-priority patent/US5622042A/en
Application filed by Компрессор Контролз Корпорейшн filed Critical Компрессор Контролз Корпорейшн
Publication of RU96104358A publication Critical patent/RU96104358A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2170358C2 publication Critical patent/RU2170358C2/ru

Links

Claims (24)

1. Способ быстродействующего определения температуры уходящих газов на выходе камеры сгорания газотурбинной установки, включающей воздушный компрессор, камеру сгорания, средства управления температурой уходящих газов и турбину высокого давления (турбину газогенератора), включающий следующие операции: (а) определение давления на выходе воздушного компрессора; (b) определение температуры уходящих газов на выходе газовой турбины: (с) вычисление откорректированного значения температуры уходящих газов и (d) средства управления, использующие откорректированное значение температуры уходящих газов.
2. Способ по п.1, в котором операция по определению давления на выходе воздушного компрессора и температуры уходящих газов на выходе газовой турбины включают следующие операции: (а) восприятие давления на выходе компрессора с помощью преобразователя давления и выработку сигнала по давлению, пропорционального этому давлению; (b) восприятие температуры уходящих газов с помощью термопары и выработку сигнала, пропорционального температуре уходящих газов.
3. Способ по п. 1, в котором операция по вычислению откорректированного значения температуры уходящих газов включает следующие операции: (а) вычисление статического коэффициента усиления как функции давления на выходе компрессора и температуры уходящих газов; (b) выделение быстро изменяющейся составляющей из сигнала по давлению на выходе компрессора и использование более высокой частоты изменения этого сигнала, чем частоты изменения сигнала по температуре; (с) умножение быстро изменяющейся составляющей сигнала по давлению на выходе компрессора на статический коэффициент усиления для предсказания быстро изменяющейся составляющей сигнала по температуре, и (d) прибавление предсказанной быстро изменяющейся составляющей сигнала по температуре к измеренному значению температуры продуктов сгорания для вычисления откорректированной температуры продуктов сгорания.
4. Способ по п. 3, в котором операция по выделению быстро изменяющейся составляющей сигнала по давлению на выходе компрессора включают следующие операции: (а) пропускание сигнала по давлению на выходе компрессора через динамическое звено, показывающее воздействия турбины и системы измерения температуры на сигнал по температуре уходящих газов, и (b) вычитание выходного сигнала динамического звена первого порядка из сигнала по измеренному давлению для определения его быстро изменяющейся составляющей.
5. Способ управления газотурбинной установкой с ограничением предельно допустимой температуры уходящих газов, причем газотурбинная установка включает воздушный компрессор, камеру сгорания, средства управления температурой уходящих газов и турбину высокого давления (турбину газогенератора), включающий следующие операции: (а) выбор уставки по температуре, более низкой, чем максимально допустимое значение; (b) вычисление откорректированного значения температуры продуктов сгорания; (с) корректировка величины зоны безопасности между максимально допустимой температурой и выбранной уставкой по температуре, базирующейся на первой производной по времени от откорректированной температуры продуктов сгорания, и (d) изменение температуры продуктов сгорания в направлении к уставке по температуре, если откорректированная температура продуктов сгорания выше уставки.
6. Способ по п. 5, в котором операция установления зоны безопасности включает следующие операции: (а) восприятие изменения температуры уходящих газов; (b) вычисление производной по времени от откорректированной температуры уходящих газов; (с) выработку сигнала, пропорционального первой производной по времени, и (d) корректировку величины зоны безопасности в соответствии с положительной производной.
7. Способ динамического определения температуры уходящих газов на выходе из камеры сгорания газотурбинной установки, включающей воздушный компрессор, камеру сгорания, средства управления температурой уходящих газов и турбину высокого давления (турбину газогенератора), включающий следующие операции: (а) определение частоты вращения турбины высокого давления; (b) определение температуры уходящих газов на выходе из газовой турбины; (с) вычисление откорректированной температуры уходящих газов, и (d) воздействие на средства управления, базирующееся на откорректированной температуре уходящих газов.
8. Способ по п. 7, в котором операции по определению частоты вращения вала турбины и температуры уходящих газов включают следующие операции: (а) измерение частоты вращения вала турбины с помощью электромагнитных преобразователей и формирование сигнала по частоте, пропорционального частоте вращения вала турбины, и (b) восприятие температуры уходящих газов с помощью термопары и выработка сигнала по температуре, пропорционального температуре уходящих газов.
9. Способ по п. 7, в котором операция по вычислению откорректированной температуры уходящих газов включает следующие операции: (а) вычисление статического коэффициента усиления как функции от частоты вращения вала турбины и температуры уходящих газов; (b) выделение быстро изменяющейся составляющей из сигнала по частоте вращения вала турбины и использование более высокой частоты изменения этого сигнала, чем частоты изменения сигнала по температуре; (с) умножение быстро изменяющейся составляющей по частоте вращения вала турбины на статический коэффициент усиления для предсказания быстро изменяющейся составляющей сигнала по температуре уходящих газов, и (d) прибавление предсказанной быстро изменяющейся составляющей сигнала по температуре уходящих газов к измеренной температуре уходящих газов для вычисления откорректированной температуры уходящих газов.
10. Способ по п. 9, в котором операция по выделению быстро изменяющейся составляющей из сигнала по частоте вращения вала турбины включает следующие операции: (а) прохождение сигнала по частоте вращения вала турбины через динамическое звено, которое позволяет показать воздействия турбины и системы измерения на сигнал по температуре, и (b) вычитание выходного сигнала звена первого порядка из сигнала по частоте вращения вала турбины для выявления быстро изменяющейся составляющей.
11. Способ предотвращения термических повреждений в двух- и трехвальных газотурбинных установках во время опасных отклонений параметров в переходных процессах в газотурбинной установке, включающей компрессор, камеру сгорания, средства управления температурой уходящих газов и турбину высокого давления (турбину газогенератора), включающий следующие операции: (а) определение давления на выходе воздушного компрессора; (b) определение температуры уходящих газов на выходе газовой турбины; (с) выбор уставки по температуре уходящих газов ниже, чем максимально допустимая; (d) вычисление откорректированной температуры уходящих газов; (е) корректировка зоны безопасности между уставкой по максимально допустимой температуре и выбранной уставкой по температуре, базирующейся на первой производной по времени от откорректированной температуры уходящих газов; (f) уменьшение зоны безопасности до минимума, базирующегося на заданной скорости повышения нагрузки; (g) поддержание зоны безопасности между пределами ограничения и (h) управление расходом топлива по значению откорректированной температуры уходящих газов.
12. Способ предотвращения термического повреждения двух- и трехвальных газотурбинных установок во время опасных отклонений параметров в переходных процессах в газотурбинной установке, включающей воздушный компрессор, камеру сгорания, средства управления температурой уходящих газов и турбину высокого давления (турбину газогенератора), включающий следующие операции: (а) определение частоты вращения турбины высокого давления; (b) определение температуры уходящих газов на выходе газовой турбины; (с) выбор уставки ограничения по температуре ниже, чем максимально допустимое значение; (d) вычисление откорректированной температуры уходящих газов на выходе газовой турбины; (е) корректировку величины зоны безопасности между максимально допустимым значением температуры и выбранной уставкой по температуре, базирующейся на первой производной по времени от откорректированной температуры уходящих газов на выходе газовой турбины; (f) уменьшение зоны безопасности до минимума, базирующегося на заданной скорости повышения нагрузки; (g) поддержание зоны безопасности между пределами ограничения и (h) управление расходом топлива по значению откорректированной температуры уходящих газов на выходе газовой турбины.
13. Устройство для быстродействующего определения температуры уходящих газов на выходе камеры сгорания газотурбинной установки, включающей воздушный компрессор, камеру сгорания, средства управления температурой уходящих газов и турбину высокого давления (турбину газогенератора), включающее: (а) средства определения давления на выходе воздушного компрессора; (b) средства определения температуры уходящих газов на выходе газовой турбины: (с) средства вычисления откорректированной температуры уходящих газов и (d) средства воздействия на управление расходом топлива, базирующегося на откорректированной температуре уходящих газов.
14. Устройство по п. 13, в котором средства выполнения операции по определению давления на выходе воздушного компрессора и температуры уходящих газов на выходе газовой турбины включают: (а) средства восприятия давления на выходе воздушного компрессора с помощью преобразователя давления и выработки сигнала, пропорционального давлению на выходе компрессора, и (b) средства восприятия температуры уходящих газов с помощью термопары и выработки сигнала по температуре, пропорционального температуре уходящих газов.
15. Устройство по п. 13, в котором средства выполнения операции по вычислению откорректированной температуры уходящих газов включают: (а) средства вычисления статического коэффициента усиления как функции давления на выходе компрессора и температуры уходящих газов на выходе газовой турбины; (b) средства выделения быстро изменяющейся составляющей сигнала по давлению на выходе воздушного компрессора, упомянутые средства выделения пропускают более высокочастотные составляющие сигнала, чем составляющие, содержащиеся в сигнале по температуре; (с) средства умножения быстро изменяющейся составляющей давления на выходе компрессора на статический коэффициент усиления для предсказания величины быстро изменяющейся составляющей сигнала по температуре уходящих газов на выходе турбины и (d) средства прибавления предсказанной величины быстро изменяющейся составляющей по температуре уходящих газов к измеренной температуре уходящих газов для вычисления откорректированной температуры уходящих газов.
16. Устройство по п. 15, в котором средства выполнения операции выделения быстро изменяющейся составляющей сигнала по давлению на выходе компрессора включают: (а) средства пропускания сигнала по давлению на выходе компрессора через динамическое звено, показывающее воздействия турбины и системы измерения на сигнал по температуре уходящих газов и (b) средства вычитания выходного сигнала динамического звена первого порядка из измеренного сигнала по давлению для определения быстро изменяющейся составляющей.
17. Устройство для управления газотурбинной установкой с ограничением предельного значения температуры уходящих газов газотурбинной установки, включающей воздушный компрессор, камеру сгорания, средства управления температурой уходящих газов и турбину высокого давления (турбину газогенератора), включающее: (а) средства выбора уставки ограничения по температуре ниже максимально допустимого значения; (b) средства вычисления откорректированной температуры уходящих газов; (с) средства корректировки зоны безопасности между максимально допустимым значением температуры и выбранной уставкой, базирующейся на первой производной по времени откорректированной температуры уходящих газов, и (d) средства изменения температуры уходящих газов в направлении уставки, если откорректированная температура выше уставки по температуре.
18. Устройство по п. 17, в котором средства выполнения операции корректировки величины зоны безопасности включают: (а) средства восприятия изменения температуры уходящих газов; (b) средства вычисления первой производной по времени от откорректированной температуры уходящих газов; (с) средства выработки сигнала, пропорционального первой производной по времени, и (d) средства для корректировки величины зоны безопасности по величине положительной производной.
19. Устройство для быстродействующего определения температуры уходящих газов на выходе камеры сгорания газотурбинной установки, включающей воздушный компрессор, камеру сгорания, средства управления температурой уходящих газов и турбину высокого давления (турбину газогенератора), содержащее: (а) средства определения частоты вращения вала турбины высокого давления; (b) средства определения температуры уходящих газов на выходе газовой турбины; (с) средства вычисления откорректированной температуры уходящих газов и (d) средства воздействия на управление расходом топлива, базирующегося на откорректированной температуре уходящих газов.
20. Устройство по п. 19, в котором средства выполнения операций вычисления откорректированной температуры уходящих газов на выходе газовой турбины включают: (а) средства получения сигнала по частоте вращения вала турбины с помощью электромагнитных преобразователей и преобразования частотного сигнала в сигнал пропорциональный частоте вращения вала турбины и (b) средства восприятия сигнала по температуре уходящих газов с помощью термопары и выработки сигнала по температуре уходящих газов.
21. Устройство по п. 19, в котором средства выполнения операции вычисления откорректированной температуры уходящих газов включают: (а) средства вычисления статического коэффициента усиления как функции частоты вращения вала турбины и температуры уходящих газов; (b) средства выделения быстро изменяющейся составляющей сигнала по частоте вращения турбины, упомянутые средства выделения пропускают сигналы более высокой частоты, чем частота изменения сигнала по температуре; (с) средства умножения быстро изменяющейся составляющей сигнала по частоте вращения вала турбины на статический коэффициент усиления для предсказания величины быстро изменяющейся составляющей температуры уходящих газов и (d) средства прибавления предсказанной величины быстро изменяющейся составляющей температуры уходящих газов к измеренной температуре уходящих газов для вычисления откорректированной температуры уходящих газов.
22. Устройство по п. 21, в котором средства выполнения операции по выделению быстро изменяющейся составляющей частоты вращения вала турбины включают: (а) средства пропускания сигнала по частоте вращения вала турбины через динамическое звено, показывающее воздействия турбины и системы измерения на сигнал по температуре уходящих газов, и (b) средства вычитания выходного сигнала звена первого порядка из сигнала по частоте вращения вала турбины для определения быстро изменяющейся составляющей.
23. Устройство для предотвращения термического повреждения двух- и трехвальных газотурбинных установок при опасных отклонениях параметров в переходных процессах в газотурбинной установке, включающей воздушный компрессор>, камеру сгорания, средства управления температурой уходящих газов и турбину высокого давления (турбину газогенератора), включающее: (а) средства определения давления на выходе воздушного компрессора; (b) средства определения температуры уходящих газов на выходе из газовой турбины; (с) средства выбора уставки по температуре ниже максимально допустимого значения; (d) средства вычисления откорректированной температуры уходящих газов; (е) средства корректировки величины зоны безопасности между максимально допустимой температурой и выбранной уставкой по температуре, базирующейся на первой производной по времени от откорректированной температуры уходящих газов; (f) средства уменьшения величины зоны безопасности до минимума, базирующегося на величине скорости нагружения; (g) средства поддержания зоны безопасности между предельными значениями и (h) средства управления расходом топлива в соответствии с величиной откорректированной температуры уходящих газов.
24. Устройство для предотвращения термического повреждения двух- и трехвальных газотурбинных установок при опасных отклонениях параметров во время переходных процессов в газотурбинной установке, включающей воздушный компрессор), камеру сгорания, средства управления температурой уходящих газов и турбину высокого давления (турбину газогенератора), включающее: (а) средства определения частоты вращения вала турбины высокого давления; (b) средства определения температуры уходящих газов на выходе газовой турбины; (с) средства выбора уставки по температуре ниже максимально допустимого значения; (d) средства вычисления откорректированной температуры уходящих газов; (е) средства корректировки величины зоны безопасности между максимально допустимой температурой и выбранной уставкой, базирующейся на первой производной по времени от откорректированной температуры уходящих газов; (f) средства уменьшения величины зоны безопасности до минимума, базирующегося на скорости нагружения; (g) средства поддержания зоны безопасности между пределами ограничения и (h) средства управления расходом топлива по величине откорректированной температуры уходящих газов.
RU96104358/06A 1995-02-27 1996-02-27 Способ ограничения температуры газов на выхлопе газотурбинной установки и устройство для его осуществления RU2170358C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/395,599 US5622042A (en) 1995-02-27 1995-02-27 Method for predicting and using the exhaust gas temperatures for control of two and three shaft gas turbines
US08/395,599 1995-02-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU96104358A true RU96104358A (ru) 1998-04-27
RU2170358C2 RU2170358C2 (ru) 2001-07-10

Family

ID=23563702

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96104358/06A RU2170358C2 (ru) 1995-02-27 1996-02-27 Способ ограничения температуры газов на выхлопе газотурбинной установки и устройство для его осуществления

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5622042A (ru)
EP (1) EP0728919B1 (ru)
AT (1) ATE196342T1 (ru)
CA (1) CA2168422A1 (ru)
DE (1) DE69610233T2 (ru)
NO (1) NO960279L (ru)
RU (1) RU2170358C2 (ru)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0890888B1 (de) * 1997-07-11 2003-01-15 ALSTOM (Switzerland) Ltd Regelsystem zur Regelung wenigstens einer Variablen eines Prozesses sowie Anwendung eines solchen Regelsystems
US6633828B2 (en) 2001-03-21 2003-10-14 Honeywell International Inc. Speed signal variance detection fault system and method
JP2002309963A (ja) * 2001-04-17 2002-10-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービンプラント
US6952639B2 (en) * 2002-11-12 2005-10-04 General Electric Company Method and system for temperature estimation of gas turbine combustion cans
ITMI20022660A1 (it) * 2002-12-17 2004-06-18 Nuovo Pignone Spa Metodo di controllo a parametri per una turbina a gas a doppio albero.
US20040114666A1 (en) * 2002-12-17 2004-06-17 Hardwicke Canan Uslu Temperature sensing structure, method of making the structure, gas turbine engine and method of controlling temperature
US6912856B2 (en) * 2003-06-23 2005-07-05 General Electric Company Method and system for controlling gas turbine by adjusting target exhaust temperature
US7246002B2 (en) * 2003-11-20 2007-07-17 General Electric Company Method for controlling fuel splits to gas turbine combustor
EP1655590B1 (de) 2004-11-09 2016-02-03 Alstom Technology Ltd Verfahren zur Bestimmung einer über einen Strömungsquerschnitt massengemittelten Temperatur einer Gasströmung in einer Gasturbine
RU2444640C2 (ru) * 2007-08-01 2012-03-10 Ансальдо Энергия С.П.А. Устройство и способ регулирования температуры выхлопа газовой турбины
EP2562369B1 (de) * 2011-08-22 2015-01-14 Alstom Technology Ltd Verfahren zum Betrieb einer Gasturbinenanlage sowie Gasturbinenanlage zur Durchführung des Verfahrens
GB201219815D0 (en) * 2012-11-05 2012-12-19 Rolls Royce Plc Engine control parameter trimming
EP2840245A1 (en) * 2013-08-20 2015-02-25 Alstom Technology Ltd Method for controlling a gas turbine group
RU2592360C2 (ru) * 2014-11-27 2016-07-20 Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО УМПО Способ регулирования авиационного турбореактивного двигателя

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2809492A (en) * 1952-12-23 1957-10-15 Simmonds Aerocessories Inc Apparatus for measuring and/or controlling fuel/air ratio of gas turbines without direct gravimetric fuel metering
US3379584A (en) * 1964-09-04 1968-04-23 Texas Instruments Inc Semiconductor wafer with at least one epitaxial layer and methods of making same
US3377848A (en) * 1966-08-22 1968-04-16 Gen Electric Temperature indicating means for gas turbine engines
US3667218A (en) * 1970-03-27 1972-06-06 Gen Electric Gas turbine temperature adaptive control
US3789665A (en) * 1972-02-22 1974-02-05 Avco Corp Inferred measurement of the turbine inlet temperature of a gas turbine engine
US3902315A (en) * 1974-06-12 1975-09-02 United Aircraft Corp Starting fuel control system for gas turbine engines
US3956883A (en) * 1974-08-08 1976-05-18 Westinghouse Electric Corporation Smooth and highly responsive gas turbine temperature limit control especially useful in combined cycle electric power plants
US4055997A (en) * 1976-09-15 1977-11-01 United Technologies Corporation Means for calculating turbine inlet temperature of a gas turbine engine
US4117670A (en) * 1976-12-23 1978-10-03 Bell Telephone Laboratories Incorporated Dual slope temperature differential shutdown control for gas turbines
GB2011091B (en) * 1977-12-22 1982-04-28 Gen Electric Method and apparatus for calculating turbine inlet temperature
JPS55114853A (en) * 1979-02-26 1980-09-04 Hitachi Ltd Gas turbine controlling system
US4350008A (en) * 1979-12-26 1982-09-21 United Technologies Corporation Method of starting turbine engines
US4307451A (en) * 1980-03-07 1981-12-22 Chandler Evans Inc. Backup control
US4627234A (en) * 1983-06-15 1986-12-09 Sundstrand Corporation Gas turbine engine/load compressor power plants
US4748804A (en) * 1986-12-08 1988-06-07 United Technologies Corporation Inlet total temperature synthesis for gas turbine engines
US5212943A (en) * 1991-10-08 1993-05-25 Sundstrand Corporation Reduced thermal stress turbine starting strategy
US5379584A (en) * 1992-08-18 1995-01-10 Alliedsignal Inc. Synthesis of critical temperature of a turbine engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2608042C (en) Method and device for regulating the operating line of a gas turbine combustion chamber
RU96104358A (ru) Способ и устройство для предсказания и использования температур уходящих газов для управления двух- и трехвальными газотурбинными установками
CA1056452A (en) Gas turbine power plant control apparatus including a load control system
CA1071435A (en) Stall warning detector for gas turbine engine
US4550565A (en) Gas turbine control systems
EP0581451A1 (en) Combustion control method
CA2455280A1 (en) Method and apparatus for monitoring the performance of a gas turbine system
RU2555925C2 (ru) Способ защиты газотурбинного двигателя от высокодинамических процессов и газотурбинный двигатель для осуществления данного способа
CA2468242A1 (en) Control method of gas turbine engine and control system of the same
JP2005509794A (ja) ガスタービンエンジン制御装置における適応スケジュールのための方法と装置
EP0728919B1 (en) The fuel supply for a gas turbine regulated in accordance with a synthesized turbine outlet temperature
US5596871A (en) Deceleration fuel control system for a turbine engine
US5609465A (en) Method and apparatus for overspeed prevention using open-loop response
EP0933505B1 (en) Steam cooled system in combined cycle power plant
JP4113728B2 (ja) フレームアウトを検出する方法、フレームアウト検出装置及びガスタービンエンジン
GB1374871A (en) Digital computer control system for monitoring and controlling operation of industrial gas turbine apparatus
US20150000300A1 (en) Gas turbine having fuel monitoring
JPH0988631A (ja) ガス燃料焚きガスタービン失火防止方法
US5031398A (en) Direct controlled control valve with an offset of a digital to analog converter
JP2635356B2 (ja) 水車発電機の速度制御装置
JP3455166B2 (ja) ガスタービン装置の運転方法および制御装置
JPH0652056B2 (ja) ガスタービンの燃焼温度制御方法
CA1056453A (en) Gas turbine power plant control apparatus including an ambient temperature responsive control system
SU1041716A1 (ru) Способ регулировани давлени перегретого пара в энергоблоке
JPS56505A (en) Life monitoring system for rotor