RU2431753C1 - Gas turbine plant control method - Google Patents
Gas turbine plant control method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2431753C1 RU2431753C1 RU2010109662/06A RU2010109662A RU2431753C1 RU 2431753 C1 RU2431753 C1 RU 2431753C1 RU 2010109662/06 A RU2010109662/06 A RU 2010109662/06A RU 2010109662 A RU2010109662 A RU 2010109662A RU 2431753 C1 RU2431753 C1 RU 2431753C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas turbine
- gtp
- measured
- pressure rotor
- high pressure
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 9
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 5
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 abstract description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N furosemide Chemical compound C1=C(Cl)C(S(=O)(=O)N)=CC(C(O)=O)=C1NCC1=CC=CO1 ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Control Of Turbines (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области газотурбинного двигателестроения и может быть использовано в электронно-гидромеханических системах (САУ) автоматического управления газотурбинными установками (ГТУ) различного назначения.The invention relates to the field of gas turbine engine building and can be used in electronic hydromechanical systems (ACS) for automatic control of gas turbine units (GTU) for various purposes.
Известен способ управления ГТУ, реализованный в электронно-гидромеханической САУ супервизорного типа, Черкасов Б.А. «Автоматика и регулирование ВРД». - М.: Машиностроение, 1974, с.299-296.A known method of controlling a gas turbine implemented in an electronic hydromechanical self-propelled guns of a supervisory type, B. Cherkasov "Automation and regulation of the WFD." - M.: Mechanical Engineering, 1974, p.299-296.
Способ заключается в том, что с целью повышения точности управления управляющее воздействие гидромеханического регулятора корректируется в ограниченном диапазоне электронным корректором.The method consists in the fact that in order to improve control accuracy, the control action of the hydromechanical controller is adjusted in a limited range by an electronic corrector.
Недостатком известного способа является его низкая эффективность.The disadvantage of this method is its low efficiency.
Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности является способ управления ГТУ, заключающийся в том, что измеряют частоту 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, Техническое задание «Система автоматического управления, регулирования, защиты, контроля и диагностики (САУ ГТУ) газотурбинной установки ГТУ-6/8РМ» 8Т1.000.014 ТЗ., ОАО «НПО «Сатурн», г.Рыбинск, 2001 г., с.28-54.Closest to this invention in technical essence is a gas turbine control method, which consists in measuring the speed of a power turbine, comparing the set and measured values of the speed of the power turbine, depending on the mismatch between the set and measured values of the speed of the power turbine, controlling fuel consumption to the gas turbine combustion chamber -6 / 8RM "8T1.000.014 TK., JSC" NPO "Saturn", Rybinsk, 2001, s.28-54.
Недостатком этого способа является следующее.The disadvantage of this method is the following.
При отказе САУ, незафиксированном встроенным контролем, возможно неконтролируемое изменение расхода топлива в КС ГТУ, что может привести к превышению предельных параметров ГТУ или выходу газогенератора на нерасчетный режим работы. Для ГТУ сложной схемы (например, ГТЭ-25ПЭР производства ОАО «Авиадвигатель», г.Пермь) с несколькими роторами (у ГТЭ-25ПЭР - три ротора: ротор каскада низкого давления, ротор каскада высокого давления и ротор силовой турбины) и несколькими корпусами (у каждого каскада - свой) следствием этого может стать нарушение работоспособности элементов ГТУ (например, рабочих лопаток и дисков компрессоров и турбин вследствие их перегрева или заклинивания из-за нештатного режима охлаждения корпуса), что может привести к повреждению как ГТУ, так и устройства, приводимого от ГТУ (электрогенератора, газоперекачивающего агрегата).If the self-propelled guns fail, unrecorded by the built-in control, an uncontrolled change in fuel consumption in the gas turbine compressor station is possible, which can lead to exceeding the gas turbine limit parameters or the gas generator to go to an off-design mode of operation. For a gas turbine of a complex design (for example, GTE-25PER manufactured by Aviadvigatel OJSC, Perm) with several rotors (GTE-25PER has three rotors: a low pressure cascade rotor, a high pressure cascade rotor and a power turbine rotor) and several cases ( each cascade has its own) the consequence of this may be a malfunction of the gas turbine engine elements (for example, rotor blades and disks of compressors and turbines due to their overheating or jamming due to the abnormal cooling mode of the casing), which can damage both the gas turbine and the device driven by GTU (electric generator, gas pumping unit).
Это снижает надежность и безопасность работы ГТУ.This reduces the reliability and safety of the gas turbine.
Целью изобретения является повышение качества работы САУ с целью повышения надежности и безопасности работы ГТУ.The aim of the invention is to improve the quality of ACS in order to improve the reliability and safety of gas turbines.
Поставленная цель достигается тем, что в способе управления ГТУ, заключающемся в том, что измеряют частоту 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 измеряют частоту вращения ротора высокого давления, в зависимости от температуры воздуха на входе в ГТУ формируют минимально допустимое значение частоты вращения ротора высокого давления, если измеренная частота вращения ротора высокого давления стала меньше минимально допустимого значения, формируют сигнал оператору ГТУ «Предельно низкая частота вращения ротора высокого давления» и прекращают уменьшение расхода топлива в КС ГТУ, измеряют частоту вращения ротора низкого давления, сравнивают ее с предельно допустимым значением, определяемым расчетно-экспериментальным путем, если измеренная частота вращения ротора низкого давления стала больше максимально допустимого значения, формируют сигнал оператору ГТУ «Предельно высокая частота вращения ротора низкого давления» и уменьшают расход топлива в КС ГТУ до тех пор, пока частота вращения ротора низкого давления не станет меньше предельно допустимого значения, измеряют давление воздуха за компрессором высокого давления, сравнивают его с предельно допустимым значением, определяемым расчетно-экспериментальным путем, если измеренное давление воздуха за компрессором высокого давления стало больше максимально допустимого значения, формируют сигнал оператору ГТУ «Предельно высокое давление за компрессором высокого давления» и уменьшают расход топлива в КС ГТУ до тех пор, пока давление воздуха за компрессором высокого давления не станет меньше предельно допустимого значения.This goal is achieved by the fact that in the control method of the gas turbine, which consists in measuring the speed of a power turbine, compare the set and measured values of the speed of the power turbine, depending on the mismatch between the set and measured values of the speed of the power turbine, control the fuel consumption in the compressor station GTU additionally measure the frequency of rotation of the high-pressure rotor, depending on the temperature of the air at the inlet of the GTU form the minimum allowable value of the rotor speed high pressure, if the measured rotational speed of the high-pressure rotor has become less than the minimum allowable value, a signal to the GTU operator “Extremely low rotational speed of the high-pressure rotor” is generated and the fuel consumption is stopped in the compressor station of the gas turbine, the rotational speed of the low-pressure rotor is measured, compared with the maximum permissible value determined by calculation and experimental means, if the measured rotational speed of the low-pressure rotor has become greater than the maximum allowable value, an operator signal is generated at GTU “Extremely high rotor speed of a low pressure rotor” and reduce fuel consumption in a gas turbine compressor station until the rotational speed of a low pressure rotor is less than the maximum permissible value, measure the air pressure behind the high pressure compressor, compare it with the maximum permissible value, determined by calculation and experimental means, if the measured air pressure behind the high-pressure compressor has become more than the maximum permissible value, a signal to the GTU operator “Extremely high pressure downstream of the high-pressure compressor ”and reduce the fuel consumption in the compressor station of the gas turbine until the air pressure behind the high-pressure compressor drops below the maximum permissible value.
На чертеже представлена схема устройства, реализующая заявляемый способ.The drawing shows a diagram of a device that implements the inventive method.
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).The device contains series-connected sensor unit 1 (DB), engine control unit 2 (ECU), dosing
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Оператор, управляющий ГТУ, с помощью ПУ 6 задает режим работы ГТУ: запуск, холостой ход, номинальный режим, максимальный режим, перегрузочный режим.The operator controlling the gas turbine with the help of the
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.The operator’s command from the
В частности, в БУД 2 с помощью БД 1 измеряют частоту 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.In particular, in the
При работе ГТУ СКВ 5 находится в положении «Открыт».During operation of the gas turbine SLE 5 is in the “Open” position.
Дополнительно на всех режимах работы ГТУ от холостого хода до максимального обеспечивают защиту ГТУ по предельным параметрам следующим образом.Additionally, at all modes of operation of the gas turbine from idle to maximum, the gas turbine is protected by the limiting parameters as follows.
В БУД 2 с помощью БД 1 измеряют частоту вращения ротора высокого давления, в зависимости от температуры воздуха на входе в ГТУ формируют минимально допустимое значение частоты вращения ротора высокого давления. Для ГТЭ-25ПЭР, например, это делают следующим образом:In the
где CТвх n=f(Т*вх).where C Twx n = f (T * in ).
Зависимость СТвх n=f(T*вх) представлена в таблице 1The dependence C Twx n = f (T * I ) is presented in table 1
Если измеренная частота вращения ротора высокого давления стала меньше минимально допустимого значения, в БУД 2 формируют и передают в ПУ 6 сигнал оператору ГТУ «Предельно низкая частота вращения ротора высокого давления» и с помощью блока 3 и ДГ 4 прекращают уменьшение расхода топлива в КС ГТУ.If the measured rotational speed of the high-pressure rotor has become less than the minimum permissible value, in the ECU 2 a signal is generated and transmitted to the
В БУД 2 с помощью БД 1 измеряют частоту вращения ротора низкого давления, сравнивают ее с предельно допустимым значением, определяемым расчетно-экспериментальным путем (для ГТЭ-25ПЭР это значение равно 4275 об./мин.). Если измеренная частота вращения ротора низкого давления стала больше максимально допустимого значения, в БУД 2 формируют и передают в ПУ 6 сигнал оператору ГТУ «Предельно высокая частота вращения ротора низкого давления» и с помощью блока 3 и ДГ 4 уменьшают расход топлива в КС ГТУ до тех пор, пока частота вращения ротора низкого давления не станет меньше предельно допустимого значения.In the
В БУД 2 с помощью БД 1 измеряют давление воздуха за компрессором высокого давления, сравнивают его с предельно допустимым значением, определяемым расчетно-экспериментальным путем (для ГТЭ-25ПЭР это значение равно 35,5 кг/см2). Если измеренное давление воздуха за компрессором высокого давления стало больше максимально допустимого значения, в БУД 2 формируют и передают в ПУ 6 сигнал оператору ГТУ «Предельно высокое давление за компрессором высокого давления» и с помощью блока 3 и ДГ 4 уменьшают расход топлива в КС ГТУ до тех пор, пока давление воздуха за компрессором высокого давления не станет меньше предельно допустимого значения.In the
Таким образом, за счет повышения качества работы САУ обеспечивается защита ГТУ по предельным параметрам, что позволяет предотвратить выход газогенератора на нерасчетные режимы работы и, как следствие, обеспечить повышение надежности и безопасности работы ГТУ.Thus, by improving the quality of work of self-propelled guns, gas turbine engines are protected by limiting parameters, which helps to prevent the gas generator from reaching off-design operating modes and, as a result, provides increased reliability and safety of gas turbine engine operation.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010109662/06A RU2431753C1 (en) | 2010-03-15 | 2010-03-15 | Gas turbine plant control method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010109662/06A RU2431753C1 (en) | 2010-03-15 | 2010-03-15 | Gas turbine plant control method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2431753C1 true RU2431753C1 (en) | 2011-10-20 |
Family
ID=44999235
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010109662/06A RU2431753C1 (en) | 2010-03-15 | 2010-03-15 | Gas turbine plant control method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2431753C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2493392C2 (en) * | 2011-10-21 | 2013-09-20 | Открытое акционерное общество "СТАР" | Method of gas turbine engine |
RU2493393C2 (en) * | 2011-11-01 | 2013-09-20 | Открытое акционерное общество "СТАР" | Method of protection of shipboard gas turbine plant |
RU2631194C1 (en) * | 2013-09-17 | 2017-09-19 | Сименс Акциенгезелльшафт | Method of control of the device for protection against exceeding the frequency of rotation of a single installation |
-
2010
- 2010-03-15 RU RU2010109662/06A patent/RU2431753C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Техническое задание «Система автоматического управления, регулирования, защиты, контроля и диагностики (САУ ГТУ) газотурбинной установки ГТУ-6/8РМ» 8Т1.000.014 ТЗ, ОАО «НПО «Сатурн». - Рыбинск, 2001, с.28-54. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2493392C2 (en) * | 2011-10-21 | 2013-09-20 | Открытое акционерное общество "СТАР" | Method of gas turbine engine |
RU2493393C2 (en) * | 2011-11-01 | 2013-09-20 | Открытое акционерное общество "СТАР" | Method of protection of shipboard gas turbine plant |
RU2631194C1 (en) * | 2013-09-17 | 2017-09-19 | Сименс Акциенгезелльшафт | Method of control of the device for protection against exceeding the frequency of rotation of a single installation |
US10036275B2 (en) | 2013-09-17 | 2018-07-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for testing an overspeed protection apparatus of a single-shaft system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10890083B2 (en) | Turbine tip clearance | |
CN108180077B (en) | Method of limiting core engine speed of a gas turbine during icing conditions | |
CN102317600A (en) | Method and system for tuning a gas turbine and gas turbine including such a system | |
US10408217B2 (en) | Controlling a compressor of a gas turbine engine | |
US20140352320A1 (en) | Two-Shaft Gas Turbine | |
JP5546541B2 (en) | Gas turbine and operation method thereof | |
US20170211409A1 (en) | Control device, system, and control method | |
JP2012500362A5 (en) | ||
RU2431753C1 (en) | Gas turbine plant control method | |
US10697382B2 (en) | Control device for supercharging system | |
EP3269944A1 (en) | A method of operating a gas turbine engine | |
RU2431051C1 (en) | Gas turbine plant control method | |
RU2451921C1 (en) | Method of technical control of gas-turbine installation | |
RU2392498C2 (en) | Control device of mechanisation of gas turbine engine compressor | |
EP2900982A1 (en) | Variable vane scheduling | |
RU2435970C1 (en) | Gas turbine plant control method | |
RU2747542C1 (en) | Method for protecting a gas turbine engine from pumping | |
US9938906B2 (en) | Combustion stability logic during off-load transients | |
RU2427722C1 (en) | Gas turbine plant control method | |
RU2422657C1 (en) | Gas turbine electric power station control method | |
RU2645184C2 (en) | Method for operating gas turbine below nominal power thereof | |
RU2422658C1 (en) | Control method of fuel flow at start of gas turbine unit | |
RU2454557C2 (en) | Method of control over gas turbine unit | |
RU2308383C1 (en) | Locomotive power unit on base of two-shaft gas-turbine engine | |
RU2493393C2 (en) | Method of protection of shipboard gas turbine plant |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150316 |