[go: up one dir, main page]

RU2612663C9 - Gas turbine engine operation - Google Patents

Gas turbine engine operation Download PDF

Info

Publication number
RU2612663C9
RU2612663C9 RU2015137946A RU2015137946A RU2612663C9 RU 2612663 C9 RU2612663 C9 RU 2612663C9 RU 2015137946 A RU2015137946 A RU 2015137946A RU 2015137946 A RU2015137946 A RU 2015137946A RU 2612663 C9 RU2612663 C9 RU 2612663C9
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pressure
gas
engine
rotor speed
measurements
Prior art date
Application number
RU2015137946A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015137946A (en
RU2612663C1 (en
Inventor
Юрий Николаевич Балабан
Виктор Викторович Куприк
Иван Александрович Хотеенков
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО"
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 Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" filed Critical Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО"
Priority to RU2015137946A priority Critical patent/RU2612663C9/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2015137946A publication Critical patent/RU2015137946A/en
Publication of RU2612663C1 publication Critical patent/RU2612663C1/en
Publication of RU2612663C9 publication Critical patent/RU2612663C9/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00Testing of engines
    • G01M15/14Testing gas-turbine engines or jet-propulsion engines

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: gas pressure is measured at compressor outlet, pressure and rotor speed are used as a comparison parameter, measurements are performed at a constant turbine outlet temperature at intervals of 0.2…0.5 s, measurement comparison and threshold determination of deviations are made by at least two preceding and two subsequent actual parameter values, the engine stop is carried out at 0.2…0.5 per cent decrease in rotor speed and at 1.0…1.5 per cent decrease in compressor discharge pressure.
EFFECT: prevention of the destruction of gas-air engine flow duct caused by various factors during the gas turbine engine operation at the ground-based installation.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области эксплуатации газотурбинных двигателей, в частности к двигателям, применяемым в качестве привода газоперекачивающих агрегатов и энергоустановок.The invention relates to the field of operation of gas turbine engines, in particular to engines used as a drive for gas pumping units and power plants.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является известный способ эксплуатации газотурбинного двигателя, включающий определение в начале эксплуатации при проведении приемо-сдаточных испытаний исходных значений температуры газа за турбиной, давления газа и частоты вращения ротора и определение допустимых пороговых отклонений от исходных значений, а при эксплуатации периодическое измерение параметров температуры, давления и частоты вращения ротора двигателя, сравнивание измеряемых и исходных значений и регулирование частоты вращения ротора или его остановку в зависимости от результатов сравнивания измерений и пороговых отклонений.The closest in technical essence and the achieved result is the well-known method of operating a gas turbine engine, which includes determining at the beginning of operation during acceptance tests the initial values of the gas temperature behind the turbine, gas pressure and rotor speed and determining acceptable threshold deviations from the initial values, and at operation periodically measuring the temperature, pressure and rotor speed of the engine rotor, comparing the measured and initial values and p adjusting the rotor speed or stopping it depending on the results of comparing measurements and threshold deviations.

/RU №2168163 МПК7 G01M 15/00, опубл. 27.05.2001 г. / /1// RU No. 2168163 MPK7 G01M 15/00, publ. May 27, 2001 / / 1 /

Однако этот способ не позволяет своевременно определить начало разрушения элементов газовоздушного тракта, что в условиях эксплуатации газотурбинного двигателя приводит к существенным повреждениям элементов двигателя.However, this method does not allow to timely determine the beginning of the destruction of the elements of the gas-air path, which under the operating conditions of the gas turbine engine leads to significant damage to the engine elements.

Задачей изобретения является разработка способа эффективной защиты двигателя при работе и минимизации повреждений.The objective of the invention is to develop a method for the effective protection of the engine during operation and minimize damage.

Ожидаемый технический результат оценка разрушений одного или нескольких элементов двигателя принятие превентивных мер по остановке газотурбинного двигателя до проявления существенных повреждений.The expected technical result is the assessment of the destruction of one or more engine components, the adoption of preventive measures to stop the gas turbine engine before significant damage is manifested.

Ожидаемый технический результат - достигается тем, что в известном способе эксплуатации газотурбинного двигателя, включающем определение в начале эксплуатации при проведении приемо-сдаточных испытаний исходных значений температуры газа за турбиной, давления газа и частоты вращения ротора и определение допустимых пороговых отклонений от исходных значений, а при эксплуатации периодическое измерение параметров температуры, давления и частоты вращения ротора двигателя, сравнивание измеряемых и исходных значений и регулирование частоты вращения ротора или его остановку в зависимости от результатов сравнивания измерений и пороговых отклонений, по предложению, давление газа измеряют за компрессором, в качестве параметра сравнения используют давление и частоту вращения ротора, измерения производят при постоянной температуре газа за турбиной через промежутки времени 0,2…0,5 с, сравнивание измерений и определение пороговых отклонений производят, по крайней мере, по двум предшествующим и двум последующим текущим значениям параметров, а остановку двигателя производят при снижении частоты вращения ротора на 0,2…0,5% и давления за компрессором на 1,0…1,5%.The expected technical result is achieved by the fact that in the known method of operating a gas turbine engine, which includes determining at the beginning of operation during acceptance tests the initial values of the gas temperature behind the turbine, gas pressure and rotor speed and determining acceptable threshold deviations from the initial values, and when operation periodically measuring the temperature, pressure and rotor speed of the motor rotor, comparing the measured and initial values and frequency regulation If the rotor rotates or stops depending on the results of comparing measurements and threshold deviations, according to the proposal, the gas pressure is measured behind the compressor, the pressure and rotor speed are used as a comparison parameter, measurements are made at a constant gas temperature behind the turbine at time intervals of 0.2 ... 0.5 s, comparison of measurements and determination of threshold deviations is carried out using at least two previous and two subsequent current values of the parameters, and the engine is stopped at reducing the rotor speed by 0.2 ... 0.5% and the pressure behind the compressor by 1.0 ... 1.5%.

В изобретении предлагается, дополнительно периодически в каждый промежуток времени 0,2…0,5 с, измерять давление за компрессором высокого давления Рк, а в качестве параметра сравнения предлагается использовать это давление и частоту вращения ротора. Если отклонение величин измеренных параметров ниже допустимых пороговых отклонений от исходных значений, то осуществляют плавное, например расходом топлива, регулирование частоты вращения ротора и продолжают работу двигателя. Промежуток времени измерения 0,2…0,5 с, является оптимальным, позволяющим объективно оценить состояние двигателя и принять превентивные меры. Если в измеряемый промежуток времени фиксируется снижение частоты вращения ротора на 0,2…0,5% и давления за компрессором на 1,0…1,5%, в том числе и в пределах значений пороговых отклонений других параметров, то производят остановку двигателя, что позволяет исключить его существенные повреждения.The invention proposes, additionally periodically, at each time interval of 0.2 ... 0.5 s, to measure the pressure behind the high-pressure compressor P k , and as a comparison parameter it is proposed to use this pressure and rotor speed. If the deviation of the values of the measured parameters is below the acceptable threshold deviations from the initial values, then a smooth, for example fuel consumption, regulation of the rotor speed is carried out and the engine continues to operate. The measurement time interval of 0.2 ... 0.5 s is optimal, allowing you to objectively assess the condition of the engine and take preventive measures. If a decrease in rotor speed by 0.2 ... 0.5% and pressure behind the compressor by 1.0 ... 1.5%, including within the range of threshold deviations of other parameters, is detected during the measured period of time, the engine is stopped, which eliminates its significant damage.

На чертеже показан газотурбинный двигатель, установленный в газоперекачивающем агрегате или энергоустановке с подключенной системой управления, реализующей предлагаемый способ.The drawing shows a gas turbine engine installed in a gas pumping unit or power plant with a connected control system that implements the proposed method.

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 и частоты вращения роторов относительно предшествующих величин.The gas turbine engine 1 includes: a compressor 2 (including a low and high pressure compressor), a turbine 3 (including a low and high pressure turbine), a free (power) turbine 4. To implement the proposed method, the change in pressure is controlled by the compressor P to and rotor speeds relative to previous values.

ПримерExample

Перед началом эксплуатации газотурбинного двигателя 1 проводят измерение его базовых (исходных) характеристик, включающее в себя определение исходного давления Рк за компрессором 2 и исходных частот вращения. В процессе эксплуатации проводится через каждый промежуток времени измерения 0,2…0,5 с, производят контроль давления Рк и частот вращения роторов, а также сравнение их величин с двумя…тремя предшествующими значениями. При снижении давления Рк за компрессором 2 на величину 1…1,5% с одновременным снижением частоты вращения роторов на 0,2…0,5% относительно двух…трех предшествующих значений при отсутствии управляющего сигнала на изменение режима работы двигателя производят формирование сигнала об изменении технического состояния двигателя и последующий останов двигателя.Before starting operation of the gas turbine engine 1, a measurement of its basic (initial) characteristics is carried out, including the determination of the initial pressure P k behind the compressor 2 and the initial rotation frequencies. In the process of operation, measurements are carried out at each time interval of 0.2 ... 0.5 s, the pressure P k and the rotational speeds of the rotors are checked, and their values are compared with two ... three previous values. By reducing the pressure P to the compressor 2 by the amount of 1 ... 1.5% with simultaneous reduction of the rotational speed of the rotors in a 0.2 ... 0.5% ... with respect to two three preceding values in the absence of a control signal to change the engine operating condition signal producing formation of changes in the technical condition of the engine and subsequent engine shutdown.

Реализация изобретения позволяет предотвратить развитие разрушения газовоздушного тракта 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.The implementation of the invention allows to prevent the development of the destruction of the gas-air path of the engine caused by various reasons (improper operation, damage to the working blades, etc.) when operating a gas turbine engine in a ground installation. It allows you to reduce the cost of engine repair by timely stopping and, thereby, preventing the development of damage in the gas duct and engine systems.

Claims (1)

Способ эксплуатации газотурбинного двигателя, включающий определение в начале эксплуатации при проведении приемо-сдаточных испытаний исходных значений температуры газа за турбиной, давления газа и частоты вращения ротора и определение допустимых пороговых отклонений от исходных значений, а при эксплуатации периодическое измерение параметров температуры, давления и частоты вращения ротора двигателя, сравнивание измеряемых и исходных значений и регулирование частоты вращения ротора или его остановку в зависимости от результатов сравнивания измерений и пороговых отклонений, отличающийся тем, что давление газа измеряют за компрессором, в качестве параметра сравнения используют давление и частоту вращения ротора, измерения производят при постоянной температуре газа за турбиной через промежутки времени 0,2…0,5 с, а сравнивание измерений и определение пороговых отклонений производят, по крайней мере, по двум предшествующим и двум последующим текущим значениям параметров, а остановку двигателя производят при снижении частоты вращения ротора на 0,2…0,5% и давления за компрессором на 1,0…1,5%.A method of operating a gas turbine engine, including determining at the beginning of operation during acceptance tests the initial values of the gas temperature behind the turbine, gas pressure and rotor speed and determining acceptable threshold deviations from the initial values, and during operation, periodically measuring temperature, pressure and speed rotor of the engine, comparing the measured and initial values and regulating the rotor speed or stopping it depending on the results of measurement measurements and threshold deviations, characterized in that the gas pressure is measured behind the compressor, the pressure and rotor speed are used as a comparison parameter, measurements are made at a constant gas temperature behind the turbine at time intervals of 0.2 ... 0.5 s, and measurements are compared and determination of threshold deviations is carried out according to at least two previous and two subsequent current parameter values, and the engine is stopped when the rotor speed is reduced by 0.2 ... 0.5% and the pressure per computer spring by 1.0 ... 1.5%.
RU2015137946A 2015-09-07 2015-09-07 Gas turbine engine operation RU2612663C9 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015137946A RU2612663C9 (en) 2015-09-07 2015-09-07 Gas turbine engine operation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015137946A RU2612663C9 (en) 2015-09-07 2015-09-07 Gas turbine engine operation

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2015137946A RU2015137946A (en) 2017-03-13
RU2612663C1 RU2612663C1 (en) 2017-03-13
RU2612663C9 true RU2612663C9 (en) 2017-06-09

Family

ID=58454375

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015137946A RU2612663C9 (en) 2015-09-07 2015-09-07 Gas turbine engine operation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2612663C9 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2118810C1 (en) * 1996-05-07 1998-09-10 Казанский государственный технический университет им.А.Н.Туполева Method of diagnostics of technical state of aircraft gas turbine jet engines
RU2168163C1 (en) * 1999-12-16 2001-05-27 Открытое акционерное общество "А.Люлька-Сатурн" Method of operation of turbofan engine by its technical condition
RU2308014C2 (en) * 2005-08-16 2007-10-10 Открытое акционерное общество Конструкторское-производственное предприятие "Авиамотор" Method of operating the engine
US8146408B2 (en) * 2006-07-12 2012-04-03 General Electric Company Method for testing gas turbine engines
RU2484441C1 (en) * 2012-04-12 2013-06-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") Gas-turbine engine, test method of gas-turbine engine, production method of batch of gas-turbine engines (versions), and operating method of gas-turbine engine
US8510060B2 (en) * 2010-06-07 2013-08-13 General Electric Company Life management system and method for gas turbine thermal barrier coatings

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2118810C1 (en) * 1996-05-07 1998-09-10 Казанский государственный технический университет им.А.Н.Туполева Method of diagnostics of technical state of aircraft gas turbine jet engines
RU2168163C1 (en) * 1999-12-16 2001-05-27 Открытое акционерное общество "А.Люлька-Сатурн" Method of operation of turbofan engine by its technical condition
RU2308014C2 (en) * 2005-08-16 2007-10-10 Открытое акционерное общество Конструкторское-производственное предприятие "Авиамотор" Method of operating the engine
US8146408B2 (en) * 2006-07-12 2012-04-03 General Electric Company Method for testing gas turbine engines
US8510060B2 (en) * 2010-06-07 2013-08-13 General Electric Company Life management system and method for gas turbine thermal barrier coatings
RU2484441C1 (en) * 2012-04-12 2013-06-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") Gas-turbine engine, test method of gas-turbine engine, production method of batch of gas-turbine engines (versions), and operating method of gas-turbine engine

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015137946A (en) 2017-03-13
RU2612663C1 (en) 2017-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9650909B2 (en) Multi-stage compressor fault detection and protection
CN102713162B (en) System for controlling the angular position of stator blades and method for optimising said angular position
US8770913B1 (en) Apparatus and process for rotor creep monitoring
RU2608990C1 (en) Method and device for detecting gas turbine engine air intake icing
AU2011356575B2 (en) Method for operating an internal combustion engine having at least two cylinders
RU2013101569A (en) FREE TURBINE SPEED DETECTION BY MEASUREMENT BY TORQUE
US6506010B1 (en) Method and apparatus for compressor control and operation in industrial gas turbines using stall precursors
RU2013123289A (en) METHOD AND DEVICE FOR MONITORING THE FEEDBACK CIRCUIT OF THE DRIVE SYSTEM OF TURBOREACTIVE ENGINE VARIABLE GEOMETRIES
JP6366259B2 (en) Control device and control method for two-shaft gas turbine
RU2643568C2 (en) Method for monitoring a degree of clogging of the starting injectors of turbine engine
US11149654B2 (en) Systems, program products, and methods for adjusting operating limit (OL) threshold for compressors of gas turbine systems based on mass flow loss
US10519964B2 (en) System and method for turbomachinery rotor and blade prognostics and diagnostics
RU2354851C1 (en) Method of controlling compressor operating conditions and device to this end
RU2612663C9 (en) Gas turbine engine operation
RU2513054C1 (en) Gas turbine engine health variation estimation and fault-finding in operation
JP2016512864A (en) Gas turbine and method of operating a gas turbine
RU2493391C1 (en) Method of gas turbine engine adjustment after renewal at test bench
RU2476849C1 (en) Method of two-rotor gas turbine engine serviceability and maintenance in first operation
RU2578012C1 (en) Method for determining extinction turbomachine combustion chamber
RU2431753C1 (en) Gas turbine plant control method
RU2431051C1 (en) Gas turbine plant control method
KR20170045784A (en) Apparatus for testing gas turbine and method for testing gas turbine
RU2403548C1 (en) Method to control gas turbine plant state
RU2613758C2 (en) Method for protecting bypass turbojet engine against stall during operation
EP2619461B1 (en) Device and method for reliably operating a compressor at the pump threshold

Legal Events

Date Code Title Description
TK4A Correction to the publication in the bulletin (patent)

Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A - IN JOURNAL: 8-2017 FOR TAG: (72)

TH4A Reissue of patent specification
PD4A Correction of name of patent owner