СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ГАЗОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ Российский патент 2012 года по МПК G01M15/14 

Изобретение относится к области газотурбинного двигателестроения и может быть использовано в электронных системах (САУ) автоматического управления газотурбинными установками (ГТУ) газоперекачивающих агрегатов (ГПА) и газотурбинных электростанций (ГТЭС).

Известен способ контроля ГТУ с гидромеханической САУ (Кеба И.В. Летная эксплуатация вертолетных ГТД. М., Транспорт, 1976 г., с.223), заключающийся в том, что в процессе запуска двигателя бортмеханик по показаниям прибора в кабине вертолета контролирует значение температуры газов за турбиной и, если температура становится выше заданного предела, выключает двигатель.

Недостатком известного способа является его низкая эффективность.

Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности является способ контроля технического состояния ГТУ, реализованный в гидромеханической САУ с электронным ограничителем температуры газов за турбиной, заключающийся в том, что на запуске ГТУ измеряют температуру газов за турбиной, сравнивают ее значение с предельно допустимым, если измеренная температура газов превысила предельное значение на наперед заданную величину, прекращают запуск и выключают двигатель (Кеба И.В. Диагностика авиационных ГТД. М., Транспорт, 1980 г., с.186-187).

Недостатком известного способа является то, что контроль не охватывает значительную часть подсистем, обеспечивающих успешный запуск двигателя и его работу на основных режимах. Например, не контролируется топливный тракт двигателя - наиболее пожароопасная часть ГТУ. Это снижает надежность работы двигателя.

Целью изобретения является повышение качества контроля технического состояния ГТУ и, как следствие, повышение надежности работы ГТУ, ГПА и ГТЭС.

Поставленная цель достигается тем, что в способе контроля технического состояния ГТУ, заключающемся в том, что на запуске ГТУ измеряют температуру газов за турбиной, сравнивают ее значение с предельно допустимым, если измеренная температура газов превысила предельное значение на наперед заданную величину, прекращают запуск и выключают двигатель, дополнительно до начала запуска ГТУ фиксируют температуру газов в камере сгорания (КС) ГТУ, в процессе запуска ГТУ фиксируют момент начала подачи топлива к коллекторам КС по срабатыванию концевого выключателя «Клапан останова (КО) открыт», по истечении с момента открытия КО наперед заданного времени, определяемого расчетно-экспериментальным путем, измеренную температуру газов сравнивают с измеренной до начала запуска ГТУ, если разница не превышает наперед заданное значение, определяемое расчетно-экспериментальным путем, формируют сигнал «Прекращение запуска по нерозжигу КС» и выполняют аварийный останов (АО) ГТУ.

На фигуре представлена схема устройства, реализующая заявляемый способ.

Устройство содержит последовательно соединенные блок 1 датчиков (БД), электронный блок 2 управления ГТУ (БУД), блок 3 исполнительных механизмов (ИМ), дозатор 4, клапан 5 останова (КО), концевой выключатель 6 (KB), причем дозатор 4 и KB 6 подключены к БД 1, а КО 5 - к блоку 3, блок 7 исполнительных клапанов (БИК), подключенный к БД 1 и блоку 3, пульт 8 оператора (ПУ), подключенный к БУД 2.

Устройство работает следующим образом.

Оператор, управляющий ГТУ, с помощью ПУ 8 задает режим работы ГТУ: запуск.

Команда оператора от ПУ 4 по цифровому каналу связи (например, RS 485 или Ethernet) передается в БУД 2. БУД 2 в соответствии с полученной от ПУ 8 командой по сигналам датчиков из БД 1 по известным зависимостям (см., например, книгу: Шевяков А.А. Силовые установки ракетных двигателей и энергетических установок. Системы управления энергетических установок. М., Машиностроение, 1985 г., с.23-24, 111) формирует управляющее воздействие на блок 3 ИМ, который через дозатор 4 осуществляет управление расходом топлива в КС ГТУ и через БИК 7 - положением механизации ГТУ, обеспечивая выполнение циклограммы запуска ГТУ. Информация о положении дозатора 4, механизации компрессора (через БИК 7) и состоянии КО 5 (через KB 6) формируется в БД 1.

Информация о параметрах ГТУ, получаемая БУД 2 из БД 1, по цифровому каналу связи передается в ПУ 8.

ПУ 8 представляет собой ПЭВМ в промышленном исполнении, на жесткий магнитный диск (НЖМД) которой записано специальное программное обеспечение (СПО) - на фигуре не показаны.

Контроль технического состояния ГТУ осуществляется в ПУ 8 следующим образом.

После подачи оператором команды на запуск ГТУ, в памяти ПЭВМ ПУ 8 фиксируют измеренную в БД 1 и переданную в пульт из БУД 2 температуру среды в КС до момента начала запуска двигателя - Ткс.

В процессе запуска ГТУ фиксируют момент начала подачи топлива к коллекторам КС по срабатыванию KB 6 «КО открыт». Фиксация происходит в момент получения информации из БУД 2. БУД 2 получает эту информацию из БД 1. БД 1 получает эту информацию от KB 6.

По истечении с момента открытия КО 5 наперед заданного времени, определяемого расчетно-экспериментальным путем (для двигателя Д049, входящего в состав ГТУ ГТЭС-2,5 производства ОАО «Сатурн - Газовые турбины», г.Рыбинск, это время составляет 8 с), измеренную текущую температуру газов Тг, полученную от БД 1 через БУД 2, сравнивают с зафиксированной до начала запуска ГТУ. Если разница между Тг и Ткс не превышает наперед заданное значение, определяемое расчетно-экспериментальным путем (для двигателя Д049, упомянутого выше, эта разница составляет 100°С), в ПУ 8 формируют сигнал оператору «Прекращение запуска по нерозжигу КС». По этому сигналу БУД 2 выдает команды в блок 3 на выполнение аварийного останова ГТУ.

Т.о. обеспечивается повышение качества контроля технического состояния ГТУ за счет введения контроля розжига КС ГТУ и, как следствие, повышение надежности работы ГТУ, ГПА и ГТЭС.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в электронных системах (САУ) автоматического управления газотурбинными установками (ГТУ) газоперекачивающих агрегатов (ГПА) и газотурбинных электростанций (ГТЭС). Сущность изобретения заключается в том, что дополнительно до начала запуска ГТУ фиксируют температуру газов в камере сгорания (КС) двигателя, в процессе запуска ГТУ фиксируют момент начала подачи топлива к коллекторам КС по срабатыванию концевого выключателя «Клапан останова (КО) открыт», по истечении с момента открытия КО наперед заданного времени, определяемого расчетно-экспериментальным путем, измеренную температуру газов сравнивают с измеренной до начала запуска ГТУ, если разница не превышает наперед заданное значение, определяемое расчетно-экспериментальным путем, формируют сигнал «Прекращение запуска по нерозжигу КС» и выполняют аварийный останов (АО) ГТУ. Технический результат изобретения - повышение качества контроля технического состояния ГТУ и, как следствие, повышение надежности работы ГТУ, ГПА и ГТЭС. 1 ил.

Способ контроля технического состояния ГТУ, заключающийся в том, что на запуске ГТУ измеряют температуру газов за турбиной, сравнивают ее значение с предельно допустимым, если измеренная температура газов превысила предельное значение на наперед заданную величину, прекращают запуск и выключают двигатель, отличающийся тем, что дополнительно до начала запуска ГТУ фиксируют температуру газов в камере сгорания (КС) ГТУ, в процессе запуска ГТУ фиксируют момент начала подачи топлива к коллекторам КС по срабатыванию концевого выключателя «Клапан останова (КО) открыт», по истечении с момента открытия КО наперед заданного времени, определяемого расчетно-экспериментальным путем, измеренную температуру газов сравнивают с измеренной до начала запуска ГТУ, если разница не превышает наперед заданное значение, определяемое расчетно-экспериментальным путем, формируют сигнал «Прекращение запуска по нерозжигу КС» и выполняют аварийный останов (АО) ГТУ.