Способ управления газотурбогенератором

 

Использование: система управления тяговой турбиной ГТД, имеющего перепуск воздуха за компрессором. Сущность изобретения: открытие перепуска производится по частоте вращения тяговой турбины с введением временной задержки. 2 ил.

СОЮЗ COBF TCKVI>;

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sz>s F 02 С 9/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4804069/06 (22) 03.01,90 (46) 07.11.92. Бюл, hL 41 (71) Научно-производственное объединение

"Машпроект" (72) О.Г.Жирицкий, Б.С.Берестнев, Б.Д.Майорович и А.Г.Качан (56) Автоматическое регулирование стационарных энергетических газотурбинных установок.//Обзор. М,: Информэнерго, 1974, с.17. (54) СПОСОБ УПРА8ЛЕНИЯ ГАЗОТУРБОГЕHEPATOPOM

Изобретение относится к газотурбиностроению, в частности касается управления газотурбогенератором путем перепуска в атмосферу части воздуха за компрессором приводного газотурбинного двигателя со свободной турбиной.

Известен способ управления газотурбогенератором по сигналу сброса электрической нагрузки путем подключения к генератору секций устройства электрического торможения. Бетэловые резисторы

РШ-2 используются в каждой секции этого устройства в качестве нагрузки. Мощность резисгорной установки принимается равной мощности газотурбогенератора, Подключение секций устройства электрического торможения вместо сбрасываемой нагрузки осуществляется система регулирования, что позволяет уменьшить разгон ротора газотурбогенератора и исключить срабатывание автомата безопасности.

Известен способ защиты турбомашины при сбросе нагрузки. Способ направлен на повышение надежности при качениях в энергосистемах. Для его реализации двумя

» Ж 1774043 Al (57) Использование: система управления тяговой турбиной ГТД, имеющего перепуск воздуха за компрессором. Сущность изобретения: открытие перепуска производится по частоте вращения тяговой турбины с введением временной задержки. 2 ил. датчиками измеряют соответственно частоту вращения и угловое ускорение ротора, сравнивают с заданными значениями и формируют защитные сигналы при превышении измеряемыми величинами заданных значений. По защитному сигналу выдают команду на отключение генератора от сети.

В качестве прототипа принят известный способ управления газотурбогенератором для предотвращения разгона ротора генератора в случае сброса полной нагрузки путем перепуска воздуха за компрессором.

Недостатком прототипа является сложность управления устройством перепуска воздуха, заключающаяся в необходимости исключения возможности открытия устройства перепуска на установившихся рабочих режимах и при плавных сбросах мощности.

Кроме того, открытие устройства перепуска должно происходить только при резких и в достаточно большом диапазоне сбросах мощности, при которых возможно срабатывание автомата безопасности, на различное время в каждом конкретном случае сброса мощности. При этом открытие устройства перепуска не должно приводить к увеличе1774043

30 нию температуры газа выше допустимой и срабатыванию температурной защиты, Целью изобретения является повышение надежности работы газотурбогенератора путем снижения заброса частоты вращения тяговой турбины и исключения помпажа компрессора при резком сбросе нагрузки генератора.

Поставленная цель достигается тем, что открытие перепуска воздуха за компрессором осуществляют при увеличении частоты вращения тяговой турбины выше заданной величины, превышающей на 3-5% поддерживаемое регулятором значение частоты вращения тяговой турбины, а закрытие перепуска воздуха за компрессором осуществляют при снижении частоты вращения ниже заданной величины с временной задержкой.

На фиг. 1 приведена схема устройства, реализующего предлагаемый способ, на фиг. 2 — график переходного процесса газотурбогенератора по мощности Й и частоте вращения и от времени т при мгновенном сбросе номинальной нагрузки.

Предлагаемый способ управления газотурбогенератором, содержащим приводной газотурбинный двигатель, включающий компрессор 1, систему 2 регулирования, тяговую турбину 3, соединенную,с ротором 4 турбогенератора осуществляют следующим образом. При мгновенных сбросах нагрузки на режимах, близких к номинальному, происходит значительное увеличение частоты вращения ротора турбогенератора 4 (участок ав на фиг.2). Частоту вращения ротора турбогенератора 4 контролируют датчиком

5 частоты вращения, который настраивают на частоту вращения, выше номинальной на

3 — 5% (линия 2 на фиг.2), Настройка датчика . 5 назначается в зависимости от величины момента инерции ротора турбогенератора

4, его тепловой инерционности и быстродействия системы 2 регулирования, величины перепуска воздуха, а также с учетом настройки автомата безопасности, которая на 12% выше номинальной частоты вращения исходя из условия удержания обмоток генератора в пазах его ротера. По сигналу

Датчика 5.частоты вращения ротора турбогенератора осуществляют открытие перепуска воздуха за компрессором, в результате чего уменьшается скорость разгона ротора (участок ecd на фиг, 2). Открытие устройства

6 перепуска воздуха по сигналу датчика 5 частоты вращения ротора турбогенератора с настройкой на частоту вращения на 3 — 5% выше номинальной (3090-3150 об!мин.) исключает срабатывание автомата безопасности при мгновенных сбросах нагрузки с режимов, близких к номинальному, и срабатывание устройства 6 перепуска при плавных сбросах нагрузки, Во избежание колебательного процесса при закрытии-открытии перепуска воздуха закрытие перепуска осуществляют с временной задержкой, например, на 3 — 5 с, после сигнала датчика (участок de на фиг.2).

Заданная временная задержка назначается индивидуально для конкретного двигателя из следующих соображений: после закрытия устройства перепуска и увеличения по этой причине мощности газотурбинното двигателя и частоты вращения ротора турбогенератора не должна достигаться частота вращения, равная настройке датчика, и происходить повторное открытие перепуска воздуха.

Использование предлагаемого способа управления газотурбогенератором обеспечивает повышение надежности его работы за счет исключения аварийных остановок при мгновенных сбросах нагрузки с режимов, близких к номинальному, что позволяет экономить топливо и электрическую энергию, необходимую для повторного запуска и вывода турбогенератора на режим, а также исключает перебои в снабжении электрической энергией потребителей.

Формула изобретения

Способ управления газотурбогенератором путем дозирования топлива регулятором пропорционально частоте вращения тяговой турбины и открытия перепуска воздуха за компрессором при приближении к границе помпажа, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и исключения помпажа компрессора при резком сбросе нагрузки генератора, открытие перепуска воздуха за компрессором осуществляют при росте частоты вращения тяговой турбины выше заданной величины, превышающей на 3-5% поддерживаемое регулятором значение частоты вращения тяговой турбины, а закрытие перепуска воздуха за компрессором осуществляют при падении частоты вращения ниже заданной величины с временной задержкой, 1774043

5 атмосферц

Фиг. 7

/00

Редактор

Заказ 3913 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород; ул.Гагарина, .101

n„

u 9/рлю

ИИ

ЗУР

3PN

946

О -Фиг 2 (-рС

Составитель Б. Майорович

Техред М.Моргентал Корректор H. Слободяник.