Способ контроля технического состояния газотурбинной установки


 


Владельцы патента RU 2432563:

Открытое акционерное общество "СТАР" (RU)

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). Дополнительно в процессе запуска ГТУ измеряют частоту вращения выходного вала стартера ГТУ и сравнивают ее с наперед заданным значением, определяемым для каждого типа стартера расчетно-экспериментальным путем, если измеренная частота выше наперед заданного значения, измеряют давление масла в магистрали подвода масла к стартеру и сравнивают его с наперед заданным значением, определяемым для каждого типа стартера расчетно-экспериментальным путем, если давление масла ниже наперед заданного значения, формируют сигнал «Прекращение запуска по предельно низкому давлению масла на входе в стартер» и выполняют аварийный останов ГТУ. Технический результат изобретения - повышение качества контроля технического состояния ГТУ и, как следствие, повышение надежности работы ГТУ, ГПА и ГТЭС. 1 ил.

 

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., 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. Кеба И.В. «Летная эксплуатация вертолетных ГТД», М.: «Транспорт», 1976 г., 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.

Недостатком известного способа является то, что контроль не охватывает значительную часть подсистем, обеспечивающих успешный запуск двигателя. Например, не контролируется состояние стартера. В эксплуатации зафиксированы случаи, когда из-за разрушения подшипников стартера происходило повреждение турбины стартера и повреждение муфты стартер-двигатель. Таким образом, отсутствие контроля снижает надежность работы двигателя.

Целью изобретения является повышение качества оценки 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 в процессе запуска ГТУ измеряют частоту вращения выходного вала стартера ГТУ и сравнивают ее с наперед заданным значением, определяемым для каждого типа стартера расчетно-экспериментальным путем, если измеренная частота выше наперед заданного значения, измеряют давление масла в магистрали подвода масла к стартеру и сравнивают его с наперед заданным значением, определяемым для каждого типа стартера расчетно-экспериментальным путем, если давление масла ниже наперед заданного значения, формируют сигнал «Прекращение запуска по предельно низкому давлению масла на входе в стартер» и выполняют аварийный останов ГТУ.

На чертеже 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) и блок 9 управления стартером, подключенные 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.) формирует управляющее воздействие на блок 3 ИМ, который через дозатор 4 осуществляет управление расходом топлива в КС ГТУ через БИК 7 - положением механизации ГТУ и через блок 9 - стартером, обеспечивая выполнение циклограммы запуска ГТУ. Информация о параметрах ГТУ, частоте вращения стартера, положении дозатора 4, механизации компрессора (через БИК 7) и состоянии КО 5 (через KB 6) формируется в БД 1.

Информация о параметрах ГТУ и стартера, 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 с помощью БД 1 измеряют частоту вращения выходного вала стартера ГТУ и сравнивают ее с наперед заданным значением, определяемым для каждого типа стартера расчетно-экспериментальным путем (для воздушного стартера ВС-12 двигателя Д049, входящего в состав ГТУ ГТЭС-2,5 производства ОАО «Сатурн-Газовые турбины», г.Рыбинск, это значение составляет 1500 об/мин).

Если измеренная частота выше наперед заданного значения, с помощью БД 1 измеряют давление масла в магистрали подвода масла к стартеру и сравнивают его с наперед заданным значением, определяемым для каждого типа стартера расчетно-экспериментальным путем. Для двигателя Д049, упомянутого выше, это - 2 кгс/см2.

Если давление масла ниже наперед заданного значения, в ПУ 8 формируют сигнал «Прекращение запуска по предельно низкому давлению масла на входе в стартер». По этому сигналу БУД 2 выдает команды в блок 9 на выключение стартера и в блок 3 на выполнение аварийного останова ГТУ.

Т.о. обеспечивается повышение качества контроля технического состояния ГТУ за счет введения контроля давления масла в магистрали подвода масла к стартеру и, как следствие, повышение надежности работы ГТУ, ГПА и ГТЭС.

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 в процессе запуска ГТУ измеряют частоту вращения выходного вала стартера ГТУ и сравнивают ее с наперед заданным значением, определяемым для каждого типа стартера расчетно-экспериментальным путем, если измеренная частота выше наперед заданного значения, измеряют давление масла в магистрали подвода масла к стартеру и сравнивают его с наперед заданным значением, определяемым для каждого типа стартера расчетно-экспериментальным путем, если давление масла ниже наперед заданного значения, формируют сигнал «Прекращение запуска по предельно низкому давлению масла на входе в стартер» и выполняют аварийный останов ГТУ.



 

Похожие патенты:

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).

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).

Изобретение относится к технике испытания в эксплуатационных условиях дизельных двигателей. .

Изобретение относится к области транспорта и может быть использовано в устройствах определения детонации двигателя внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к машиностроению и позволяет контролировать и производить диагностику возмущающих сил узла механизма. .

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к определению технического состояния путем измерения параметров, отражающих давление в цилиндрах поршневых двигателей внутреннего сгорания (ДВС) в эксплуатационных условиях.

Изобретение относится к области диагностики вращающихся механизмов и двигателей различных типов, в том числе и двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано, в частности, для определения остаточного ресурса двигателей или оценки технического состояния в эксплуатационных условиях, а также в процессе изготовления или ремонта, а именно к методу для определения основных параметров двигателя.

Изобретение относится к области испытания турбореактивных двигателей на стенде в условиях, близких к полетным. .

Изобретение относится к области металлургии и машиностроения, в частности к ремонту лопаток ротора турбин ГТД, и может быть использовано для продления ресурса ответственных деталей и узлов газотурбинных двигателей.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах контроля ветряных двигателей. .

Изобретение относится к стендам огневых испытаний жидкостных ракетных двигателей, в частности к стендам, на которых производят огневые испытания жидкостных ракетных двигателей меньшей мощности, чем стенд большой мощности относительно расчетной для газодинамической трубы

Изобретение относится к двигателестроению, в частности устройствам для диагностики дизельных двигателей

Изобретение относится к диагностированию технического состояния автомобильной техники и может быть использовано при техническом обслуживании и ремонте автомобильной техники

Изобретение относится к области общего и энергетического машиностроения, в частности для испытания лопаточных машин

Изобретение относится к транспортным средствам (ТС), оснащенным двигателями внутреннего сгорания (ДВС), работающими на бензине

Изобретение относится к способам бестормозных испытаний двигателей внутреннего сгорания

Изобретение относится к области эксплуатации машин и может быть использовано при диагностировании двигателей внутреннего сгорания (ДВС)

Изобретение относится к технике испытаний газотурбинных двигателей (ГТД) и может быть использовано для определения их тяговых характеристик Входное устройство для испытаний газотурбинных двигателей в термобарокамере, содержащее входной коллектор, узел лабиринтного уплотнения, присоединенный трубопровод, выполненный из набора патрубков, патрубок входа в двигатель, опоры для крепления входного коллектора к термобарокамере и опоры для крепления присоединенного трубопровода к динамометрической платформе, причем входной коллектор, узел лабиринтного уплотнения, присоединенный трубопровод и патрубок входа в двигатель последовательно соединены между собой герметичными шарнирами, а один патрубок узла лабиринтного уплотнения со стороны входного коллектора закреплен на опорах к термобарокамере, а другой патрубок со стороны двигателя закреплен на опорах к динамометрической платформе

Изобретение относится к области эксплуатации и диагностики авиационного газотурбинного двигателя
Наверх