Способ управления газотурбинным двигателем со свободной турбиной для электростанций малой и средней мощности


 


Владельцы патента RU 2476971:

ЗАКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ФИРМА "ГАЗ-СИСТЕМА-СЕРВИС" (RU)

Использование: в системах автоматического управления (САУ) газотурбинными двигателями (ГТД) со свободной турбиной, применяемыми в составе газотурбинных установок (ГТУ) для привода электрогенераторов (ЭГ) газотурбинных электростанций (ГТЭС). Технический результат заключается в повышении надежности. Согласно способу при управлении газотурбинным двигателем со свободной турбиной для электрических станций малой и средней мощности, изменяют расход топлива в камеру сгорания в зависимости от рассогласования между заданным и измеренным значениями частоты вращения вала свободной турбины, при этом дополнительно, в случае отключения электростанции от сети неограниченной мощности, выполняется сброс заданного значения частоты вращения свободной турбины, полученного при наборе нагрузки в сети неограниченной мощности, до номинального значения. 1 ил.

 

Изобретение относится к области газотурбинного двигателестроения и может быть использовано в электронных системах автоматического управления (САУ) газотурбинными двигателями (ГТД) со свободной турбиной, применяемыми в составе газотурбинных установок (ГТУ) для привода электрогенераторов (ЭГ) газотурбинных электростанций (ГТЭС) малой и средней мощности.

Известен способ ручного управления ГТД: Константинов В.Н. Системы судовых электроэнергетических систем, Л.: Судостроение, 1972 г., с.33-34.

Недостатком известного способа является его низкая эффективность.

Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности является способ управления газотурбинным двигателем со свободной турбиной для электростанций малой и средней мощности, путем изменения расхода топлива в камеру сгорания в зависимости от рассогласования между заданным и измеренным значениями частоты вращения вала свободной турбины, патент РФ №2374473.

Недостатком известных способов является большое время восстановления номинальной частоты вращения свободной турбины в случае отключения электростанции от сети неограниченной мощности. После окончания переходного процесса, связанного с уменьшением нагрузки, в течение длительного времени продолжается процесс, связанный с восстановлением номинального заданного значения частоты вращения свободной турбины. Это снижает надежность работы ГТЭС.

Целью изобретения является повышение надежности работы ГТЭС за счет уменьшения времени восстановления номинальной частоты вращения свободной турбины при отключении электростанции от сети неограниченной мощности.

Поставленная цель достигается тем, что в способе управления газотурбинным двигателем со свободной турбиной для электрических станций малой и средней мощности путем изменения расхода топлива в камеру сгорания в зависимости от рассогласования между заданным и измеренным значениями частоты вращения вала свободной турбины, дополнительно в случае отключения электростанции от сети неограниченной мощности выполняют сброс заданного значения частоты вращения свободной турбины, полученного при наборе нагрузки в сети неограниченной мощности, до номинального значения.

На чертеже показана схема устройства, реализующего заявляемый способ управления газотурбинным двигателем со свободной турбиной для электрических станций малой и средней мощности. Устройство содержит задатчик 1 номинальной частоты вращения свободной турбины, последовательно соединенные интегратор 2 команд «Увеличить частоту», «Уменьшить частоту», ключ 3, сумматор 4, последовательно соединенные датчик 5 частоты вращения свободной турбины, блок 6 вычитания, регулятор 7, управляющий расходом топлива в газотурбинный двигатель 8, датчик 5 подключен к ротору двигателя 8, выход ключа 3 подключен к сумматору 4, на второй вход сумматора 4 подключен задатчик 1.

Устройство работает следующим образом. До подключения электростанции к сети неограниченной мощности ключ 3 разомкнут, на блок вычитания 6 подается сигнал от задатчика 1 номинальной частоты вращения и сигнал от датчика 5 частоты вращения свободной турбины, регулятор топлива 7 изменяет расход топлива в газотурбинный двигатель 8, обеспечивая равенство частоты вращения свободной турбины ее номинальному значению при любом изменении автономной нагрузки электростанции.

Перед подключением электростанции к сети неограниченной мощности ключ 3 замыкают и подачей команд «Увеличить частоту», «Уменьшить частоту» на интегратор 2 смещают в сумматоре 4 номинальное значение заданной частоты вращения свободной турбины, чтобы частота электростанции синхронизировалась с частотой сети. После включения электростанции в сеть командами «Увеличить частоту» через интегратор 2 снова смещают в сумматоре 4 номинальное значение заданной частоты вращения свободной турбины, теперь уже однозначно вверх, чтобы заданная частота свободной турбины превышала фактическую частоту вращения свободной турбины, которую удерживает сеть неограниченной мощности. Это делают до тех пор, пока мощность, отдаваемая в сеть неограниченной мощности, не достигнет желаемой величины. (Повышение заданного значения частоты вращения свободной турбины при постоянной частоте сети неограниченной мощности разворачивает вектор ЭДС электростанции относительно вектора напряжения сети, благодаря чему и набирается нагрузка).

При отключении от сети неограниченной мощности следует разомкнуть ключ 3, и тогда заданное значение частоты вращения свободной турбины не будет смещенным относительно номинального значения, и свободная турбина, уже не удерживаемая сетью неограниченной мощности, после того как регулятор уменьшит расход топлива до величины, которая нужна для обеспечения автономной нагрузки, вернется к номинальной частоте вращения. Введение ключа 3, который будет размыкаться автоматически при отключении от сети неограниченной мощности, позволит обеспечить более быстрое снижение частоты вращения свободной турбины до номинальной, чем это может быть сделано подачей команд «Уменьшить частоту» на интегратор 2 от АСУ или от оператора.

Таким образом, обеспечивается повышение качества работы САУ за счет того, что в случае отключения электростанции от сети неограниченной мощности выполняется сброс заданного значения частоты вращения свободной турбины, полученного при наборе нагрузки в сети неограниченной мощности по командам «Увеличить частоту» от АСУ или оператора, до номинального значения. Это повышает надежность работы ГТЭС.

Способ управления газотурбинным двигателем со свободной турбиной для электрических станций малой и средней мощности путем изменения расхода топлива в камеру сгорания в зависимости от рассогласования между заданным и измеренным значениями частоты вращения вала свободной турбины, отличающийся тем, что дополнительно в случае отключения электростанции от сети неограниченной мощности выполняется сброс заданного значения частоты вращения свободной турбины, полученного при наборе нагрузки в сети неограниченной мощности, до номинального значения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления параллельно работающими на общую нагрузку статическими источниками. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при построении систем генерирования электрической энергии. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в регуляторе мощности и регуляторе процесса или устройства (1) регулировки мощности, которые предназначены для регулирования гибридного источника энергии для летательного аппарата.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления параллельно работающими на общую нагрузку статическими источниками, входящими в состав автономной системы генерирования электрической энергии, системы бесперебойного электропитания или системы электроснабжения при возможной несимметрии нагрузки.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при построении систем генерирования электрической энергии или систем гарантированного электропитания с использованием параллельной работы источников.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при построении систем генерирования электрической энергии или систем гарантированного электропитания, в которых источники включаются параллельно на общую нагрузку.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при построении систем генерирования электрической энергии или систем гарантированного электропитания.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к разделу преобразовательной техники и может быть использовано при построении систем вторичного электропитания.

Изобретение относится к области электротехники. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при управлении параллельной работой, например, судовых генераторов переменного тока с квазистатическими внешними характеристиками.

Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано для управления работой газотурбинных двигателей летательных аппаратов на переходных режимах.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в электронных системах (САУ) автоматического управления газотурбинными двигателями (ГТД).

Изобретение относится к области управления работой газотурбинных двигателей. .

Изобретение относится к газовой турбине, прежде всего к силовой установке газовой турбины с устройством подачи топлива и устройством управления. .

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в электронно-гидромеханических системах (САУ) автоматического управления ГТД.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в электронно-гидромеханических системах (САУ) автоматического управления ГТД.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в электронно-гидромеханических системах (САУ) автоматического управления ГТД.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в системах автоматического управления газотурбинными двигателями (ГТД). .

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в электронных системах (САУ) автоматического управления газотурбинными двигателями (ГТД)
Наверх