Способ обнаружения виброгорения в камере сгорания газотурбинного двигателя

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к способам обнаружения режима вибрационного горения (виброгорения), преимущественно, в низкотоксичных камерах сгорания газотурбинных двигателей. В способе обнаружения виброгорения в камере сгорания газотурбинного двигателя в процессе его эксплуатации в качестве динамического параметра, характеризующего наличие виброгорения, измеряют составляющие вибраций корпуса камеры сгорания в выделенном диапазоне частот, определенном путем построения амплитудно-частотной характеристики пульсаций давления в камере сгорания при испытаниях данного типа двигателей. Изобретение позволяет обнаруживать режим виброгорения в камере сгорания газотурбинного двигателя на протяжении всего срока эксплуатации.

 

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к способам обнаружения виброгорения, преимущественно, в низкотоксичных камерах сгорания газотурбинных двигателей, установленных на летательных аппаратах.

В связи с постоянно растущими требованиями относительно выбросов вредных веществ в атмосферу в настоящее время большое внимание уделяется разработке низкотоксичных камер сгорания для газовых турбин промышленного применения. Такие камеры сгорания используют равномерные бедные смеси топлива и газа, обеспечивающие низкое содержание окиси азота NOx в выхлопном газе. Большой технической проблемой при разработке камер, использующих бедные смеси, являются колебания образованного при сгорании давления, частота и амплитуда которых часто приводят к быстрому высокоцикличному усталостному разрушению компонентов камеры сгорания. В процессе работы двигателя необходим контроль за появлением таких колебаний для своевременного проведения необходимых мероприятий, направленных на устранение виброгорения в камере сгорания.

Известен способ обнаружения виброгорения в камере сгорания газотурбинного двигателя GG8-2 компании Пратт и Уитни, заключающийся в измерении посредством датчика, установленного на камере сгорания, динамического параметра, характеризующего наличие виброгорения. В качестве динамического параметра в данном случае измеряют пульсации давления в камере сгорания. Измерения производят пьезоэлектрическим датчиком давления (Veninger A., Morford S., Ateshkadi A., Schlein B.C. Исследования по разработке низкотоксичных камер сгорания для газовых турбин промышленного применения. Промышленная теплотехника, 2002, т.24, №5). При обнаружении виброгорения система контроля двигателя автоматически выполняет маневр временного увеличения направляющего потока с целью подавления флуктуации давления, возвращаясь затем к обычной топливной программе.

К недостаткам известного способа можно отнести то, что для измерения динамического параметра используют датчики пульсаций давлений, установка которых является сложным и трудоемким процессом, поскольку требует внедрения внутрь камеры сгорания. Кроме того, при длительной работе газотурбинных двигателей возможен выход из строя основных элементов этих датчиков, замена которых обходится очень дорого.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение экономичности способа обнаружения виброгорения в камере сгорания на протяжении всей работы газотурбинного двигателя за счет использования для замера динамического параметра, характеризующего наличие виброгорения, штатных датчиков двигателя.

Задача решается тем, что в способе обнаружения виброгорения в камере сгорания газотурбинного двигателя в процессе его эксплуатации, заключающемся в измерении посредством датчика, установленного на камере сгорания, динамического параметра, характеризующего наличие виброгорения, в качестве динамического параметра измеряют составляющие вибраций корпуса камеры сгорания в выделенном диапазоне частот, определенном путем построения амплитудно-частотной характеристики измерения уровня пульсаций давления в камере сгорания при испытаниях данного типа двигателей.

Измерение в качестве динамического параметра, определяющего наличие высокочастотных колебаний, составляющих вибраций предполагает использование в качестве измерителей штатных датчиков вибраций, обладающих достаточной надежностью, чтобы обеспечить проведение замеров на протяжении всей работы двигателей. Использование штатных датчиков вибраций исключает необходимость установки на корпусе камеры сгорания датчиков пульсаций давлений.

Измерение составляющих вибраций камеры сгорания в диапазоне частот, выделенном при испытаниях двигателя, определенном путем измерения уровня пульсаций давления в камере сгорания при испытаниях данного типа двигателей, позволяет осуществлять контроль за возможным появлением высокочастотных колебаний в камере сгорания и проводить упреждающую регулировку распределения топлива по ее форсункам.

Способ обнаружения виброгорения в камере сгорания газотурбинного двигателя в процессе его эксплуатации осуществляется следующим образом.

До начала испытаний двигателя на камере сгорания испытываемого образца устанавливают датчики пульсации давления. В ходе проведения испытаний измеряют пульсации давления в камере сгорания двигателя, определяют характер появления высокочастотных колебаний по частотам и из полученных значений выделяют диапазон частот, для которого характерно наличие виброгорения.

На двигателях типа испытываемого образца при их эксплуатации на протяжении всей работы посредством установленного на корпусе камеры сгорания датчика вибраций измеряют составляющие вибраций в области частот, выделенной при испытаниях испытываемого образца.

В устройстве обработки данных измеренные значения сравниваются с эталонными, и по результатам сравнения автоматически подается сигнал на исполнительный орган, изменяющий соотношение топлива между контурами камеры сгорания.

Изобретение позволяет обеспечить проведение обнаружения виброгорения в камере сгорания газотурбинного двигателя на протяжении всей работы двигателя.

Способ обнаружения виброгорения в камере сгорания газотурбинного двигателя, заключающийся в измерении посредством датчика, установленного на камере сгорания, динамического параметра, характеризующего наличие виброгорения, отличающийся тем, что в качестве динамического параметра измеряют составляющие вибраций корпуса камеры сгорания в выделенном диапазоне частот, определенном путем построения амплитудно-частотной характеристики измерения уровня пульсаций давления в камере сгорания при испытаниях данного типа двигателей.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к энергетике, в частности к энергонезависимым газовым клапанам, используемым в устройствах для сжигания газообразного топлива, и может быть использовано в газогорелочных устройствах паровых и водогрейных котлов наружного размещения.

Изобретение относится к технике сжигания газовоздушных смесей, в частности шахтного метана, представляющего собой метановоздушную смесь переменного состава, каптируемого при дегазации шахтных выработок.

Изобретение относится к двухступенчатым атмосферным комбинированным газовым горелкам и может быть применено в газогорелочных устройствах паровых и водогрейных котлов.

Изобретение относится к энергетике, в частности к устройствам для сжигания газообразного топлива, и может быть использовано в газогорелочных устройствах паровых и водогрейных котлов.

Изобретение относится к устройству управления и защиты вентиля подачи газа. .

Изобретение относится к области процессов горения и может быть использовано для регулирования подачи газа и предупреждения аварийных ситуаций. .

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к управлению горелками в котельных, печах и т.д. .

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к управлению горелками в котельных, печах и т.д. .

Изобретение относится к отоплению, в частности к способам и устройствам для контроля процесса горения топлива. .

Изобретение относится к автоматизации теплотехнических процессов и может быть использовано преимущественно для автоматизации контроля и регулирования аппаратов, работающих на теплонесущих и тепловыделяющих потоках (газ, пар, вода, воздух).

Изобретение относится к устройству мониторинга смолистого вещества, способам измерения смолистого вещества и системе газовой турбины

Изобретение относится к области газификации твердого топлива

Изобретение относится к области энергетики

Изобретение относится к устройству быстрого гашения керосиновой печки с неподвижным фитилем за счет перекрытия трубки подачи топлива, когда керосиновая печка переворачивается или при землетрясении, и обеспечивает отсутствие риска аварийной поломки

Изобретение относится к области энергетики

Способ диагностирования склонности камеры сгорания к гудению в рабочем состоянии, включающий следующие этапы: эксплуатацию камеры сгорания в рабочем состоянии; регистрацию термоакустической величины газового объема камеры сгорания и/или величины колебаний конструкции камеры сгорания в рабочем состоянии и определение параметрической величины по термоакустической величине и/или по величине колебаний; определение спектра параметрической величины в рабочем состоянии в виде ее амплитудной характеристики в зависимости от времени; идентификацию первого и второго резонансов параметрической величины с помощью спектра; определение амплитудного значения первого резонанса и амплитудного значения второго резонанса; расчет параметра стабильности в качестве функции амплитудного значения первого резонанса и амплитудного значения второго резонанса; определение нижнего и/или верхнего значения расстояния, на которое параметр стабильности лежит выше нижнего заданного порогового и/или ниже верхнего заданного порогового значения. Пороговые значения выбраны таким образом, что в случае эксплуатации камеры сгорания в рабочем состоянии с еще допустимо высокой склонностью к гудению параметр стабильности в этом рабочем состоянии имеет одно из пороговых значений. Определяют квантификацию склонности к гудению посредством нижнего и/или верхнего значения расстояния. При этом параметрической величиной является звуковое давление в камере сгорания, измеряемое с помощью, по меньшей мере, одного микрофона. Изобретение направлено на создание способа диагностирования, при котором камера сгорания может эксплуатироваться с достаточно низкой склонностью к гудению. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 4 ил.

Датчик погасания пламени предназначен для непрерывного контроля факела горелок котельного оборудования и печей, при сжигании твердого, жидкого, газообразного топлива для разогрева сырья и теплоносителей. Непрерывный контроль необходим для работы систем безопасности горелок печи, котла, осуществляющих отключение подачи топлива на горелку при непоявлении ее факела в течение заданного времени, при розжиге или исчезновении факела горелки в режимах растопки печи, котла при работе на различных нагрузках. Датчик позволяет: компенсировать влияние внешней фоновой засветки (естественного и искусственного освещения, раскаленных стенок печи, камер сгорания котла), осуществлять самобалансировку по мере старения фотоприемника и загрязнения оптических узлов продуктами горения (сера, сажа, конденсат), обеспечивать на одном выделенном канале измерения распределенной системы управления (РСУ) одновременную регистрацию наличия факела горелок, отказа датчиков погасания пламени, стабильность горения, проводить самодиагностику, без использования различных имитаторов, электромеханических шторок, обтюраторов, сложных микропроцессорных алгоритмов коррекции. Технический результат - повышение надежности датчика. 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к энергетике. Система отопления включает устройство отопления, снабженное системой обнаружения пламени, находящийся в гидравлическом соединении с устройством отопления дозировочный насос, так что топливо может подаваться к устройству отопления по меньшей мере в одном процессе наполнения трубопровода, и устройство управления для управления устройством отопления и дозировочным насосом. Способ автоматического наполнения трубопровода в системе отопления, работающей на топливе, снабженной системой обнаружения пламени, включает в себя этапы: запуск процесса наполнения трубопровода, управление системой отопления, так что во время процесса наполнения трубопровода осуществляются разогрев или попытки воспламенения топлива, и окончание процесса наполнения трубопровода при обнаружении пламени. Изобретение позволяет повысить надежность распознавания степени наполнения жидкостных трубопроводов системы отопления без необходимости наличия дополнительных сенсоров или отдельного программирования различных вариантов системы отопления в устройстве управления. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области двигателестроения. Технический результат: обеспечение надежного обнаружения вибрационного горения для предотвращения нерасчетной работы и поломки двигателя. Регистрацию изменения частот колебаний параметров газодинамического движения производят датчиком, чувствительным к электромагнитному излучению продуктов горения в камере сгорания, определяют спектральную плотность в спектре мощности временной реализации этого сигнала, сравнивают с эталонным значением спектральной плотности и в случае превышения определяемого параметра заданного эталонного значения определяют частоту, на которой произошло превышение, сравнивают эту частоту со значениями частот вибрационного горения данной камеры сгорания и вырабатывают сигнал в систему контроля двигателя о наличии вибрационного горения. 2 ил.
Наверх