Способ контроля технического состояния газотурбинной установки

Авторы патента:

G01M15/14 - Испытание машин и двигателей (испытание топливовпрыскивающей аппаратуры F02M 65/00; испытание зажигания двигателей внутреннего сгорания, например проверка синхронизации F02P 17/00; обнаружение стуков в двигателях внутреннего сгорания G01L 23/22)

Владельцы патента RU 2444717:

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). 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.

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.

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.

Изобретение относится к технике испытаний газотурбинных двигателей (ГТД) и может быть использовано как герметичное компенсирующее устройство стыка между фланцем присоединенного трубопровода и переходным фланцем газотурбинного двигателя при температуре рабочего воздуха, подаваемого на вход ГТД.

Способ оценки технического состояния двигателя внутреннего сгорания // 2443989

Изобретение относится к технике испытания в эксплуатационных условиях двигателей внутреннего сгорания (ДВС) с воспламенением рабочей смеси от сжатия. .

Способ контроля технического состояния газотурбинного двигателя // 2442126

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

Способ идентификации источников шума транспортного средства // 2439528

Изобретение относится к технической акустике. .

Способ эксплуатации авиационного газотурбинного двигателя по его техническому состоянию // 2439527

Изобретение относится к области эксплуатации и диагностики авиационного газотурбинного двигателя. .

Входное устройство для испытаний газотурбинных двигателей в термобарокамере // 2439526

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.

Способ безразборной диагностики степени износа подшипников двигателя внутреннего сгорания // 2439525

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

Устройство для определения аэродинамических характеристик модели в сверхзвуковой аэродинамической трубе // 2438112

Энергетический способ определения момента инерции двигателя внутреннего сгорания // 2438111

Изобретение относится к способам бестормозных испытаний двигателей внутреннего сгорания. .

Способ определения оптимальной поглощающей способности адсорбера транспортного средства // 2436990

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

Стенд для испытаний энергоустановок с криогенными компонентами топлива // 2445503

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при стендовых испытаниях жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) и других энергоустановок с криогенными компонентами топлива

Автоматизированная система диагностики стационарных дизельных двигателей // 2445596

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

Способ оценки технического состояния двигателя внутреннего сгорания // 2445597

Изобретение относится к методам контроля в эксплуатационных условиях поршневых двигателей внутреннего сгорания (ДВС)

Способ диагностики технического состояния газотурбинного двигателя // 2445598

Изобретение относится к способам диагностики технического состояния газотурбинного двигателя (ГТД) с применением нейронных сетей

Способ определения угла поворота вектора силы тяги гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя с косым срезом сопла по результатам летных испытаний его на гиперзвуковой летающей лаборатории // 2445599

Изобретение относится к авиадвигателестроению, а именно, к новому направлению в нем - гиперзвуковым прямоточным воздушно-реактивным двигателям (ГПВРД), прежде всего - к определению угла поворота вектора силы тяги двигателя с косым срезом сопла по результатам летных испытаний ГПВРД на гиперзвуковой летающей лаборатории (ГЛЛ)

Способ параметрической диагностики компрессора газотурбинного двигателя // 2446386

Изобретение относится к области контроля технического состояния агрегатов современных газотурбинных двигателей (ГТД)

Способ управления газотурбинным двигателем // 2447418

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

Способ обкатки двигателей внутреннего сгорания и стенд для его реализации // 2449142

Изобретение относится к области эксплуатации машин и машиностроению и может быть использовано при обкатке, контроле, испытании и диагностировании двигателей внутреннего сгорания (ДВС)

Устройство для испытаний жидкостных ракетных двигателей // 2449159

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано для экспериментальной отработки при создании и модернизации маршевых однокамерных и многокамерных установок, в частности для имитации высотных условий при огневых испытаниях жидкостных ракетных двигателей с соплами больших степеней расширения

Способ диагностики двигателей внутреннего сгорания // 2451276

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения технического состояния двигателей внутреннего сгорания (ДВС) в эксплуатационных условиях