Способ работы газотурбинного двигателя и газотурбинная установка для осуществления указанного способа



Способ работы газотурбинного двигателя и газотурбинная установка для осуществления указанного способа
Способ работы газотурбинного двигателя и газотурбинная установка для осуществления указанного способа
Способ работы газотурбинного двигателя и газотурбинная установка для осуществления указанного способа

Владельцы патента RU 2557819:

АЛЬСТОМ ТЕКНОЛОДЖИ ЛТД (CH)

Изобретение относится к энергетике. Способ работы газотурбинной установки, содержащей компрессор, турбину и камеру сгорания с группой пусковых горелок, группой горелок с предварительным смешением, работающих на обогащенной топливовоздушной смеси, и группой горелок с предварительным смешением, работающих на обедненной топливовоздушной смеси, в условиях изменения состава поступающего газового топлива, при этом указанный способ включает стадии: непрерывного измерения в реальном времени состава газового топлива, регулирования работы указанного газотурбинного двигателя и сжигание топлива в указанных горелках с использованием указанных измерений состава газового топлива в реальном времени. Также представлена газотурбинная установка для осуществления способа согласно изобретению. Изобретение позволяет обеспечить работу установки в оптимальном диапазоне, а также обеспечить оптимальный эффект сокращения вредных выбросов, оптимальные пульсационные характеристики и надежность работы газотурбинного двигателя. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к технологии газотурбинных двигателей. Оно относится к способу работы газотурбинного двигателя в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения. В частности, изобретение относится к способу надежной работы газотурбинного двигателя при изменении составов топливного газа. Кроме того, оно относится к газотурбинной установке для осуществления указанного способа.

Уровень техники

Обычно газотурбинные двигатели приводятся в действие с использованием сжигаемого природного газа. Природный газ состоит, главным образом, из СНЦ (метан). Кроме того, природный газ содержит также так называемые неметановые компоненты, которыми могут быть разбавляющие или обогащающие вещества. Примерами разбавляющих веществ являются азот (N2) и CO2 (диоксид углерода). Обогащающими веществами обычно являются предельные углеводороды (C2+), такие как C2H6 (этан), C3H8 (пропан), бутан и т.п.

В настоящее время принято характеризовать качество, т.е. состав природного газа, с использованием двух показателей. Этими показателями являются теплотворная способность топлива, с одной стороны, и индекс Воббе, с другой стороны. Помимо этого, до настоящего момента установилась общепринятая практика работы газотурбинного двигателя на природном газе стабильного качества. В настоящее время компании, обеспечивающие поставку газа, еще не способны гарантировать стабильность качества природного газа, которым они снабжают потребителя.

В ходе либерализации рынка природного газа поставщики природного газа все в большей степени пытаются оптимизировать требования к природному газу и цены на природный газ. В результате природный газ получают из различных источников, смешивают его и подают потребителю. Это, в свою очередь, приводит к высокой степени непостоянства, изменчивости качества и/или состава природного газа.

Ясно, что эти переменные свойства природного газа оказывают влияние на процесс сжигания в камере сгорания газотурбинного двигателя и, соответственно, значительное влияние на работу газотурбинного двигателя. Замена топливного газа (газового топлива) приводит к выходу газотурбинного двигателя за пределы его оптимального рабочего диапазона. Это оказывает воздействие на эффект сокращения вредных выбросов и пульсационные характеристики и снижает надежность работы. Поэтому фирмы-владельцы энергетической установки в перспективе должны быть готовы к изменению качества природного газа.

Ранее уже было предложено измерять содержание алкана C2+ в газовом топливе и изменение распределения массовых расходов газового топлива между различными камерами сгорания и форсунками в соответствии с изменениями состава газового топлива (см, например, US 7216486 или US 7516608). В патентном документе US 7854110 описан процесс регулирования рабочих параметров газотурбинного двигателя, исходя из величины изменения энергосодержания газового топлива.

С другой стороны, было предложено (см., например, патентные документы US 7484352, или US 2006/0040225, или US 2009/0037029) изменять распределение массовых расходов топлива между различными камерами сгорания и форсунками в зависимости от пульсаций, возбуждаемых в камере сгорания.

Однако все еще существует необходимость в лучшей адаптации работы газотурбинного двигателя к быстрому изменению составов газового топлива в целях повышения стабильности работы и надежности газотурбинного двигателя.

Сущность изобретения

В связи с изложенным задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы даже в широком интервале быстрого изменения составов газового топлива газотурбинная установка всегда работала в оптимальном диапазоне.

Задача настоящего изобретения заключается также в обеспечении оптимального эффекта сокращения вредных выбросов, оптимальных пульсационных характеристик, а также надежности работы газотурбинного двигателя.

Эти и другие задачи решаются с помощью способа работы газотурбинного двигателя, содержащего компрессор, турбину и камеру сгорания с группой пусковых горелок, группой горелок с предварительным смешением, работающих на обедненной топливовоздушной смеси, и группой горелок с предварительным смешением, работающих на обогащенной топливовоздушной смеси, в условиях изменения состава поступающего газового топлива, при этом предложенный способ включает следующие стадии:

непрерывное измерение в реальном времени состава газового топлива; и регулирование работы указанного газотурбинного двигателя и сжигание топлива в указанных горелках с использованием указанных измерений состава газового топлива в реальном времени.

В соответствии с одним воплощением изобретения способ распределения топлива между группой пусковых горелок, группой горелок с предварительным смешением, работающих на обедненной топливовоздушной смеси, и группой горелок с предварительным смешением, работающих на обогащенной топливовоздушной смеси, оптимизируют в зависимости от измеренного фактического состава газового топлива.

Согласно другому воплощению изобретения способ регулирования горения в зависимости от трех указанных составов топлива комбинируют с регулированием горения в зависимости от пульсаций.

В соответствии со следующим воплощением способа согласно изобретению в соответствии с новыми условиями изменяют в реальном времени низшую теплотворную способность (LHV) и молекулярный вес (MR) газообразного топлива для повышения стабильности регулирования двигателя во время переходного режима его работы.

В соответствии с еще одним воплощением предложенного способа состав газового топлива измеряют с помощью быстродействующих ИК-газоанализаторов (FIRGAs).

Согласно другому воплощению изобретения измеряют общую концентрацию углеводородов, имеющих два или более атомов углерода (C2+), и полученные результаты используют в качестве входного сигнала для регулирования газотурбинного двигателя.

В соответствии со следующим воплощением изобретения дополнительно в качестве входного сигнала для регулирования газотурбинного двигателя используют величины концентраций CH4, C2H6, C3H8 и CO2.

Еще одно воплощение изобретения характеризуется тем, что выше по ходу течения потока размещено устройство для смешения топлива.

Газотурбинная установка в соответствии с изобретением содержит газотурбинный двигатель, состоящий из компрессора, турбины и камеры сгорания с группой пусковых горелок, группой горелок предварительного смешения, работающих на обедненной топливовоздушной смеси, и группой горелок предварительного смешения, работающих на обогащенной топливовоздушной смеси, при этом указанные группы горелок снабжаются газовым топливом под контролем системы регулирования газотурбинного двигателя; газотурбинная установка отличается тем, что она снабжена средствами для анализа состава газообразного топлива, а также тем, что выход указанных средств анализа соединен с указанной системой регулирования газотурбинного двигателя посредством входной линии анализатора состава.

Одно воплощение газотурбинного двигателя отличается тем, что каждая из указанных групп горелок обеспечена регулирующим клапаном, и указанные регулирующие клапаны регулируются с помощью указанной системы регулирования газотурбинного двигателя посредством линии передачи команд.

В соответствии с другим воплощением предложенной газотурбинной установки система фильтрации и непрерывного контроля пульсаций в процессе горения непрерывно контролирует указанную камеру сгорания и соединена с указанной системой регулирования газотурбинного двигателя посредством линии передачи команд из системы непрерывного контроля.

Согласно другому воплощению предложенной газотурбинной установки выше по потоку от камеры сгорания установлено устройство для смешения топлива.

Краткое описание чертежей.

Настоящее изобретение более подробно будет раскрыто ниже с помощью различных воплощений и со ссылками на приложенные чертежи.

Фиг.1 - принципиальная схема газотурбинной установки в соответствии с одним воплощением изобретения, в котором используются быстродействующий ИК-газоанализатор и определенная система регулирования газотурбинного двигателя.

Фиг.2 - подробные сведения, касающиеся особенности системы регулирования газотурбинного двигателя, показанной на фиг.1.

Фиг.3 - графический пример принципа быстродействия (по сравнению с газовыми хроматографами (GCs)) в ответ на изменения состава газового топлива, основанного на использовании быстродействующих ИК-газоанализаторов (FIRGAs) в соответствии с изобретением.

Подробное описание различных воплощений изобретения

В настоящее время на существующий во всем мире парк газотурбинных двигателей накладываются все возрастающие требования для сжигания природного газа с более высокими содержаниями C2+ (углеводороды более высокого порядка) и, кроме того, с имеющими большую величину и быстроту флуктуации содержания C2+.

Настоящее изобретение предоставляет новый принцип регулирования работы газотурбинного двигателя, который, прежде всего, может обеспечить адаптацию работы двигателя к частым и быстрым изменениям качеств газового топлива.

Настоящее изобретение основано на общей идее реализации принципа регулирования с использованием двух быстродействующих ИК-газоанализаторов (FIRGAs) для детектирования изменения содержаний C2+ и инертного газа в составе топлива.

В то время как традиционные газовые хроматографы (GCs) имеют время отклика (срабатывания) до 20 минут (см. фиг.3), время отклика быстродействующих инфракрасных датчиков (FIRGAs) составляет менее 20 секунд. Изобретение использует эту выгодную особенность инфракрасных ИК-газоанализаторов для того, чтобы в режиме, близком к режиму реального времени, вновь оптимизировать основные рабочие характеристики двигателя для текущего состава топлива.

На фиг.1 представлена принципиальная схема газотурбинной установки в соответствии с одним воплощением изобретения, в которой используются быстродействующие ИК-газоанализаторы и специальная система регулирования газотурбинного двигателя. Газотурбинная установка 10 содержит газотурбинный двигатель 11 с компрессором, камерой 13 сгорания и турбиной 14. Камера 13 сгорания содержит три различные группы 15a-c топливных горелок, а именно, группу 15a пусковых горелок, группу 15b горелок предварительного смешения, работающих на обогащенной топливовоздушной смеси, и группу 15c горелок предварительного смешения, работающих на обедненной топливовоздушной смеси. Каждая группа горелок снабжается газовым топливом 16, при этом массовый расход газового топлива регулируют с помощью соответствующих клапанов V1, V2 и V3. Для прекращения общей подачи газового топлива установлен отсечной клапан V4.

Состав подаваемого газового топлива 16 анализируют в режиме реального времени с помощью быстродействующих инфракрасных газоанализаторов 17, которые соединены с системой 18 регулирования газотурбинного двигателя с помощью входной линии 20 газоанализаторов.

Кроме того, используется система 19 непрерывного контроля и фильтрации пульсации в процессе горения и для непрерывного контроля указанной камеры сгорания и снабжения указанной системы 18 регулирования газотурбинного двигателя соответствующими данными посредством входной линии 22 системы непрерывного контроля.

Система регулирования газотурбинного двигателя регулирует клапаны V1, V2 и V3 с помощью линии 21 передачи команд в соответствии с результатами измерения, полученными с помощью 17 быстродействующих инфракрасных газоанализаторов (FIRGAs) и системы 19 непрерывного контроля и фильтрации.

Дополнительно выше по потоку от камеры 13 сгорания может быть размещено устройство 23 для перемешивания топлива.

Как показано на фиг.2, в систему регулирования газотурбинного двигателя непосредственно поступают данные по содержанию C2+. Заданные величины распределения топлива при совместной работе горелок (регулирование без обратной связи) устанавливают в зависимости от состава топлива. Для повышения стабильности работы двигателя используют фактические значения LHV и MR. Заданные значения переключения с переходом на новый режим (SWO) и переключения в обратном порядке (SWB) (при регулировании без обратной связи) устанавливают в зависимости от состава топлива. Усовершенствованная логика управления по пульсациям (APCL) также зависит от состава топлива (регулирование с обратной связью, исходя из пульсаций).

Способ работы газотурбинного двигателя в соответствии с изобретением может, таким образом, включать следующие основные особенности:

регулирование работы газотурбинного двигателя и процесса горения в горелках за счет использования данных измерений концентрации газообразного топлива в режиме реального времени, при этом концентрацию газообразного топлива измеряют с помощью быстродействующих инфракрасных газоанализаторов (FIRGAs) 17;

оптимизация в реальном времени распределения топлива между группой 15a пусковых горелок, группой 15b горелок предварительного смешения, работающих на обогащенной топливовоздушной смеси, и группой 15c горелок предварительного смешения, работающих на обедненной топливовоздушной смеси, в зависимости от фактического состава топлива;

комбинация регулирования процесса горения, основанного на составе топлива (т.е. в зависимости от C2+), и регулирования горения в зависимости от пульсаций; и

кроме того, производимые в режиме реального времени корректировки в соответствии с новыми величинами низшей теплотворной способности топлива (LHV в МДж/кг) и молекулярного веса (MR в г/моль) для повышения стабильности контроля работы газотурбинного двигателя при работе двигателя в переходном режиме.

Предложенная идея изобретения позволяет оптимизировать процесс сжигания топлива и повысить надежность работы двигателя при изменении источников газообразного топлива во всем диапазоне нагрузок вплоть до номинальной нагрузки. Массовый расход газообразного топлива является, таким образом, функцией относительной нагрузки RL, пульсаций CP в процессе горения и состава FC топлива:

mi=f(RL, CP, FC).

При проведении процесса предварительного смешения в области выше точки переключения регулирование сжигания, осуществляемое в зависимости от пульсаций с помощью более совершенной логической схемы управления пульсациями, комбинируют с регулированием на основе состава топлива, что позволяет дополнительно повысить функциональную надежности и оптимизировать характеристиками по вредным выбросам и пульсациям даже в случае замены источника газового топлива.

В соответствии с примером воплощения изобретения работа газотурбинного двигателя характеризуется следующими особенностями:

для измерений состава газового топлива в режиме реального времени используют быстродействующие инфракрасные газоанализаторы (FIRGAs);

в качестве входного сигнала для системы (18) регулирования газотурбинного двигателя используют общую концентрацию углеводородов, имеющих два или более атомов углерода (содержание C2+), а также концентрации CH4, C2H6, C3H8 и CO2;

оптимизировано распределение топлива при работе горелок предварительного смешения между группами 15b и 15с горелок предварительного смешения, работающих на обогащенной и бедной топливовоздушной смеси, соответственно, в зависимости от содержания C2+;

используется комбинация регулирования с обратной связью, основанного на измерении пульсаций в камере сгорания (более совершенная логическая схема управления пульсациями), с регулированием без обратной связи на основе фактического текущего состава газового топлива;

регулировка переключения на новый режим, а также переключения в обратном направлении распределения газового топлива между пусковыми горелками и горелками предварительного смешения, работающими на обогащенной и обедненной топливовоздушной смеси, в зависимости от измеренного содержания C2+;

оптимизация распределения топлива при совместном функционировании горелок между группами 15a-c пусковых горелок и горелок предварительного смешения, работающих на обогащенной и обедненной топливовоздушной смеси;

проведение оценки в реальном времени низшей теплотворной способности (LHV) и молекулярного веса (MR) природных газов и непрерывное использование этой информации для повышения эффективности регулирования переходного режима газотурбинного двигателя.

Согласно альтернативному воплощению оценку величин LHV и MR топлив на основе природного газа осуществляют без проведения анализа состава газа полностью, т.е. в режиме реального времени измеряют концентрации только CH4, C2H6, C3H8 и CO2.

В том случае, если содержание C2+ в газовом топливе превышает определенные рабочие пределы, реализуют меры защиты газотурбинного двигателя.

Размещение устройства 23 для смешивания различных видов газообразного топлива выше по потоку от камеры 13 сгорания может уменьшить очень сильные градиенты свойств газового топлива. Эта мера дополнительно обеспечивает устойчивый процесс регулирования двигателя.

Основные преимущества изобретения

Одно из преимуществ изобретения заключается в том, что газотурбинный двигатель теперь способен быстро и надежно реагировать на изменение составов газового топлива даже в широком диапазоне быстрого изменения составов газового топлива.

Следствиями этого преимущества являются улучшенная работа двигателя за счет ее оптимизации в режиме реального времени во всем интервале содержаний C2+ в топливе и бесперебойная работа двигателя благодаря его повышенной надежности при флуктуирующих содержаниях C2+ во всем интервале содержаний.

Другое преимущество изобретения заключается в том, что обеспечивается работа газотурбинного двигателя с оптимальными вредными выбросами и пульсационными характеристиками. Это повышает маневренность в работе фирмы-владельца газотурбинной установки, и она может использовать в своих интересах коммерческие выгоды замены топлив, содержащих C2+, на рынке топливной продукции.

Перечень ссылочных позиций:

10 - газотурбинная установка

11 - газотурбинный двигатель

12 - компрессор

13 - камера сгорания

14 - турбина

15a, b, c - группа горелок

16 - газовое топливо 17-FIRGA

18 - система регулирования газотурбинного двигателя

19 - система фильтрации и непрерывного контроля пульсаций в процессе горения

20 - входная линия газоанализатора

21 - линия передачи команд

22 - входная линия непрерывного контроля

23 - устройство для смешения топлив

GC - газовый хроматограф

FIRGA - быстродействующий инфракрасный газовый анализатор

V1,…, V4 - клапан

1. Способ работы газотурбинного двигателя (11), содержащего компрессор (12), турбину (14) и камеру сгорания (13) с группой (15a) пусковых горелок, группой (15b) горелок предварительного смешения, работающих на обогащенной топливовоздушной смеси, и группой (15c) горелок предварительного смешения, работающих на обедненной топливовоздушной смеси, в условиях изменения состава подаваемого газового топлива (16), включающий в себя этапы, на которых осуществляют
непрерывное измерение в реальном времени состава газового топлива (16),
регулирование работы указанного газотурбинного двигателя (11) и сжигание топлива в указанных горелках (15a-c) с использованием результатов указанных измерений состава газового топлива в реальном времени, причём указанное регулирование процесса сжигания топлива в зависимости от состава комбинируют с регулированием процесса сжигания топлива в зависимости от пульсаций,
отличающийся тем, что комбинируют регулирование с обратной связью, основанное на измерении пульсаций в камере сгорания, с регулированием без обратной связи, основанным на фактическом составе газового топлива, при этом выше по потоку от камеры сгорания (13) расположено устройство (23) смешения газового топлива для смешивания различных типов газовых топлив.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что
распределение топлива между группой (15a) пусковых горелок, группой (15b) горелок предварительного смешения, работающих на обогащенной топливовоздушной смеси, и группой (15c) горелок предварительного смешения, работающих на обедненной топливовоздушной смеси, оптимизируют в зависимости от измеренного фактического состава газового топлива.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что низшую теплотворную способность (LHV) и молекулярный вес (MR) газового топлива (16) изменяют в режиме реального времени в соответствии с новыми условиями для повышения стабильности регулирования двигателя во время переходного режима работы.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что состав газового топлива измеряют посредством быстродействующих ИК-газоанализаторов (FIRGAs).

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что измеряют общую концентрацию углеводородов с двумя или более атомами углерода (C2+) и используют ее в качестве входного сигнала для регулирования газотурбинного двигателя.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что дополнительно в качестве входного сигнала для регулирования газотурбинного двигателя используют концентрации CH4, C2H6, C3H8 и CO2.

7. Способ по п.3, отличающийся тем, что низшую теплотворную способность (LHV) и молекулярный вес (MR) газового топлива (16) оценивают по измерениям в режиме реального времени концентраций CH4, C2H6, C3H8 и CO2.

8. Газотурбинная установка (10) для осуществления способа по любому из пп.1-7, содержащая газотурбинный двигатель (11), содержащий компрессор (12), турбину (14) и камеру сгорания (13) с группой (15a) пусковых горелок, группой (15b) горелок предварительного смешения, работающих на обогащенной топливовоздушной смеси, и группой (15c) горелок предварительного смешения, работающих на обедненной топливовоздушной смеси, при этом указанные группы (15a-c) горелок снабжаются газообразным топливом (16) под контролем системы (18) регулирования газотурбинного двигателя, отличающаяся тем, что предусмотрены средства (17) анализа состава газового топлива (16), при этом выход указанного средства (17) анализа соединен с указанной системой (18) регулирования газотурбинного двигателя посредством входной линии (20) анализатора состава с регулированием без обратной связи, а система (19) фильтрации и непрерывного контроля пульсации с регулированием с обратной связью непрерывно при сжигании топлива контролирует указанную камеру (13) сгорания и соединена с указанной системой (18) регулирования газотурбинного двигателя посредством выходной линии (22) системы непрерывного контроля, причём выше по потоку от камеры сгорания (13) расположено устройство (23) смешения топлива для смешения различных типов газового топлива.

9. Газотурбинная установка по п.8, отличающаяся тем, что предусмотрен регулирующий клапан (V1, V2, V3) для каждой из указанных групп (15a-c) горелок, при этом указанные регулирующие клапаны (V1, V2, V3) регулируют посредством линии (21) передачи команд посредством указанной системы (18) регулирования газотурбинного двигателя.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к энергетике. Способ формирования сигнала установочной точки подачи топлива, подаваемого клапаном золотникового типа измерительного устройства в систему впрыска топлива для впрыска топлива в камеру сгорания турбодвигателя, причем положение золотникового клапана зависит от сигнала установочной точки.

Изобретение относится к области эксплуатации авиационных газотурбинных двигателей (ГТД) и может быть использовано для управления подачей топлива в коллекторы основной и/или форсажной камер сгорания ГТД.

Двухканальная система предназначена для автоматического управления ГТД на всех режимах работы двигателя. Система имеет основной и резервный каналы управления.

Изобретение относится к энергетике. Парогазовая установка с пароприводным дозатором-компрессором газового топлива содержит газотурбинный двигатель с камерой сгорания и регулирующим клапаном по топливу, турбогенератор, энергетическую паровую турбину, установленную на валу турбогенератора, котел-утилизатор с паровыми контурами одного или более давлений, систему трубопроводов газа, пара и воды с регулирующей и запорной арматурой, причём установка также содержит компенсационную турбину, установленную на одном валу с приводной паровой турбиной и дозатором-компрессором в общем герметичном корпусе со стороны дозатора-компрессора.

Изобретение относится к области управления работой газотурбинных авиационных двигателей. Согласно способу измеряют температуру воздуха на входе в двигатель, по значению сигнала температуры воздуха на входе в двигатель и первому заданному программному значению регулируемого параметра вырабатывают первый программный управляющий сигнал, который сравнивают с фактическим значением сигнала регулируемого параметра и по сигналу разности их значений осуществляют регулирование подачи топлива в двигатель.

Электроприводной насос для газотурбинного двигателя (ГТД) содержит насос подачи рабочей среды и электропривод, включающий в себя электродвигатель и блок управления частотой его вращения, связанный с электродвигателем, датчиками и системой управления высшего уровня.

Изобретение используется в системах автоматического регулирования дозирования топлива в камеру сгорания газотурбинного двигателя. Технический результат: экономия топлива за счет повышения стабильности статических и динамических характеристик устройства дозирования топлива, повышения точности дозирования топлива в газотурбинный двигатель с одновременным повышением точности всей системы управления газотурбинным двигателем.

Устройство для предварительного смешивания топлива и воздуха, предназначенное для использования перед впускным отверстием основного канала потока текучей среды системы выделения/преобразования энергии и отделенное от зоны тепловыделения в системе выделения/преобразования энергии, содержит множество концентрических, копланарных, некруглых, кольцевых элементов с аэродинамической формой, множество расположенных в радиальном направлении спицеобразных элементов.

Изобретение относится к топливному расходомеру, в который подают топливо с помощью насоса, имеющего входное отверстие и выходное отверстие. Регулирующее устройство содержит поршень, отделяющий вдоль оси вторую камеру от третьей камеры, соединенный с выходным отверстием измерительного клапана, включает в себя соединительный элемент, выполненный с возможностью взаимодействия с элементом клапана, вторую пружину, размещенную в третьей камере, которая прикладывает осевое усилие к поршню, в результате чего проявляется тенденция удержания поршня отсоединенным от элемента клапана, регулирующее устройство также включает в себя канал для соединения второй камеры с третьей камерой.

Способ поэтапного изменения подачи топлива при эксплуатации реактора с камерой сгорания с захваченным вихрем, имеющего, по меньшей мере, одну полость с захваченным вихрем, при этом реактор с камерой сгорания с захваченным вихрем дополнительно имеет как входное устройство для предварительного смешивания, которое обеспечивает смешивание топлива и воздуха и ввод воздушно-топливной смеси в основное впускное отверстие реактора с камерой сгорания с захваченным вихрем, так и, по меньшей мере, одно вихревое устройство для предварительного смешивания, которое обеспечивает смешивание топлива и воздуха и ввод воздушно-топливной смеси непосредственно в, по меньшей мере, одну подобную полость с захваченным вихрем в реакторе с камерой сгорания с захваченным вихрем.

Изобретение относится к энергетике. Способ заполнения топливных коллекторов камер сгорания газотурбинного двигателя, включающий заполнение дозированным топливом как минимум одного топливного коллектора камеры сгорания и подачу через его форсунки топлива в камеру сгорания двигателя. В процессе работы двигателя в емкости подготавливают порцию топлива, достаточную для заполнения вводимого в работу как минимум одного коллектора, перед введением в работу которого заполняют данный коллектор подготовленной порцией топлива, после чего подают в него дозированное топливо. Изобретение позволяет повысить эффективность работы газотурбинного двигателя за счет сокращения времени приемистости при переходе с режима на режим. 1 ил.

Изобретение относится к области автоматического регулирования газотурбинного двигателя (ГТД), а именно к системам управления режимами работы камеры сгорания изменяемой геометрии, т.е. изменяемого объема и изменяемого проходного сечения отверстий жаровой трубы. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности управления рабочим процессом камеры сгорания за счет корректировки заданного значения коэффициента избытка воздуха в первичной зоне горения, в зависимости от значения коэффициента полноты сгорания топлива. Дополнительно введены последовательно соединенные вычислитель коэффициента полноты сгорания топлива и схема сравнения, выход которой соединен с входом программного блока, а также датчик индексов эмиссии монооксидов углерода (CO) и углеводородов (HC), установленный на выходе основной камеры сгорания, выход которого соединен с входом вычислителя коэффициента полноты сгорания топлива, при этом на второй вход схемы сравнения подается заданное значение коэффициента полноты сгорания топлива. 1 ил.

Камера сгорания предназначена для использования в способе поэтапного изменения подачи топлива, при котором части топлива, подаваемые во множестве мест ввода топлива в камеру сгорания, варьируются в соответствии с требуемой мощностью. Камера сгорания содержит множество полостей сжигания в захваченном вихре, устройство предварительного смешивания в комбинации с множеством полостей сжигания в захваченном вихре. Устройство предварительного смешивания содержит входное устройство предварительного смешивания и множество вихревых устройств предварительного смешивания. Входное устройство предварительного смешивания имеет основное впускное отверстие, в котором начинается основной поток, проходящий через камеру сгорания, и множество концентричных, имеющих аэродинамическую форму колец, расположенных перед указанным множеством полостей сжигания в захваченном вихре. Каждое из колец имеет внутренний канал и дополнительно содержит множество отверстий для впрыска топлива, так что топливо протекает из внутреннего канала во входной поток текучей среды вблизи указанного кольца. Каждая пара колец образует между собой кольцевой канал. Вихревое устройство предварительного смешивания соединено с полостью сжигания в захваченном вихре и содержит впускное отверстие для топлива, впускное отверстие для воздуха, камеру, в которой смешиваются топливо и воздух, и выпускное отверстие для воздушно-топливной смеси. Впускное отверстие для топлива включает в себя топливный коллектор с диффузионной пластиной, расположенной в нем. Воздушно-топливная смесь вводится непосредственно в полость сжигания в захваченном вихре в направлении, тангенциальном относительно рециркулирующего потока внутри полости сжигания в захваченном вихре. Поток топлива, проходящий через каждое из множества вихревых устройств предварительного смешивания, является независимо изменяемым. Непосредственно за входным устройством предварительного смешивания и перед указанным множеством полостей сжигания в захваченном вихре расположен конический обтекатель, выполненный с возможностью образования сопла и ускорения предварительно смешанной смеси, выходящей из входного устройства предварительного смешивания. Изобретение направлено на улучшение эксплуатационных характеристик. 6 н. и 13 з.п. ф-лы, 15 ил.

Изобретение может быть использовано в системах управления топливоподачей в форсажную камеру сгорания турбореактивным двухконтурным двигателем с форсажной камерой (ТРДДФ) на форсированных режимах. Способ управления ТРДДФ заключается в том, что измеряют давление за компрессором ( p к * ) и давление за турбиной ( p т * ) , вычисляют перепад давления на турбине ( π T ∑ * = p к * / р т * ) . Далее определяют скорость изменения указанного перепада ( δ π T ∑ * ) и определяют скорость изменения расхода топлива (δGТФ), подаваемого в форсажную камеру сгорания. На максимальных форсированных режимах регулируют подачу топлива в форсажную камеру сгорания в зависимости от величины отношения скорости изменения перепада давления на турбине к скорости изменения расхода топлива ( δ π T ∑ * / δ G T Ф ) , обеспечивая его значение близким к нулю. Технический результат - повышение точности регулирования расхода топлива. 1 з.п. ф-лы, 4 ил..

Изобретение относится к способам регулирования авиационных турбореактивных двигателей (ТРД) с изменяемой геометрией выходного устройства. Способ регулирования авиационного ТРД с изменяемой геометрией выходного устройства включает поддержание заданного перепада давления на турбинах в зависимости от температуры воздуха на входе в двигатель и от режима работы двигателя. При осуществлении способа предварительно для данного типа двигателя дополнительно формируют по меньшей мере две программы регулирования перепада давлений на турбинах, при каждой программе регулирования создают на входе в двигатель и на выходе из двигателя условия, соответствующие различным условиям полета по высоте и скорости, измеряют значения тяги и расхода топлива, затем строят зависимости расхода топлива от тяги, по ним определяют программу регулирования, обеспечивающую минимальный расход топлива в заданном диапазоне тяги и вводят ее дополнительно в регулятор двигателя, а по сигналу с борта самолета при полете на максимальную продолжительность и дальность полета в регуляторе двигателя производят переключение программы управления перепада давления на турбинах на программу, обеспечивающую минимальный расход топлива. Осуществление способа позволяет существенно увеличить дальность и продолжительность полета самолета. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к энергетике. Способ управления положением золотника топливодозирующего устройства для турбинного двигателя как функция заданного значения весового расхода содержит ответ на критерий действительности для выбора весового расхода. Также представлены носитель информации, содержащий исполняемые компьютером инструкции, которые при выполнении предписывают компьютеру осуществлять способ согласно настоящему изобретению, электронный блок и авиадвигатель. Изобретение позволяет улучшить точность управления расходом топлива турбинного двигателя. 4 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к энергетике. Передатчик хода включает канал для обеспечения прохода текучей среды, исполнительный модуль для увеличения давления в гидравлической жидкости, клапанный модуль, функционирующий в зависимости от давления гидравлической жидкости, при этом клапанный модуль расположен внутри канала для регулирования потока текучей среды, и трубку, соединяющую исполнительный модуль и клапанный модуль для передачи давления гидравлической жидкости между исполнительным модулем и клапанным модулем, при этом исполнительный модуль расположен снаружи канала, а клапанный модуль расположен внутри канала. Также представлена газовая турбина, содержащая передатчик хода. Изобретение позволяет предотвратить повреждение исполнительного модуля, а также позволяет повысить гибкость конструкции исполнительного модуля. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к энергетике. Способ управления работой установки внутреннего сгорания с повышением давления, включающий: нахождение скважности импульсов топливной форсунки и частоты циклов сгорания, которые соответствуют заданной рабочей точке нагрузки и заданному коэффициенту заполнения камеры сгорания установки; определение уставки давления подачи топлива, уставки момента впрыска для топливной форсунки и уставки момента зажигания, которые обеспечивают найденную скважность импульсов топливной форсунки и найденную частоту циклов сгорания; и передачу управляющего сигнала давления подачи топлива, содержащего уставку давления подачи топлива, в устройство обеспечения давления топлива, управляющего сигнала топливной форсунки, содержащего уставку момента впрыска топлива, в топливную форсунку и управляющего сигнала момента зажигания, содержащего уставку момента зажигания, в узел зажигания установки. Также представлены установка внутреннего сгорания с повышением давления и контроллер для данной установки. Изобретение позволяет управлять работой установки внутреннего сгорания с повышением давления. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ для мониторинга системы для приведения в действие изменяемых геометрий турбореактивного двигателя, при этом способ мониторинга содержит этап для определения стабилизированного режима, этап для определения среднего значения управляющего тока в ходе определения стабилизированного режима и этап для сравнения упомянутого среднего значения с предварительно определенным пороговым значением. Технический результат изобретения - повышение эффективности данного способа. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области эксплуатации газовых турбин. В устройстве (60) для регулирования подачи топлива в процессе работы стационарной газовой турбины (40), а также электростанции (42), предусмотрено, чтобы в резервуаре (30) приготавливался объем (BV) топлива с давлением, существенно повышенным по сравнению с давлением в топливной сети (13), и, в случае необходимости, кратковременно подавался в забранное из топливной сети (13) топливо (B) с целью повышения его давления. Благодаря обеспечению сравнительно высокого давления топлива пилотное пламя в необходимых случаях эксплуатации может гореть стабилизированным образом. Также могут предотвращаться термоакустические колебания, а также затухание пламени, даже при сравнительно низком давлении в топливной сети (13). Использование изобретения позволяет также обеспечить возможность надежной работы газовой турбины (40) во время ее пуска, при перегрузке топлива и/или при сбросе нагрузки. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2015-07-27 2015-07-27T14:23:50
Наверх