Способ контроля судовой газотурбинной установки

Способ контроля судовой газотурбинной установки

Реферат

Изобретение относится к области газотурбинного двигателестроения и может быть использовано в локальных системах управления (ЛСУ) газотурбинными силовыми установками (ГТУ) судов различного назначения.

Известен способ контроля газотурбинного двигателя (ГТД), реализованный в электронно-гидромеханической системе автоматического управления (САУ) супервизорного типа, Кеба И.В. «Летная эксплуатация вертолетных ГТД», М., «Транспорт», 1976 г., с.78-81.

Способ заключается в том, что с целью защиты ГТД управляющее воздействие гидромеханического регулятора корректируется по температуре газов за турбиной в ограниченном диапазоне электронным корректором.

Недостатком известного способа является его низкая эффективность.

Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности является способ контроля судовой ГТУ, заключающийся в том, что в ЛСУ ГТУ измеряют температуру газов турбиной высокого давления (ТВД) и турбиной низкого давления

(ТНП) и сравнивают их с наперед заданными предельными значениями, при превышении любой температурой предельного значения формируют сообщение в судовую систему управления «Превышена температура газов», Багерман А.З. «Обеспечение надежной эксплуатации газотурбинных двигателей в морских условиях», СПб., ЦНИИ им. Академика А.Н.Крылова, 2010 г., с.41.

Недостатком этого способа является то, что он позволяет только констатировать случившийся факт - переход газогенератора в нерабочее состояние. Не анализируется динамика выработки ресурса «горячей части» газогенератора ГТУ.

Это снижает надежность работы ГТУ и безопасность судна, т.к. для судовых ГТУ, применяемых на морских и океанских грузовозах, поломку ГТУ необходимо прогнозировать, чтобы судно в нужный момент оказалось там, где возможен ремонт или замена ГТУ.

Целью изобретения является повышение надежности работы ГТУ и безопасности судна.

Поставленная цель достигается тем, что в способе контроля судовой ГТУ, заключающемся в том, что в ЛСУ ГТУ измеряют температуру газов за ТВД и ТНД и сравнивают их с наперед заданными предельными значениями, при превышении любой температурой предельного значения формируют сообщение в судовую систему управления «Превышена температура газов», дополнительно в процессе эксплуатации ГТУ при работе на режимах от номинального и выше вычисляют отношение температуры газов за ТВД к температуре газов за ТНД и сравнивают его с наперед заданным предельным значением, определяемым расчетным путем для каждого типа двигателей и уточняемым в процессе ПСИ конкретного двигателя, если разница между вычисленным и предельным значением становится меньше первой наперед заданной величины, формируют сообщение в судовую систему управления «Минимальный остаток ресурса горячей части ГТУ», если разница между предельным и вычисленным значением становится меньше второй наперед заданной величины, формируют сообщение в судовую систему управления «Необходим останов ГТУ», выключают ГТУ и проводят регламентные работы по газогенератору.

На фигуре представлена схема устройства, реализующая заявляемый способ.

Устройство содержит последовательно соединенные блок 1 датчиков (БД), ЛСУ 2, блок 3 управления дозирующим агрегатом, дозирующий агрегат 4 (ДГ), стоп-кран 5 (СК), причем ДГ 4 подключен к БД 1, ЛСУ 2 подключена к системе 6 управления судном.

Устройство работает следующим образом.

Система 6 управления судном задает в ЛСУ 2 режим работы ГТУ: запуск, холостой ход, номинальный режим, максимальный режим.

Связь между системой 6 и ЛСУ 2 осуществляется по цифровому каналу связи (например, RS 485 или Ethernet).

ЛСУ 2 в соответствии с полученной от системы 6 командой по сигналам датчиков из БД 1 по известным зависимостям (см., например, книгу Кеба И.В. «Летная эксплуатация вертолетных ГТД», М., «Транспорт», 1976 г., с.117-135) вычисляет потребный расход топлива в КС ГТУ и с помощью блока 3 и ДГ 4 поддерживает режим работы ГТУ, изменяя расход топлива в КС ГТУ. При работе ГТУ стоп-кран 5 находится в положении «Открыт».

В ЛСУ 2 с помощью БД 1 измеряют температуру газов за ТВД и ТНД и сравнивают их с наперед заданными предельными значениями. Для судовой ГТУ на базе ГТД Е 70/8 РД производства ОАО «НПО «Сатурн», г.Рыбинск, это 790°С - для ТВД, и 470°С -для ТНД.

При превышении любой температурой предельного значения в ЛСУ 2 формируют и и передают в судовую систему 6 управления сообщение «Превышена температура газов».

Дополнительно в процессе эксплуатации ГТУ при работе на режимах от номинального и выше (для ГТД Е 70/8 РД это режимы, где частот вращения турбокомпрессора выше 95%) в ЛСУ 2 вычисляют отношение температуры газов за ТВД к температуре газов за ТНД и сравнивают его с наперед заданным предельным значением, определяемым расчетным путем для каждого типа двигателей и уточняемым в процессе ПСИ конкретного двигателя (уточненное значение заносится в запоминающее устройство ЛСУ 2 - на фигуре не показано).

Для судовой ГТУ на базе ГТД Е 70/8 РД это значение может меняться в зависимости от конкретного двигателя в диапазоне от до 1,24 до 1,26.

Если разница между вычисленным и предельным значением становится меньше первой наперед заданной величины (для судовой ГТУ на базе ГТД Е 70/8 РД эта величина равна 0,05), формируют сообщение в судовую систему управления «Минимальный остаток ресурса горячей части ГТУ». При получении этого сообщения необходимо принять меры по поставке на судно запасных модулей ТНД и ТВД либо планировать маршрут судна (если в его силовой установке более одной ГТУ) таким образом, чтобы оно все время находилось от рем. базы на расстоянии не более трех дней хода с одним отказавшим ГТУ.

Если разница между предельным и вычисленным значением становится меньше второй наперед заданной величины (для судовой ГТУ на базе ГТД Е 70/8 РД эта величина равна 0), формируют сообщение в судовую систему управления «Необходим останов ГТУ», выключают ГТУ и проводят регламентные работы по газогенератору: проводят осмотр узлов ТВД и ТНД и, в зависимости от состояния ТВД и ТНД проводят замену одного или обоих модулей.

Таким образом, за счет повышения качества контроля технического состояния судовой ГТУ повышается надежность работы ГТУ и, как следствие, безопасность судна.

Способ контроля судовой газотурбинной установки (ГТУ), заключающийся в том, что в ЛСУ ГТУ измеряют температуру газов за турбиной высокого давления (ТВД) и турбиной низкого давления (ТНД) и сравнивают их с наперед заданными предельными значениями, при превышении любой температурой предельного значения формируют сообщение в судовую систему управления «Превышена температура газов», отличающийся тем, что дополнительно в процессе эксплуатации ГТУ при работе на режимах от номинального и выше вычисляют отношение температуры газов за ТВД к температуре газов за ТНД и сравнивают его с наперед заданным предельным значением, определяемым расчетным путем для каждого типа двигателей и уточняемым в процессе ПСИ конкретного двигателя, если разница между вычисленным и предельным значением становится меньше первой наперед заданной величины, формируют сообщение в судовую систему управления «Минимальный остаток ресурса горячей части ГТУ», если разница между предельным и вычисленным значением становится меньше второй наперед заданной величины, формируют сообщение в судовую систему управления «Необходим останов ГТУ», выключают ГТУ и проводят регламентные работы по газогенератору.