Способ управления газотурбинной установкой

)5 Е ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ ИПРИ ГКНТ СССР ОМИТЕТРЫТИЯМ ЕНИЯ ОПИ ЗОБР ВИДЕТ СТВУ К АВТОРСКО структорс а и регулировадвигателей. М.: ГАЗОТУРБИН(21) 4799241/06(57) Использование: теплоэнергетика, гаэотурбинные установки транспортного типа, работающие длительное время на частичных нагрузках. Сущность иэобретения: снижение режима работы осуществляется при постоянной частоте вращения компрессора путем увеличения проходного сечения эапорно-регулирующего органа 9, установленного в канале 7 отбора отработавших газов для подогрева всасываемого двигателем воздуха. 1 ил,5 10 20 28 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к газотурбинным установкам транспортного типа степлоутилизационным контуром, напримерсудовым, работающим значительную частьвремени на частичных нагрузках, а также врайонах с низКими температурами атмосферного воздуха,Известно физическое свойство газотурбинного двигателя (ГТД) со свободной силовой турбиной снижать мощность приповышении температуры всасываемого воздуха и неизменной частоте вращения компрессора, т,е. при тес = перем, и пк = пост. Вэтом случае снижение мощности ГТД протекает при практически постоянной температуре отработавшего газа или даженекотором ее увеличении.Известно физическое свойство увеличения эффективности работы утилизационного котла (УК) при повышении температурыпоступающего в него газа,Известен также способ управления газотурбинной установкой путем измерениячастоты вращения турбокомпрессора и изменения подачи топлива, Способ управления, принятый за прототип, реализуетназванный известный способ управленияпутем контролируемого изменения частотывращения турбокомпрессора (пк = перем,)за счет изменения подачи топлива с помощью специальных регуляторов частотывращения ротора ГТД. Процесс протекаетпри постоянной температуре всасываемоговоздуха (ьс=пост.). В этом случае уменьшение мощности ГТД сопровождается уменьшением температуры отработавшего газа.Недостатком такого способа управления является ухудшение эффективности работыУК при уменьшении мощности установкивследствие снижения температуры газа, поступающего в котел из ГТД,Цель изобретения - повышение экономичности на частичных режимах работы силовой установки с теплоутилизационнымконтуром и с каналом отбора отработавшихгазов для подогрева всасываемого двигателем воздуха, снабженным запорно-регулирующим органом.Экономическая эффективность предлагаемого способа управления по сравнениюс известным способом управления (прототипом) тем больше, чем меньшеотносительная мощность, на которой работаетустановка, и чем ниже температура атмосферного воздуха по отношению к спецификационной температуре всасываемоговоздуха для ГТД. Например, при нагрузкеХ й = 0,3 и температуре атмосферного воздуха + 15 С удельный расход топлива на установку уменьшается на ок.9, а при температуре - 15 ОС расход топлива снижается уже на ок.190. Важным технико-экономическим качеством предлагаемого способа управления является то, что его внедрение не требует введения изменений в конструкцию ГТД и в существующую систему управления. Это обеспечивает возможность оперативного перехода на известный способ управления (пк - перем., 1 вс = пост.) при маневрировании судна, при выходе на мощности, близкие к полной, при высокой естественной температуре атмосферного воздуха, а также при неработающем тепло 15 утилизационном контуре Намечена разработка системы, реализующей предлагаемый способ. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе управления газотурбинной установкой путем измерения частоты вращения турбокомпрессора и изменения подачи топлива, на частичных режимах работы увеличивают проходное сечение запорно-регулирующего органа, а частоту вращения компрессора поддерживают постоянной (пк = пост,) изменением расхода топлива. Процесс протекает при переменной температуре всасываемого двигателем воздуха (тес перем.), В отличие от известного способа управления (пк = перем, при ъс= пост.), при котором уменьшение мощности газотурбинного двигателя сопровождается снижением температуры отработанного газа ГТД, заявляемый способ управления характеризуется сохранением или даже некоторым возрастанием температуры отработанных газов ГТД при снижении мощности двигателя, что повышает эффективность работы утилизационного котла, Поэтому при уменьшении суммарной мощности установки доля паровой мощности в ней возрастает, в то время, как при известном способе управления соотношение паровой и газовой мощностей сохраняется неизменным (4). Поэтому экономичность установки на частичных нагрузках при заявленном способе управления получается выше,Подогрев всасываемого двигателем, воздуха производится за счет тепла отработанных газов. Он может быть осуществлен контактным способом путем непосредственного подмешивания к всасываемому воздухучасти отработанных газов, либо бесконтактным способом через поверхностный теплообменникПоследний требует более громоздкого оборудования, не изменяя сущности предложенного способа управления.1776842 Составитель Л.КолтунТехред М.Моргентал Корректор М.Демчик Редактор Заказ 4108 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва,Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 На чертеже изображена принципиальная схема установки с использованием контактного подогрева всасываемого воздуха,Принципиальная схема, реализующая предлагаемый способ управления, содержит газотурбинный двигатель 1 (в состав которого входит турбокомпрессорный блок и силовая турбина), подключенный вместе с паровой турбиной 2 к спаривающему редуктору 3, передающему мощность на гребной вал. Газоход отработанных газов 4 соединяет газотурбинный двигатель 1 с утилизационным котлом 5, из которого газ отводится в атмосферу через газоход 6. Газоход 6 соединен с воздухоприемным трактом 8 каналом 7 с эапорно-регулирующим органом 9. На воздухоприемном тракте 8 установлен термометр 10 для измерения температуры всасываемого воздуха. Предусмотрены тахометры 11 и 12 для измерения частот вращения соответственно турбокомпрессора ГТД и гребного вала. Способ управления гаэотурбинной установкой осуществляют следующим образом.Запорно-регулирующим органом 9 устанавливают такую величину перепуска отработанных газов иэ газохода 6 в воздухоприемный тракт 8, при которой установка развивает суммарную мощность ГТД и паровой турбины, обеспечивающую заданную частоту вращения валопровода, определяемую по тахометру 12. При этом, по тахометру 11 контролируют неиэмен ность частоты вращения турбокомпрессора,поддерживаемой автоматически штатным регулятором ГТД (на схеме не показан), а по термометру 10- отсутствие превышения до пустимой температуры всасываемого воздуха, В случае необходимости перехода на известный способ управления (ьс = пост., пк " перем,) запорно-регулирующий орган 9 полностью перекрывают, прекращая тем 15 самым подогрев всасываемого воздуха.гр Формула изобретения Способ управления гаэотурбинной установкой путем измерения частоты враще ния трубокомпрессора и изменения подачитоплива, отл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышения экономичности на частичных режимах работы силовой установки с теплоутилизационным контуром и с кана лом отбора отработавших газов для подогрева всасываемого двигателем воздуха, снабженным эапорно-регулирующим органом, на частичных режимах работы увеличивают проходное сечение 30 запорно-регулирующего органа, а частотувращения компрессора поддерживают постоянной изменением расхода топлива.