СПОСОБ КОНТРОЛЯ СУДОВОЙ ГАЗОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ
METHOD OF SHIP GAS TURBINE PLANT CONTROL

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.