DE102006004163A1 - Protecting gas turbine against pressure pulsation damage involves monitoring pulsation level in pulsation frequency band for at least one triggering condition, carrying out predefined protective action if triggering condition(s) occurs - Google Patents
Protecting gas turbine against pressure pulsation damage involves monitoring pulsation level in pulsation frequency band for at least one triggering condition, carrying out predefined protective action if triggering condition(s) occurs Download PDFInfo
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Abstract
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schützen einer Gasturbine (1) vor
Beschädigungen
durch Druckpulsationen (P),
- bei dem zumindest in einem Überwachungsfrequenzband (12)
der Pulsationen (P) ein Pulsationspegel (PL) im Hinblick auf das
Auftreten wenigstens einer vorbestimmten Auslösebedingung überwacht
wird,
- bei dem beim Auftreten der Auslösebedingung eine vorbestimmte
Schutzaktion (16) durchgeführt
wird,
- bei dem die wenigstens eine Auslösebedingung eine Auslösestrategie
aufweist, die mit einem Auslösezähler (AZ) und
mit einem Rückstellzähler (RZ)
arbeitet,
- bei dem der Auslösezähler (AZ)
die Zeit (t), während
der der jeweilige Pulsationspegel (PL) oberhalb eines vorbestimmten
Pegelgrenzwerts (PLlimit) liegt, auf den
jeweils vorausgehenden Zählerstand
aufsummiert,
- bei dem die Auslösebedingung auftritt und die
vorbestimmte Schutzaktion (16) gestartet wird, sobald der Auslösezähler (AZ)
einen vorbestimmten Auslösezählerstand (AZlimit) erreicht,
- bei dem der Rückstellzähler (RZ)
die Zeit (t), während
der der jeweilige Pulsationspegel (PL) nicht oberhalb des Pegelgrenzwerts
(PLlimit) liegt, jeweils auf einen auf Null
gestellten Zählerstand
aufsummiert,
- bei dem der Zählerstand
des Auslösezählers (AZ)
auf Null gestellt wird, sobald der Rückstellzähler (RZ) einen vorbestimmten
Rückstellzählerstand
(RZlimit) erreicht.The invention relates to a method for protecting a gas turbine (1) against damage by pressure pulsations (P),
in which a pulsation level (PL) is monitored with regard to the occurrence of at least one predetermined triggering condition, at least in a monitoring frequency band (12) of the pulsations (P),
in which a predetermined protection action (16) is carried out when the triggering condition occurs,
in which the at least one triggering condition has a tripping strategy which works with a tripping counter (AZ) and with a reset counter (RZ),
in which the trigger counter (AZ) sums the time (t) during which the respective pulsation level (PL) is above a predetermined level limit value (PL limit ) to the respectively preceding counter reading,
in which the trigger condition occurs and the predetermined protection action (16) is started as soon as the trigger counter (AZ) reaches a predetermined trigger count (AZ limit ),
- in which the reset counter (RZ) the time (t) during which the respective pulsation level (PL) is not above the level limit (PL limit ), each summed to a zero count,
- In which the count of the trigger counter (AZ) is set to zero as soon as the reset counter (RZ) reaches a predetermined reset count (RZ limit ).
Description
Technisches Gebiettechnical area
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schutz einer Gasturbine vor Beschädigungen durch Druckpulsationen. Die Erfindung betrifft außerdem ein Steuerungssystem zur Durchführung eines derartigen Schutzverfahrens.The The present invention relates to a method of protecting a gas turbine from damage by pressure pulsations. The invention also relates to a Control system for carrying out a such protection.
Im Betrieb einer Gasturbine kann es, insbesondere in einer Brennkammer der Gasturbine, aufgrund des Verbrennungsprozesses zu Druckpulsationen kommen. Derartige Pulsationen können, wenn sie hohe Amplituden aufweisen oder zu lange andauern, ernsthafte Schäden an der Struktur bzw. an einzelnen Komponenten der Gasturbine, insbesondere an deren Brennkammer, verursachen, was die Lebenszeit der Gasturbine verkürzt. Des weiteren können Pulsationen Funktionsstörungen der Verbrennungsreaktion signalisieren, die beispielsweise durch Schwankungen in der Brennstoff- und/oder Frischluftversorgung oder durch abrupte Lastwechsel verursacht werden können. Im Einzelfall können die Pulsationen auch die Verbrennungsreaktion bzw. deren Flamme löschen, was zur Bildung eines explosiven Gasgemischs führt.in the Operation of a gas turbine can, especially in a combustion chamber the gas turbine, due to the combustion process to pressure pulsations come. Such pulsations can, if they have high amplitudes or last too long, serious damage on the structure or on individual components of the gas turbine, in particular on whose combustion chamber, cause what the lifetime of the gas turbine shortened. Furthermore, you can Pulsations malfunctions signal the combustion reaction, for example, by fluctuations in the fuel and / or fresh air supply or by abrupt Load changes can be caused. In individual cases can the pulsations also the combustion reaction or its flame Clear, which leads to the formation of an explosive gas mixture.
Moderne Gasturbinen sind daher mit einem Pulsationsschutzsystem ausgestattet, das zum einen die im Betrieb der Gasturbine auftretenden Druckpulsationen erfasst, und das zum anderen beim Auftreten definierter Auslösebedingungen, wie zum Beispiel dem plötzlichen Auftreten von Pulsationen mit sehr hohen Amplituden oder dem Auftreten von Pulsationen mittlerer Amplitude während eines längeren Zeitraumes, entsprechende Schutzaktionen veranlasst, wie beispielsweise das Abschalten der Gasturbine. Die Messung der Druckpulsationen kann beispielsweise mit Hilfe eines entsprechenden Drucksensors erfolgen, mit dessen Hilfe ein Pulsations-Zeit-Signal generiert werden kann, das mit den auftretenden Pulsationen korreliert. Unter einem „Pulsations-Zeit-Signal" wird im vorliegenden Zusammenhang ein Signal verstanden, das die Amplituden der Pulsationen (Ordinatenwerte) in Abhängigkeit der Zeit (Abszissenwerte) repräsentiert. Das so ermittelte Pulsations-Zeit-Signal kann nun in bestimmte Überwachungsfrequenzbänder aufgeteilt werden, die individuell analysiert und ausgewertet werden können. Dabei kann es zweckmäßig sein, innerhalb des jeweiligen Überwachungsfrequenzbands eine Mittelwertbildung durchzuführen.modern Gas turbines are therefore equipped with a pulsation protection system, on the one hand occurring during operation of the gas turbine pressure pulsations and, on the other hand, when defined triggering conditions occur, like the sudden one Occurrence of pulsations with very high amplitudes or the occurrence pulsations of medium amplitude during a longer period, appropriate protection actions causes, such as the Switch off the gas turbine. The measurement of pressure pulsations can for example, with the help of a corresponding pressure sensor, by means of which a pulsation time signal can be generated, which with correlated to the occurring pulsations. Under a "pulsation time signal" is present in the Connected a signal understood that the amplitudes of the pulsations (Ordinate values) depending on represents the time (abscissa values). The thus determined pulsation time signal can now be divided into certain monitoring frequency bands which can be individually analyzed and evaluated. there it may be appropriate within the respective monitoring frequency band to perform an averaging.
Eine derartige Vorgehensweise zum Schutz der Gasturbine vor Beschädigungen durch Druckpulsationen arbeitet jedoch vergleichsweise ungenau. Aus Sicherheitsgründen kann es daher zu Schutzaktionen, zum Beispiel zu einer Notabschaltung der Gasturbine, kommen, auch wenn dies an sich noch nicht erforderlich wäre. Eine unnötig veranlasste Abschaltung der Gasturbine ist jedoch mit hohen Kosten und Einnahmeausfällen verbunden.A such approach to protect the gas turbine from damage however, by pressure pulsations works comparatively inaccurate. Out security It may therefore become protective actions, for example, an emergency shutdown the gas turbine, even if this is not necessary in itself would. A unnecessary However, shutdown of the gas turbine is expensive and expensive loss of revenue connected.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, beschäftigt sich mit dem Problem, für den Schutz einer Gasturbine vor Beschädigungen durch Druckpulsationen einen verbesserten Weg aufzuzeigen, der insbesondere eine vergleichsweise hohe Zuverlässigkeit aufweist und unnötige Schutzaktionen nach Möglichkeit vermeidet.Here The invention aims to remedy this. The invention, as in the claims is employed dealing with the problem, for the protection of a gas turbine from damage by pressure pulsations to show an improved way, in particular a comparatively high reliability has and unnecessary Protective actions if possible avoids.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.According to the invention this Problem with the objects the independent one claims solved. Advantageous embodiments are the subject of the dependent Claims.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, für wenigstens eine Auslösebedingung eine Auslösestrategie vorzusehen. Diese erfindungsgemäße Auslösestrategie kennzeichnet sich dadurch, dass sie mit einem Auslösezähler und mit einem Rückstellzähler arbeitet, wobei der Auslösezähler die Zeit, während der der jeweilige Pulsationspegel oberhalb eines vorbestimmten Pegelgrenzwerts liegt, auf den jeweils vorausgehenden Zählerstand aufsummiert. Die Auslösebedingung tritt dann auf und die vorbestimmte Schutzaktion wird dann gestartet, wenn der Auslösezähler einen vorbestimmten Auslösezählerstand erreicht. Im Unterschied dazu summiert der Rückstellzähler die Zeit, während der der jeweilige Pulsationspegel nicht oberhalb des zuvor genannten Pegelgrenzwerts liegt, jeweils auf einen auf Null gestellten Zählerstand auf. Des weiteren wird immer dann der Zählerstand des Auslösezählers auf Null gestellt, sobald der Rückstellzähler einen vorbestimmten Rückstellzählerstand erreicht. Durch die erfindungsgemäße Auslösestrategie führen zum einen kritische Pulsationsfrequenzen, deren Amplituden für längere Zeit oberhalb des vorbestimmten Pegelgrenzwerts liegt, zum Auslösen der jeweiligen Schutzaktion. Zum anderen löst auch eine Abfolge von kritischen Pulsationsamplituden, die zwarjeweils nur relativ kurzzeitig auftreten, jedoch mit vergleichsweise kleinen Abständen aufeinander folgen, ebenfalls die jeweilige Schutzaktion aus.The The invention is based on the general idea for at least one triggering condition triggering strategy provided. This triggering strategy according to the invention Characterized by the fact that they are equipped with a trip counter and works with a reset counter, wherein the trip counter the Time, while the respective pulsation level is above a predetermined level limit, summed up to the previous counter reading. The trigger condition then occurs and the predetermined protection action is then started, if the trip counter one predetermined trigger count reached. In contrast, the reset counter sums the time during which the respective pulsation levels not above the aforementioned level limit is in each case set to a zero counter reading. Furthermore, will always then the meter reading of the trigger counter Zeroed as soon as the reset counter reaches a predetermined value Reset count reached. Lead by the triggering strategy according to the invention on the one hand critical pulsation frequencies, their amplitudes for a long time is above the predetermined level limit, to trigger the respective protection action. On the other hand also solves a sequence of critical Pulsation amplitudes, which occur only for a relatively short time, however, follow each other with comparatively small distances, as well the respective protection action.
Andererseits wird der Auslösezähler auf Null zurückgestellt, wenn während eines Zeitraums, der durch den vorbestimmten Rückstellzählerstand definiert ist, keine kritischen Pulsationsamplituden auftreten. Auf diese Weise können kurzzeitige, vorübergehende und unschädliche Störungen von ernsthaften Störungen des Pulsationsverhaltens unterschieden werden. Dementsprechend kann auch durch dieses Schutzverfahren ein unnötiges Abschalten der Gasturbine vermieden werden. Des weiteren lassen sich mit diesem Schutzverfahren verschiedene Auslösebedingungen abdecken. Beispielsweise können die Zeiteinstellung und/oder der Triggerpegel für verschiedene Betriebszustände der Gasturbine, wie Normalbetrieb, Hochfahren oder Abschalten, unterschiedlich gewählt werden.On the other hand, the trip counter is reset to zero if no critical pulsation amplitudes occur during a period of time defined by the predetermined reset count. In this way, short-term, temporary and harmless disturbances of serious Disturbing the pulsation behavior can be distinguished. Accordingly, an unnecessary shutdown of the gas turbine can be avoided by this protection method. Furthermore, this protection method can cover various triggering conditions. For example, the time setting and / or the trigger level for different operating conditions of the gas turbine, such as normal operation, startup or shutdown, be chosen differently.
Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung können die Druckpulsationen mit Hilfe eines Pulsations-Frequenz-Signals überwacht werden. Unter einem „Pulsations-Frequenz-Signal" wird im vorliegenden Zusammenhang ein Signal verstanden, das die Amplituden der Pulsationen (Ordinatenwerte) in Abhängigkeit der Frequenz (Abszissenwerte) darstellt. Aus einem derartigen Pulsations-Frequenz-Signal lassen sich vorbestimmte Überwachungsfrequenzbänder besonders einfach ausschneiden. Des weiteren können die Frequenzbänder vergleichsweise schmal ausgewählt werden, was es ermöglicht, bestimmte Pulsationsfrequenzen gezielt und separat zu überwachen. Die Erfindung beruht dabei auch auf der Erkenntnis, dass störende oder kritische, also gefährliche Pulsationsfrequenzen relativ dicht neben harmlosen Pulsationsfrequenzen liegen können, so dass ein vergleichsweise breites Überwachungsfrequenzband systembedingt auch harmlose Pulsationsfrequenzen erfasst und dementsprechend nicht von den kritischen Pulsationsfrequenzen unterscheiden kann. Die Breite der Überwachungsfrequenzbänder kann bei einem Pulsations-Zeit-Signal mittels herkömmlicher Bandfilter nicht beliebig klein gewählt werden. Dies wirkt sich umso deutlicher aus, je größer die auszufilternden Frequenzen sind. Da die kritischen Pulsationsfrequenzen je nach Typ der Gasturbine, insbesondere bei mehr als 1 kHz liegen, sind die bei einem Pulsations-Zeit-Signal auswählbaren Überwachungsfrequenzbänder regelmäßig relativ breit. Im Unterschied dazu lassen sich die Überwachungsfrequenzbänder beim Pulsations-Frequenz-Signal sehr eng wählen, so dass es insbesondere möglich ist, dicht benachbarte harmlose Pulsationsfrequenzen von der Pulsationsüberwachung auszugrenzen. Dies führt dazu, dass mit Hilfe der Erfindung fälschlicherweise ausgelöste Schutzaktionen nicht oder nur noch vermindert auftreten. Insbesondere können dadurch unnötige Stillstandsseiten für die Gasturbine vermieden werden. Durch diese Kombination kann ein besonders effektiver Schutz der Gasturbine vor Beschädigungen durch Druckpulsationen erreicht werden.at In a particularly advantageous embodiment, the pressure pulsations with Help a pulsation frequency signal are monitored. Under a "pulsation frequency signal" is present in the Connected a signal understood that the amplitudes of the pulsations (Ordinate values) depending on represents the frequency (abscissa values). Let such a pulsation frequency signal especially predetermined monitoring frequency bands just cut it out. Furthermore, the frequency bands can be comparatively narrowly selected become what it enables certain Targeted and separate monitoring of pulsation frequencies. The invention is based doing so also on the realization that disturbing or critical, so dangerous Pulsation frequencies relatively close to harmless pulsation frequencies can lie so that a comparatively broad monitoring frequency band is systemic also detects harmless pulsation frequencies and accordingly not from can distinguish the critical pulsation frequencies. The width the monitoring frequency bands can with a pulsation-time signal by means of conventional band filter not arbitrary be chosen small. This affects the more pronounced the larger the frequencies to be filtered out are. Since the critical pulsation frequencies depend on the type of gas turbine, especially at more than 1 kHz, which are at a pulsation time signal selectable monitoring frequency bands regularly relatively wide. In contrast to this, the monitoring frequency bands can be used for Pulsation frequency signal very tight, so it in particular possible is to exclude closely adjacent harmless pulsation frequencies from pulsation monitoring. this leads to to the fact that with the help of the invention falsely triggered protection actions not or only diminished. In particular, it can unnecessary Standstill pages for the Gas turbine can be avoided. This combination can be a special effective protection of the gas turbine against damage by pressure pulsations be achieved.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann ein Pulsationspegel, der innerhalb des jeweiligen Überwachungsfrequenzbands überwacht wird, durch den maximalen Pulsationswert im jeweiligen Überwachungsfrequenzband gebildet sein. Das heißt, innerhalb des jeweiligen Überwachungsfrequenzbands wird jeweils das Pulsationsmaximum (Peak) überwacht. Im Unterschied zu einer alternativ möglichen Summenbildung oder Integration bzw. allgemein einer Mittelwertbildung gewährleistet die Überwachung des Pulsationsmaximums, dass mit hoher Wahrscheinlichkeit ausschließlich der Pegel der tatsächlich gefährlichen bzw. kritischen Pulsationsfrequenz beobachtet wird, was die Zuverlässigkeit der Überwachung verbessert.at a preferred embodiment a pulsation level that monitors within the respective monitoring frequency band is determined by the maximum pulsation value in the respective monitoring frequency band be formed. This means, within the respective monitoring frequency band in each case the pulsation maximum (peak) is monitored. In contrast to an alternative possible Summation or integration or general averaging guaranteed The supervision the Pulsationsmaximums that with high probability excluding the Level of actually dangerous or critical pulsation frequency is observed, indicating the reliability the surveillance improved.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung kann das Überwachungsfrequenzband bei einer Frequenzverschiebung des maximalen Pulsationswerts dem maximalen Pulsationswert nachgeführt werden, und zwar so, dass der maximale Pulsationspegel stets innerhalb des Überwachungsfrequenzbands verbleibt. Bei dieser Ausführungsform wird berücksichtigt, dass sich die dem jeweiligen Überwachungsfrequenzband zugeordnete kritische Pulsationsfrequenz verändern kann. Beispielsweise hängt die gemessene Pulsationsfrequenz von der Schallgeschwindigkeit am Entstehungsort der Pulsationen ab, die ihrerseits temperaturabhängig ist. Im Betrieb der Gasturbine kann sich insbesondere in deren Brennkammer die Temperatur verändern, was eine entsprechende Änderung der Schallgeschwindigkeit zur Folge hat und somit zu einer Verschiebung der kritischen Pulsationsfrequenzen führt. Andere Parameter, welche die Pulsationsfrequenz beeinflussen, sind beispielsweise die Gaszusammensetzung. Diese kann sich dadurch ändern, dass zum Beispiel ein anderer Brennstoff verwendet wird, und/oder ein anderes Brennstoff-Luft-Gemisch (λ-Wert) und/oder ein anderes Brennstoff-Wasser-Gemisch (Ω-Wert) eingestellt wird. Durch die automatische Nachführung des Überwachungsfrequenzbands kann die zu überwachende kritische Pulsationsfrequenz nicht aus dem Überwachungsfrequenzband hinauswandern. Dementsprechend erhöht sich die Zuverlässigkeit des Pulsationsschutzes auch bei vergleichsweise engen Überwachungsfrequenzbändern.According to one Another advantageous development, the monitoring frequency band at a Frequency shift of the maximum pulsation value to the maximum Tracked Pulsationswert be such that the maximum pulsation level is always within the monitoring frequency band remains. In this embodiment considered, that is the respective monitoring frequency band can change assigned critical pulsation frequency. For example, the measured pulsation frequency of the speed of sound at the point of origin the pulsations, which in turn is temperature-dependent. In operation of the gas turbine can change in particular in the combustion chamber, the temperature, which is a corresponding change the speed of sound results and thus to a shift in the critical pulsation frequencies leads. Other parameters, which affect the Pulsationsfrequenz are, for example, the gas composition. These can change that that, for example, another fuel is used, and / or another fuel-air mixture (λ value) and / or another Fuel-water mixture (Ω value) set becomes. The automatic tracking of the monitoring frequency band can the ones to be monitored critical pulsation frequency does not move out of the monitoring frequency band. Accordingly increased reliability the Pulsationsschutzes even at relatively narrow monitoring frequency bands.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Further provide important features and advantages of the present invention from the subclaims, from the drawings and from the associated description of the figures the drawings.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description the drawings
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen. Es zeigen, jeweils schematisch,preferred embodiments The invention are illustrated in the drawings and in the following description explains where like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components. Show, respectively schematically
Wege zur Ausführung der ErfindungWays to execute the invention
Entsprechend
Bei
der vorliegenden Erfindung wird nun das Pulsations-Zeit-Signal PZS
vorzugsweise in ein Pulsations-Frequenz-Signal PFS transformiert,
das die Abhängigkeit
der Pulsation P von der Frequenz f beinhaltet (Frequenzspektrum).
Das so ermittelte Pulsations-Frequenz-Signal PFS ist in
Des weiteren kann das Pulsations-Frequenz-Signal PFS zusätzlich aufbereitet werden. Beispielsweise können Störungen unterdrückt werden.Of Furthermore, the pulsation frequency signal PFS can additionally be processed become. For example, you can disorders repressed become.
Innerhalb
des Pulsations-Frequenz-Signals PFS wird wenigstens ein vorbestimmtes Überwachungsfrequenzband
Grundsätzlich ist
es möglich,
die Überwachungsfrequenzbänder
Ein
wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung wird darin gesehen,
dass innerhalb des Pulsations-Frequenz-Signals PFS die Überwachungsfrequenzbänder
Für jedes
vorbestimmte Überwachungsfrequenzband
Die
Bestimmung des Pulsationspegels PL kann dabei auf unterschiedliche
Weise erfolgen. Beispielsweise kann innerhalb des jeweiligen Überwachungsfrequenzbands
Alternativ
kann bei einer bevorzugten Ausführungsform
innerhalb des jeweiligen Überwachungsfrequenzbands
Erfindungsgemäß werden
nun die Pulsationspegel PL im Hinblick auf das Auftreten wenigstens
einer vorbestimmten Auslösebedingung überwacht.
Diese Überwachung
ist in
Dementsprechend wird hier ein Pulsationspegel-Zeit-Signal PLZS generiert, das dann im Hinblick auf die wenigstens eine Auslösebedingung überwacht wird. Dabei ist es grundsätzlich möglich, dieses Pulsationspegel-Zeit-Signal PLZS auf geeignete Weise aufzubereiten. Insbesondere kann auch hier eine Mittelwertbildung erfolgen, insbesondere durch Bestimmung des Effektivwerts.Accordingly Here, a pulsation level-time signal PLZS is generated, which then monitored with regard to the at least one triggering condition becomes. It is basically possible, this Pulsation level-time signal PLZS prepare appropriately. In particular, here too an averaging can take place, in particular by Determination of the RMS value.
Die
Pulsationspegel PL werden für
die verschiedenen Überwachungsfrequenzbänder
Als
Auslösebedingung
kann beispielsweise ein maximaler Pulsationspegel PLmax dienen.
Sobald der Pulsationspegel PL den maximalen Pulsationspegel PLmax erreicht, liegt diese Auslösebedingung vor.
Dies ist im Diagramm
Sofern – wie hier – der Pulsationspegel
PL innerhalb der einzelnen Überwachungsfrequenzbänder
Zur
Aufbereitung des Pulsations-Frequenz-Signals PFS ist es außerdem möglich, Harmonische
auszublenden. Beispielsweise wird hierzu beim Auftreten einer Pulsation
in einem entsprechenden Prüfband
zunächst überprüft, ob es
sich hierbei um eine Harmonische einer Pulsation (Grundfrequenz,
Basis) aus einem niedrigen Frequenzbereich handeln könnte. Ist
dies der Fall, werden alle Harmonischen aus dem betrachteten Teil
des Pulsations-Frequenz-Signals PFS gelöscht, das heißt, die Signalamplituden über den
betreffenden Frequenzen werden auf Null gesetzt. Pulsationspegel
werden somit nur dann bei der Überwachung
berücksichtigt, wenn
es sich bei der zugehörigen
Pulsation eben nicht um eine Harmonische handelt. Denn die der Harmonischen
zugrunde liegende Basis-Pulsation wird ohnehin im eigenen Überwachungsfrequenzband
Entsprechend
In
das obere Diagramm ist außerdem
ein Pegelgrenzwert PLlimit eingetragen.
Dieser Pegelgrenzwert PLlimit kann kleiner
sein als das Pulsationspegelmaximum PLmax aus
dem Diagramm
Der
Auslösezähler AZ
zählt die
Zeit, während welcher
der Pulsationspegel PL oberhalb des Pegelgrenzwerts PLlimit liegt.
Dabei summiert der Auslösezähler AZ
diese Zeit immer auf einen vorausgehenden Zählerstand auf. Sobald der Auslösezähler AZ einen
vorbestimmten Auslösezählerstand
AZlimit erreicht, tritt die Auslösebedingung
auf. In der Regel wird dazu ein Auslösesignal (Flag) gesetzt, und
die jeweilige Schutzaktion
Im Unterschied dazu zählt der Rückstellzähler RZ die Zeit, während der der Pulsationspegel PL unterhalb bzw. nicht oberhalb des Pegelgrenzwerts PLlimit liegt. Im Unterschied zum Auslösezähler AZ summiert der Rückstellzähler RZ jeweils auf einen auf Null gestellten Zählerstand auf. Sobald jedoch der Rückstellzähler RZ einen vorbestimmten Rückstellzählerstand RZlimit erreicht, wird der Zählerstand des Auslösezählers AZ auf Null gestellt.In contrast, the reset counter RZ counts the time during which the pulsation level PL is below or not above the level limit value PL limit . In contrast to the trip counter AZ, the reset counter RZ adds up to a count set to zero. However, as soon as the reset counter RZ reaches a predetermined reset count RZ limit , the count of the trigger counter AZ is set to zero.
Diese
Auslösestrategie
wird im folgenden nochmals anhand des in
Zum
Zeitpunkt t0 beginnt die Überwachung.
Der Pulsationspegel PL ist unterhalb des Pegelgrenzwerts PLlimit. In der Folge zählt der Rückstellzähler RZ beginnend vom Wert
Null und summiert die Zeit auf. Zum Zeitpunkt t1 übersteigt
der Pulsationspegel PL den Pegelgrenzwert PLlimit.
In der Folge beginnt der Auslösezähler AZ
die Zeit zu zählen.
Da zu Beginn der Auslösezählerstand
im Beispiel den Wert Null aufweist, beginnt der Auslösezähler zum
Zeitpunkt t1 bei Null aufzusummieren. Zum
Zeitpunkt t2 fällt der Pulsationspegel PL
wieder unter den Pegelgrenzwert PLlimit.
In der Folge zählt
der Auslösezähler AZ
nicht weiter, während
der Rückstellzähler RZ
erneut von Null mit seiner Zeitzählung
beginnt. Zum Zeitpunkt t3 übersteigt
der Pulsationspegel PL wieder den Pegelgrenzwert PLlimit;
der Auslösezähler AZ
zählt weiter, wobei
er auf den vorangehenden Zählerstand
aufsummiert. Zum Zeitpunkt t4 sinkt der
Pulsationspegel PL wieder unter den Pegelgrenzwert PLlimit,
so dass der Auslösezähler AZ
nicht weiterzählt
und der Rückstellzähler RZ
wieder bei Null mit seiner Zeitzählung beginnt.This triggering strategy will be described again below with reference to the in
At time t 0 , the monitoring begins. The pulsation level PL is below the level limit PL limit . As a result, the reset counter RZ counts from the value zero and sums up the time. At time t 1 , the pulsation level PL exceeds the level limit PL limit . As a result, the trip counter AZ starts counting the time. Since at the beginning the trip counter reading in the example has the value zero, the trip counter starts to accumulate at zero at time t 1 . At time t 2 , the pulsation level PL falls below the level limit PL limit again . As a result, the trip counter AZ stops counting, while the reset counter RZ starts again from zero with its time counting. At time t 3 , the pulsation level PL again exceeds the level limit value PL limit ; the trip counter AZ continues to count, adding up to the previous counter reading. At time t 4 , the pulsation level PL decreases again below the level limit PL limit , so that the trip counter AZ does not continue counting and the reset counter RZ starts again at zero with its time count.
Zum
Zeitpunkt t5 übersteigt der Pulsationspegel
PL wieder den Pegelgrenzwert PLlimit, so
dass der Auslösezähler AZ
wieder auf den vorigen Zählerstand
aufsummiert. Zum Zeitpunkt t6 erreicht der
Zählerstand
des Auslösezählers AZ
den Auslösezählerstand
AZlimit. Folglich liegt die Auslösebedingung
vor und die Schutzaktion
Durch
die Schutzaktion
Zum
Zeitpunkt t9 erreicht der Rückstellzähler RZ
zwar den Rückstellzählerstand
RZlimit, der an sich den Zählerstand
des Auslösezählers AZ
auf Null zurückstellt,
dies ist jedoch im vorliegenden Fall bereits geschehen, da zuvor
eine Schutzaktion
Zum Zeitpunkt t10 überschreitet der Pulsationspegel PL erneut den Pegelgrenzwert PLlimit, so dass der Auslösezähler AZ erneut beginnt, die Zeit zu zählen. Dabei startet der Auslösezähler AZ diesmal aufgrund der zuvor erfolgten Rückstellung von dem Wert Null.At time t 10 , the pulsation level PL again exceeds the level limit PL limit , so that the trip counter AZ starts counting the time again. In this case, the trip counter AZ starts this time because of the previous reset of the value zero.
Zum Zeitpunkt t11 sinkt der Pulsationspegel PL wieder unter den Pegelgrenzwert PLlimit. Somit zählt der Auslösezähler AZ nicht weiter, während der Rückstellzähler RZ von neuem bei Null beginnt zu zählen. Zum Zeitpunkt t12 erreicht der Rückstellzähler RZ seinen Rückstellzählerstand RZlimit, was eine Rückstellung des Zählerstand des Auslösezählers AZ auf den Wert Null auslöst. Zum Zeitpunkt t13 beginnt somit der Auslösezähler AZ wieder bei Null, wenn der Pulsationpegel PL den Pegelgrenzwert PLlimit überschreitet. Zum Zeitpunkt t14 sinkt der Pulsationspegel PL wieder unter den Pegelgrenzwert PLlimit. Während der Zählerstand des Auslösezählers AZ gehalten wird, beginnt der Rückstellzähler RZ wieder von Null zu zählen. Zum Zeitpunkt t15 erreicht der Rückstellzähler RZ seinen Rückstellzählerstand RZlimit, was ein Rücksetzen des Auslösezählers AZ bewirkt. Gleichzeitig erreicht der Pulsationspegel PL zu diesem Zeitpunkt t15 wieder seinen Pegelgrenzwert PLlimit, was sofort ein Zählen des Auslösezählers AZ auslöst. Zum Zeitpunkt t16 sinkt der Pulsationspegel PL wieder unter den Pegelgrenzwert PLlimit. Der aufsummierte Zählerstand des Auslösezählers AZ wird gehalten, während der Rückstellzähler RZ erneut von Null an beginnt, die Zeit zu zählen.At time t 11 , the pulsation level PL drops below the level limit value PL limit again . Thus, the trip counter AZ stops counting while the reset counter RZ starts counting again from zero. At time t 12 , the reset counter RZ reaches its reset counter RZ limit , which triggers a reset of the count of the trigger counter AZ to the value zero. Thus, at time t 13 , the trip counter AZ starts again at zero when the pulsation level PL exceeds the level limit value PL limit . At time t 14 , the pulsation level PL drops below the level limit value PL limit again . While the count of the trigger counter AZ is held, the reset counter RZ starts to count from zero again. At time t 15 , the reset counter RZ reaches its reset counter RZ limit , which is a reset of the trigger counter AZ be acts. At the same time, the pulsation level PL reaches its limit value PL limit again at this time t 15 , which immediately triggers counting of the trigger counter AZ. At time t 16 , the pulsation level PL drops below the level limit value PL limit again . The accumulated count of the trigger counter AZ is held, while the reset counter RZ starts again from zero to count the time.
Entsprechend
Die
Pulsationsmesseinrichtung
Die
Pulsationsauswerteeinrichtung
Die
Steuereinrichtung
Die
Kontrolleinrichtung
- 11
- Gasturbinegas turbine
- 22
- Verdichtercompressor
- 33
- Brennkammercombustion chamber
- 44
- Turbineturbine
- 55
- Sensoriksensors
- 66
- Verstärkeramplifier
- 77
- Diagrammdiagram
- 88th
- Diagrammdiagram
- 99
- FouriertransformatorFourier transformer
- 1010
- Diagrammdiagram
- 1111
- RMS-GleichrichterRMS rectifier
- 1212
- ÜberwachungsfrequenzbandMonitoring frequency band
- 1313
- Diagrammdiagram
- 1414
- Diagrammdiagram
- 1515
- Schnittpunktintersection
- 1616
- Schutzaktionprotection action
- 1717
- Steuerungssystemcontrol system
- 1818
- PulsationsmesseinrichtungPulsationsmesseinrichtung
- 1919
- PulsationsauswerteeinrichtungPulsationsauswerteeinrichtung
- 2020
- Steuereinrichtungcontrol device
- 2121
- Kontrolleinrichtungcontrol device
- 2222
- Anzeige- und/oder DiagnosesystemDisplay- and / or diagnostic system
- 2323
- galvanischer Separatorgalvanic separator
- 2424
- TiefpassfilterLow Pass Filter
- 2525
- Analogeinganganalog input
- 2626
- Analogausganganalog output
- 2727
- DigitaleingangDigital input
- 2828
- DigitalausgangDigital output
- 2929
- Rechnercomputer
- 3030
- galvanisch entkoppelte Verbindunggalvanic decoupled connection
- 3131
- NetzwerkverbindungNetwork Connection
- 3232
- NetzwerkcontrollerNetwork Controller
- 3333
- InternetInternet
- PP
- Pulsationpulsation
- tt
- ZeitTime
- PZSPZS
- Pulsations-Zeit-SignalPulsation-time signal
- ff
- Frequenzfrequency
- PFSPFS
- Pulsations-Frequenz-SignalPulsation frequency signal
- PLPL
- Pulsationspegelpulsation
- PLmax PL max
- PulsationsmaximalwertPulsationsmaximalwert
- PLZSPLZS
- Pulsationspegel-Zeit-SignalPulsation-time signal
- PLlimit PL limit
- Pegelgrenzwertlevel limit
- AZAZ
- Auslösezählertrigger counter
- AZlimit AZ limit
- AuslösezäherstandRelease Tough Stand
- AZSAZS
- Auslösezähler-Zeit-SignalTrigger counter-time signal
- RZRZ
- RückstellzählerReset counter
- RZlimit RZ limit
- RückstellzählerstandReset count
- RZSRZS
- Rückstellzähler-Zeit-SignalReset counter-time signal
- SAZSAZ
- SchutzaktionszustandProtective action status
- RZSAZ RZ SAZ
- bestimmter Zählerstand des Rückstellzählerscertain meter reading of the reset counter
- t0–t16 t 0 -t 16
- bestimmte Zeitpunktecertain timings
Claims (17)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH00160/05 | 2005-02-03 | ||
| CH1602005 | 2005-02-03 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102006004163A1 true DE102006004163A1 (en) | 2006-08-10 |
Family
ID=34974591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102006004163A Withdrawn DE102006004163A1 (en) | 2005-02-03 | 2006-01-30 | Protecting gas turbine against pressure pulsation damage involves monitoring pulsation level in pulsation frequency band for at least one triggering condition, carrying out predefined protective action if triggering condition(s) occurs |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102006004163A1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113123885A (en) * | 2019-12-31 | 2021-07-16 | 安萨尔多能源瑞士股份公司 | Gas turbine engine with active protection against pulsations and method of operating the same |
| CN113123884A (en) * | 2019-12-31 | 2021-07-16 | 安萨尔多能源瑞士股份公司 | Gas turbine engine with active protection against pulsations and method of operating the same |
| EP3988843A1 (en) * | 2020-10-23 | 2022-04-27 | Vaillant GmbH | Method and device for protecting a waste gas system of a heating device |
-
2006
- 2006-01-30 DE DE102006004163A patent/DE102006004163A1/en not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113123885A (en) * | 2019-12-31 | 2021-07-16 | 安萨尔多能源瑞士股份公司 | Gas turbine engine with active protection against pulsations and method of operating the same |
| CN113123884A (en) * | 2019-12-31 | 2021-07-16 | 安萨尔多能源瑞士股份公司 | Gas turbine engine with active protection against pulsations and method of operating the same |
| CN113123884B (en) * | 2019-12-31 | 2025-05-27 | 安萨尔多能源瑞士股份公司 | Gas turbine engine with active protection against pulsation and method of operating the same |
| CN113123885B (en) * | 2019-12-31 | 2025-06-10 | 安萨尔多能源瑞士股份公司 | Gas turbine engine with active protection against pulsation and method of operating the same |
| EP3988843A1 (en) * | 2020-10-23 | 2022-04-27 | Vaillant GmbH | Method and device for protecting a waste gas system of a heating device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |