Спосіб регулювання частоти обертання газотурбогенератора при повному скиданні навантаження

Винахід стосується газотурбобудування, зокрема способів регулювання частоти обертання газотурбогенераторів (ГТГ) при зменшенні електричного навантаження, що мають газотурбінний двигун (ГТД) із низькоемісійною двозонною камерою згоряння (КЗ). Відомий спосіб швидкого регулювання подачі паливоповітряної суміші на режимі відключення електричних навантажувальних агрегатів від газотурбінної установки шляхом регулювання положенням впускних направляючих лопаток компресора відповідно до сигналу, що характеризує робочий режим установки. При відключенні навантаження видають сигнал корекції положення направляючих лопаток компресора і за допомогою регулятора змінюють режим подачі паливоповітряної суміші в КЗ турбіни для запобігання зриву факелу при втраті електричного навантаження [патент №5896736А від 27.04.99p, F02C9/20. Винаходи країн світу, вип. 65 №8/2000]. Проте, зменшення витрати повітря в КЗ прикриттям направляючих лопаток компресора може виявитися недостатнім для стійкої роботи камери згоряння. Відомий також спосіб регулювання ГТГ шляхом дозування регулятором палива у КЗ ГТД пропорційно частоті обертання турбіни генератора (ТГ) і відкриття перепуску повітря за компресором при збільшенні частоти обертання ТГ [патент України №5307, 5 F02C9/18]. У деяких випадках, при використанні цього способу може виявитися недостатньою швидкодія регулюючих клапанів і недостатньою стабільність горіння паливоповітряної суміші, що може призвести до загасання факелу в КЗ. Як прототип прийнятий відомий спосіб регулювання частоти обертання газової турбіни при повному скиданні навантаження шляхом зменшення подавання палива на форсунки холостої ходи (XX) і повним відключенням палива на головні форсунки двозонної камери згоряння. По сигналу скидання навантаження головні форсунки відключаються, а через форсунки XX в двигун продовжує надходити паливо [патент Німеччини №4429539 А1, F02C9/46, опубл. 22.02.1996]. Недоліком даного способу є необхідність високої швидкодії клапанів і «глибокого» (нижче відповідному режиму XX) скидання витрати палива з забезпеченням стійкого горіння паливоповітряної суміші і забезпеченням припустимого закиду частоти обертання роторів турбіни і генератора, що достатньо складно. В основу винаходу поставлена задача удосконалення відомого способу регулювання частоти обертання газової турбіни при повному скиданні навантаження, у котрому шляхом зменшення витрати повітря через камеру згоряння і турбіну забезпечується припустимий закид частоти обертання ротора ГТГ і стійке горіння паливоповітряної суміші на режимі XX, що підвищує надійність роботи ГТГ за рахунок винятку аварійних припинень. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі регулювання частоти обертання газової турбіни при повному скиданні навантаження, шляхом повного відключення подачі палива до головних форсунок і регулювання подачі палива до форсунок холостого ходу двозонної камери згоряння, відповідно до винаходу, по сигналу повного скидання навантаження видають команди на зміну кута установки направляючих апаратів компресора на заданий кут у бік прикриття і на відкриття на заданий час клапанів перепуску повітря з компресора в атмосферу. Прикриття направляючих апаратів і відкриття клапанів перепуску повітря з компресору зменшує витрати повітря через камеру згоряння і турбіну, що сприяє збагаченню паливоповітряної суміші в КЗ, її стійкому горінню на режимі XX і зниженню закиду частоти обертання турбіни. На кресленні приведена схема ГТД, що реалізує спосіб, який заявляється. ГТД включає компресор 1, регульований направляючий апарат 2 компресора, клапани 3 перепуску повітря за компресором, двозонну камеру 4 згоряння палива з форсунками 5 XX і головними форсунками 6, регулюючі клапани 7 і 8 подавання палива до форсунок 5 і 6 відповідно, турбіну 9 і генератор 10, систему автоматичного керування ГТГ (на кресленні не показана). Спосіб здійснюють таким чином. При роботі ГТГ на номінальному режимі через форсунки 5 XX і головні форсунки 6 паливо і повітря надходить в КЗ 4. При цьому забезпечується стійке горіння паливоповітряної суміші. По сигналу повного скидання навантаження генератора 10 система автоматичного керування видає команду на повне закриття регулюючого клапана 8 і припинення подачі палива на головні форсунки 6, зміну куту установки направляючого апарата 2 компресора у бік прикриття на заданий кут, а також відкриття клапанів 3 перепуску повітря з компресора в атмосферу на заданий час. Підтримку постійної частоти обертання ГТГ здійснюють шляхом зміни подачі палива на форсунки 5 XX регулюючим клапаном 7. Використання даного способу регулювання частоти обертання ГТГ при повному скиданні навантаження забезпечує зниження закиду частоти обертання генератора, не допускаючи спрацьовування автомата безпеки турбіни, а також забезпечує стабільне горіння палива в низькоемісійній КЗ, що підвищує надійність роботи ГТГ за рахунок винятку аварійних припинень, дозволяє заощаджувати паливо і електроенергію на повторний запуск і виведення ГТГ на режим, виключає перебої в постачанні електроенергією споживачів.