Development of a system for the observation of the stable operation in multi stage axial compressors Final report / Erprobung und Weiterentwicklung eines Messsystems zur Stabilitaetsueberwachung im Verdichter einer HTGT Abschlussbericht

This report describes work carried out in the context of TurboTech Interim for the development of a system for monitoring stationary gas turbines for approaching the stability limit of the compressor. The requirements for the system components were defined and the suitability of different types and positions of pressure sensors were examined and evaluated. It was found very early in the work that, due to the complexity of the object being monitored, one would not succeed in finding a simple criterion for monitoring the pump limit. Rather, apart from the selection of suitable sensors and optimum positions, one must analyse the present signals in different ways and create a decision matrix from this. Existing work on this subject is mostly concerned with the phenomena in the context of experiments on experimental compressors or is not suitable for the requirements of stationary industrial gas turbines. The project is being carried out in the context of TurboTech II with the main aims of: - Final system definition, - building up the monitoring system with its hardware and software components, - including in the control system of a gas turbine. Further investigations are being carried out for this purpose on a gas turbine at Siemens test bed. Experiments are planned up to reaching the pump limit. They expand the database not only quantitatively, but also qualitatively, as one is dealing with a changed compressor configuration. Derived criteria can be verified in this way. (orig.) / Der vorliegende Bericht beschreibt die im Rahmen von TurboTech Interim durchgefuehrten Arbeiten zur Entwicklung eines Systems fuer die Ueberwachung stationaerer Gasturbinen auf Annaeherung an die Stabilitaetsgrenze des Verdichters. Es wurden die Anforderungen an die Systemkomponenten definiert sowie die Eignung verschiedener Typen und Positionen von Druckaufnehmern untersucht und bewertet. Im Rahmen der Arbeiten zeigte sich sehr frueh, dass es aufgrund der Komplexitaet des Ueberwachungsobjektes nicht gelingen wuerde, ein einfaches Kriterium zur Pumpgrenzueberwachung zu finden. Vielmehr ist es erforderlich, neben der Auswahl geeigneter Aufnehmer und optimaler Positionen die angeobtenen Signale in verschiedener Art und Weise zu analysieren und daraus eine Entscheidungsmatrix zu schaffen. Existierende Arbeiten zu diesem Themengebiet befassen sich meist mit der Phaenomenologie im Rahmen von Experimenten an Versuchsverdichtern oder sind nicht auf die Erfordernisse stationaerer Industriegasturbinen zugeschnitten. Das Vorhaben wird im Rahmen von TurboTech II forgefuehrt mit den uebergeordneten Zielen - endgueltige Systemdefinition - Aufbau des Ueberwachungssystems mit seinem Hard- und Softwarekomponenten - Einbindung in das leittechnische System einer Gasturbine. Hierzu werden weitere Versuche bis zum Erreichen der Pumpgrenze geplant. Sie erweitern die Datenbasis nicht nur quantitativ, sondern auch qualitativ, da es sich wiederum um eine veraenderte Verdichterkonfiguration handelt. Abgeleitete Kriterien lassen sich so verifizieren. (orig.) / SIGLE / Available from TIB Hannover: F96B1958+a / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische Informationsbibliothek / Bundesministerium fuer Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie, Bonn (Germany) / DE / Germany