Technisches Gebiet
[0001] 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.
Stand der Technik
[0002] Im Betrieb einer Gasturbine kann es, insbesondere in einer Brennkammer der Gasturbine,
aufgrund des Verbrennungsprozesses zu Druckpulsationen kommen. Derartige Erscheinungen
können in Frequenzbereichen von 2 Hz bis mehreren kHz auftreten und werden entsprechend
auch als Humming, Screetching oder allgemeiner auch als Flammeninstabilitäten bezeichnet.
Diese 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.
[0003] 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 Zeitraums, 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 unter Anwendung elektronischer oder digitaler Methoden
entsprechend Tchebychev od. ä. in bestimmte Überwachungsfrequenzbänder aufgeteilt
werden, die individuell analysiert und ausgewertet werden können. Dabei kann es zweckmäßig
sein, innerhalb des jeweiligen Überwachungsfrequenzbands eine Mittelwertbildung durchzuführen.
[0004] Ein gattungsgemäßes Verfahren und eine Vorrichtung sind in
EP 1327824 näher beschrieben. Ein Drucksensor erfasst die Druckpulsationen in der Brennkammer
und erzeugt ein entsprechendes Drucksignal. Zum Zwecke der Bestimmung von wenigstens
zwei relativen Signalanteilen in ausgewählten Frequenzbereichen wird dieses Drucksignal
wenigstens zwei Bandpassfiltern als Eingangssignal zugeleitet. Entsprechend ihren
Durchlassfrequenzen stellen diese Bandpassfilter ausgangs eine entsprechende Anzahl
an relativen Signalanteilen in mehreren relevanten Frequenzbereichen zur Verfügung,
welche in einem weiteren Mittel, beispielsweise einem neuronalen Netzwerk, zu einem
Ausgangssignal zum Ansteuern einer Prozessgröße, so der Brennstoff- oder der Luftzufuhr,
verarbeitet werden.
US2004/194 468 A1 offenbart ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
[0005] 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 herbeigeführte Abschaltung
der Gasturbine ist jedoch mit hohen Kosten und Einnahmeausfällen verbunden.
Darstellung der Erfindung
[0006] 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.
[0007] Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche
gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
[0008] Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Druckpulsationen mit Hilfe
eines Pulsations-Frequenz-Signals zu überwachen. Die Erfindung zeichnet sich dabei
dadurch aus, dass die Bandfrequenzen sehr scharf eingehalten werden, und die Signal-Durchlässigkeit
innerhalb des Bandes bzw. die Signal-Blockierung außerhalb des Bandes beliebig ideal
ist entsprechend der eingesetzten Systemleistung (zum Beispiel Rechnerleistung). 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 entnehmen. Des weiteren können die Frequenzbänder
ideal schmal entsprechend eingesetzter Systemleistung (Rechnerleistung) ausgewählt
werden, was es ermöglicht, bestimmte Pulsationsfrequenzen gezielt und separat zu überwachen,
ohne deren Amplituden zu verfälschen. 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
sowie eine Verfälschung, insbesondere Überhöhung, der Amplituden gewisser Pulsationsfrequenzen
auftritt. Die Breite der Überwachungsfrequenzbänder kann bei einem Pulsations-Zeit-Signal
mittels herkömmlicher Bandfilter (Tchebychev od. ä.) nicht beliebig klein gewählt
werden. Dies wirkt sich aufgrund der technischen Merkmale dieser Bandfilter 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
ideal eng entsprechend eingesetzter Systemleistung wählen, so dass es insbesondere
möglich ist, dicht benachbarte harmlose Pulsationsfrequenzen von der Pulsationsüberwachung
auszugrenzen.
Weiterhin kann bei einer bevorzugten Ausführungsform eine dynamische Anpassung der
Systemparameter (insbesondere Bandpassgrenzen, Zeitkonstanten etc.) an unterschiedliche
Betriebszustände der Gasturbine, beispielsweise Normalbetrieb, Hochfahren, Ablasten,
Brennstoffwechsel etc., erfolgen.
[0009] 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.
Erfindungsgemäß wird der Pulsationspegel im Hinblick auf das Auftreten wenigstens
einer vorbestimmten Auslösebedingung überwacht. Diese Überwachung basiert auf dem
zeitlichen Verlauf des Pulsationspegels, also einem Pulsationspegel-Zeit-Signal.
Dementsprechend wird hier ein Pulsationspegel-Zeit-Signal generiert, das dann im Hinblick
auf wenigstens eine Auslösebedingung überwacht wird.
[0010] Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung kann das Überwachungsfrequenzband
bei einer Frequenzverschiebung des maximalen Pulsationswerts dem maximalen Pulsationswert
durch einen geeigneten Algorithmus 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 beispielsweise dadurch
ändern, dass ein anderer Brennstoff verwendet wird und/oder ein anderes Brennstoff-LuftGemisch
(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.
Dies führt dazu, dass mit Hilfe der Erfindung unnötigerweise ausgelöste Schutzaktionen,
Steuerungsfehler oder Fehlinterpretationen der Druckpulsationen aufgrund oben genannter
Veränderungen nicht mehr auftreten.
[0011] Bei einer vorteilhaften Weiterbildung kann das erfindungsgemäße Signalverarbeitungsverfahren
für den Maschinenschutz entsprechend einer Auslösestrategie verwendet werden. Diese
Auslösestrategie kann sich dadurch kennzeichnen, 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 Amplitude für längere Zeit oberhalb des vorbestimmten Pegelgrenzwerts liegt,
zum Auslösen der jeweiligen Schutzaktion. Zum anderen löst auch eine Abfolge von kritischen
Pulsationsamplituden, die zwar jeweils nur relativ kurzzeitig auftreten, jedoch mit
vergleichsweise kleinen Abständen aufeinander folgen, ebenfalls die jeweilige Schutzaktion
aus. 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 unterschiedenwerden.
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, beispielsweise Normalbetrieb,
Hochfahren, Abschalten, unterschiedlich gewählt werden. Durch die vorgeschlagene Kombination
kann ein besonders effektiver Schutz der Gasturbine vor Beschädigungen durch Druckpulsationen
erreicht werden.
[0012] Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung
anhand der Zeichnungen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0013] 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,
- Fig. 1
- ein Schaubild nach Art eines Flussdiagramms des erfindungsgemäßen Schutzverfahrens,
- Fig. 2
- eine Ansicht wie in Fig. 1, jedoch für einen anderen Bestandteil des Verfahrens,
- Fig. 3
- eine schaltplanartige Prinzipdarstellung eines Steuerungssystems nach der Erfindung.
Wege zur Ausführung der Erfindung
[0014] Entsprechend Fig. 1 umfasst eine Gasturbine 1 üblicherweise einen Verdichter 2, eine
Brennkammer 3 sowie eine Turbine 4. In der Gasturbine 1, insbesondere in deren Brennkammer
3, können im Betrieb der Gasturbine 1 Druckpulsationen P auftreten. Diese Druckpulsationen
oder kurz Pulsationen P werden z.B. im Bereich der Brennkammer 3 mit Hilfe einer geeigneten
Sensorik 5 gemessen. Die Sensorik 5 kann dabei beispielsweise ein Mikrophon, einen
dynamischen Druckübersetzer, einen piezoelektrischen Druckaufnehmer, einen piezoresistiven
Druckaufnehmer oder eine sonstige zur Erfassung der Druckpulsationen geeignete Einrichtung
aufweisen. Ebenso können die Druckpulsationen P beispielsweise indirekt über die Beschleunigung
von Brennkammerkomponenten ermittelt werden. Die gemessenen Druckpulsationen P können
beispielsweise mittels eines geeigneten Verstärkers 6 aufbereitet werden, um daraus
ein Pulsations-Zeit-Signal PZS zu generieren. Das Pulsations-Zeit-Signal PZS repräsentiert
dabei die Abhängigkeit der Pulsation P von der Zeit t. In Fig. 1 ist dieser Zusammenhang
durch ein Diagramm 7 visualisiert, bei dem die Pulsation P die Ordinate bildet, während
die Zeit t die Abszisse bildet.
[0015] Bei der vorliegenden Erfindung wird nun das Pulsations-Zeit-Signal PZS 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 Fig. 1
durch ein Diagramm 8 visualisiert, dessen Ordinate durch die Pulsation P gebildet
ist, und dessen Abszisse durch die Frequenz f gebildet ist. Das Pulsations-Frequenz-Signal
PFS kann aus dem Pulsations-Zeit-Signal PZS mit Hilfe einer geeigneten mathematischen,
insbesondere numerischen Methode, beispielsweise mit Hilfe eines Fourier-Transformators
9, hergeleitet werden, der hierzu eine entsprechende Fourier-Analyse durchführt. Die
Fourier-Transformation ist in Fig. 1 durch ein Diagramm 10 symbolisch dargestellt.
Der Fourier-Transformator 9 kann beispielsweise mittels FFT (Fast-Fourier-Transformation)
oder mittels DFT (Diskrete-Fourier-Transformation) arbeiten. Dem Fourier Transformator
9 kann ein Gleichrichter 11, insbesondere ein RMS-Gleichrichter nachgeschaltet sein,
wobei RMS für Root Mean Square steht (also quadratischer Mittelwert, hier Effektivsignalpegel).
[0016] Des weiteren kann das Pulsations-Frequenz-Signal PFS zusätzlich aufbereitet werden.
Beispielswieise können Störungen unterdrückt werden.
[0017] Innerhalb des Pulsations-Frequenz-Signals PFS wird wenigstens ein vorbestimmtes Überwachungsfrequenzband
12 überwacht. Vorzugsweise werden jedoch mehrere vorbestimmte Überwachungsfrequenzbänder
12 überwacht. Die Überwachungsfrequenzbänder 12 sind In einem weiteren Diagramm 13
mit geschweiften Klammern gekennzeichnet.
[0018] Erfindungsgemäß liegt in jedem Überwachungsfrequenzband 12 genau eine zu überwachende,
kritische Pulsationsfrequenz.
[0019] Ein wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung wird darin gesehen, dass innerhalb
des Pulsations-Frequenz-Signals PFS die Überwachungsfrequenzbänder 12 mit vergleichsweise
kleinen Frequenzbandbreiten ausgewählt werden können. Hierdurch wird es ermöglicht,
kritische, gefährliche Pulsationsfrequenzen klar von unkritischen, harmlosen Pulsationsfrequenzen
zu trennen und somit zu unterscheiden, selbst wenn die harmlosen Pulsationsfrequenzen
relativ dicht neben kritischen, gefährlichen Pulsationsfrequenzen liegen.
[0020] Für jedes vorbestimmte Überwachungsfrequenzband 12 wird ein Pulsationspegel PL ermittelt.
Dieser Pulsationspegel PL korreliert dabei mit einer Pulsationsamplitude der überwachten
Pulsationsfrequenz innerhalb des jeweiligen Überwachungsfrequenzbands 12.
[0021] Die Bestimmung des Pulsationspegels PL kann dabei auf unterschiedliche Weise erfolgen.
Beispielsweise kann innerhalb des jeweiligen Überwachungsfrequenzbands 12 ein Mittelwert
der im Überwachungsfrequenzband 12 auftretenden Pulsationsamplituden gebildet werden.
Insbesondere können auch hier wieder Effektivwerte bzw. quadratische Mittelwerte gebildet
werden. Die Mittelwertbildung eignet sich insbesondere dann für die Bestimmung des
Pulsationspegels PL, wenn dem jeweiligen Überwachungsfrequenzband 12 mehr als eine
vorbestimmte kritische Pulsationsfrequenz zugeordnet ist. Alternativ kann bei einer
bevorzugten Ausführungsform innerhalb des jeweiligen Überwachungsfrequenzbands 12
der Pulsationspegel PL dadurch bestimmt werden, dass für den Pulsationspegel PL jeweils
der maximale Pulsationswert (Spitzenwert), der im jeweiligen Überwachungsfrequenzband
12 auftritt, verwendet wird. Dieser Zusammenhang ist im Diagramm 13 dargestellt. Die
Pulsationsmaxima werden jeweils durch Spitzen (peaks) des Pulsations-Frequenz-Signals
PFS gebildet und definieren dadurch den jeweiligen Pulsationspegel PL.
[0022] Erfindungsgemäß werden nun die Pulsationspegel PL im Hinblick auf das Auftreten wenigstens
einer vorbestimmten Auslösebedingung überwacht. Diese Überwachung ist in Fig. 1 in
einem weiteren Diagramm 14 wiedergegeben, das den zeitlichen Verlauf des Pulsationspegels
PL darstellt. Dabei bildet im Diagramm 14 der Pulsationspegel PL die Ordinate, während
die Abszisse durch die Zeit t gebildet ist. Das Diagramm 14 zeigt hier den zeitlichen
Verlauf des Pulsationspegels PL, also ein Pulsationspegel-Zeit-Signal PLZS für ein
einzelnes Überwachungsfrequenzband 12 und somit insbesondere für nur eine zu überwachende
kritische Pulsationsfrequenz.
[0023] 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.
[0024] Die Pulsationspegel PL werden für die verschiedenen Überwachungsfrequenzbänder 12
zweckmäßig unabhängig voneinander überwacht.
[0025] Als Auslösebedingung kann beispielsweise ein maximaler Pulsationspegel PL
max dienen. Sobald der Pulsationspegel PL den maximalen Pulsationspegel PL
max erreicht, liegt diese Auslösebedingung vor. Dies ist im Diagramm 14 durch den Schnittpunkt
des Pulsationspegel-Zeit-Signals PLZS mit dem Maximalwert des Pulsationspegels PL
max gegeben, der in den Diagrammen 13 und 14 mit 15 bezeichnet ist. Der Schnittpunkt
15 repräsentiert somit das Auftreten der genannten Auslösebedingung, was erfindungsgemäß
eine vorbestimmte Schutzaktion auslöst, die hier in den Diagrammen 13 und 14 durch
einen Pfeil 16 symbolisiert ist. Diese Schutzaktion 16 kann beispielsweise eine Zurücknahme
der Brennstoffzufuhr und/oder eine Anfettung des Brennstoff/Luft-Gemischs oder ein
Abschalten der Brennkammer 3, aber auch lediglich eine Alarmierung des Operators sein.
Ebenso sind andere Schutzreaktionen 16 oder Kombinationen derartiger Maßnahmen möglich.
[0026] Sofern - wie hier - der Pulsationspegel PL innerhalb der einzelnen Überwachungsfrequenzbänder
12 durch den darin auftretenden Spitzenwert (peak) gebildet ist, bietet sich gemäß
einer vorteilhaften Ausführungsform die Möglichkeit, das Überwachungsfrequenzband
12 nicht statisch festzulegen, sondern dieses dynamisch an Verschiebungen des maximalen
Pulsationswerts, also hier des Pulsationspegels PL anzupassen. Dies erfolgt durch
eine entsprechende Verschiebung des jeweiligen Überwachungsfrequenzbands 12, derart,
dass der peak des Pulsations-Frequenz-Signals PFS innerhalb des Überwachungsfrequenzbands
12 verbleibt. Eine Verschiebung der zu überwachenden kritischen Pulsationsfrequenz
entlang der Abszisse, also eine Frequenzverschiebung, tritt beispielsweise dann auf,
wenn sich innerhalb der Brennkammer 3 zum Beispiel durch Temperaturänderung die Schallgeschwindigkeit
verändert. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass die zu überwachende Pulsationsfrequenz
aus dem Überwachungsfrequenzband 12 hinauswandert, selbst wenn für das Überwachungsfrequenzband
12 nur eine sehr kleine Frequenzbandbreite gewählt wird.
[0027] 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 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 Basispulsation wird ohnehin im eigenen
Überwachungsfrequenzband 12 überwacht.
[0028] Entsprechend Fig. 2 kann die Überwachung des Pulsationspegel-Zeit-Signals PLZS bei
der Erfindung auch dadurch erfolgen, dass zumindest eine andere Auslösebedingung eine
spezielle Auslösestrategie aufweist. Diese Auslösestrategie arbeitet mit einem Auslösezähler
AZ und mit einem Rückstellzähler RZ. In Fig. 2 sind nun drei Diagramme zusammengefasst,
von denen das obere den zeitlichen Verlauf des Pulsationspegels PL wiedergibt, während
das mittlere den zeitlichen Verlauf des Auslösezählers AZ zeigt, und das untere den
zeitlichen Verlauf des Rückstellzählers RZ wiedergibt. Dementsprechend zeigt das obere
Diagramm das Pulsationspegel-Zeit-Signal PLZS, während die unteren Diagramme ein Auslösezähler-Signal
AZS bzw. ein Rückstellzähler-Signal RZS wiedergeben.
[0029] In das obere Diagramm ist außerdem ein Pegelgrenzwert PL
limit eingetragen. Dieser Pegelgrenzwert PL
limit kann kleiner sein als das Pulsationspegelmaximum PL
max aus dem Diagramm 14 gemäß Fig. 1. Während das Überschreiten bzw. das Erreichen des
Pulsationspegelmaximums PL
max sofort die Schutzaktion 16 auslöst, führt das Erreichen bzw. Übersteigen des Pegelgrenzwerts
PL
limit gemäß der im folgenden beschriebenen Auslösestrategie nicht sofort zum Auslösen der
Schutzaktion 16. Dabei ist es grundsätzlich möglich, dass beide Auslösebedingungen
nebeneinander bestehen.
[0030] Der Auslösezähler AZ zählt die Zeit, während welcher der Pulsationspegel PL oberhalb
des Pegelgrenzwerts PL
limit liegt. Dabei summiert der Auslösezähler AZ diese Zeit immer auf einen vorausgehenden
Zählerstand auf. Sobald der Auslösezähler AZ einen vorbestimmten Auslösezählerstand
AZ
limit erreicht, tritt die Auslösebedingung auf. In der Regel wird dazu ein Auslösesignal
(Flag) gesetzt, und die jeweilige Schutzaktion 16 wird gestartet.
[0031] Im Unterschied dazu zählt der Rückstellzähler RZ die Zeit, während der der Pulsationspegel
PL unterhalb bzw. nicht oberhalb des Pegelgrenzwerts PL
limit 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 RZ
limit erreicht, wird der Zählerstand des Auslösezählers AZ auf Null gestellt.
[0032] Diese Auslösestrategie wird im folgenden nochmals anhand des in Fig. 2 gezeigten
Beispiels näher erläutert:
Zum Zeitpunkt t
0 beginnt die Überwachung. Der Pulsationspegel PL ist unterhalb des Pegelgrenzwerts
PL
limit. In der Folge zählt der Rückstellzähler RZ beginnend vom Wert Null und summiert die
Zeit auf. Zum Zeitpunkt t
1 übersteigt der Pulsationspegel PL den Pegelgrenzwert PL
limit. 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 t
1 bei Null aufzusummieren. Zum Zeitpunkt t
2 fällt der Pulsationspegel PL wieder unter den Pegelgrenzwert PL
limit. In der Folge zählt der Auslösezähler AZ nicht weiter, während der Rückstellzähler
RZ erneut von Null mit seiner Zeitzählung beginnt. Zum Zeitpunkt t
3 übersteigt der Pulsationspegel PL wieder den Pegelgrenzwert PL
limit; der Auslösezähler AZ zählt weiter, wobei er auf den vorangehenden Zählerstand aufsummiert.
Zum Zeitpunkt t
4 sinkt der Pulsationspegel PL wieder unter den Pegelgrenzwert PL
limit, so dass der Auslösezähler AZ nicht weiterzählt und der Rückstellzähler RZ wieder
bei Null mit seiner Zeitzählung beginnt.
[0033] Zum Zeitpunkt t
5 übersteigt der Pulsationspegel PL wieder den Pegelgrenzwert PL
limit, so dass der Auslösezähler AZ wieder auf den vorigen Zählerstand aufsummiert. Zum
Zeitpunkt t
6 erreicht der Zählerstand des Auslösezählers AZ den Auslösezählerstand AZ
limit. Folglich liegt die Auslösebedingung vor und die Schutzaktion 16 wird gestartet.
Beispielsweise wird ein Alarm ausgegeben oder für die Dauer der Schutzaktion 16 die
Brennstoffzuführung zur Brennkammer 3 verändert. Im mittleren Diagramm ist außerdem
der Status der Schutzaktion 16 eingetragen, wobei hier vereinfacht nur zwischen einem
Aus-Zustand und einem Ein-Zustand unterschieden wird. Der Verlauf des Schutzaktionsstatus
ist dabei in Fig. 2 mit SAZ bezeichnet. Zum Zeitpunkt t
6 wird somit vom Aus-Zustand in den Ein-Zustand umgeschaltet.
[0034] Durch die Schutzaktion 16 sinkt der Pulsationspegel PL wieder und unterschreitet
zum Zeitpunkt t
7 den Pegelgrenzwert PL
limit. In der Folge beginnt der Rückstellzähler RZ wieder von Null an, die Zeit aufzusummieren.
Zum Zeitpunkt t
8 erreicht der Rückstellzähler RZ einen mit RZ
SAZ bezeichneten Zählerstand. Bei diesem Zählerstand RZ
SAZ wird zum einen der Schutzaktionsstatus geändert, das heisst, vom Ein-Zustand auf
den Aus-Zustand umgeschaltet. Zum anderen wird gleichzeitig der Auslösezähler AZ auf
Null zurückgestellt.
[0035] Zum Zeitpunkt t
9 erreicht der Rückstellzähler RZ zwar den Rückstellzählerstand RZ
limit, der an sich den Zählerstand des Auslösezählers AZ auf Null zurückstellt, dies ist
jedoch im vorliegenden Fall bereits geschehen, da zuvor eine Schutzaktion 16 ausgelöst
und beendet wurde. Dementsprechend ist hier der zugehörige Zählerstand RZ
SAZ kleiner gewählt als der Rückstellzählerstand RZ
limit.
[0036] Zum Zeitpunkt t
10 überschreitet der Pulsationspegel PL erneut den Pegelgrenzwert PL
limit, 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.
[0037] Zum Zeitpunkt t
11 sinkt der Pulsationspegel PL wieder unter den Pegelgrenzwert PL
limit. Somit zählt der Auslösezähler AZ nicht weiter, während der Rückstellzähler RZ von
neuem bei Null beginnt zu zählen. Zum Zeitpunkt t
12 erreicht der Rückstellzähler RZ seinen Rückstellzählerstand RZ
limit, was eine Rückstellung des Zählerstands des Auslösezählers AZ auf den Wert Null auslöst.
Zum Zeitpunkt t
13 beginnt somit der Auslösezähler AZ wieder bei Null, wenn der Pulsationspegel PL den
Pegelgrenzwert PL
limit überschreitet. Zum Zeitpunkt t
14 sinkt der Pulsationspegel PL wieder unter den Pegelgrenzwert PL
limit. Während der Zählerstand des Auslösezählers AZ gehalten wird, beginnt der Rückstellzähler
RZ wieder von Null zu zählen. Zum Zeitpunkt t
15 erreicht der Rückstellzähler RZ seinen Rückstellzählerstand RZ
limit, was ein Rücksetzen des Auslösezählers AZ bewirkt. Gleichzeitig erreicht der Pulsationspegel
PL zu diesem Zeitpunkt t
15 wieder seinen Pegelgrenzwert PL
limit, was sofort ein Zählen des Auslösezählers AZ auslöst. Zum Zeitpunkt t
16 sinkt der Pulsationspegel PL wieder unter den Pegelgrenzwert PL
limit. Der aufsummierte Zählerstand des Auslösezählers AZ wird gehalten, während der Rückstellzähler
RZ erneut von Null an beginnt, die Zeit zu zählen.
[0038] Entsprechend Fig. 3 kann ein Steuerungssystem 17 der Gasturbine 1 eine Pulsationsmesseinrichtung
18, eine Pulsationsauswerteeinrichtung 19 sowie eine Steuereinrichtung 20 aufweisen.
Des weiteren können auch eine Kontrolleinrichtung 21 sowie gegebenenfalls ein Anzeige-
und/oder Diagnosesystem 22 vorgesehen sein.
[0039] Die Pulsationsmesseinrichtung 18 umfasst eine Sensorik 5 und den Signalverstärker
6 und kann darüber hinaus über eine galvanische Trenneinrichtung 23 verfügen. Die
Pulsationsmesseinrichtung 18 dient somit zum Messen der Druckpulsationen P an der
Gasturbine 1, insbesondere in deren Brennkammer 3. Des weiteren generiert die Pulsationsmesseinrichtung
18 das Pulsations-Zeit-Signal PZS.
[0040] Die Pulsationsauswerteeinrichtung 19 umfasst beispielsweise ein Tiefpassfilter 24,
einen analogen Eingang 25, einen analogen Ausgang 26, sowie einen digitalen Eingang
27 und einen digitalen Ausgang 28. Die Ein- und Ausgänge 25 bis 28 sind dabei in einen
Rechner 29 eingebunden, der eine Echtzeitverarbeitung des Pulsations-Zeit-Signals
PZS ermöglicht. Somit kann die Pulsationsauswerteeinrichtung 19 das Pulsations-Zeit-Signal
PZS in das Pulsations-Frequenz-Signal PFS transformieren, aus dem Pulsations-Frequenz-Signal
PFS für wenigstens ein vorbestimmtes Überwachungsfrequenzband 12 den Pulsationspegel
PL ermitteln, diesen Pulsationspegel PL im Hinblick auf das Auftreten wenigstens einer
vorbestimmten Auslösebedingung überwachen und beim Auftreten dieser wenigstens einen
Auslösebedingung ein Auslösesignal generieren. Die Übertragung des Pulsations-Zeit-Signal
PZS zwischen der Pulsationsmesseinrichtung 18 und der Pulsationsauswerteeinrichtung
19 kann dabei durch eine galvanisch entkoppelte Verbindung 30 erfolgen, das heisst,
ohne direkten elektrischen Kontakt. Beispielsweise erfolgt die Signalübertragung optisch
oder über einen Transformator. Die galvanische Entkopplung wird hier durch die galvanische
Trenneinrichtung 23 erreicht.
[0041] Die Steuereinrichtung 20 steuert zum einen den normalen Betrieb der Gasturbine 1
und ermöglicht durch ihre Einbindung in das Steuerungssystem 17 die Durchführung vorbestimmter
Schutzaktionen, sofern das jeweilige Auslösesignal vorliegt. Dieses Auslösesignal
erhält die Steuereinrichtung 20 von der Pulsationsauswerteeinrichtung 19, insbesondere
von deren Rechner 29. Die Steuereinrichtung 20 kann aber auch die Pulsationspegel
PL der Überwachungsbänder über den analogen Ausgang 26 erhalten und selbst die Evaluierung
des Auslösesignals gemäß Fig. 2 durchführen.
[0042] Die Kontrolleinrichtung 21 kann über eine Netzwerkverbindung 31 und über einen Netzwerkcontroller
32 mit dem Rechner 29 der Pulsationsauswerteeinrichtung 19 kommunizieren. Die Kontrolleinrichtung
21 kann beispielsweise die Pulsationsüberwachung, die mit Hilfe der Pulsationsauswerteeinrichtung
19 durchgeführt wird, konfigurieren, visualisieren und/oder speichern. Des weiteren
ist die Kontrolleinrichtung 21 hier mit dem Anzeige- und/oder Diagnosesystem 22 gekoppelt,
zum Beispiel über Internet 33, was beispielsweise eine Auswertung des Langzeitbetriebs
der Gasturbine 1 ermöglicht. Insbesondere kann diese Auswertung für mehrere verschiedene
Gasturbinen 1, die global verteilt sein können, zentral erfolgen.
Bezugszeichenliste
[0043]
- 1
- Gasturbine
- 2
- Verdichter
- 3
- Brennkammer
- 4
- Turbine
- 5
- Sensorik
- 6
- Verstärker
- 7
- Diagramm
- 8
- Diagramm
- 9
- Fourier transformator
- 10
- Diagramm
- 11
- RMS-Gleichrichter
- 12
- Überwachungsfrequenzband
- 13
- Diagramm
- 14
- Diagramm
- 15
- Schnittpunkt
- 16
- Schutzaktion
- 17
- Steuerungssystem
- 18
- Pulsationsmesseinrichtung
- 19
- Pulsationsauswerteeinrichtung
- 20
- Steuereinrichtung
- 21
- Kontrolleinrichtung
- 22
- Anzeige- und/oder Diagnosesystem
- 23
- galvanischer Separator
- 24
- Tiefpassfilter
- 25
- Analogeingang
- 26
- Analogausgang
- 27
- Digitaleingang
- 28
- Digitalausgang
- 29
- Rechner
- 30
- galvanisch entkoppelte Verbindung
- 31
- Netzwerkverbindung
- 32
- Netzwerkcontroller
- 33
- Internet
- P
- Pulsation
- Z
- Zeit
- PZS
- Pulsations-Zeit-Signal
- F
- Frequenz
- PFS
- Pulsations-Frequenz-Signal
- PL
- Pulsationspegel
- PLmax
- Pulsationsmaximalwert
- PLZS
- Pulsationspegel-Zeit-Signal
- PLlimit
- Pegelgrenzwert
- AZ
- Auslösezähler
- AZlimit
- Auslösezäherstand
- AZS
- Auslösezähler-Zeit-Signal
- RZ
- Rückstellzähler
- RZlimit
- Rückstellzählerstand
- RZS
- Rückstellzähler-Zeit-Signal
- SAZ
- Schutzaktionszustand
- RZSAZ
- bestimmter Zählerstand des Rückstellzählers
- t0 - t16
- bestimmte Zeitpunkte
1. Verfahren zum Schützen einer Gasturbine (1) vor Beschädigungen durch Druckpulsationen
(P),
- bei dem im Betrieb der Gasturbine (1) auftretende Druckpulsationen (P) gemessen
werden,
- bei dem aus den gemessenen Druckpulsationen (P) ein Pulsations-Zeit-Signal (PZS)
generiert wird,
- bei dem das Pulsations-Zeit-Signal (PZS) in ein Pulsations-Frequenz-Signal (PFS)
transformiert wird,
- bei dem aus dem Pulsations-Frequenz-Signal (PFS) für wenigstens ein vorbestimmtes
Überwachungsfrequenzband (12) ein Pulsationspegel (PL) ermittelt wird,
- bei dem der Pulsationspegel (PL) im Hinblick auf das Auftreten wenigstens einer
vorbestimmten Auslösebedingung überwacht wird,
wobei
aus dem Pulsationspegel (PL) ein Pulsationspegel-Zeit-Signal (PLZS) generiert wird,
das im Hinblick auf die wenigstens eine Auslösebedingung überwacht wird und
- bei dem Auftreten der wenigstens einen Auslösebedingung eine vorbestimmte Schutzaktion
(16) durchgeführt wird,
dadurch gekennzeichnet.
- dass das jeweilige Uberwachunasfrequenzband (12) so bestimmt ist, dass genau eine vorbekannte
kritische Pulsation (P) bei ihrem Auftreten mit ihrer Pulsationsfrequenz in diesem
Überwachungsfrequenzband (12) liegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Pulsationspegel (PL) durch Summenbildung oder Integration und/oder durch Mittelwertbildung
der Pulsationswerte (P) im jeweiligen Überwachungsfrequenzband (12) ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Pulsationspegel (PL) durch den maximalen Pulsationswert (P) im jeweiligen Überwachungsfrequenzband
(12) gebildet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Überwachungsfrequenzband (12) bei einer Frequenzverschiebung des maximalen Pulsationswerts
(P) dem maximalen Pulsationswert (P) nachgeführt wird, so dass der maximale Pulsationswert
(P) innerhalb des Überwachungsfrequenzbands (12) verbleibt.
5. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Pulsationspegel-Zeit-Signal (PLZS) durch Mittelwertbildung aufbereitet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Transformation vom Pulsations-Zeit-Signal (PZS) in das Pulsations-Frequenz-Signal
(PFS) mittels einer numerisch-mathematischen Transformation, insbesondere mittels
einer Fast-Fourier-Transformation (FFT) oder mittels einer Diskrete-Fourier-Transformation
(DFT), durchgeführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
- dass beim Auftreten einer Pulsation (P) überprüft wird, ob es sich bei dieser Pulsation
(P) um eine Harmonische einer Pulsation (P) aus einem tieferen Frequenzbereich handelt,
- bei dem der zugehörige Pulsationspegel (PL) nur dann überwacht wird, wenn es sich
bei der zugehörigen Pulsation (P) nicht um eine solche Harmonische handelt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Auftreten der wenigstens einen Auslösebedingung für jedes Überwachungsfrequenzband
(12) separat überwacht wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
- dass die wenigstens eine Auslösebedingung eine Auslösestrategie aufweist, die mit einem
Auslösezähler (AZ) und mit einem Rückstellzähler (RZ) arbeitet,
- dass der Auslösezähler (AZ) die Zeit (t), während der der jeweilige Pulsationspegel (PL)
oberhalb eines vorbestimmten Pegelgrenzwerts (PLlimit) liegt, auf den jeweils vorausgehenden Zählerstand aufsummiert,
- dass die Auslösebedingung auftritt und die vorbestimmte Schutzaktion (16) gestartet wird,
sobald der Auslösezähler (AZ) einen vorbestimmten Auslösezählerstand (AZlimit) erreicht,
- dass 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,
- dass der Zählerstand des Auslösezählers (AZ) auf Null gestellt wird, sobald der Rückstellzähler
(RZ) einen vorbestimmten Rückstellzählerstand (RZlimit) erreicht.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schutzaktion (16) beendet wird und der Zählerstand des Auslösezählers (AZ) auf
Null gestellt wird, wenn der Rückstellzähler (RZ) während der Schutzaktion (16) einen
vorbestimmten Zählerstand (RZSAZ) erreicht.
11. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass der besagte vorbestimmte Zählerstand (RZSAZ) kleiner ist als der Rückstellzählerstand (RZlimit).
1. Method for protecting a gas turbine (1) from damage due to pressure pulsations (P),
- wherein pressure pulsations (P) occurring during operation of the gas turbine (1)
are measured,
- wherein a pulsation time signal (PZS) is generated from the measured pressure pulsations
(P),
- wherein the pulsation time signal (PZS) is transformed into a pulsation frequency
signal (PFS),
- wherein a pulsation level (PL) for at least one predefined monitoring frequency
band (12) is determined from the pulsation frequency signal (PFS),
- wherein the pulsation level (PL) is monitored with regard to the occurrence of at
least one predefined trigger condition,
- wherein a pulsation level time signal (PLZS) is generated from the pulsation level
(PL) and monitored with regard to the at least one trigger condition, and a predefined
protective action (16) is performed on occurrence of the at least one trigger condition,
characterised in that the respective monitoring frequency band (12) is determined such that precisely one
previously known critical pulsation (P), on its occurrence with its pulsation frequency,
lies in this monitoring frequency band (12).
2. Method according to claim 1, characterised in that the pulsation level (PL) is determined by summation or integration and/or by mean
value formation of the pulsation values (P) in the respective monitoring frequency
band (12).
3. Method according to claim 1, characterised in that the pulsation level (PL) is formed by the maximum pulsation value (P) in the respective
monitoring frequency band (12).
4. Method according to claim 3, characterised in that on a frequency shift of the maximum pulsation value (P), the monitoring frequency
band (12) tracks the maximum pulsation value (P) so that the maximum pulsation value
(P) remains within the monitoring frequency band (12).
5. Method according to claim 1, characterised in that the pulsation time signal (PLZS) is prepared by mean value formation.
6. Method according to any of claims 1 to 5, characterised in that the transformation of the pulsation time signal (PZS) into the pulsation frequency
signal (PFS) takes place by means of a numerical-mathematical transformation, in particular
by means of a fast Fourier transformation (FFT) or by means of a discrete Fourier
transformation (DFT).
7. Method according to any of claims 1 to 6,
characterised in that
- on occurrence of a pulsation (P), it is checked whether this pulsation (P) is a
harmonic of a pulsation (P) from a lower frequency range,
- wherein the associated pulsation level (PL) is monitored only if the associated
pulsation (P) is not such a harmonic.
8. Method according to any of claims 1 to 7, characterised in that the occurrence of the at least one trigger condition is monitored separately for
each monitoring frequency band (12).
9. Method according to any of claims 1 to 8,
characterised in that
- the at least one trigger condition has a trigger strategy which works with a trigger
counter (AZ) and a reset counter (RZ),
- the trigger counter (AZ) adds the time (t), during which the respective pulsation
level (PL) lies above a predefined pulsation limit value (PLlimit), to the respective preceding counter status,
- the trigger condition occurs and the predefined protective action (16) is started
as soon as the trigger counter (AZ) reaches a predefined trigger counter status (AZlimit),
- the reset counter (RZ) adds the time (t), during which the respective pulsation
level (PL) does not lie above the predefined pulsation limit value (PLlimit) to a respective counter status set to zero,
- the counter status of the trigger counter (AZ) is set to zero as soon as the reset
counter (RZ) reaches a predefined reset counter status (RZlimit).
10. Method according to claim 9, characterised in that the protective action (16) is ended and the counter status of the trigger counter
(AZ) is set to zero when the reset counter (RZ) reaches a predefined counter status
(RZSAZ) during the protective action (16).
11. Method according to claim 10, characterised in that said predefined counter status (RZSAZ) is lower than the reset counter status (RZlimit).
1. Procédé de protection d'une turbine à gaz (1) des endommagements par des pulsations
de pression (P),
- dans lequel les pulsations de pression (P) survenant lors du fonctionnement de la
turbine à gaz (1) sont mesurées,
- dans lequel, à partir des pulsations de pression (P) mesurées, un signal pulsation-temps
(PZS) est généré,
- dans lequel le signal pulsation-temps (PZS) est transformé en un signal pulsation-fréquence
(PFS),
- dans lequel, à partir du signal pulsation-fréquence (PFS), pour au moins une bande
de fréquences de surveillance (12), un niveau de pulsation (PL) est déterminé,
- dans lequel le niveau de pulsation (PL) est surveillé en ce qui concerne l'apparition
d'au moins une condition de déclenchement prédéterminée,
un signal niveau de pulsation-temps (PLZS) étant généré à partir du niveau de pulsation
(PL), qui est surveillé en ce qui concerne l'au moins une condition de déclenchement
et
- lors de l'apparition de l'au moins une condition de déclenchement, une action de
protection prédéterminée (16) est effectuée,
caractérisé en ce que
- la bande de fréquence de surveillance (12) correspondante est déterminée de façon
à ce qu'exactement une pulsation critique (P) déjà connue se trouve, lors de son apparition,
avec sa fréquence de pulsation, dans cette bande de fréquence de surveillance (12).
2. Procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
le niveau de pulsation (PL) est déterminé par la production d'une somme ou une intégration
et/ou par la production d'une moyenne des valeurs de pulsation (P) dans la bande de
fréquence de surveillance (12) correspondante.
3. Procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
le niveau de pulsation (PL) est produit par la valeur de pulsation maximale (P) dans
la bande de fréquence de surveillance (12) correspondante.
4. Procédé selon la revendication 3,
caractérisé en ce que
la bande de fréquence de surveillance (12) est asservie, lors d'un décalage de fréquence
de la valeur de pulsation maximale (P), à la valeur de pulsation maximale (P), de
façon à ce que la valeur de pulsation maximale (P) reste à l'intérieur de la bande
de fréquence de surveillance (12).
5. Procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
le signal niveau de pulsation-temps (PLZS) est traité par la production d'une valeur
moyenne.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5,
caractérisé en ce que
la transformation du signal pulsation-temps (PZS) en signal pulsation-fréquence (PFS)
est effectuée au moyen d'une transformation numérique-mathématique, plus particulièrement
au moyen d'une transformation de Fourier rapide (FFT) ou au moyen d'une transformation
de Fourier discrète (DFT).
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6,
caractérisé en ce que
- lors de l'apparition d'une pulsation (P), il est vérifié si cette pulsation (P)
est une harmonique d'une pulsation (P) provenant d'une plage de fréquence plus basse,
- dans lequel le niveau de pulsation (PL) correspondante n'est surveillé que si la
pulsation (P) correspondante n'est pas une telle harmonique.
8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7,
caractérisé en ce que
l'apparition de l'au moins une condition de déclenchement est surveillée séparément
pour chaque bande de fréquence de surveillance (12).
9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8,
caractérisé en ce que
- l'au moins une condition de déclenchement comprend une stratégie de déclenchement
qui fonctionne avec un compteur de déclenchement (AZ) et avec un compteur de réinitialisation
(RZ),
- le compteur de déclenchement (AZ) cumule le temps (t) pendant lequel le niveau de
pulsation (PL) se trouve au-dessus d'une valeur limite de niveau (PLlimit) prédéterminée, sur l'état du compteur précédent,
- la condition de déclenchement apparaît et l'action de protection (16) prédéterminée
est démarrée dès que le compteur de déclenchement (AZ) atteint un état du compteur
de déclenchement (AZlimit) prédéterminé,
- le compteur de réinitialisation (RZ) cumule le temps (t) pendant lequel le niveau
de pulsation (PL) correspondant ne se trouve pas au-dessus de la valeur limite de
niveau (PIlimit), sur un état du compteur réglé à zéro,
- l'état du compteur de déclenchement (AZ) est réglé à zéro dès que le compteur de
réinitialisation (RZ) atteint un état de compteur de réinitialisation (RZlimit) prédéterminé.
10. Procédé selon la revendication 9,
caractérisé en ce que
l'action de protection (16) est terminée et l'état du compteur de déclenchement (AZ)
est réglé à zéro lorsque le compteur de réinitialisation (RZ) atteint un état de compteur
(RZSAZ) prédéterminé pendant l'action de protection (16).
11. Procédé selon la revendication 10,
caractérisé en ce que
ledit état de compteur (RZSAZ) prédéterminé est inférieur à l'état du compteur de réinitialisation (RZlimit).