Zustandsüberwachung von Gasturbinen

Die Leistungsfähigkeit von Gasturbinen nimmt im Laufe der Betriebsdauer aufgrund von Alterungsmechanismen und in Folge von Einzelereignissen ab. Das Ziel der Zustandsüberwachung ist es, die Leistungsfähigkeit der Gasturbine zu jedem Zeitpunkt möglichst exakt zu bestimmen und eine Prognose für den zukünftigen Zustandsverlauf zu erstellen. Während sich Alterungsmechanismen in gradueller Weise auf alle Komponenten der Gasturbine auswirken, treten Einzelereignisse zeitlich diskret auf und betreffen nur einige wenige Komponenten der Gasturbine. Da die Charakteristiken dieser beiden Mechanismen sehr unterschiedlich sind, gestaltet sich die Durchführung der Zustandsüberwachung mit einem einzelnen Algorithmus sehr schwierig. In der vorliegenden Arbeit wurde daher ein Konzept entwickelt, welches mehrere Algorithmen miteinander verbindet. Der entscheidende Vorteil dieses integrierten Konzeptes besteht in der funktionalen Trennung von Alterungs- und Einzelereignisdiagnose. Durch die anschließende Zusammenführung der Ergebnisse wird eine Analyse auch dann ermöglicht, wenn Einzelereignisse und alterungsbedingte Verschlechterungen in überlagerter Form auftreten.

Autorentext

Holger Lipowsky studierte Luft- und Raumfahrttechnik an der Universität Stuttgart sowie Turbomachinery an der University of Cambridge. Die vorliegende Arbeit enstand im Rahmen einer Kooperation des Instituts für Luftfahrtantriebe der Universität Stuttgart mit der MTU Aero Engines GmbH München.

Klappentext

Die Leistungsfähigkeit von Gasturbinen nimmt im Laufe der Betriebsdauer aufgrund von Alterungsmechanismen und in Folge von Einzelereignissen ab. Das Ziel der Zustandsüberwachung ist es, die Leistungsfähigkeit der Gasturbine zu jedem Zeitpunkt möglichst exakt zu bestimmen und eine Prognose für den zukünftigen Zustandsverlauf zu erstellen. Während sich Alterungsmechanismen in gradueller Weise auf alle Komponenten der Gasturbine auswirken, treten Einzelereignisse zeitlich diskret auf und betreffen nur einige wenige Komponenten der Gasturbine. Da die Charakteristiken dieser beiden Mechanismen sehr unterschiedlich sind, gestaltet sich die Durchführung der Zustandsüberwachung mit einem einzelnen Algorithmus sehr schwierig. In der vorliegenden Arbeit wurde daher ein Konzept entwickelt, welches mehrere Algorithmen miteinander verbindet. Der entscheidende Vorteil dieses integrierten Konzeptes besteht in der funktionalen Trennung von Alterungs- und Einzelereignisdiagnose. Durch die anschließende Zusammenführung der Ergebnisse wird eine Analyse auch dann ermöglicht, wenn Einzelereignisse und alterungsbedingte Verschlechterungen in überlagerter Form auftreten.