Автоматичен контрол и защита на газовите турбини
генериране на мощност в режим газова турбина за растителна определя главно режим на работа на потребителя. Така, ако газовата турбина се задвижва електрически генератор, който е свързан към мрежата, Честота на завъртане на ротора съвпада с честотата на електрическия ток в мрежата. Когато зададете режим на власт, всички турбини генерират енергийна система трябва да е равна на силата на всички потребители, свързани към него. промяна консумация на енергия е промяна в електрически ток честотата в мрежата. Когато честотата на турбината мощност трябва да се промени, така че честотата на мрежата се е възстановил до номиналната стойност.
Ако газовата турбина не работи в мрежата, както и на изолирани на потребителите мощност, условията за неговата работа се определят от особеностите на потребителя. Така ОТВ в помпени станции трябва да се произведе такава сила на налягането на газа зад вентилатора се поддържа на предварително определено ниво. Други характеристики на режим на потребителите GTU отразява промяната в атмосферни условия, температура, налягане, влажност и прах. Когато трябва да се гарантира, че натоварването на газовата турбина не е извън зоната на допустимите експлоатационни условия: температура на газа преди турбината не може да надвишава ограничението и е под минималната допустима; компресор не трябва да попадат в растящите; скорост на ротора трябва да бъде по-малък или по-голям от допустимия и сътр.
Особено бързо да промените някои параметри в аварийни ситуации.
Човек не е в състояние едновременно да се вземат предвид промените на всички параметри, които характеризират работата на режим GTU, докато те се приспособят и да го направи достатъчно бързо, за да се осигури надеждна работа. Тези функции се изпълняват от системата за автоматично управление.
На първо място, системата за контрол на промените на горивото в горивната камера, в зависимост от условията на работа на газова турбина. сигнал импулс служи за промяна потока на гориво, произвеждат сензори за измерване на стойността трябва да се поддържат постоянни или променени в предварително определен закон (честотата на електрическо захранване ток, налягането на компресор газ, входящата температура на турбината газ и т.н.).
Фиг.1. директна схема регулиране:
1 - регулатор на дебит на горивото,
2 - центробежен регулатор
За контролиране GTP автоматична система за контрол, в най-простия случай (фигура 1) се състои от центробежен регулатор със стоки 2 въртящи се заедно с вала на турбината. С увеличаване на скоростта и товари отклонява съединител L се премества нагоре, а когато те са съгласни и намалява съединителя пропуска. С съединител лост, свързан AB, осово монтиран в точка В. Когато съединителя А се премества заедно с лоста нагоре, на края на лоста в спуснато и се движи на клапана надолу D, затваряне на горивото в достъпа на горивната камера. Следователно, с увеличаване на скоростта на количеството гориво, подавано към намалява горивната камера. Това намалява въртящия момент и скоростта на въртене на ротора на турбината.
Системата за контрол е конфигуриран така, че на номиналната честота на въртене на съединителя А и D клапан намира в точно определена позиция. Системата за контрол, в които контролът на скоростта действа директно върху вентила, наречена директен система регулиране.
турбина с мощност зависи от количеството на горивото изгаря в горивната камера. Разходът на гориво се определя от положението на клапана, който е неподвижно свързан към позицията на свързване на контролера за скорост. Тъй като позицията на съединителя зависи от оборотите на ротора, има връзка между неговата скорост и турбината мощност. Кривата показва връзка, наречена статични характеристики контрол.
Най-голямата промяна в скоростта от N1 до N2, където дебелина варира от нула до пълно, ограничен. Тази промяна се характеризира с известна степен на неравномерност или неравномерност на регулиране. Неравномерност, обикновено е 4,5-5,5%.
директна схема регулиране не се разпространи и в най-мощни турбини, като усилията, които могат да стигнат за контрол на скоростта, не са достатъчни, за да се движат на вентила. За преместване на клапана се използват устройства, които се хранят енергия от външен източник (например, хидравлични двигатели).
Фиг.2. регулираща верига с един печалба елемент:
контролер горивото поток 2 - - една макара,
3 - центробежен регулатор 4 - сервомотор
В най-простия система на скоростта контрол на веригата на амплификация (Фигура 2) контролер на скоростта е свързан към свързващ шибър 2, която контролира доставката на масло с високо налягане към горната или долната кухина на сервомотора 4. масло налягане движи буталото на сервомотора надолу, ако тя се намира в горната част кухина, или нагоре, ако тя се намира в долната част. За да преместите макарата, прекарайте маслото в сервомотор, само малка сила от центробежната регулатора. Серво бутало развива се изисква голяма сила, за да се движат на клапаните.
Track свързваща втулка към шпиндела на центробежен регулатор е свързан с шарнир с стеблото на серводвигателя. С увеличаване на скоростта на ротора на центробежен съединител контролера 3 повдига лоста край нагоре. По това време, в края на рамото е неподвижно и шарнирната С, който е свързан с буталото на макарата се движи нагоре. Масло, идващ от помпата в средната кухина на клапана, през горните прозорци получава в кухината над буталото на сервомотора. Масло от под буталото на сервомотора през долния прозорец на макарата се зауства в отводнителен линия. Серво буталото започва да се движи надолу, затваряне на вентила. Едновременно с буталния прът носи серво макара надолу от края на лоста в сервомотор заедно с пръчката се понижава и буталото връща макарата в централно положение. Това се случва, докато не спре потока масло в кухината на серводвигателя. Чрез намаляване на скоростта се отваря серво вентил.
Съединение на макарата за пръта на сервомотора, която връща вентила на средна позиция, наречена затворен контур и връщането на макарата в средно положение - вентил. Въведение обратна връзка в автоматична система за контрол увеличава неговата стабилност.
Фигура 3. управляваща схема с два амплификация единици:
1.3 - серводвигатели, 2.4 - Ролки,
5 - центробежен регулатор
Системите за контрол турбина с голяма мощност обеми сервомотор и следователно консумацията масло са достатъчно големи. Това изисква увеличаване на площта на напречното сечение на клапана на буталата, което води до увеличаване на усилието върху него. В тези случаи се прилага схема със сериен двоен стрес (фиг.3). А центробежен регулатор 5 контролира макара 4 лек малък серво 3 на първото усилване единица и буталото на сервомотора премества голям основен макарата 2 на сервомотора 1. Всяка макара се връща към позицията център на буталния си прът на серводвигателя.
Фигура 4. Схема регулиране синхронизатор:
и - с допълнително пролет, б - въздействието върху механизма за пренос;
1 - сервомотор 2 - zolotnnk, 3 - ръкохватката
4 - пружина 5 - синхронизатор 6 - центробежен регулатор,
7 - пружина центробежен регулатор
Системите за управление осигуряват специално устройство - синхронизатор, който позволява произволно промяна на скоростта на ротора на турбината. Има различни видове на синхронизатори. По този начин, във веригата с синхронизатор адаптиран допълнителна пружина (Фигура 4а), силата, упражнявана от центробежните тежести завъртането на копчето 6 е базирана на притискателната пружина 7 и напрежение пружина 4. Чрез завъртане на ръчното колело винта 3 се придвижва, който е прикрепен към пролетта 4 изменение напрежение.
При движение нагоре напрежението пролетта на винт 4 се намалява, центробежен регулатор на съединителя се движи нагоре и същото се отнася до макарата сервомотор. Всички тези елементи са свързани един лост, който се върти по отношение на пантата намира на серво прът. Макарата Емисия маслото в горната камера и буталото серво го кара да се движи надолу, блокиране на потока на гориво. скорост на ротора намалява, втулката за контрол на скоростта се движи надолу и се връща макарата в неутрално положение. Системата заема позиция на баланса вече в нова, по-ниска скорост.
Чрез завъртане на ръчното колело 3 на другия край на пружината синхронизатор 4 върви надолу, влачи надолу втулка и макара скорост контролер серво на. Oil да падне на дъното на кухината под буталото и сервомотора ще тръгне нагоре, увеличаване на разхода на гориво. въртене увеличение на честотата, и системата за контрол се връща в равновесното положение, когато е нова, но се увеличава скоростта.
Схемата за регулиране с синхронизатор, в качеството на предаването (Фигура 4Ь), с ръчното колело може да се движи крайния E DE лоста. В този случай, свързването на центробежен регулатор и серво буталото първоначално остава неподвижна и се движи само бустер макарата. Системата работи по същия начин, както в предходния случай: движението на точка Е до увеличаване на скоростта при движение надолу - намаление.
Модерна система за автоматично управление, за да се поддържа автоматично почти всяка скорост на въртене на празен ход. Всеки от тях съответства на позицията на синхронизатор. Центробежни регулатори, които контролират система, способна да контролира широка гама от ротационни честоти, наречен променлива скорост.
Горната обсъдени системата за контрол на работа в случаите, когато електрическия генератор не е свързан към мрежата. Обикновено, турбина работи при общата електрическа мрежа и неговия капацитет е малък в сравнение с мрежата мощност, т.е. в сравнение с общия капацитет на всички други турбини, работещи едновременно. В този случай, промяната на натоварването на една турбина практически няма ефект върху честотата на тока в мрежата. При промяна на консумацията на енергия (например, през нощта) варира на въртене честотата на роторите на турбини. Регулаторни системи реагират на тази промяна и да променят турбина, възстановяване на текущата честота на мрежата. Турбини варират различно в зависимост от стръмността на статичен контрол характеристика.
Да приемем, че само две турбини работят в мрежата. Когато промяната на скоростта турбина е различна. Успоредно с работата на две турбини на общите колебания на натоварването на мрежата по-силен ефект върху турбините, които имат наклонена характеристики. Ако системата за захранване едновременно да работи с различен ефективност турбина, то е по-рентабилно трябва да бъде по-стръмен статичния контрол. В този случай, те ще работят със стабилна натоварване и слабо чувствителни към нейната промяна. Натоварването на връх на турбината ще отнеме по-малко икономичен.
Ако параметър, който трябва да се поддържа постоянна или променена в даден практика не е честотата на въртене, и друга стойност, комплектите регулиращите вериги тази стойност метър вместо на регулатора на скорост (например, сензор за температура, налягане, разход на гориво и др.).
По принцип диаграма остава същото: сигналът от сензора на вариация на параметър, предоставена чрез усилване верига на задвижващия механизъм, който действа върху работата на газовата турбина, така че измерената стойност е достигнала желаната стойност. Тъй като самите датчици и контролни елементи на системата може да бъде много различно: хидравлични, пневматични и механични, електрически.
Регулаторният системата трябва да поддържа работата на газовата турбина, по такъв начин, че нито един от посочените параметри не трябва да превишава определените граници. Въпреки това, в случай на неизправност в системата за контрол или при извънредни ситуации, това условие не е изпълнено.
За да се избегне повреда на оборудване, газова турбина е оборудван със системата за защита. В зависимост от дизайна на веригата и цел GTU система защитна конструкция може да бъде различна. Въпреки това, всеки избран GTU защита срещу недопустимо увеличаване на скоростта и температурата на газа преди турбината и компресора от защита от пренапрежение, роторите на аксиални измествания системи за защита и др. Състоят от устройство за ограничаване и сигурност автомати.
параметър Ограничаване устройство поддържа постоянна, след като достига пределно допустимата стойност (задание). Сигналът, предоставена от тази специални експлоатационни канал персонал.
Фигура 5. безопасността на машината:
1 - ротор, 2.6 - гайка 3 - насрещната,
4 - пружина, 5 - центъра на тежестта на чука
Автоматично предпазно изключване газова турбина, когато параметъра достига пределната стойност. Съгласно този принцип работи, например, защита на скорост на ротора (Фигура 5). Роторът 1 е напречен отвор, който побира ударник 3. Единият край на щифта опира гайката 6, а другият преминава свободно през гайката 2. ударник се задържа в положение чрез пружина 4. Позицията на играча може да се регулира по отношение на ротора гайка 6, и напрежението на пружината - 9. щифт гайката на изпичане е разположена така, че центърът на тежестта 5 е изместен спрямо роторните ос на въртене в посока на гайката 2.
Силата, която възниква, когато роторът се върти, има тенденция да избута ударника от тях, но това се предотвратява от напрежението на пружината. Нападателят ще остане в сила, докато тази сила и напрежение извори не са равни. С допълнително увеличение на щифта на скоростта стрелба от дупката в ротора, веднага компресиране на пролетта. Така си край, който се появява на повърхността на ротора, действа върху задвижващия спиране GTP. напрежението на пружината и изместване на центъра на тежестта на чука е избран за противопожарна защита при честота на въртене на ротора, не повече от 10-12% над номиналната.
Фигура 6. Веригата за защита срещу недопустимо GTU
повишаване на температурата на газа преди турбината:
1 - термодвойка 2 - усилвател, 3 - детектор
4 - логика единица, 5.6 - създаване сигнали,
7 - светлина аларма, 8 - в системата за контрол на сигнала
Един от схеми за защита на GTP неприемливо увеличение на температурата на газа преди турбината е показано на фиг.6. За измерване на температурата на газа са термодвойки 1, от който сигнал чрез усилвателя 2 в две детектор 3, когато се сравнява със зададената стойност сигнали 5 и 6. една от настройките, съответстващи на граничната температурата на газа, а другият - малко по-малък.
Ако сигналът идва от един от детекторите 3, светлината за алармата се активира 7. Когато бъде приет сигнал от двете детектори сигнал от 8 до контролиращия система за автоматично спиране GTP. Външният вид на една или на две групи от сигнали на логическо устройство 4. За предотвратяване на компресора от навлизане на вълна, че е необходимо да се знае кои характерна точка, съответстваща на нейния режим на работа. Тази точка се определя от всеки два от трите количества: компресия, въздушен поток, намалена скорост. Степента на сгъстяване зависи от налягането пред и зад компресора и скоростта на потока се определя от разликата в налягането от двете пасивни част от пътя на въздуха за неговото хидравлично съпротивление. Следователно, чрез измерване на налягането по посока на компресора и в две точки тракт преди това и сравняването им, е възможно да се определи, в която зона характеристиките на компресор за работа. При приближаване на растящите границата автоматично отваряне на устройството след компресор байпасен въздух навън, или да всмукване на.
Такива устройства са демпфер schelnye и ремъчна предавка с автоматични клапани.
SUB GTU
Свързани статии