Automatikus szabályozás és védelme gázturbina egység (NTU)
Automatikus ellenőrzési és védelmi gázturbinák
energiatermelés mód gázturbinás erőmű elsősorban meghatározni üzemmódban a fogyasztó. Így, ha a gázturbina hajtja villamos generátort, amely csatlakoztatva van a rács, a forgórész forgási frekvencia egybeesik a frekvenciája az elektromos áram a hálózatban. Ha beállítja a bekapcsolási mód, a turbinák által generált hálózati rendszer egyenlőnek kell lennie, hogy a hatalom minden fogyasztó csatlakoztatva. energiafogyasztás változás következik be változás az elektromos áram frekvencia a hálózatban. Ha a frekvencia a turbina meg kell változtatni annak érdekében, hogy a frekvencia a hálózat helyreállt a névleges értéket.
Ha a gázturbina nem fut a hálózaton, és az izolált fogyasztói teljesítmény, a körülmények munkája határozza meg a sajátosságait a fogyasztót. Így az STU az átemelők kell termelni, mint a hatalmat a gáz nyomása mögött a ventillátor tartjuk egy előre meghatározott szintet. További jellemzők a fogyasztói GTU mód befolyásolja a változás légköri feltételek a hőmérséklet, nyomás, a páratartalom és a por. Ha a terhelés biztosítani kell, hogy a gázturbina nem tér el a zóna megengedett üzemi körülmények között: gáz hőmérsékletét, mielőtt a turbina nem haladhatja meg a határt, és nem éri el a minimális megengedett; kompresszor nem esnek a háborgó; rotor fordulatszáma kisebbnek kell lennie, vagy nagyobb, mint a megengedett et al.
Különösen gyorsan változtatni bizonyos paraméterek vészhelyzetekben.
Az ember nem képes egyszerre veszi figyelembe a változásokat az összes jellemző paramétereket munkáját GTU mód miközben beállítani, és nem is elég gyors, megbízható működés érdekében. Ezek a funkciók által végrehajtott automatikus ellenőrző rendszer.
Először is, a vezérlő rendszer megváltoztatja a tüzelőanyag az égéstérben a működési feltételektől függően a gázturbina. Az impulzus jelet szolgáló változtatni az üzemanyag-áramlás, érzékelők gyártása mérési érték az állandó értéken tartása, vagy megváltozott egy előre meghatározott törvény (a frekvencia a villamos tápáram, a gáz nyomása a kompresszor, a turbina bemeneti gázhőmérséklet, stb).
1. ábra. Közvetlen szabályozás kialakítása:
1 - a tüzelőanyag áramlását szabályozó,
2 - centrifugális szabályozó
Ha szabályozni GTP automatikus ellenőrző rendszer a legegyszerűbb esetben (1. ábra) egy centrifugális szabályozó áruk 2 együtt forgó turbina tengely. A növekvő sebesség és terhelés eltérnek kuplung L felfelé mozog, és ha egyetértenek, és csökkenti a tengelykapcsoló elhagyható. A kuplungot csatlakoztatva AB, elfordíthatóan a C pontban Amikor a tengelykapcsoló A jelentése együtt mozgott a kart felfelé, a végén a kar a leeresztett és mozgatja a szelepet lefelé D, az üzemanyagtartály lezárására az égéstérben hozzáférést. Következésképpen, növekvő sebességű az üzemanyag-mennyiséget táplálunk be az égetési kamrában csökken. Ez csökkenti a nyomatékot és fordulatszámot a turbina forgórész.
A vezérlőrendszer úgy van kialakítva, hogy a névleges frekvenciája forgását a tengelykapcsoló A és szelep D található egy jól meghatározott helyzetben. Az ellenőrzési rendszer, amelyben a sebességszabályozó közvetlenül hat a szelep, az úgynevezett direkt szabályozó rendszer.
A turbina mennyiségétől függ a elégetett tüzelőanyag az égéstérben. Az üzemanyag-fogyasztás határozza meg a helyzetét a szelep, amely mereven össze van kötve a tengelykapcsoló helyzetét a fordulatszám-szabályozó. Mivel a tengelykapcsoló helyzetét függ a rotor sebessége, van összefüggés a sebesség és a turbina. A görbe mutatja a kapcsolatban, az úgynevezett statikus vezérlő jellemzőit.
A legnagyobb változást a sebesség n1 n2, ahol változó vastagságú nulláról teljes, korlátozott. Ez a változás jellemzi fokú nem egyenletes vagy nem egyenletes a szabályozás. A nem egyenletesség jellemzően 4,5-5,5%.
közvetlen szabályozás rendszer nem terjedt át a hatalmas turbinák, mint erőfeszítéseket, amely elérheti a fordulatszám-szabályozó nem elegendő ahhoz, hogy mozgatja a szelepet. Mozgatja a szelepet eszközöket használnak, amelyek a takarmány energiát egy külső forrásból (például hidraulikus szervó).
2. ábra. szabályozó áramkör egy erősítést elem:
1 - a tüzelőanyag áramlását szabályozó 2 - orsó,
3 - centrifugális szabályozó 4 - szervomotor
A legegyszerűbb rendszerben a sebességszabályozó a erősítési láncot (2. ábra) A fordulatszám-szabályozó csatlakoztatva van a kapcsolási tolattyú 2, amely szabályozza az ellátási nagynyomású olajat a felső vagy alsó üreg a szervomotor 4. A nyomás olaj mozgatja a dugattyút a szervomotor le, ha van iktatott a tetején üreg, vagy akár, ha van iktatott alján. Mozgatni az orsót, vezesse az olajat egy szervomotor, csak egy kis erőt a centrifugális szabályozó. Servo dugattyú fejleszt egy nagy erő szükséges, hogy mozog a szelepek.
Pálya összekötő hüvely az orsó a centrifugális szabályozó van csatlakoztatva egy csukló és a szár a szervomotor. A növekvő rotor sebességét a centrifugális tengelykapcsoló szabályozó 3 felveti a kar végén egy felfelé. Ebben az időben, a végén a kar áll és a csukló a C, amely kapcsolódik a dobbal dugattyú felfelé mozog. Olaj érkező szivattyú közepén üreg a szelep révén a felső ablakok bejut az üreg a dugattyú fölé a szervomotor. Olaj alól a dugattyú a szervomotor révén az alsó ablakban az orsó kijut a csatorna vonal. Servo dugattyú elkezd lefelé mozogni, a szelep zárása. Ezzel egyidejűleg, a dugattyúrúd hordoz szervo orsó lefelé, mivel a kar végén a szervomotor együtt a rúd leereszkedik és a dugattyú visszatér az orsót a középső helyzetbe. Ez történik mindaddig, amíg nem áll az olaj áramlását az üregbe a szervomotor. Azáltal, hogy csökkenti a sebességet szervo szelep nyit.
Vegyület, az orsó, hogy a rúd a szervomotor, amely visszatér a szelep a középső pozícióban, az úgynevezett zárt hurok és a visszatérés az orsó, hogy a középső helyzetbe - off szelep. Bevezetés visszajelzést automatikus ellenőrző rendszer növeli a stabilitást.
3. ábra. vezérlő áramkört két jelerősítő egység:
1.3 - szervomotorok 2.4 - orsók,
5 - centrifugális szabályozó
A turbina ellenőrzési rendszerek a nagy teljesítmény kötetek szervomotor, és ebből következően, az olaj fogyasztás elegendően nagy. Ez megköveteli növekedését keresztmetszeti területe a dugattyú szelep, ami az erőkifejtés növekedését rajta. Ezekben az esetekben alkalmazandó áramkör soros kettős stressz (3. ábra). A centrifugális regulátor 5 vezérli az orsó 4 könnyű kis szervo 3 az első amplifikációs egységet és a dugattyú a szervomotor mozgatja a nagy fő orsó 2 a szervomotor 1. Minden orsót vissza a középső helyzetbe annak dugattyúrúd a szervomotor.
4. ábra. Rendszer szabályozás szinkronizáló:
és - egy extra tavasz, b - az hatással van a transzmissziós mechanizmus;
1 - szervomotor 2 - zolotnnk, 3 - kézikereket
4 - 5 rugó - szinkronizáló 6 - centrifugális szabályozó,
7 - tavasz centrifugális szabályozó
Az ellenőrző rendszerek egy speciális eszköz - szinkronizáló, amely lehetővé teszi tetszőleges változása turbina forgórész sebessége. Vannak különböző típusú synchronizers. Így, az áramkörben egy szinkronizáló adaptált kiegészítő rugó (4a ábra), az erő által kifejtett centrifugális súlyok FORGÓGOMBOT 6 egyensúlyban nyomórugó 7, és a húzórugó 4. kézikerék forgatásával csavar 3 mozgatjuk, amely csatlakozik a 4 rugó módosító feszültség.
Ha a csavar áthelyezésével 4 emelkedő rugófeszesség csökken, a centrifugális tengelykapcsoló szabályozó felfelé mozog, és ugyanez a cséve szervomotor. Mindezek az elemek vannak csatlakoztatva egy kart, hogy elforgatja viszonyítva a csuklópánt található, a szervo rúd. Az orsót táplálja az olaj a felső kamrában, és a szervo dugattyú okozza, hogy lefelé mozogni, elzárják a tüzelőanyag. Rotor sebessége csökken, a fordulatszám-szabályozó hüvely lefelé mozog, és visszatér az orsó semleges helyzetbe. A rendszer helyet foglal el az egyensúly már egy új, alacsonyabb sebesség.
Ezzel a kézikerék forgatásával 3 a másik oldalon a szinkronizáló 4 rugó megy le, magával rántja lefelé a hüvely és az orsót fordulatszám-szabályozó szervo. Olaj esik a üreg alján a dugattyú alatt, és a szervomotor megy fel, növeli az üzemanyag fogyasztást. forgási frekvencia növelése, valamint az ellenőrzési rendszer visszatér az egyensúlyi helyzet, amikor az új, de a megnövelt sebesség.
A szabályozás áramkör egy szinkronizáló, ható az átviteli (4b ábra), a kézikerék tudja mozgatni a végén E DE kart. Ebben az esetben, a tengelykapcsoló a centrifugális szabályozó és a szervo dugattyú kezdetben mozdulatlan marad, és mozog csak az emlékeztető orsót. A rendszer ugyanúgy működik, mint az előző eset: a mozgás az E pont felfelé sebesség növekszik, ha lefelé mozog - csökken.
Modern automatikus ellenőrző rendszer automatikusan fenntartja gyakorlatilag bármilyen fordulatszáma alapjáraton. Mindegyik megfelel annak a helyzetnek a szinkronizáló. Centrifugális szabályozók, amelyek szabályozzák a rendszer képes szabályozni számos forgási frekvencia, az úgynevezett változtatható sebességű.
A fent tárgyalt üzemirányítási rendszer abban az esetben, ha a generátor nem csatlakozik a hálózathoz. Jellemzően, a turbina működik teljes elektromos hálózat és annak kapacitása kicsi összehasonlítva az elektromos hálózathoz, azaz összehasonlítva a teljes kapacitása az összes többi turbina fut egyszerre. Ebben az esetben a terhelés változását egy turbina gyakorlatilag nincs hatása a frekvencia a jelenlegi hálózatban. Ha megváltoztatja az energiafogyasztás (például, este) változik a forgási frekvencia a rotorok a turbinák. Szabályozó rendszerek reagálni ezt a változást, és megváltoztathatja a turbina, visszaállítva a jelenlegi frekvencia a hálózat. Turbinák változhat függően különbözőképpen meredeksége a statikus szabályozás jellemző.
Tegyük fel, hogy csak a két turbina működik a hálózaton. Amikor a turbina sebességváltó változik. A párhuzamos működése két turbina a teljes hálózati terhelés ingadozása erősebb hatást gyakorol a turbinák, amelyek egy lejtős jellemzőit. Ha a villamosenergia-rendszer egyszerre dolgozunk különböző turbina hatásfok, sokkal költséghatékonyabb legyen meredekebb statikus szabályozás teljesítményét. Ebben az esetben, akkor fog működni a stabil terhelés és rosszul reagáló annak változását. A csúcsterhelés a turbina lesz kevesebb gazdaságos.
Ha a paraméter, hogy fenn kell tartani, állandó vagy megváltozott egy adott törvény, nem a gyakorisága forgás, és egy másik érték, a szabályozó áramkör állítja ezt az értéket mérő helyett a sebesség-szabályozó (például hőmérséklet-érzékelő, nyomás, üzemanyag-fogyasztás és mások.).
Elvileg diagramon ez ugyanaz marad: a jelet a szenzor a változata a paraméter útján szolgáltatott amplifikációs áramkörét a működtető, amely hat a gázturbina működése úgy, hogy a mért érték elérte a kívánt értéket. Mivel az érzékelők magukat, és vezérlő elemek a rendszer nagyon eltérő lehet: hidraulikus, pneumatikus és mechanikus, elektromos.
A szabályozó rendszer működésének támogatása gázturbina oly módon, hogy egyik a megadott paraméterek értéke nem haladhatja meg az előírt értéket. Azonban hiba esetén a rendszer, illetve vészhelyzetben, ez a feltétel nem teljesül.
Annak elkerülése érdekében, az a tény, berendezések, gázturbina van ellátva a védelmi rendszer. Attól függően, hogy az áramkör tervezés és a cél GTU szerkezet védelmi rendszer eltérő lehet. Azonban minden egyes meghatározott GTU elleni védelem elfogadhatatlan sebesség növelése és a gáz hőmérsékletét, mielőtt a turbina és a kompresszor a túlfeszültség-védelem, a rotorok a tengelyirányú elmozdulások et al. Protection rendszerek egy korlátozó szerkezet és a biztonsági automaták.
Korlátozó eszköz paraméter állandó értéken tartjuk, miután eléri a határértéket (alapérték). A jel által szolgáltatott ez a speciális csatorna kezelőszemélyzet számára.
5. ábra. Gép biztonság:
1 - egy forgórészt, 2.6 - 3 anya - csatár,
4 - tavasz, 5 - a súlypont a kalapács
Automatikus biztonsági kikapcsolás gázturbina ha a paraméter eléri a határértéket. Ezen elv szerint működik, például védelme rotor sebessége (5. ábra). Az 1 rotort van egy keresztirányú furattal, amely befogad egy csatár 3. egyik vége a csap felfekszik a 6 anya, és a többi halad keresztül szabadon anyát 2. Az ütőszeg ebben a helyzetben marad egy rugó 4. A helyzet a csatár állítható képest a forgórész 6 anya, és a rugó feszültsége - 9. az ütőszeg csavaranya úgy van elhelyezve úgy, hogy a súlypontja 5 elmozdult képest a forgórész forgástengelye irányába az anyát 2.
Az az erő, amely akkor keletkezik, amikor a rotor forog, hajlamos arra, hogy tolja a csatár azokból, de ez akadályozza meg a rugó feszessége. A csatár a helyén marad, amíg ezt az erőt, és húzórugók nem egyenlő. A további felgyorsulása ütőszeg ki a lyukat a rotor, azonnal összenyomja a rugót. Így a végén, amely megjelent a felületén a rotor, hat a működtető megállás GTP. A rugóerő és az elmozdulás a súlypontja a kalapács van kiválasztva a tűzvédelmi frekvenciája esetén a forgórész, nem több, mint 10-12% feletti névleges.
6. ábra. A védelmi áramkör elleni elfogadhatatlan GTU
növelésével a gáz hőmérsékletét, mielőtt a turbina:
1 - hőelem 2 - erősítő, 3 - detektor
4 - egy logikai egységet, 5,6 - beállítás jelek
7 - fény riasztás, 8 - a jel ellenőrzési rendszer
Az egyik védelmi áramkörök GTP elfogadhatatlan mértékű emelkedése a gáz hőmérsékletét, mielőtt a turbina a 6. ábrán látható. Ahhoz, hogy mérjük a gáz hőmérséklete a hőelemek 1, ahonnan a jelet a 2 erősítő két érzékelő 3, ahol összehasonlítjuk a alapjel jeleket az 5. és 6. az egyik beállítás megfelel a határhőmérséklet a gáz, és a másik - egy kicsit kisebb.
Ha a jel származik az egyik a detektorok 3, a riasztás jelzőfény aktiválódik 7. Amikor egy jel érkezik mindkét detektor jelet 8 a vezérlő rendszer automatikus leállítás GTP. A megjelenése egy vagy két jel a logikai egység 4. Hogy megakadályozzák a kompresszor bejutását a túlfeszültség, meg kell tudni, hogy melyik jellemző pont megfelel annak üzemmódba. Ez a pont határozza meg bármely két a három mennyiség: a tömörítési arány, a levegő áramlását, csökkentett sebességgel. A tömörítési arány függ a nyomás előtt és mögött a kompresszor és az áramlási sebességet úgy határozzuk meg a nyomáskülönbség mindkét passzív részét egy levegő útját a hidraulikus ellenállása. Következésképpen, nyomás mérésére után a kompresszor és két ponton traktus előtt, és összehasonlítja őket, akkor lehet megállapítani, hogy melyik zóna a kompresszor működési jellemzőit. Amikor közeledik a háborgó határ automatikusan nyissa ki a készüléket, ha a kompresszor bypass levegőt a légkörbe, vagy szívás.
Az ilyen eszközök csappantyú schelnye és szíjhajtás automatikus szelepek.