САУ энергетических установок

Мусакаев М. И.

Введение

Изменение режима работы газотурбинной установки (ГТУ) осуществляется изменением расхода топлива в камеру сгорания, которое может сопровождаться изменениями углов установки лопаток и размеров каналов, а при пусках — мощности пускового устройства.

Изменения состояния ГТУ при пусках и нагрузки на рабочих режимах могут происходить очень быстро. Чтобы обеспечить при этих изменениях безопасную, а еще лучше оптимальную работу оборудования и выработку электрической энергии требуемой частоты, необходимо быстро и согласованно изменять подачу топлива и действие устройств, влияющих на режим. Это возможно только средствами систем автоматического управления (САУ).

Назначение САУ

Объектом управления и контроля является ГТУ, основным элементом которой является газотурбинный двигатель (ГТД) наземного применения. Кроме того, в состав ГТУ могут входить редуктор, входные и выходные устройства, трансмиссия «двигатель- редуктор», трансмиссия «редуктор - приводимый агрегат» и др.

САУ ГТУ предназначена для выполнения функций управления, регулирования, контроля и защиты, обеспечивающих длительную безаварийную работу в двух режимах:

во взаимодействии с САУ более высокого уровня;

в автономном (при отсутствии или неработоспособности САУ более высокого уровня).

Системой управления более высокого уровня может быть, например, САУ газоперекачивающего аппарата (ГПА) или САУ газотурбинной электростанции (ГТЭС).

С учетом функционального назначения объекта управления (привод центробежного нагнетателя газа или привод генератора) САУ ГТУ должна выполнять следующие функции:

обеспечивать надежную работу ГТУ на всех эксплуатационных режимах;

удерживать ГТУ на холостом ходу при заданной частоте вращения;

устойчиво поддерживать заданную частоту вращения свободной турбины (СТ), обеспечивающей привод нагрузки;

обеспечивать при изменении нагрузки в заданных пределах плавное изменение режима работы ГТУ;

удерживать частоту вращения СТ привода генератора, не вызывающую срабатывания автомата безопасности, при внезапном сбросе нагрузки до заданного значения;

обеспечивать беспомпажную работу компрессора ГТУ;

обеспечивать защиту от превышения заданных параметров ГТУ на всех режимах от запуска до максимального;

обеспечивать контроль параметров ГТУ.

Состав САУ ГТУ

Состав САУ ГТУ определяется выполняемыми функциями и зависит от вида топлива, используемого в ГТУ.

В составе САУ ГТУ, работающей на газообразном топливе, в зависимости от функционального назначения выделяются следующие составные части [1] (рис. 1):

блок управления двигателем (БУД);

стопорный клапан второй (СК2);

дозатор газа;

блок управления дозатором газа;

блок защиты двигателя (БЗД);

блоки (агрегаты) управления элементами ГТУ, определяющими геометрические параметры газовоздушного тракта (ВНА, различные клапаны перепуска воздуха и др.);

датчики и сигнализаторы технологических параметров ГТУ;

линии связи между составными частями САУ ГТУ;

аппаратура контроля вибраций ГТУ;

кабели связи САУ ГТУ с САУ более высокого уровня;

№ 1 (10). Январь, 2014 г. Молодежный ВестникУТАТУ Технические науки 65

алгоритмы управления и контроля ГТУ;

пульт технологический (инженерный).

БУД может быть как отдельным блоком, так и входить в состав программнотехнических средств САУ ГПА (ГТЭС).

В состав САУ ГТУ, работающей на жидком топливе, дополнительно к составным частям, перечисленным выше, включают:

подкачивающий насос;

насос высокого давления;

дозатор жидкого топлива;

распределитель жидкого топлива по контурам форсунок.

При этом в состав САУ ГТУ не входят агрегаты, обеспечивающие подачу и дозирование газообразного топлива (СК1, СК2, дозатор газа, блок управления дозатором газа).

САУ двухтопливных ГТУ, работающих на газообразном и жидком топливе, включает в свой состав составные части САУ ГТУ, работающей на газообразном топливе, и составные части САУ ГТУ, работающей на жидком топливе, с добавлением элементов, обеспечивающих переключения с одного вида топлива на другое и работу на одном конкретном виде топлива.

Рис. 1. Состав САУ ГТУ

Основные характеристики САУ

Рассматривая САУ как составную часть ГТУ, обеспечивающую выполнение предъявляемых к ней требований, в качестве основных характеристик принимают: характеристики быстродействия, характеристики по точности поддержания параметров, характеристики надежности, характеристики безопасности, характеристики эксплуатационной технологичности, технико-экономические характеристики.

Характеристики быстродействия

Быстродействие САУ ГТУ складывается из быстродействия каналов преобразования входных сигналов, из скорости прохождения и обработки

преобразованных сигналов в вычислительной части САУ, формирующей выходные сигналы по заданным алгоритмам; из быстродействия выходных преобразователей, из быстродействия исполнительных механизмов, входящих в состав САУ; а также зависит от периодичности опроса входных сигналов.

Поэтому существуют интегральные и частные характеристики быстродействия САУ ГТУ.

В качестве интегрального параметра, характеризующего быстродействие САУ ГТУ, применяется, например, время реакции С

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать