Устройство для контроля режима работ газовой турбины Советский патент 1986 года по МПК F02C9/28 F01D17/08 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для контроля и регулирования режима работы газовой турбины.

Цель изобретения - повышение надежности контроля и работы турбины.

На фиг. 1 представлена общая технологическая схема устройства для контроля режима работы газовой турбины; на фиг. 2 - схема решающего устройства; на фиг. 3 - график, показывающий вид аналитической зависимости, .моделируемой с помощью функционального преобразователя; на фиг. 4 - график опытной зависимости между величинами максимальных температур до и после турбины с учетом степени расширения.

Газотурбинная установка содержит компрессор 1, камеру 2 сгорания, газовую турбину 3, датчики 4 температуры, установленные за турбиной 3 по фронту, датчики 5 давления газа до турбины, датчики 6 давления газа за турбиной 3, решающее устройство 7 и подключенный к последнему датчик 8 барометрического давления. Решающее устройство 7 подключено к сигнализатору 9, и и.меет указатель 10 величины максимально температуры газа (TiwaKc.) перед турбиной 3, указатель 1 1 разности между максимальной температурой газа (Т1макс.) перед турбиной и допускаемой .максимальной температурой газа (Т,«акс.доп.) перед турбиной 3. Устройство дополнительно содержит выделитель 12 максимума, включенный между датчиками 4 и решающим устройством 7, а последнее содержит два основных сумматора 13 и 14, к первому из которых подключены датчики 5 давления до турбины 3 и датчик 8 барометрического давления, а к второму - датчик 6 давления за турбиной и датчик 8 барометрического давления. Выходы сумматоров 13 и 14 подсоединены к входу делительного устройства 15, к выходу которого последовательно подключены функциональный преобразователь 16, множительное устройство 17 с подключенным к его входу выделителем 12 максимума и вычитатель 18 с входами 19 и 20 соответственно величин максимальной и допустимой температур газа перед турбиной 3. Вычитатель 18 является последним звеном решающего устройства 7, которое имеет выходы 21 к указателю 10 максимальной температуры газа перед турбиной, системе 22 ограничения температуры и к компаратору 23 релейного сигнала ее цревы- щения над допустимой величиной.

Работа устройства основана на зависимости, которая для данного случая имеет вид

/Т) I Q

Т Т / Г1-+- В 1 I макс. 1 2 иакс. )

14 T- О /

где Тумаке. - максимальная по фронту потока газа температура перед первой ступенью турбины;

Т2 макс. - максимальная температура по фронту потока газа за последней ступенью турбины;

PI и Р2 - величины давлений потока газа соответственно перед и за турбиной;

В - барометрическое давление; и - коэффициент, определяемый как

(п показатель политропы).

Величина коэффициента т определена по известным опытным данным для рабочего режима турбины.

Устройство работает следующим образом. На выходах датчиков давления и температуры нормализованные электрические сигналы пропорциональны соответствующим параметрам. Сигналы от датчиков 4 температуры поступают на вход выделителя 12 максимума, на выходе которого реализован максимальный из входных сигналов. На вход

рещающего устройства 7 поступают электрические сигналы от датчиков 5, 6 и 8 и выделителя 12 максимума, пропорциональные давлению газа до турбины, за турбиной, барометрическому давлению и максимальной температуре после турбины. С помощью сумматоров 13 и 14 определяют величины

(Р,+ В) и (Р2+ В).

Сигнал выхода делительного устройства 15 поступает на функциональный преобразователь 16, моделирующий функцию .,

(фиг. 3). Моделирование

этой функции осуществлено с помощью стандартных диодных схем, осуществляющих кусочно-линейную аппроксимацию функции А. Перемножение величин от выхода функционального преобразователя 16 и выделителя 12 максимума с помощью множительного устройства 17 позволяет найти максимальную температуру газа (Т|«акс.) перед турбиной 3 Контроль за те.мпературой газа перед турбиной 3 осуществляется сравнением с

допустимой величиной T| макс.лол..)На выходе вычислителя 18 - величина разности (TI макс.)- Т| чакс.доп Для получсния сигналв превыщения температуры Т, макс, сверх предельной используют систему 22 ограничения, пропускающую на выход разность (Ti «акс.-

Т макс.доп.) ТОЛЬКО еслИ она положительна. Этот сигнал может быть выведен на компаратор 23 или использован в регуляторе температуры турбины (не показан). Для получения релейного сигнала превыщения

допустимой температуры применен компаратор 23. Логическая единица на его выходе

появляется, если Ti макс. боЛЬЦ е Т| макс доп..

При работе энергетической установки на эксплуатационных нагрузках, наблюдая за максимальной по фронту температурой газа перед турбиной на указателе 10 решающего устройства или за разностью макси.мальной и допустимой температуры на указателе 11, оператор уменьшает или увеличивает подачу топлива в камеру сгорания. При наличии в схеме управления автоматического регулятора температуры газа (не показан) сигнал от указателя 11 решающего устройства поступает на регулирование и обеспечивает снижение температуры газа. Сигналом компаратора 23 фиксируют превышения допустимого значения температуры.

2t

iO

фиг. 2

гр, + В °Р2- В

15

г- манс. Зат.

Редактор Н. Бобкова Заказ 4794/33

Составитель А. Зосимов

Техред И. ВересКорректор Л. Пилипенко

Тираж 523Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5.5Sr