Устройство для регулирования температуры рабочих газов газотурбинной установки Советский патент 1989 года по МПК G05D23/19 

1

(21) 4306856/24-7.4 (22) 15.09.87 (46) 23.07.89. Бюл. № 27 471) Киевский институт автоматики им. XXV съезда КПСС (72) В.А.Коновал, Д.В.Долинский и Ю.С.Трачук

(53)62.50(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1.99550, кл. G 05 D 23/22, 1967.

Авторское свидетельство СССР .№ 828175, кл. G 05 D 23/22, 1981.

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ РАБОЧИХ ГАЗОВ ГАЗОТУРБШ- НОЙ УСТАНОВКИ

(57)Изобретение относится к автоматизации газотурбинных установок.

Целью изобретения является повышение точности и быстродействия регулирования температуры рабочих га-зов уста новки. Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее термодатчик и корректирующее звено, дополнительно снабжено датчиком расхода топлива и вычислителем, а корректирующее звено построено из операционного усилителя и двух RC-цепочек. Новые измерения технологического параметра и запоминание его значений одновременно с расходом топлива позволяют определить и корректировать текущие значения постоянной времени канала измерения температуры. 1 ил,

Изобретение относится к автоматизации газотурбинных установок. Целью изобретения является повышение точности и быстродействия регулирования температуры рабочих газов установки. Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее термодатчик и корректирующее звено, дополнительно снабжено датчиком расхода топлива и вычислителем, а корректирующее звено построено из операционного усилителя и двух RC-цепочек. Новые измерения технологического параметра и запоминание его значений одновременно с расходом топлива позволяют определить и корректировать текущие значения постоянной времени канала измерения температуры. 1 ил.

Изобретение относится к автоматике, в частности к регулированию температуры рабочих газов в газотурбинных установках.

На чертеже представлено предложенное устройство.

Устройство для регулирования температуры рабочих газов газотурбинной установки 1 состоит из датчика 2 , температуры рабочих газов, выход которого соединен с входом корректирующего звена 3, выход которого через элемент 4 сравнения соединен L входом рег улятора 5, выход которого последовательно соединен с исполнительным механизмом 6 и регулирующим клапаном 7 топлива. При этом на линии пода чи топлива установлен датчик 8 расхода, подключенный, как и ;1атчик

2, к вычислителю 9, выход которого соединен через исполнительный механизм (ИМ) 10 с корректирующим звеном 3-. Корректирующее звено 3 состоит из операционного усилителя 11, резисторов 12 и 13, компаратора 14 и капа 15, механически связанного с исполнительным механизмом IO.

По входу вычислитель 9 соединен с датчиками 2 и 8, а по выходу - при помощи устройства вывода с 1Ш 10.

При помощи датчиков 2 и 8 измеряют для фиксированных моментов времени температуру рабочих г аэов и расход топлива, запоминают их в оперативном запоминающем устройстве вычисли- теля и определяют по ним на вьписли- теле постоянную времени датчика по

системе уравнени

а

4 Г)

:д

35

СчЭ

X4,;fEXP(-t /TO-X4(;-.,+ + l -ЕХР(-Тд,/Т,.)-Х.,-К,;

где

Ц

JkC Т,

2

Ч(Ц}

T«iXi :jZ Xi Jj) Хцп Xjd.,)

)

К,.. К;,,

X

-интервал времени между моментам, измерения;

-коэффициенты усиления газотурбинной установки;

-постоянная времени газотурбинной установки;

-значение расхода топлива, измеренное датчиком 8 для i-ro момента времени;

-значение сигнала на входе термодатчика 2 для 4-го момента времени; V

,, - значение сигнала на выходе термодатчика 2 в (i)-.и (i-1)-и моменты времени , По полученному значению рассчитывают ново значение емкости варикапа 15 корректирующего звена 3

-lAiiL

о(.И

U.M

X,,. ,Х 2(м

20

25

(2)

которое реализуют на емкости 15 с помощью исполнительного механизма 10,

Алгоритм работы вычислителя 9. вьшолняющего сбор и обработку информации cf датчиков 2 и 8 по формуле (1), состоит в следующем.

Осуществляется вход в алгоритм. Выполняется организация связи с nor

Т , НП

КЦ - (1-|) .i) полученньми соответственно в (i)- и (1-)-й моменты времени, причем последние при , т,ев. в первом цикле работы-алгоритма присваиваются начальные значения, хранящиеся в постоянном запо минаю- щем устройстве, а в последукяцих цикг лах () им переприсваиваются текущие значения.

стоянными параметрами К, K,j, Тд,, а также с входными переменными X

Определение текущего значения ) по формуле (1) и C) по формуле (2).

Определение величины приращения ftCjiH

Сравнение с зоной нечувствительности U которая выбирается: в преде-; лах 0,1 - 1% от максимального значения Сд.

Присвоение управляющему воздействию предыдущего значения . так как Ь , Л

14957624

Присвоение управляющему воздействию требуемого значения емкости

(

- Перезапись текущих значений , , С.;) в ячейки памяти, где хранятся их предыдущие значения, т.е, Xl(,|.., , Х2(;.,), Cj(;.,-)Cj(;). Выход из алгоритма.

10 Приведенная блок-схема алгоритма и ее описание являются необходимым и достаточным количеством информации для составления программы работы вычислительного устройства вне завиts симости от его типа, и тем самым используемое ВУ 9 на базе КикроДАТ, характеризующееся стандартным способом подключения блоков, функционально полностью определено,

В случае отсутствия колебаний параметров пбтока рабочих газов Lg

А( |-Л 1( - 1 что приводит к присвоению управляющему сигналу предьщу- щего значения -(1Ц.Лу т.е, не изменя - ется емкость С. При этом обеспечивается номинальное значение инерционности канала измерения температуры, А поскольку на стадии проектирования оптимальные настройки регулятора 5 .

30 рассчитываются именно при пд стоянной термодатчика 2, равной Т.j,, то в рассматриваемом режиме, т.е, при отсутствии дрейфа параметров потока. Т. Const обеспечивается оптималь35 ный динамический режим регулирования температуры. Оптимальность определяется тем критерием, которьй использовался на стадии поиска настроек регулятора, и может выражаться,

40 например, в виде комбинированной величины, учитывающей как точность, так и быстродействие процесса регулирования,

В случае возникновения нестацио45 нарности параметров газового потока изменяется по сравнению с Т-п-л значение Т«1,, которое определяется на i вычислителе 9 по формуле (1) и которое используют для получения по формуле (2) нового значения . Реализация последнего на цепи элементов 13, 15 с помощью ИМ 10 обеспечивает выравнивание- инерционньрК и дифференцирующих свойств соответственно датее чика 2 и цепочки 13, 14,., такгкак Тд(;

R,C2. Это в свою очередь приводит к восстановлению постоянной времени канала измерения температуры до значения XHOM э значит и к восстанов R,C2. Это в свою очередь приводит к восстановлению постоянной времени канала измерения температуры до значения XHOM э значит и к восстановлению оптимальности режима регулирования температуры.

Такий образом, поддерживается инвариантность предложенного устройства по отношению к дрейфу параметров газового потока.

Вычислитель реализуется на любой серийной управляющей ЭВМ,

Ф

р р м у л а

изобретения

Устройство для регулирования, температуры рабочих газов газотурбинной установки, содержащее термодатчик, вычислитель, выход которого подключен к первому исполнительному механизму, связанному с осью варикапа, подключенного параллельно первому резистору, первый вывод которого сое

5

динен с выходом термодатчика, элемент сравнения, выходом подключенный к входу регулятора, выходом связанного с вторым исполнительным механизмом подключенным к регулирующему клапану на линии подачи горючего, о т л н - чающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, оно содержит датчик расхода топлива, подключенный к первому входу вычислителя, второй вход которого соединен с термодатчиком, второй вывод первого резистора подключен к входу цепи из параллельно включенных операционного усилителя, конденсатора и второго резистора, выход которой подключен к первому входу элемента сравнения, второй вход которого соединен с; каналом задания температуры.