Система регистрации выработки ресурса элементов турбины Советский патент 1980 года по МПК G07C3/04 G01M15/00 F01D25/00 

1 Изобретение относится к турбостроению. Система может найти применение при эксплуатационном и исследовательском контроле состояни турбин, например газовых. Известна система регистрации выработки ресурса элементов турбины, содержащая датчики регистрации пара метров, характеризующих выработку .ресурса, подключенные к блоку регис рации выработки ресурса 1. Однако указанная система не учит вает всей совокупности действующих факторов, например изменения нагрузон от инерционных и аэродинамических сил, тепловых ударов и вибрацио ных нагрузок, а также не обеспечивает непосредственного определения ресурса элементов, лимитирующих работоспособность турбин. Цель изобретения - повысить дост верность регистрации выработки ресу са путем учета всей совокупности воздействующих факторов. Указанная цель достигается тем, что система снабжена дополнительным блоком регистрации показателей выработки ресурса, накапливающим информацию по режимам эксплуатации с учетом длительности действия каждого из параметров, а также вычислительным блоком, определяющим суммарную выработку ресурса от совместного действия параметров по заранее известному алгоритму для каждого элемента турбины. На чертеже представлена принципиальная функциональная электрическая схема устройства. Дополнительный блок 1 регистрации содержит запоминающие устройства (ЗУ) 2 суммарной наработки турбины 3-6 длительности работы в четырех определяющих интервалах по температуре рабочего тела 7, 8 количества пусков из холодного и горячего состо:яннй, 9 длительности работы при нестационарных температурных режимах, 10 числа тепловых ударов, связанные через логические устройства 11-14 и преобразователь 15 с датчиком 16 температуры рабочего тела, ЗУ 17, 18, 19 длительности работы соответственно при пиковой, номинальной и ниже номинальной нагрузке, связанные через логическое устройство 20 функциональный преобразователь 21 и преобразователи 15, 22 и 23 сдатчиками 16 температуры рабочего тела, 24 тем дературы окружающего воздуха и 25 оборотов, а также ЗУ 26, 2 и 28 длительности работы в трех определяющих интервалах по вибрации, связанные через логическое устройство 29 и преобразователь 30 с дат ком 31 вибрации. Регистрация времени на ЗУ 2-6, 17,18,19,26,27f 28 ведется с помощью датчика 32 временных импульсов, Расшифровка накопленной ЗУ информации ведется в любой момент времени, наприме посредством блока 33регистрации. Вычислительный блок 34 содержит ЗУ 35, фиксирующее выработку ресур данного элемента турбины например рабочей лопатки, по длительной проч ности, ЗУ- 36, фиксирующее отработку ресурса по ползучести, ЗУ 37, фикси рующее выработку ресурса по усталос ти (термоусталость) , например, для диска турбины малоцикловой илк мног цикловой, например, для маслопровода, ста орных и других элементов ту бины, лимитирующих ее работоспособность по пределу выносливости. Вид алгоритмов, используемых в вычислительном блоке, должен пре дусматривать возможность введени соответствующих поправочных коэффициентов, учитывающих коррозионное и эрозионное воздействие рабочего тела на ресурс элементов турбины. - .-- - -ч. л ЗУ 35 определяет суммарную повре даемость данного элемента турбины по длительной прочности, суммируя импульсы, получаемые через преобразователь 38 (напряжение - частота) от функционального преобразователя 39 и от множительных устройств 4043, функциональный преобразователь 39 ведет обработку информации, пост пающей от датчиков 16, 24 и 25 через преобразоватепи 15, 22 и 23, по алгоритму, составленному для дли тельной прочности данного элемента турбины ё учетом совместного действия температурных, аэродинамических и инерционных сил, зависящих соответственно от температуры рабочего тела, температурил окружающей среды и оборотов ротора. Множители 40-43 обеспечивайт приведение соответственно пусков из холодного состояния, наработки на нестационарных режимах и тепловых ударов к эквивалентной отработке ресурса по длительной прочности. Коэффициенты приведения устэ навливаются для данного типа турбин ЗУ 36 фиксирует суммарную выработку ресуреа по ползучести, суммируя импульсы, получаемые через прео разователь 44, от функционального преобразователя 45 и от множителей 46-50. Функциональный праобразова44тель 45 формирует сигнал, поступающий от датчиков 16, 24 и 25 аналогично преобразователю 39, но по алгоритму, составленному по ползучести. Множители 46-50 обеспечивают приведение соответственно пусков из холодного состояния, тепловых ударов и аварийных.остановок к эквивалентной отработке ресурса по ползучести, ЗУ 37 фиксирует выработку ресурса по усталости, накапливая импульсы от динамических цикловых нагружений, получаемых через преобразователь 51 и функциональный преобразователь 52, и импульсы от термсциклических нагружений, поступающих через множители 53, 54 и 55. Функциональный преобразователь 52 формирует сигнал, поступающий от датчика 31 вибрации, и выдает импульсы, определяющие выработку ресурса по малоцикловой уста- лости (термоусталости), характерные, например, для повреждаемости дисков турбины. В процессе пуска турбины и последующего увеличения температуры рабочего тела логическое устройство 11 распределяет импульсы.от датчика временных импульсов по ЗУ 2-6, причем включение каждого ЗУ определяет я величиной выходного сигнала датчика 16 температуры рабочего тела, отработанного преобразователем 15 сигнала. Регистрация суммарной наработки турбины осуществляется включением памяти ЗУ 2 при величине выходного сигнала с датчика 16, соответствующего определенному уровню темпера туры рабочего тела, например, для газовой турбины при зажигании камеры сгорания . По достижении температурой рабочего тела величины, соответствующей началу первого регистрируемого интервала рабочих темпе-:; ратур, включается память ЗУ 3, работающая до тех пор, пока температура не достигнет верхнего предела первого интервала. Аналогично работают ЗУ 4, 5 и, 6 . Логическое устройство 13 выдает импульсы в память ЗУ 9 длительности работы при нестационарных режимах в случае превышения заданной скорости измерения температуры рабочего тела. Логические устройства 20 и 29 аналогично работе логического . устройства 11 распределяют соответственно импульсы на включение ЗУ 17, 18 и 19 длительности работы при различных уровнях мощностей нагрузки и ЗУ 26, 27 и 28 длительности работы .лри различных уровнях вибрации. Такое выполнейие системы позволит повысить достоверность регистрации выработки ресурса.

Формула изобретения

Система регистрации выработки ресурса элементов турбины, содержащая датчики регистрации параметров, характеризующих выработку ресурса, подключенные к блоку регистрации, отличающаяся -тем, что, с целью повышения достоверности реги- страции выработки ресурса путем учета всей совокупности воздействующих факторов, она снабжена дополнительным блоком регистрации показателей

728144

выработки ресурса, накапливающим информацию по режимам эксплуатации с учетом длительности действия каждого из параметров, а также вычислительным блоком, определяющим суммарную выработку ресурса от совместного действия параметров по заранее известному алгоритму для каждого элемента турбины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

0

1. Авторское свидетельство СССР №378910, кл. G 07 С 3/00, 1973.