Устройство для испытания системы управления газотурбинной установкой Советский патент 1991 года по МПК G01M15/00 

Изобретение относится к области турбострсЗеиия, в частности к стендовому оборудованию для испытания газотурбинными установками, например, газоперекачивающих агрегатов.

В настоящее время при наладке и проверке систем автоматического управления полная их работоспособность совместно с исполнительными механизмами оценивается только в процессе пуска газотурбинной установки. Это приводит к неопределенно большому количеству незавертенных пусков, снижает надежность работы газотурбинной установки и усложняет технологию испытаний .

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для испытания системы управления

СО

газотурбинной установкой, имеющей силову1э турбину с поворотно-направ |ляющим аппаратом, содержащее испытуемую систему угфавления с топливореозгулирующим узлом, подключенные к ее выходам блок моделирования перепадов

о: между турбинами и блок вычисления частоты вращения турбин и подключенные к ее входам имитатор пламени в камерах сгорания и блок вычисления давления за компрессором, имитатор нагрузок.

Устройство моделирует частоту вращения турбин, степень сжатия компрессоров, температуры и температурные перепады в элементах установки, расходы воздуха и топлива.

Однако указанное устройство не обеспечивает контроля за протеканием процесса пуска, работы и останова не модели, а реальной газотурбинной установки, так как не связано с исполнительными механизмами и системой управления установки, что исключает возможность проверки их функционирования в статическом и динамическом режимах. Цепью изобретения является расширение функциональньк возможностей устройства. Цель достигается тем, что блок моделирования перепадов между турбинами подключен к входу системы управ ления и к блоку вычисления давления за компрессором, причем имитатор нагрузки вьшолнен в виде блока вычисле ния расхода топливл, подключенного между топливорегулирующим узлом и -г имитатором пламени, а блок моделирования перепадов между турбинами выполнен в вцде имитатора поворотнонаправлякицего аппарата силовой турбины. На чертеже представлена функциональная схема устройства. Устройство для испытания системы управления газотурбинной установкой с силовой турбиной содержит соединен ные каналами связи с системой 1 блок 2 вычисления частоты вращения турбин блок 3 вычисления давления за осевым компрессором, имитатор 4 пламени в камерах сгорания, блок моделирования распределения перепадов между турбинами, выполненный в виде имитатора 5 поворотно-направляющего аппарата силовой турбины, а также имитатора нагрузки, образованньй блоком 6 вычисления расхода топлива, соединенным входным канапом 7 с топливно-регулирующм узлом 8, подключенным к системе 1 управления каналом 9. Елок 6 соединен каналом 10 с имитатором 4 пламени, которьй выходным каналом 11 подключен к преобразователю 12 расхо да тепла, а последний - каналом 13 с системой 1 управления, с которой выходньм каналом 14 соединен также блок 2 .вычисления частоты вращения. Этот блок 2 выходным каналом 15 соединен с блоком 3 вычисления давления за. осевым компрессором, а последний , своим выходным каналом 16 г- с системой 1 управления. I Имитатор 5 входным каналом 17 под ключен к системе 1 управления, а выходным 18 - к блоку 2 вычисления час тоты вращения. Система 1 управления соединена также с блоком 2 каналами 19 и 20 пуска и регулирования. Устройство работает в следующей последовательности. С момента подачи сигнала в канале 19 пуска системы 1 управления разрешается работа блоку 2 вычисления частоты вращения турбины высокого давления, который по заданному алгоритму формирует сигналы нарастающей частоты, имитирующие рост скорости вращения турбины высокого давления при работе от пускового двигателя. Эти сигналы аналогичны сигналам от датчиков скорости турбины и по каналу 14 поступают в систему 1 управления, а по каналу 15 - на вход блока 3 вычисления давления за осевым компрессором, который по заданному закону имитирует сигнал давления воздуха за осевым компрессором, поступающий по каналу 16 в систему 1 управления, С момента открытиясистемой 1 управления топливно-регулирующего узла 8 на уровень зажигания блок 6 вычисления расхода топлива производит формирование сигнала, который запускает в работу имитатор пламени в камере сгорания и начинает управлять преобразователем 12 расхода тепла, выходной сигнал которого поступает к системе 1 управления. Но каналу 20 регулирования системой 1 управления разрешается дальнейший рост частоты сигналов по заданному закону. Ограничение имитируемых скоростей вращения турбин производится системой 1 управления посредством блока моделирования распределения теплоперепадов, выполненного в виде имитатора 5 поворотнонаправляющего аппарата силовой турбины, и исполнительных механизмов топливно-регулирующего узла 8. При исчезновении сигнала в канале 19 пуска системы 1 управления в режимах нормального или аварийного остановов перекрывается топливно-регулирующйй узел 8 и уменьшается имитируемая скорость вращения турбин до полного останова. Таким образом, устройство повьшает надежность работы системы 1 управления в процессе пуска, работы и останова и позволяет проводить комплексную проверку функционирования систем управления газотурбиннэй установкой совместно с исполнительными мехали нами во всех режимах работы без рас-крутки валов турбин, без подачи топлива и без зажигания. Последнее обеспечивает безопасность проведения работ, многократность повторения лю-(, боге этапа в последовательности Пуск, Работа, Останов 91 значительно сокращает число незавершенных пусков и сохраняет ресурс агрегатов, а также уменьшает время отыскания сложных неисправностей системы управления и исполнительных механизмов, которые выявляются только в процессе пуска.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ, СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ГАЗОТУРБИННОЙ УСТАНОВКОЙ, имеющей силовую турбину с поворотно-направляювщм аппаратом, содержащее испытуемую систему управления с топливорегулирующим узлом, подключенные к ее выходам блок моделирования перепадов между турбинами и блок вычисления частоты вращения турбин и подключенные к ее входам имитатор пламени в камерах сгорания и блок вычисления давления за компрессором, и имитатор нагрузки, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных . возможностей, блок моделирования перепадов между турбинами подключен к входу системы управления и к блоку вычисления давления, за компрессором, причем имитатор нагрузки вьшолнен в виде блока вычисления расхода топлива, подключенного между топливорегулирующим узлом и имитатором пламени, а блок моделирования перепадов с S между турбинами выполнен в виде ими(Л татора поворотно-направляющего аппарата силовой турбины.

15

-

/

/

/

fff

Г6

-

г:

/7