Устройство защиты газотурбинного агрегата

 

УСТРОПСТВО ЗАШИТЫ ГАЗОТУРБИННОГО АГРЕГАТА при погасании факела в камере сгорания,, содержащее датчик температуры, установленньй за камерой сгорания, задатчик минимальной температуры и исполнительный механизм, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности., устройство дополнительно содершгг второй датчик температуры, установленный перед камерой сгорания, и блок разности температур , выход которого подключен к задатчику минимальной температуры

СОЮЗ СОБЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„,, 1091654 А 1 (51)5 Р О? С 9/00, 9/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГННТ СССР (21) 3389195/06 (22) 15.02.82 (46) 23.06.91. Бюл. Н 23 (72) Г.П. Комар, F..П ° Левин, Б.Д. Майорович, В.Е. Палиенко, Б.А. Орленко, И.И, Раимов, В.П. Трошин и В.A. Чередниченко (53) 621 . 438-55 (088 .8) (54) (57) УСТРОЙСТВО ЗА151ТЫ ГАЗОТУРБИННОГО АГРЕГАТА при погасании факела в

Изобретение относится к устройствам управления газотурбинными судовыми агрегатами, Известны устройства защиты газотурбинного агрегата при погасании факела в камере сгорания, содержащ»е фотоэлектрические элементы или ионизационные датчики., Недостатками этих устройств являются ненадежность; недолговечность и сложность, так как требуется охлаждение датчиков.

Кроме того, возможны ложные срабатывания устройств защиты на основе этих датчиков из-за смещения факела при запусках двигателя или переходах с режима на режим.

Наиболее близким по техническому существу к предлагаемому является устройство защиты газотурбинного агрегата при погасании в камере сгорания, содержащее датчик температуры, установленный за камерой сгорания, задатчик минимальной температуры и исполнительный механизм (1) .

2 камере сгорания., содержащее датчик температуры, установленный за камерой сгорания, задатчик минимальной температуры и исполнительный механизм, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, устройство дополнительно содержит второй датчик температуры, установленный перед камерой сгорания, и блок разности температур,выход которого подключен к задатчику минимальной температуры.

Недостатком этого устройства является малая надежность из-за большогo запаздывания сигнала на прекраще- %Ф Г ние подачи. топлива. Причины большого запаздывания заключаются в том, что термопары, использующиеся в качестве датчиков температуры, имеют большую инерционность, а диапазон температур газа между номинальным Ф » значением и минимальным эначеs,ëåì, ;СР задаваемым задатчиком, достаточно р большой.

Ф««

Задавать необходимо минимальную температуру ниже, чем значе».ие температуры газа на холостом ходу при самой низкой температуре окружающего воздуха.

Целью изобретения является повышение надежности устройства защиты «Ъ» путем повышения его быстродействия. „ (Поставленная цель достигается тем, что устройство защиты газотурбинного агрегата при погасании факела в камере сгорания, содержащее датчик температуры, установленный за камерой

1091654 сгорания, эадатчик минимальной температуры и исполнительный механизм, дополнительно содержит второй датчик температуры, установленный перед камерой сгорания, и блок разности температур, выход которого подключен к эадатчику минимальной температуры.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства. 10

Устройство содержит датчик 1 тем пературы, установленный за камерой сгорания, задатчик 2 минимальной температуры, исполнительный механизм 3, датчик 4 температуры, установленный перед камерой сгорания, блок 5 разности температур.

Кроме того, на схеме изображены блок 6 коррекции сигнала, инвертор 7, газотурбинный агрегат 8 и камера 9 сгорания.

На фиг.2 приведен график изменения во вРемени температуры t 41 газа за турбиной высокого давления, температуры t<< воздуха перед камерой сго- 25 рания и разности Qt = to4< - t42 при погасании камеры сгорания на режиме

0,8 N двухкаскадного газотурбинного двигателя. Зависимости указанных параметров получены во время проверки работы предлагаемого устройства, а также двух других типов устройств

На фиг..2 приведены также эквивалентные настройки системы защиты по параметру 5t предлагаемому и t „ прототипу, которые меньше величин этих же параметров на режиме холостого хода на 40-50 град. Температуры приведены без коррекцйи постоянной времени термопар. Из фиг.2 видно, что темп

40 падения разности температур Qt больше, чем темп падения температуры

Следовательно, в одном и том же

O4? процессе погасания факела в камере сгорания и при эквивалентных настройках время запаздывания при срабатывании защиты по сигналу $t (т.е. в предлагаемом устройстве) будет значите ьно меньше. чем iIo сигна у t04I °

При подключении корректирующих контуров предпагаемое устройство оказыва50 ется на .порядок более быстродействующим, чем прототип.

Функционирует устройство следуюшрм образом.

При работе газотурбинного двигате- SS ля датчик 1 температуры, установленный за камерой сгорания, выдает сигнал, больший сигнала датчика 4, усI тановпенного перед камерой сгорания разность сигналов обоих датчиков, получаемая в блоке 5 разности темпера- . тур, проходит блок 6 коррекции сиг-. нала и поступает в задатчик 2 минимальной температуры. В задатчике сигнал сравнивается с заданной уставкой и, т.к. при наличии горения факела в камере сгорания он оказывается больше уставки, проходит на инвертор

7. На выходе инвертора в этом случае сигнал отсутствует и исполнительный механизм 3 прекращения подачи топлива остается открытым. Двигатель продолжает работать.

В случае погасания факела в камере сгорания сигнал датчика 1 температуры начинает резко снижаться, в то время как сигнал датчика 4 температуры из-за инерционности компрессора снижается более медленно. Разность этих сигналов, получаемая в блоке 5 разности температур, корректируется с учетом постоянной времени датчиков

1 и 4 температуры в блоке 6 коррекции сигнала и сравнивается с уставкой в задатчике 2 минимальной температуры. Так как в этом случае скорректированный разностный сигнал на входе в задатчик 2 меньше уставки задатчика, то и на входе инвертора 7 и на выходе задатчика сигнал отсутствует.

Появившийся на выходе инвертора 7 сигнал поступает на исполнительный механизм 3, механизм срабатывает и прекращает подачу топлива в двигатель.

Использование предлагаемого устройства защиты газотурбинного агрегата при погасании факела обеспечит. следующие преимущества: повышение быстродействия защиты за. счет сужения зоны контролируемой температуры и приближения порога уставки к максимальному рабочему сигналу, т.к. зона изменения разностного сигнала меньше зоны изменения температуры за камерой сгорания; возможность установления единой всепогодной и всережимной уставки задатчика минимальной температуры при одновременном повышении быстродействия защиты; возможность применения конструктивно более простых (чем фотоэлементы и ионизационные датчики) датчиков, определяющих наличие факела. Указанные датчики (например, термопары) уже хорошо отработаны и длительно. серийно выпускаются,. просты по конструкции, в изготовлении и обслуS 1.0916 54 6 живании, не требуют охлаждения, деше- вышении надежности газотурбинного вы по.стоимости и более надежны . агрегата и,безопасности его обслУжив эксплуатации; возможность установки вания, виден из фиг.2, где отражены датчиков за пределами жарового узла, результаты экспериментальной проверI т. е. в .зоне меньших температур, ки прототипа (кривая д,п) и пРедлагае чем обеспечивается увеличение ресур.— мого устройства (кривая М) B P са датчика; исключение ложных сигна- ньм условиях, т.е. до введения блока лов о погасании факела при помпажных коррекции постоянной времени термоявлениях в газотурбинном двигателе. 1ð пар.

Предлагаемое устройство прошло проверку на предприятии и показало на- При сравнении кривых видно, что дежную работу при запуске газотур- время достижения первичным сигналом бинных агрегатов, работающих как на настройки в предпагаемом устройстве жидком так и на газообразном топлиФ 15 на порядок меньше, чем у прототипа. С блоком коррекции быстродействие предТехнический эффект, вырауаюшщйся лагаемого устройства еще на порядок в повышении быстродействия и в по- выше, чем беэ коррекции.

1091654

Составитель С. Гиринская

Редактор A.Ñòðåëüíèêîâà Техред М.Моргентал Корректор Н. Ревская

Заказ 2568 Тираж 366 Подпи си ое

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС

С

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

Производственно-издательский комбинат Патент, r,Óærîðîä, ул. Гагар

\! 11

Г ина 101