Способ контроля технического состояния осевого компрессора

 

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ОСЕВОГО КОМПРЕССОРА по авт. св. № 987443, отличающийся тем, что, с целью повышения точности при больших радиальных зазорах между концами лопаток и корпусом компрессора, дополнительно измеряют относительный перепад температуры торможения потока в теж же точках компрессора и по этому перепаду температур корректируют сигнал технического состояния.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И>

j g С 01 М 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ/"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВ (61) 9874 43 (21) 3569206/25-06 (22) 28.03.83 (46) 30. 10.84. Бюл. и - 40. (72) В.А. Шумилин (53) 621.438.55(088 ° 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 987443, кл. С 01 И 15/00, 1981. (54) (57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТЕХНИ (ЕСКОГО

СОСТОЯНИЯ ОСЕВОГО КОМПРЕССОРА по авт. св. N - 987443, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности при больших радиальных зазорах между концами лопаток и корпусом компрессора, дополнительно измеряют относительный перепад температуры торможения потока в теж же точках компрессора и по этому перепаду температур корректируют сигнал технического состояния.

1 1121

Изобретение относится к диагностике осевых компрессоров газотурбинных двигателей и их автоматическому регулированию или других силовых и энергетических установок с осевым компрес- 5, сором.

По основному авт. св. N 987443, известен способ контроля технического состояния осевого компрессора газотурбинного двигателя, заключа- 1п ющийся в измерении относительного перепада полного давления потока воздуха между средним и периферийным радиусами за компрессором:

Ф Ф 15

Ркср. l x.пери<р, м

) к.ср Р н.ср. где P — полное давление потока мсо воздуха за компрессором на среднем радиусе;

Р* е „ — полное давление потока

*nери воздуха за компрессором у периферии;

Р* †.полное давление потока н,c 25 воздуха перед компрессором на среднем радиусе, и в формировании электрического сигнала технического состояния, пропор- gp ционального этому отношению, характеризующего величину относительного радиального зазора на периферии компрессора при его работе, среднего по всей группе ступеней компрессора и °

Однако этот способ дает достаточно точные результаты определения ра- . . диального зазора только при малых расстояниях между концами лопаток 40 ротора и корпусом, а при больших радиальных зазорах точность определения зазора таким способом ухудшается: ошибка может составлять +5X от линейной зависимости, заложенной в сравнивающий блок устройства.

Целью изобретения является повышение точности определения радиального зазора при больших радиальных зазорах .между концами лопаток и корпусом ком-5р прессора, имеющих место при эксплуатации осевых компрессоров при. работе.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу контроля технического состояния осевого компрессо- 55 ра газотурбинного двигателя, заключающемуся в измерении относительного перепада полного давления потока

594 2 воздуха между средним и периферийным радиусами за компрессором и формировании сигнала технического состояния компрессора, дополнительно измеряют относительный перепад температуры торможения потока в тех же точках компрессора и по этому перепаду температур корректируют сигнал технического состояния компрессора.

На чертеже представлена схема .устройства для реализации способа контроля технического состояния компрессора.

Устройство содержит датчики 1, 2 и 3 для измерения полного давления потока воздуха и три датчика (закрытые термопары) 4, 5 и 6 для измерения температуры торможения потока воздуха, из которых датчики 1, 2, 4 и 5 установлены за компрессором (или за группой ступеней компрессора), причем одни из них (1 и 4) расположены на радиусе, близком к периферии проточной части, другие датчики (2 и 5) — на среднем радиусе, третьи датчики (3 и 6) установлены перед компрессором (или перед группой ступеней) на среднем радиусе.

Устройство содержит также дифференциальные блоки 7 и 8, к двум входам которых подключены датчики 1 и

2 полного давления и датчики 4 и 5 соответственно; дифференциальные блоки 9 и 10, к которым подключены датчики 2 и 3 полного давления и термопары 5 и 6 соответственно; решающие блоки 11 и 12 для вычисления отношений указанных перепадов полных давлений и температур торможения потока воздуха в отдельности; сравнивающие блоки 13 и 14; запоминающий блок 15, в котором заложена связь между режимом работы компрессора: частотой вращения ротора и коэффициентом расхода воздуха при входе в ротор, с одной стороны, и величиной фактических относительных радиальных зазоров между лопатками ротора и корпусом, с другой стороны; суммирующий блок

16, в котором производится выработка скорректированного суммарного электрического сигнала; индикатор 17 величины радиальных зазоров и исполнительный механизм 18 регулирования радиальных зазоров. Выходы дифференциальных блоков 7, 9 и 8, 10 соединены с входами решающих блоков 11 и 12, выходы которых подключены к одному з 1121 из входов сравнивающих блоков 13 и

14, к другому входу которых подключен выход запоминающего блока 15. Выход блоков 13 и 14 соединен с суммирующим блоком 16, который соединен с индикатором 17 величины зазоров и исполнительным механизмом 18 регулирования радиальных зазоров.

Емкостные импульсные датчики 19, 20 и 21, непосредственно измеряющие

;фактические радиальные зазоры, ставятся только при экспериментальном ис следовании опытного экземпляра ком. прессора, а при эксплуатации серийных компрессоров они не устанавливаются.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Дифференциальные блоки 7, 9 и 8, 10 получают сигналы соответственно от датчиков 1, 2 и 3 полного давления и от термопар 4, 5 и 6 н передают свои сигналы в решающие блоки

11 и 12,.которые вычисляют отношение сигналов полного давления и,температуры торможения потока. Они подают свои сигналы на один из входов в блоки 13 и 14, на другой вход которых подается сигнал с блока 15 о режиме работы компрессора. В сравнивающих блоках 13 и 14 происходит сопоставление величины сигналов по каждому из двух параметров потока в отдельности с заранее запрограммированным сигналом. Сигналы с блоков

13 и 14 подаются на суммирующий блок 16, в котором происходит их

35 преобразование в третий результирующий сигнал. С блока 16 результирующий откорректированный сигнал подается в индикатор 17 величины радиального зазора и на механизм 18 регулирования зазоров.

При экспериментальном исследовании опытного экземпляра компрессора, оборудованного такой же системой датчиков и блоков, проводят, кроме того, прямые измерения фактических радиальных зазоров с помощью емкостных импульсов датчиков 19, 20 и 21 на различных режимах работы компрес50 сора, которые после доводки опытного экземпляра компрессора снимаются и

594 4 в эксплуатации серийных компрессоров данного типа не ставятся. При этом режимы работы компрессора однозначно,задаются только двумя критериями подобия, например относительной приведенной частотой вращения роторов компрессора и коэффициентом расхода воздуха при входе в ротор. По результатам опытных экспериментов для каждого из возможных режимов работы компрессора.в эксплуатации определяется по меньшей иере четыре значения фактического радиального зазора (средне- го по ступеням компрессора) и находятся соответствующие осредненные функции, связывающие фактические радиальные зазоры, измеренные датчиками 19, 20 и 21,:и относительные перепады полного давления и температуры торможения, измеренные с помощью датчиков

1-6.

Эти функции в общем случае зависят от конкретных параметров компрессора.

Указанные функции при различных режимах работы компрессора записываются в запоминающем блоке, 15 и передаются в сравнивающие блоки 13 и 14.

В последних блоках по этим связям и по величине сигналов, поступивших из решающих блоков 1 1 и 12 во время эксплуатации компрессоров данного типа, вычисляются величины среднего радиального зазора на данном режиме работы. Соответствующие сигналы передаются в суммирующий блок 16. Результирующий сигнал с блока 16 передается на индикатор откорректированной средней величины радиального зазора и в -исполнительный механизм 18 регулирования радиальных зазоров.

Корректировка сигнала технического состояния компрессора по относительному перепаду температур на среднем и периферийном радиусе компрессора позволяет повысить точность определения радиальных зазоров между концами лопаток и корпусом и использовать этот сигнал для цели регулирования зазоров в новых компрессорах при их эксплуатации, что важно для увеличения КПД компрессора на крейсерном режиме работы двигателя.

1121594

Составитель А. Зосимов

Техред Г1.Гергель

Редактор М. Дылын

Корректор М.Розман

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

Заказ 7973/34 Тираж 822 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Г1осква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5