Устройство для измерения температуры газа перед турбиной

 

Изобретение позволяет повысить точность измерения для установки, имеющей генератор. Устр-во содержит термопары 2, установленные после турбины датчики (Д) 3 и 4 давления после турбины и перед турбиной соответственно , Д 5 перепада давления на всасьшающем патрубке 6 компрессора, Д 7 и 8 давления и т-ры атмосферного воздуха, функциональные преобразователи 9 и 10, блок 11 деления с запоминающим устр-вом 12 его выходного сигнала, блок 3 умножения, показывающий прибор 14, реле 15 дифференциаторов частоты вращения и мощности генератора с нормально замкнутыми и нормально разомкнутыми контактами 16 и 17..При резких забросах температуры газа перед турбиной срабатывает реле 15, размыкая контакты.16 и замыкая контакты 17. При этом отключается связь преобразователя 9 с прибором 14 и связь преобразователей 9 и 10 с блоком 11. Вькодной сигнал последнего в момент срабатывания реле 15 запоминается устр-вом 12. Выходные сигналы устр-ва 12 и преобразователя 10 через контакты 17 подключаются к входам блока 13, выходной сигнал которого поступает на прибор 14, Устр-во изменяет т-ру газа перед турбиной в соответствии с определенными соотношениями без применения термопар 2. 3 ил. (О 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1377 2

А1

1 !

ОПИСАНИЕ ИЗОбРЕТЕНИЯ а

h ! !

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3 93á798/25-06 (22) 26.07,85 (46) 29.02 ° 88. Бюл. Р 8 (71) Производственное объединение турбостроения "Ленинградский металлический завод" (72) И.С ° Ратнер, Г.Б.Люлько, А.В.Жуков и А.А.Тимофеев (53) 621.438-55(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 !255726, кл. F 02 С 9/28, !984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ГАЗА ПЕРЕД ТУРБИНОЙ! (57) Изобретение позволяет повысить точность измерения для установки, имеющей генератор ° Устр-во содержит термопары 2, установленные после турбины датчики (Д) 3 и 4 давления после турбины и перед турбиной соответственно, Д 5 перепада давления на всасывающем патрубке 6 компрессора, Д 7 и 8 давления и т-ры атмосферного воздуха, функциональные преобразова(5и 4 Г 01 К 13/00 Г О! М 15/00 тели 9 и 10, блок 11 деления с запоминающим устр-вом 12 его выходного сигнала, блок 13 умножения, показывающий прибор 14, реле IS дифференциаторов частоты вращения и мощности генератора с нормально замкнутыми и нормально разомкнутыми контактами 16 и 17,.При резких забросах температуры газа перед турбиной срабатывает . реле 15, размыкая контакты.16 и замыкая контакты 17. При этом отключается связь преобразователя 9 с прибором !4 и связь преобразователей

9 и 10 с блоком 11. Выходной сигнал последнего в момент срабатывания реле 15 запоминается устр-вом 12. Выходные сигналы устр-ва 12 и преобразователя 10 через контакты 1? подключаются к входам блока 13, выходной сигнал которого поступает на прибор !4. Устр-во изменяет т-ру газа перед турбиной в соответствии с определенными соотношениями без применения термопар 2. 3 ил, 1377623

Изобретение относится к газотурбо строению, в частности к устройствам для измерения температуры газа перед турбиной газотурбинной установки.

Цель изобретения — повышение точности измерения температуры для установки, имеющей генератор, На фиг.l изображена схема устройства для измерения температуры; íà 10 фиг.2 и 3 — первый и второй функциональные преобразователи соответственно.

Устройство для измерения температуры газа перед турбиной (фиг.l) ra-. 15 эотурбннной установки 1 содержит термопары 2, установленные после турбины, датчики 3 и 4 давления после турбины и перед турбиной соответственно, датчик S перепада давления на 20 всасывающем патрубке 6 компрессора, датчики 7 и 8 давления и температуры атмосферного воздуха соответственно, первый н второй функциональные преобразователи 9 и 10, блок ll деления с запоминающим устройством 12 его вьиодного сигнала, блок 13 умножения, показывающий прибор 14, реле 15,цифференциаторов частоты и вращения и мощности N генератора с нормально замкнутыми и нормально разомкнутыми контактами 1б и 17.

Входы первого функционального преобразователя 9 соединены с термопарами 2 и датчиками 3 и 4 давления

° после турбины и перед турбиной, а его выход соединен с показывающим прибором 14 и блоком 11 деления через нормально замкнутый контакт 16. 40

Входы второго функционального преобразователя 10 соединены с датчиками 3, 4, 5, 7 и 8 давления после турбины и перед турбиной, перепада давления, давления и температуры ат- 45 мосферного воздуха соответственно.

Выход функционального преобразователя 10 соединен через нормально замкнутый контакт 16 с блоком 11 деления, а через нормально разомкнутый кон- gp такт 17 — с блоком 13 умножения.

Выход запоминающего устройства 12 через нормально разомкнутый контакт

17 соединен с блоком 13 умножения, выход которого подключен к показы- 5 вающему прибору 14.

Первый н второй функциональные преобразователи 9 и 10 (соответственно фиг.2 и 3) содержит делитель

18, функциональные блоки 19 и 20, сумматор 21 и множительный блок 22.

Характеристика первого функционального преобразователя 9 имеет вид (1) фа vn

1- а (1- --— --- з-) уа м

I где Т - температура газа до турка бины, определяемая с использованием сигналов Т „ас„е термопар 2, установленных после турбины;

Риосее и 1 о ч — выходные сигналы соответственно датчиков 3 и 4 давления после турбины и перед турбиной; е и — постоянные величины.

Характеристика второго функцибнального преобразователя 10 имеет вид

2 г

Т (2) а p i где ьР, Р, Т вЂ” выходные сигналы соответственно, датчиков 5, 7 и 8 перепада давления, давления и температуры атмосферного воздуха.

В функциональный блок 19 заложено вычисление знаменателя выражения (1) в блоке 20 — квадратов давлений до и после турбины

Устройство работает следующим образом.

При нормальном пуске (нагружении) установки, когда ускорение и ротора (скорость N изменения нагрузки) гаэотурбинной установки 1 не превосходит удвоенного заданного значения, выходной сигнал первого функционального преобразователя 9, равный температуре газа перед турбиной, определяемой с использованием сигналов термопар

2, поступает на показывающий прибор

14.

Одновременно на выходе блока Il деления образуется частное от деления поступающих на его вход выходных сигналов первого и второго функциональньгх преобразователей 9 и 10, которое с учетом (l) и (2) имеет вид

А — — — р

° (3) фа аосте в

P,° z P

В случае, когда ускорение и рота" ра (скорость N нагружения) превосходит удвоенное заданное значение,что имеет место при резких забросах температуры газа перед турбиной, срабатывает реле 15, размыкая контакты 16

13776 г 2

ТII =А Т II@ PAQcn— p — (4) о а р, gp а о где Т 1 — температура газа до турбины, определяемая без использования сигналов термопар 2 температуры за турбиной.

zf

Покажем, что величина Т действительно равна температуре газа до турбины.

Уравнения расходов через турбину и через всасывающий патрубок компрессора могут быть записаны в виде:

2 г

РДО rn РоОСЛЕ 1ъ

1t т

6P P с „-3 — ----<

ТО где и h — постоянные коэффициенты.

Эти расходы пропорциональны, причем коэффициент а пропорциональности может меняться в процессе пуска и нагружения, например, из-за изменения выпуска воздуха через сбросные клапаны компрессора:

40

G, = aG„

45 р ° Р<, -=а -Т вЂ” (Обозначив А = (g/Ð), где 6 =а8,; получим из последнего равенства два уравнения:

И

Тао m

А — — — т--2 а р ° р

2 2

Р о m P qpo

1отл А а p .

11 деления. Выходной сигнал блока 11 деления н момент срабатывания реле

l 5 запоминается устройством 12. Выходные сигналы запоминающего устройства 12 и второго функционального преобразователя 10 через контакты 17 подключаются к входам блока 13 умножения, выходной сигнал которого поступает на показывающий прибор 14 и имеет вид

23 4 следовательно, Т, представляет собой значение темйературы газа, определяемое иэ условия равенства расходов через турбину и через компрессор.

В медленных переходных процессах (пуск, нагружение и т.д.) предлагаемое устройство измеряет температуру газа перед турбиной по сигналам термопар 2 за турбиной и датчиков 3 и 4 давления перед и после турбины в соответствии с уравнением (1). Однонременно с учетом измеренной температуры до турбины оно вычисляет величину

А, характеризующую соотношение расходов через турбину и всасывающий патрубок компрессора, согласно уравнению (3) .

В момент заброса температуры при появлении большого ускорения ротора измерение температуры до турбины согласно уравнению (1) и вычисление величины А согласно уравнению (3) прекращается, значение величины А в данный момент запоминается, и предлагаемое устройство измеряет температуру газа перед турбиной согласно уравнению (4) с учетом фиксированного значения А и характеристики (2), определяемой по сигналам датчиков 3, 4, 7, 8 и 5 давления до и после турбины, температуры и давления атмосферного воздуха и перепада давления на патрубке, т.е ° без применения термопар

2, инерция которых существенно снизила бы точность показания прибора.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры газа перед турбиной газотурбинной установки, содержащее датчики давления газа до и после турбины, датчики температуры газов за турбиной, подключенные к первому функциональному преобразователю, показывающий прибор и датчик давления атмосферного воздуха, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности измерения для установки, имеющей генератор, ано дополнительно содержит датчики температуры атмосферного воздуха и перепада давления на всасынающем патрубке компрессора, второй функциональный преобразователь, реле, имеющее нормально замкнутые и нормально разомкнутые контакты, блок умножения и последовательна соединенные блок деления и запоминающий блок его выходного сиг1377623 фие. д!

Составитель А,Щеткин

Редактор М,Петрова Техред Л.Сердюкова КорректорС.Шекмар

Заказ 858/34 Тираж 607 Подписно е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно †полиграфическ предприятие,r.Ужгород,ул.Проектная,4 нала, причем выход первого функционального блока через первый нормально замкнутый контакт реле связан с входом показывающего прибора и с первым входом блока деления, датчики давления газа до и после турбины, давления атмосферного воздуха, перепада давления и температуры атмосферного воздуха подключены к входам второго функционального преобразователя, выход которого связан через второй нормально замкнутый контакт реле с вторым входом блока деления и через первый нормально разомкнутый контакт с первым входом блока умножения, выходом связанным с входом показывающего прибора, а выход запоминающего блока связан через второй нормально разомкнутый контакт с вторым входом блока умножения.