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Vorrichtung zum automatischen Ingangsetzen von Turbinen, insbesondere von Gasturbinen
Der Gegenstand der Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum automatischen Ingangsetzen von Turbien, insbesondere von Gasturbinen.
Beim Anlauf von Turbinen ist z. B. eine ganze Reihe von Arbeitsgängen durchzuführen, welche zum sicheren Starten des Aggregats unentbehrlich sind. Manche Arbeitsgänge sind so wichtig, dass die Blockierung des weiteren Verlaufes des Startvorganges bis zu dem Zeitpunkt vorgenommen werden muss, zu dem ein bestimmter Arbeitsvorgang vollendet ist. Die gegenseitige Kopplung von Arbeitsgängen ist ganz zufällig oder durch einen vorgegebenen Startvorgang bestimmt. Die Arbeitsgänge sind mit der Betätigung irgendwelcher Organe oder Einrichtungen verbunden, die an den verschiedensten, meist beträchtlich entlegenen Stellen angebracht sind. Diese Tatsache verursacht Zeitverluste beim Turbinenanlauf und ist nachteilig, insbesondere bei unvorhergesehenen Defekten, wo das Aggregat am schnellsten Wege wieder in Betrieb gesetzt werden soll.
Deshalb benutzt man Servomotoren mit
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notwendigen Voraussetzungen zum Starten sind. Dabei kann diese Vorbereitung länger dauern als die eigentliche Startausführung. In einem solchen Falle ist es vom Standpunkt eines schnellen Startes wichtig, alle Vorbereitungsarbeiten vor dem eigentlichen Start durchzuführen. Es ist vorteilhaft, in diesem Falle die zum Auslauf des Aggregats benötigte Zeit zu benutzen. Beispielsweise ist beim Anlauf von Gasturbinen eine ganze Reihe von Arbeitsgängen in genauer Reihenfolge vorzunehmen, welcher Umstand an das Bedienungspersonal verhältnismässig hohe Ansprüche stellt. In dem Falle, wo der Turbinenanlauf rasch auszuführen ist, was allerdings bei den elastischen, die Wärmeausdehnung berücksichtigenden Gasturbinen nötig und wünschenswert ist, steigen auch die Ansprüche an das Bedienungspersonal.
Weiterhin ist es möglich, bei Fahrlässigkeit beim Ingangsetzen solcher Maschinen bzw. Nichtbeachtung der Reihenfolge der Arbeitsgänge und vor allem von deren zeitlicher Aufeinanderfolge einen Fehler zu machen, welcher zu beträchtlichen Komplikationen führen könnte.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung hat einen Automatikteil zum Ausführen der Startvorbereitung, welcher aus einem Druckknopf "Start" aus einem Druckknopf"Startvorbereitung"und aus Kontakten eines Anlassrelais und einem logischen Kreis besteht. Die mit der Einstellung der zum Startanfang benötigten Bedingungen zusammenhängenden Arbeitsgänge werden vor dem eigentlichen Start nach dem Auslösen eines Startvorbereitungskommandos durchgeführt, worauf der eigentliche Start nach dem Auslösen des speziellen Startkommandos durchgeführt wird.
Es ist möglich, den eigentlichen Start ohne vorheriges Kommandoauslösen zur Einstellung von Startbedingungen auf die Weise durchzuführen, dass nach dem Auslösen des Startkommandos zuerst die Einstellung von Bedingungen zum Startanfang durchgeführt wird, wonach ohne ein weiteres Startkommando unmittelbar die Ausführung des eigentlichen Startes erfolgt. Nach dem Auslösen des Startunterbrechungskommandos setzt man auf
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Grund des wiederholten Startkommandos den abgebrochenen Start nur dann fort, falls es zu den
Arbeitsgängen nicht gekommen ist, welche bei der Fortsetzung des Startes die Beschädigung des ganzen
Aggregats oder der Einrichtung verursachen würden.
Nach dem Kommandoauslösen zum Startabbrechen zu einem beliebigen Zeitpunkt des Startverlaufes wird der Start abgebrochen, und die zu Beginn des weiteren Startes benötigten Bedingungen werden automatisch eingestellt.
Die eingangs angeführten Nachteile der bekannten Anlagen werden dadurch vermieden, dass erfindungsgemäss die Regelstrecke eines Anlaufelektromotors durch einen Servomotor eines
Rotoranlassers gebildet ist, in dessen Regelstrecke stromempfindliche Relais und ein zu dessen
Umschalten heranziehbarer Flammwächter verlegt sind.
Gemäss einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist in die Regelstrecke des Anlaufelektromotors ein Tachogenerator verlegt, zur Steuerung von spannungsempfindlichen Relais in Abhängigkeit von dessen Spannung.
Der eigentliche Start kann erst dann durchgeführt werden, bis die zum Start des Aggregats notwendigen Bedingungen erfüllt sind. Diese Bedingungen kann man durch das Niederdrücken des zugehörigen Druckknopfes "Startvorbereitung" vorher einstellen. Falls die Startbedingungen nicht im voraus erfüllt sind und der Druckknopf "Start" niedergedrückt wird, verläuft der Start nicht regelmässig, sondern die Grundbedingungen zum Start werden zuerst automatisch eingestellt, und erst nach der Einstellung wird der Start automatisch durchgeführt.
Die zum Start benötigte Zeit wird dadurch allerdings um die Einstellung der"Startbedingungen"verlängert. Nach dem eigentlichen Start des Aggregats wird die Mehrzahl der Elemente in ihre Ausgangslage zurückgestellt, soferne es der Betrieb des Aggregats zulässt, wodurch die zum weiteren Start benötigte Zeit vermindert wird.
Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Wie in der Figur gezeigt, verläuft der eigentliche Start von Gasturbinen mittels der automatischen Starteinrichtung wie folgt :
Falls es im voraus bekannt ist, wann die Turbine gestartet werden soll, wird zuerst die Einstellung von Anfangsbedingungen zum Turbinenstart durch das Niederdrücken des Druckknopfes "Startvorbereitung" durchgeführt. Die Kontakte--3--eines Anlassrelais senden mittels Endpolen - 16--Impulse zum Ausführen der Vorbereitungs-Arbeitsgänge. Diese Arbeitsgänge bestehen in der Vorbereitung der Brennstoffversorgung, der Einschaltung der Brennstoffpumpe, der Öffnung des Hauptabsperrorgans für den Brennstoff, der Anordnung des Anfahrimpulsgebers in die Ausgangsstellung, der Schaltung des Flammenwächters usw.
Nach den richtig ausgelösten Kommandos werden die elektrischen Signale mittels Zuführungen --17-- in einen logischen Kreis--4--, überwiegend von den Endschaltern und Manostaten, geführt. Diese Signale entsprechen : der Anzeige der vollen Öffnung des Hauptabsperrorgans für den Brennstoff, der Kontrolle des Brennstoffdruckes, der Kontrolle der richtigen Anordnung des Anfahrimpulsgebers in die Ausgangsstellung, der Kontrolle der vollständigen Zwischenschaltung des Widerstandes des Rotoranlassers usw. Die Richtigkeit der Durchführung aller Operationen wird angezeigt.
Durch das Niederdrücken des Druckknopfes--l--ist es möglich, den eigentlichen Start vorzunehmen und, falls alle Bedingungen zum eigentlichen Start nicht erfüllt werden, wird nach Niederdrücken des Druckknopfes--l--zuerst die Startvorbereitung durchgeführt, und gleich darauf erfolgt der Start. Dieser Vorgang ist dann zweckdienlich, wenn die Turbine unmittelbar gestartet werden soll.
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stromempfindliche Relais --6-- konstant gehalten ist, solange die durch einen Tachogenerator - 12--angezeigte und durch das spannungsempfmdliche Relais --13-- bestimmte Drehzahl nicht erreicht wird.
Bei dieser Drehzahl beginnt die Flammenzündung durch eine Zündanlage--22--in einer Brennkammer--21--. Nach der Kontrolle der Flammenzündung mittels eines Flammenwächters - beginnt der Anlauf des Elektromotors--9--bei voller Strombelastung, welche durch das stromempfindliche, auf den Servomotor--11--des Rotoranlassers wirkende Relais--7--geregelt ist. Der Anlauf ist schon durch die Öffnung eines Brennstoffventils-24-und durch die Brennstoffzugabe mittels eines Anfahrimpulsgebers--23--beschleunigt.
Nach dem Erreichen einer synchronen Drehzahl des Anlaufelektromotors--9--, welche durch den Tachogenerator--12-- angezeigt und durch ein spannungsempfindliches Relais --14-- bestimmt wird, ist die Ausschaltung
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des Anlaufelektromotors --9-- durch den Schalter--10--, die Ausschaltung der Überdrehregeleinrichtung--19--und die Ausserbetriebsetzung der Zündanlage--22--
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--15-- bestimmten- des Rotoranlassers stellt diesen in seine Ausgangslage zurück.
Gleichzeitig beginnt ein Startzähler --26--, den eben durchgeführten Start mittels einer automatischen Starteinrichtung zu zählen.
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--20-- "Stop" erfolgtZündanlage--22--, der Anfahrimpulsgeber--23--nimmt seine Ausgangslage ein, und der Servomotor--11--des Rotoranlassers gelangt in seine Ausgangslage. Wenn die Abschaltung der Kupplung --18-- nicht erfolgt, wird nach dem Niederdrücken des Druckknopfes-l-der unterbrochene Betrieb fortgesetzt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum automatischen Ingangsetzen von Turbinen, insbesondere von Gasturbinen, wobei ein Automatikteil zum Ausführen der Startvorbereitung aus einem Druckknopf "Start", aus
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durch einen Servomotor (11) eines Rotoranlassers gebildet ist, in dessen Regelstrecke stromempfindliche Relais (6, 7) und ein zu dessen Umschalten heranziehbarer Flammenwächter (8) verlegt sind.
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