SU403870A1 - Двухимпульсный регулятор скорости газотурбинных установок со свободнопоршневыми генераторами - Google Patents

Description

1

Изобретение предназначено дл  систем автоматического регулировани  газотурбинных установок (ГТУ) со свободнопоршневыми генераторами газа (СПГГ).

Известные регул торы такого тигга содержат чувствительные элементы скорости и нагрузки , управл ющие через сервомотор золотниками , формирующими импульсы давлени  масла управлени  механизмаМИ регулировани  СПГГ.

При работе газовой турбины с несколькими ОПГГ большое вли ние на колебание скорости оказывают колебани  силового газа, которые в системе СПГГ -турбина привод т к раскачиванию малОИнерционной ГТУ, ухудша  стабильность режима. Кроме того, отсутствует быстра  стабилизаци  переходного процесса, вызываема  резкими колебани ми масла управлени . Продолжительность процесса регулировани  увеличиваетс .

В предлагаемом устройстве золотники, формирующие импульсы давлени  масла управлени , св заны между собой телескопически и соединены один через сервомотор с чувствительным элементом скорости, а другой - непосредственно с чувствительным элементом нагрузки. Чувствительный элемент нагрузки выполнен в виде камеры с сильфоном. Камера снабжена невозвратным клапаном, пропускающим максимальные положительные импульсы колебани  силового газа, и клапаном, управл емым импульсом оборотов. Такое устройство деухимпульсного регул тора уменьшает амплитуду колебаний масла управлени , улучшает устойчивость системы на установившемс  режиме и во врем  переходных процессов способствует быстрому вхождению в зону допустимой нестабильности.

На чертеже изображен предлагаемый регул тор .

Поршневой чувствительный элемент скорости 1, выполненный в виде плунжера с по сками 2, нагружен пружиной 3, нат г которой

может измен тьс  дл  корректировки режима работы через черв чную передачу 4 синхронизатора 5 при помощи электродвигател  6 дистанционно или маховичком 7 непосредственно вручную. Через окна 8 и 9 подводитс  силовое масло под порщень сервомотора 10, который с одной стороны через рычаг обратной св зи 11 воздействует на подвижную буксу 12 обратной св зи, а с другой - на золотник 13, телескопически св занный с золотником 14 через упор 15. Золотники 13 и 14 вход т в неподвижную буксу 16 с профильными окнами 17, 18, 19. Кроме того, золотник 14 поджат пружиной 20 к сильфонному чувствительному элементу нагрузки 21, расположенному в газовой камере 22, снабженной клапанами - невозвратным 23 и управл емым импульсом оборотов 24.

На чертеже показано положение элементов регул тора на одном из установившихс  режимов . По ски 2 чувствительного элемента скорости 1 наход тс  в положении перекрыти  окон 8 и 9.

Поршень 10, а вместе с ним и золотник 13 заторможены. На выходе 19 установилось давление масла управлени  данного режима. В камеру 22 невозвратный клапан 23 пропускает только положительные импульсы колебани  давлени  силового газа, что приводит к установлению в ней давлени , соответствуюш;его величине максимального отклонени  давлени  силового газа на данном режиме.

Каждой величине давлени  газа в камере 22 соответствует определенное сжатие пружины 20, перемещение золотника 14 и прикрытие сливного окна 17.

На изменение скорости, вызванное, например , колебанием давлени  силового газа в тракте турбина - СПГГ, регул тор отвеча: ет в основном только перемешением золотника 13, что при зафиксированном золотнике 14 дает значительно меньшее изменение импульса давлени  масла в системе управлени , чем в известных регул торах. Благодар  этому система не выходит из зоны допустимой нестабильности.

Во врем  наброса нагрузки регул тор работает следуюШИМ образом. Импульс наброса нагрузки от датчика оборотов поступает к чувствительному элементу скорости 1, открывающему окна 8 и 9 и подаюш,ему силовое масло к сервомотору 10, который вместе с золотником 13, резко опуска сь, упором 15 входит в контакт с золотником 14, увлекает его за собой, сжима  пружину 20. Нри этом напорные окна 18 открываютс , а сливные 17 закрываютс . Давление масла управлени  перед механизмами регулИровани  СПГГ увеличиваетс , возрастает давление газа перед турбиной, обороты устанавливаютс  согласно статической характеристике. В газовой камере 22 давление возрастает и золотник 14 фиксируетс  в положении уменьшенного слива.

Повышение оборотов вызывает подъем чувствительного элемента скорости 1 и, соответственно , подъем поршн  сервомотора 10 и св занного с ним золотника 13. Ввиду того, что теперь работает только золотник 13, а золотник 14 зафиксирован давлением газа нагрузки , то давление масла управлени  падает значительно медленнее, чем в известных регул торах , и обороты плавно и значительно

быстрее вход т в зону допустимой неста-, бильности.

Установка прин ла нагрузку. При полном сбросе нагрузки импульсы возросшего числа оборотов через чувствительный элемент 1 перемендают вверх поршень сервомотора 10 и золотник 13, прикрыва  окна напора 18. При возрастании оборотов выше холостых давлением импульсного масла открываетс  клапан 24, вьшуска  газ из камеры 22. Золотник 14 за счет усили  пруж-ины 20 поднимаетс  вверх, сливные окна 17 открываютс  и давление масла управлени  быстро падает, благодар  чему число оборотов турбины начнет уменьшатьс . Золотник 14 догонит золотник 13 и войдет с ним в контакт. При падении числа оборотов ниже .настройки клапана 24 произойдет закрытие этого клапана и в камеру 22 снова начнет поступать силовой газ. За дальнейшим изменением скорости теперь следит золотник 13, а золотник 14 плавно фиксирует свое положение давлением силового газа в полости 22. Благодар  этому врем  протекани  переходного процесса снижаетс  и установка входит в зону допустимой нестабильности раньше, чем это имеет место в системах с известными регул торами.

При частичном сбросе нагрузки регул тор работает, как и при полном сбросе, но клапад 24 приоткрываетс  на очень короткий промежуток времени и поэтому рост и падение давлени  масла управлени  в переходном процессе будет в основном определ тьс  перемещением золотника 13. Это уменьшает амплитуду колебаний скорости. Установка плавно примет новую нагрузку.

Предмет изобретени 

Claims (2)

1.Двухимпульсный регул тор скорости газотурбинных установок со свободнопоршневыми генераторами газа, содержащийчувствительные элементы скорости и нагрузки, сервомотор и золотники, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности регулировани , улучшени  динамических характеристик и упрощени  конструкции регул тора, золотники св заны между собой телескопически и соединены один через сервомотор с чувствительным элементом скорости, а другой - непосредственно с чувствительным элементом нагрузки.

2.Регул тор скорости по п. 1, отличающийс  тем, что чувствительный элемент нагрузки выполнен в виде камеры с сильфоном, соединенной через невозвратный клапан с газопроводом и через запорный клапан - с атмосферой .

Подход масли импеллера

т

f/

ОтпВод силового гоза

23

Jloddod сало6о&о газа

СлуВ силоВоZO ма(И

Отводмосла

упраолеун

-/5 Подвод СУЛОtSofo -масла

/Г

луЗ