SU779179A1

SU779179A1 - System of remote automated control of operating duty of the set including the ship main turbine, adjustable-pitch propeller and mounted generator

Info

Publication number: SU779179A1
Application number: SU772552561A
Authority: SU
Inventors: Марк Элиевич Гольдберг; Михаил Николаевич Грабовский; Виктор Михайлович Дерябин; Олег Павлович Корсаков; Александр Израилевич Шраер
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4372
Priority date: 1977-12-08
Filing date: 1977-12-08
Publication date: 1980-11-15

Description

Помимо снижени точности .поддержани оборотов гребного винта имеет место веро тность, обесточивани элек роэнё ргётйческой установки при отклю чении валотурбогенератора от главней турбины. При переводе установки в ре жим с пониженным значением оборотов винта, используемом при прохождении судном узкостей и швартовных операци х , производитс включение валотур богенератора на параллельную работу с автономным турбогенератором . В соответствии с инструкцией по обслуживанию электроэнергетической установки параллельна работа валотурбогенератора с любым из генераторов элек ростанции возможна только при. враще,НИИва .лотурбогенератора от автономной турбины..При этом процедура пере вода валотурбогенератора на параллельную работу с автономным.турбогенератором заключаетс в откт)аочении валотурбогенератора .от главной турби ны, вырав ивании напр жений и частот генераторов и распределении вручную активных нагрузок с помощью системы управлени серводвигател ми регул торов скорости первичных двигателей генераторов. В процессе эксплуатации судов с установками этого типа происходит ббесточиваниё электроэнергетической установки при отключении валотурбогенератора от главной турбины из-за отказов гидравлических элементов Системы управлени автономным турбоприводом валогенератора, расположеннЕлм в районе значительной вибраци Эти .отказы привод т к несвоевременному срабатываншо регулирующего клапана турбопривода, провалу электросети и последующему срабатыванию аварийной защиты валотурбогенератора по данному параметру. Принципиально возможен скачкообу разный перевод нагрузки с валогенера тора на автономный турбогенератор бе отключени от главной турбины, однакр это св зано с разрывом под боль . шим током генераторных автоматов, провалом частоты сети в процессе при ема: нагрузки автономным турбогенератором и не предусматриваетс инструкцией по обслуживанию электроэнергетической установки. Постепенный пе рёдод активной нагрузки с валогейератрра на автономный турбогенератор 6ek отключени валогенератора от гла ной турбины при имеющейс схеме управлени энергетическим комплексом и электроэнергетической установкой н Твозмржён вследствие жесткой характеристики главной турбины, работающей при посто нном значении оборотов Целью предлагаемого изобретени вл етс увеличение надежности системы на всех эксплуатационных режимах работы и сокращение времени нала ки системы при работающей уста779179 новке в процессе согласовани динамических характеристик основного оборудовани . Цель достигаетс тем, что сист.ёма снабжена блоком выбора уставки оборотов и подключенным к его выходу через, элемент рассогласовани интегральным корректором оборотов, выход которого соединен со,входом блока управлени задатчиком оборотов. На чертеже представлена функциональна схема предлагаемой системы. Система содержит блок управлени винтом регулируемого шага, управлени задатчиком оборотов главного судового турбоагрегата, корректор шага винта и регул тор оборотовтурбоагрегата . Блок управлени винтом регулируемого шага включает в себ задатчик 1 шага в.инта, усилитель 2, электрогидравлический механизм 3 управлени , привод 4 золотника механизма изменени шага, датчик 5 сигнала обратной св зи по положению привода золотника, золотника 6 механизма изменени шага, механизма 7 изменени шага с выходом на виит 8. Блоу управлени задатчиком оборотов главного судового турбоагрегата включает в себ усилитель 9, исполнительн ый механизм 10, привод II задатчика 12 оборотов, корректор 13 г оборотов по фактическому шагу, интегральный корректор 14 оборотов и блрк 15 выбора уставки оборотов. Регул тор рбррртрв турбоагрегата состоит из задатчика 12 оборотов, регулирующего зслртника 16 и приводу 17 маневррврго клапана 18. Корректор шага винта содержит тахргенератрр 19, ограничитель 20 сигнала отклонени фактических оборотов гребнрго винта от заданных и интегрирующий блок 21. Привод 11 снабжен датчиком 22 обратной св зи. Управление режимами работы энергетического комплекса осуществл етс от руко тки 23 машиннрго телеграфа пульта рулевой рубки, воздействующей на задачтик 1. К входу эрлРтника 16 подключен масл ньй насос 24, к навешенному генератору 25 подключен автономный турбргенератрр 26. Электрический сигнал, пропорциональный углу поворота задатчика 1/ поступает на вхрд усилител 2, где суммируетс с сигналрм противопрложнрй фазы датчика 5. Разность сигналрв , усиленна усилителем 2, поступает на механизм 3, где преобразуетс в перепад давле-ний, управл ющий сервомотором привода 4. Привод перемещаетс , повррачива жестко св занный с ним датчик 5. При равенстве нулю разности сигналов задатчика 1 и датчика 5 приврд 4 рстанавливаетс в положении, соответствующем заданному . Переметение привода 4 вызываетIn addition to reducing the accuracy. Maintaining the propeller revolutions, there is a probability that the electrical equipment of the genset is de-energized when the shaft-turbine generator is disconnected from the main turbine. When converting the unit to a mode with a reduced rotor speed used when the ship passes through narrows and mooring operations, the shaft generator of the generator is switched on for parallel operation with an autonomous turbine generator. In accordance with the maintenance instructions of the electric power plant, parallel operation of the shaft-turbine generator with any of the power plant generators is possible only at. rotate NIIiva. a turbine generator from an autonomous turbine ... The procedure for transferring the shaft turbine generator to parallel operation with an autonomous turbine generator is to retract the main turbine generator from the main turbine, equalizing the voltages and frequencies of the generators and manually distributing active loads using the system controlling servomotors for speed controllers of prime mover generators. During the operation of vessels with installations of this type, the electric power installation is de-energized when the turbine generator is disconnected from the main turbine due to hydraulic components failures. The control system of the independent turbo drive of the shaft generator is located in the area of significant vibration. subsequent triggering of the emergency protection of the shaft-turbine generator by this parameter. Fundamentally, it is possible to jump different loads from a shaft generator to an autonomous turbo generator without disconnecting from the main turbine, however, this is connected with a break under pain. current generator automatic machines, failure of the grid frequency in the process of receiving: the load by an autonomous turbine generator and is not provided for the maintenance instructions of the power plant. Gradual transfer of the active load from the valeoyetrar to the 6ek autonomous turbo generator disconnecting the shaft generator from the main turbine with the existing control system of the power complex and electric power installation n Overdue due to the rigid characteristics of the main turbine operating at a constant speed value. operational modes of operation and reduction of the system commissioning time when the system is running 779179 audio dynamic characteristics of the main equipment. The goal is achieved by the fact that the sys tem is equipped with a rev selection unit and connected to its output via an error element by an integral revolution corrector, the output of which is connected to the input of the rev control unit. The drawing shows a functional diagram of the proposed system. The system contains a control unit for an adjustable pitch propeller, a control unit for the rotational speed setting of the main ship turbine unit, a propeller pitch corrector, and a turbo-speed governor. The variable pitch screw control unit includes a 1 pitch adjuster v. Bta, an amplifier 2, an electrohydraulic control mechanism 3, a pitch change valve actuator 4, a feedback signal sensor 5 on the position of the pitch drive, a pitch change valve 6, a change mechanism 7 pitch with output viit 8. Blow control unit of revolutions of the main ship turbine unit includes amplifier 9, executive mechanism 10, drive II setter 12 turns, equalizer 13 g turns according to the actual step, integral Four corrector 14 turns and 15 setpoint speed selection. The turbine regulator regulator consists of a 12 rev actuator, a regulator 16 and an actuator 17 for maneuvering the valve 18. The propeller pitch corrector contains a torque generator 19, the limit signal 20 of the deviation signal of the actual revolutions of the comb screw from the preset, and the integrating unit 21. . The modes of operation of the energy complex are controlled from the handle 23 of the machine telegraph of the wheelhouse console acting on task 1. An oil pump 24 is connected to the input of the air heater 16, an independent turbogenerator 26 is connected to the mounted generator 25. An electric signal proportional to the angle of rotation of the setting device 1 / arrives at amplifier 2, where it is summed up with the signal of the anti-phase of sensor 5. The signal difference, amplified by amplifier 2, is fed to mechanism 3, where it is converted into a pressure differential, controlled by s servo actuator 4. The actuator is moved povrrachiva rigidly associated therewith sensor 5. When the difference signal is equal to zero and one set point sensor 5 privrd rstanavlivaets 4 at the position corresponding to the condition. Overdrive 4 causes

изменение пололсени золотника 6 механизма 7 изменени шага. Поддержание .оборотов винта осуществл етс с помощью регул тора оОоротов главного судового турбоагрегата и.корректора шага винта, причем настройка системы выполн етс следующим образом: на промежуточных нагрузках комплекса поддержание оборотов гребного винта осуществл етс гидродинамическим регул тором оборотов; на режимах, св занных с передачей на винт полной мощности установки, когда маневровый клапан полностью открыт, функции поддержани оборотов выполн ет корректор шага винта.change in the polyslen of the spool 6 of the mechanism 7 of the change in pitch. Maintaining the rotations of the propeller is carried out with the aid of the oooma adjuster of the main ship's turbine unit and the propeller pitch corrector, and the system is adjusted as follows: at intermediate loads of the complex, the propeller rotations are maintained by the hydrodynamic rotor governor; in modes associated with the transfer to the screw of the full power of the installation, when the shunting valve is fully open, the function of maintaining the revolutions is performed by the screw pitch corrector.

Уставка регул тора оборотов (nj формируетс с помощью блока управлени задатчиком оборотов. Электрический сигнал, пропорциональный поступает на вход усилител 9, где суммируетс с сигналом противоположной фазы датчика 22 сигнала обратной св зи по положению привода задатчика оборотов. Усиленный усилителем 9 сигнал поступает на механизм 10, где преобразуетс в перепад давлений, управл ющий сервомотором привода 11 задатчика оборотов. С приводом 11 хсестко св зан задатчик 12, маханическое перемещение которого преобразуетс в сигнал давлени , который через регулирующий золотник 16 воздействует на.привод 7 маневрового клапана 18. Последний открыт при это в соответствии с и нагрузкой на винте 8.The setpoint of the speed controller (nj is generated using the speed adjuster control unit. An electrical signal proportional to the input of the amplifier 9, which is summed with the opposite phase signal of the feedback signal sensor 22 according to the position of the speed adjuster actuator. Amplified by the amplifier 9 signal goes to mechanism 10 where it is converted into a pressure differential controlling the servo motor of the speed-setting drive actuator 11. The actuator 11 is traditionally connected to the setting gear 12, the mechanical movement of which is converted into a pressure signal which through the control valve 16 acts on the actuator 7 of the shunting valve 18. The latter is open at that in accordance with the load on the screw 8.

Уставка регул тора оборотов п обеспечивает полное Открытие маневрового клапана 18 на режиме полного хода, что исключает дросселирование пара.The setpoint of the speed regulator p ensures full opening of the shunting valve 18 at the full stroke mode, which excludes steam throttling.

Дл улучшение динамических характеристик гидродинамический регул тор оборотов выполнен статическим, чтО .приводит при изменении нагрузки на гребном винте (при изменении шага вита ) к по влению статической ошибки, котора компенсируетс с помощью сигнала жесткой коррекции по фактическому шагу винта, формируемым корректором 13, св занным с механизмом 7,. сигнал с которого поступает на вход усилител 9. Этим достигаетс определенна зона поддержани оборотов гребного винта в пределах ±0,05 номинального.-значени оборотов.To improve the dynamic characteristics, the hydrodynamic speed regulator is static, which, when changing the load on the propeller (when changing the pitch of the screw), leads to the appearance of a static error, which is compensated by a hard correction signal based on the actual screw pitch generated by the corrector 13 connected with mechanism 7 ,. the signal from which is fed to the input of the amplifier 9. This achieves a certain zone of maintaining the propeller revolutions within ± 0.05 of the nominal value of the revolutions.

Устранение указанной зоны и обеспечение требуемой линии статических режимов работы комплекса на промежуточных нагрузках обеспечиваетс введением в блок управлени задатчиком оборотов главного судового турбоаг- , регата интегрального корректора 14, вход которого подключен к измерителю рассогласовани заданных и фактических оборотов винта, а выход - к усилителю 9. Выбор необходимой уставки Elimination of the specified zone and provision of the required line of static operating modes of the complex at intermediate loads is provided by introducing the main ship turboag regatta of the integral corrector 14 into the control unit, the input of which is connected to the error meter of the set and actual rotations of the screw, and the output to the amplifier 9. Selection of the required setting

..заданных оборотов производитс блоком 15.The specified revolutions are performed by block 15.

На всех эксплуатационных режимах работы установки блок 15 н аходитс в положении, при котором формируетс уставка. В этом случае сигнал интегрального корректора no3BOjniT достичь точно заданную линию оборотов главной турбины и, соответственно, посто нного значени ч астсты электросети валотурбогенератора. Интегратор In all operational modes of operation of the unit, unit 15 is in the position at which a setpoint is formed. In this case, the signal of the integral equalizer no3BOjniT to achieve exactly the set line of revolutions of the main turbine and, accordingly, a constant value of the electrical system of the shaft-turbine generator. Integrator

0 пропорционально-интегрального корректора шага винта, йастроенный на число оборотов Ри этом находитс на упоре и выключен из действи . Така схема управлени и регулирова 0 proportional-integral offset screw pitch, tuned to the number of revolutions. This is on the stop and turned off from the action. Such a control and regulation scheme

5 ни позвол ет снизить требовани к точности подгонки Профил куЛачка корректора 9 и сократись процесс наладки системы при работаю1цей установке в процессе согласований динами0 ческих характеристик основного оборудовани .5 does not allow to reduce the accuracy requirements of the profile of the tong of the corrector 9, and shorten the process of setting up the system when installed during the coordination of the dynamic characteristics of the main equipment.

При необходимости изменить режим работы комплекса (а, следовательно, ход судна) с помощью блока управлени If necessary, change the mode of operation of the complex (and, consequently, the course of the vessel) using the control unit

5 винтом регулируемого шага измен етс положение лопастей винта 8 и соответственно , упор и момент винта, что вызывает отклонение числа оборотов от заданного. Отклонение оборотов 5, the screw of the adjustable pitch changes the position of the blades of the screw 8 and, accordingly, the stop and the moment of the screw, which causes a deviation of the speed from the given one. RPM deviation

0 преобразуетс в отклонение давлени . масла импульсного масл ного насоса 24, приводимого от турбоагрегата. Изменение импульсного давлени через регулирующий золотник 16 вызывает 0 is converted to pressure deviation. oil pulse oil pump 24 driven by a turbine unit. The change in pulse pressure through control valve 16 causes

5 перемещение привода 17 и маневрового клапана 18, регулирующего подвод пара к главному судовому турбоагрегату . При некотором положении лопастей винта нагрузка на винт и валопровод достигает номинального значени . Ма0 невровый клапан 18 открываетс полностью и выходит на упор. Дальнейша перегрузка вызывает снижение числа оборотов винта, что недопустимо как с точки зрени перегрузки враЩаю5 1ЦИХСЯ частей турбины и винта регулируемого шага, так и с точки зрени работы навешенного генератора 25. При снижении оборотов ниже , Разность сигналов тахогенератора 19 и 5 move the actuator 17 and the shunting valve 18, which regulates the supply of steam to the main shipboard turbine unit. At a certain position of the propeller blades, the load on the screw and the shaft line reaches its nominal value. Ma neural valve 18 opens fully and comes to rest. Further overload causes a decrease in the rotor speed, which is unacceptable both from the point of view of overload and VASKUYU 5 1ZYCHYSya parts of the turbine and the screw of adjustable pitch, and from the point of view of operation of the hinged generator 25. When reducing the speed below,

0 п-1адг поступает ограничитель 20 на вход усилител 2 системы управлени винтом регулируемого шага. Тем самым корректор шага уменьшает заданное от задатчика 1 шага значение ша5 га, что приводит к уменьшению момента сопротивлени на винте и восстановлению числа оборотов. .0 p-1 dg, the limiter 20 is fed to the input of the amplifier 2 of the control system of the screw with adjustable pitch. Thus, the pitch corrector reduces the value of 5 hectares given from the setting unit of 1 pitch, which leads to a decrease in the moment of resistance on the screw and the restoration of the number of revolutions. .

Корректор шага выполнен пропорционально-интегральным . Сигнал рассогла0 совани поступает на вход интегрирующего блока 21, который на стационарных режимах сводит сгатическую ошибку корректора к нулю. Таким образом , выполнение корректора пропор5 ционально-интегральным повыишет.точThe step corrector is made proportional-integral. The signal of disagreement is fed to the input of the integrating unit 21, which, in stationary modes, reduces the correction error of the corrector to zero. Thus, the implementation of the offset proportionally-integral will increase.

Claims

Claim

2Q Remote automated control system of the complex’s operation modes main ship’s turbine unit - adjustable pitch propeller - mounted generator according to ed. St.

__ No. 383651, characterized by ‘5 in that, with the aim of increasing reliability in all operating modes, it is equipped with a speed setpoint selection unit and connected to its output via the mismatch element

30 integral speed corrector, the output of which is connected to the input of the control unit of the speed control unit.