UA68238A - Method for controlling productivity of the turbo-mechanism and appliance for its implementation - Google Patents
Method for controlling productivity of the turbo-mechanism and appliance for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- UA68238A UA68238A UA20031110657A UA20031110657A UA68238A UA 68238 A UA68238 A UA 68238A UA 20031110657 A UA20031110657 A UA 20031110657A UA 20031110657 A UA20031110657 A UA 20031110657A UA 68238 A UA68238 A UA 68238A
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- turbine
- turbomechanism
- output
- electric machine
- consumer
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 23
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 9
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 abstract description 6
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 4
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Turbines (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Винахід відноситься до електротехніки та може бути використаний в системах автоматичного регулювання 2 вихідних параметрів турбомеханізмів, а саме в насосних установках систем водопостачання, водовідливних установках, компресорних станціях гірничорудних підприємств.The invention relates to electrical engineering and can be used in systems of automatic regulation of 2 output parameters of turbomechanisms, namely in pumping units of water supply systems, water discharge units, compressor stations of mining enterprises.
Електропривод турбомеханізмів (насосів, вентиляторів, компресорів) відноситься до енергоємних споживачів, де необхідне регулювання режимів роботи відповідно до вимог технологічного процесу. У промисловості найбільш часте регулювання вихідних параметрів здійснюється дроселюванням, недоліками 70 якого є низький к.к.д. турбомеханізма, малий діапазон зміни подач, наявність непродуктивних втрат енергії на дроселюючому органі. Регулювання продуктивності впливом на турбоагрегат шляхом зміни ступеню відкриття вхідного направляючого апарату характеризується значно меншим зниженням к.к.д. турбомеханізма, однак застосування направляючого апарата істотно ускладнює конструкцію й обслуговування установки. Регулювання подачі зміною частоти обертання вала двигуна турбомеханізма з використанням перетворювача частоти чи 12 напівпровідникового регулятора напруги відноситься до енергетичне більш вигідного методу через відсутність непродуктивних втрат енергії, незначної зміни к.к.д. установки, що забезпечує плавність регулювання вихідних параметрів. Однак, насоси систем комунального водопостачання та водовідведення, шахтні водовідливні установки, компресори гірничорудних підприємств характеризуються значною величиною встановленої потужності, різними схемами з'єднання турбомеханізмів (паралельними, послідовними, змішаними), широким діапазоном зміни вихідних технологічних параметрів. При груповому характері роботи турбомашин необхідний діапазон регулювання частоти обертання регульованого турбоагрегату складає 7-1095 униз від номінальної швидкості, а при збільшенні числа одночасно включених агрегатів - звужується до 395. У зв'язку з цим, очевидно недовикористання регульованого електропривода по своїм регулюючим можливостям. Крім того, потужність перетворювача частоти чи напівпровідникового регулятора напруги вибирається на величину встановленої 29 потужності турбомеханізма, що веде до значних вартісних витрат. «The electric drive of turbomechanisms (pumps, fans, compressors) refers to energy-intensive consumers, where it is necessary to adjust the operating modes in accordance with the requirements of the technological process. In industry, the most frequent regulation of output parameters is carried out by throttling, the disadvantages of which are low efficiency. turbomechanism, a small range of feed changes, the presence of unproductive energy losses on the throttle body. Regulation of productivity by influencing the turbine unit by changing the degree of opening of the input guide apparatus is characterized by a much smaller decrease in efficiency. turbomechanism, however, the use of a guide apparatus significantly complicates the construction and maintenance of the installation. Supply regulation by changing the rotation frequency of the turbomechanism engine shaft using a frequency converter or 12 semiconductor voltage regulator is an energetically more profitable method due to the absence of non-productive energy losses, a slight change in efficiency. settings that ensure smooth adjustment of the output parameters. However, the pumps of municipal water supply and drainage systems, mine drainage installations, and compressors of mining enterprises are characterized by a significant amount of installed power, various schemes for connecting turbomechanisms (parallel, serial, mixed), and a wide range of changes in initial technological parameters. With the group nature of the operation of turbomachines, the necessary range of adjustment of the frequency of rotation of the adjustable turbo unit is 7-1095 below the nominal speed, and when the number of simultaneously turned on units increases, it narrows to 395. In this regard, the underutilization of the adjustable electric drive in terms of its regulatory capabilities is obvious. In addition, the power of the frequency converter or semiconductor voltage regulator is selected for the value of the installed 29 power of the turbo mechanism, which leads to significant costs. "
Для реалізації функцій регулювання технологічних параметрів турбомеханізмів необхідне використання альтернативних способів керування, що по своїм регулюючим можливостям не поступаються відомим традиційним методам регулювання та відрізняються більш високими енергетичними й економічними показниками. соTo implement the functions of regulating the technological parameters of turbomechanisms, it is necessary to use alternative methods of control, which in terms of their regulatory capabilities are not inferior to the known traditional methods of regulation and differ in higher energy and economic indicators. co
Відомий спосіб регулювання продуктивності турбомеханізма перепуском частини рідини (газу) з напірного со трубопроводу у всмоктуючий по обвідному трубопроводу, на якому встановлені регулювальний клапан і теплообмінник |Михайлов А.К. Ворошилов В.П. Компрессорнье машинь: Учебник для вузов. - М. счA known method of regulating the performance of the turbomechanism by bypassing part of the liquid (gas) from the pressure pipeline to the suction through the bypass pipeline, on which the control valve and the heat exchanger are installed | Mykhailov A.K. Voroshilov V.P. Compressor machines: Textbook for universities. - M.Sc
Знергоатомиздат, 1989. - с.194-197). При необхідності зменшення витрати в комунікаційній системі по сигналу о пристрою виміру тиску чи продуктивності турбомеханізму спрацьовує регулятор і видає імпульс на регулюючий клапан, що забезпечує перепуск частини робочого середовища по обвідному (байпасному) трубопроводу через о теплообмінник з метою виключення нагрівання. Регулювання перепуском є енергетично недоцільним, оскільки зв'язано з завищеними витратами потужності що відповідають значенню вихідної продуктивності турбомеханізму перед регулювальним клапаном; при цьому енергія рідини (газу), що проходить по обвідному /«Ф трубопроводу, непродуктивно губиться в теплообміннику й у дроселюючому органі. З 50 Відома система регулювання продуктивності компресора (АС СССР Мо826088, кл. РГ04027/00 19811, що с містить в обвідному трубопроводі регулюючий клапан, регулятор, витратомір, охолоджувач і турбохолодильник. з» По сигналу витратоміра регулятор впливає на регулюючий клапан. Газ, що перепускається з нагнітання на втягування, охолоджується в охолоджувачі, що виконаний у вигляді газоповітряного теплообмінника з вентилятором, вал якого з'єднаний з валом турбохолодильника. Потім газ розширюється в турбохолодильнику з охолодженням і виробленням механічної енергії що передається на вал вентилятора. До недоліків даної б системи варто віднести підвищені вартісні витрати, а також наявність втрат енергії в дроселюючих елементах о обвідного трубопроводу.Znergoatomizdat, 1989. - pp. 194-197). If it is necessary to reduce the flow rate in the communication system according to the signal from the device for measuring the pressure or the performance of the turbo mechanism, the regulator is triggered and gives an impulse to the control valve, which ensures the passage of part of the working medium through the bypass (bypass) pipeline through the heat exchanger in order to turn off heating. Bypass regulation is energetically impractical, as it is associated with overestimated power consumption corresponding to the value of the output performance of the turbomechanism in front of the control valve; at the same time, the energy of the liquid (gas) passing through the bypass /"Ф pipeline is unproductively lost in the heat exchanger and in the throttling body. C 50 The compressor performance control system is known (AS USSR Mo826088, cl. RG04027/00 19811, which contains in the bypass pipeline a control valve, a regulator, a flow meter, a cooler and a turbocooler. c" According to the signal of the flow meter, the regulator affects the control valve. Gas that is passed from injection to intake, cooled in the cooler, which is made in the form of a gas-air heat exchanger with a fan, the shaft of which is connected to the shaft of the turbocooler. Then the gas expands in the turbocooler with cooling and the production of mechanical energy that is transmitted to the fan shaft. Among the disadvantages of this system it is worth mentioning the increased costs, as well as the presence of energy losses in the throttling elements of the bypass pipeline.
Відомий спосіб регулювання продуктивності турбомеханізма байпасуванням, технологічний ланцюг якого о складається з вхідної і вихідної засувок відповідно на втягуванні та нагнітанні, витратоміра, регулюючогоThere is a known method of regulating the performance of the turbomechanism by bypassing, the technological chain of which consists of input and output valves, respectively, on intake and discharge, a flow meter, a regulating
Ге) 20 клапану й розширювальної турбіни (турбодетандера), що виконує роль регулюючого органа та з'єднана з валом турбомеханізму, віддаючи йому додаткову потужність |Михайлов А.К., Ворошилов В.П Компрессорнье машинь!: со Учебник для вузов. - М.: Знергоатомиздат, 1989. - с.198-199). Такий спосіб виправданий, якщо турбомеханізм значний час працює з антипомпажним регулюванням при продуктивностях, менших критичної (всередині зони помпажу). До недоліків подібного методу варто віднести наявність втрат енергії в регулюючому клапані, а також 29 відсутність можливості регулювання потужності турбіни. в. Задачою винаходу є підвищення енергоефективності й економічності роботи турбомеханізму.Ge) 20 valve and expansion turbine (turboexpander), which performs the role of a regulating body and is connected to the shaft of the turbomechanism, giving it additional power |Mykhaylov A.K., Voroshilov V.P Compressor machines!: so Textbook for universities. - M.: Znergoatomizdat, 1989. - p.198-199). This method is justified if the turbo-mechanism works for a considerable time with anti-pumping regulation at performances lower than the critical one (within the surge zone). The disadvantages of this method include the presence of energy losses in the control valve, as well as the lack of the ability to regulate the turbine power. in. The task of the invention is to increase the energy efficiency and economic efficiency of the turbomechanism.
Поставлена задача досягається тим, що запропонований спосіб регулювання продуктивності турбомеханізму здійснюється регулюванням гідравлічної потужності турбіни, встановленої в байпасному трубопроводі, вал якої з'єднаний з електричною машиною, підключеною до мережі змінного струму. При цьому енергія, що відбирається 60 байпасним потоком, йде не на вал турбомеханізма, а на вал електричної машини і потім в енергомережу.The task is achieved by the fact that the proposed method of regulating the performance of the turbomechanism is carried out by regulating the hydraulic power of the turbine installed in the bypass pipeline, the shaft of which is connected to the electric machine connected to the alternating current network. At the same time, the energy extracted by the 60 bypass flow does not go to the shaft of the turbomechanism, but to the shaft of the electric machine and then to the power grid.
Гідравлічна чи пневматична турбіна виконує роль активного регулюючого пристрою, що здійснює зміну технологічних параметрів (продуктивності чи тиску), при цьому енергія повертається в енергомережу з деякими втратами, що зумовлені внутрішніми втратами в самій турбіні й в електромеханічних ланках системи.A hydraulic or pneumatic turbine performs the role of an active regulating device that changes technological parameters (productivity or pressure), while the energy is returned to the power grid with some losses caused by internal losses in the turbine itself and in the electromechanical links of the system.
Для підтримки необхідних значень технологічних параметрів у мережі споживача регулювання бо продуктивності на виході турбомеханізма може здійснюватися двома варіантами. Перший полягає у використанні регульованого електропривода турбіни, де шляхом зміни швидкості обертання вала приводного двигуна за рахунок керування частотою струму на виході перетворювача частоти домагаються зміни кількості води, що проходить через турбіну, й, отже, зміни потужності на валу електричної машини. При цьому в якості системи регульованого електричного приводу може бути використаний, наприклад, частотно-регульований електропривод з вентильним двигуном. Другий спосіб полягає в тому, що турбіна приводиться в рух двигуном з нерегульованою швидкістю обертання, а величина потужності, що передається на вал електричної машини з турбіни, може бути змінена шляхом регулювання кількості минаючої через неї води за допомогою спеціального направляючого апарата, встановленого на вході турбіни. 70 Винахід пояснюється кресленнями: фіг.1 - Блок-схема способу регулювання продуктивності турбомеханізма; фіг.2 - Криві зміни продуктивності турбіни при різних способах відбору потужності та змінних параметрах трубопровідної системи; фіг.З - Криві к.к.д. турбіни при зміні степені відкриття направляючого апарату; фіг.4 - Криві к.к.д. турбіни при зміні частоти її обертання; фіг5 - Алгоритм роботи програмно-керуючого пристрою 5 для реалізації способу регулювання продуктивності турбомеханізма зміною швидкості обертання турбіни; фігб - Алгоритм роботи програмно-керуючого пристрою 5 для реалізації способу регулювання продуктивності турбомеханізма зміною ступеню відкриття направляючого апарату.In order to maintain the necessary values of technological parameters in the consumer's network, there are two ways to adjust the productivity at the output of the turbomechanism. The first consists in the use of an adjustable electric drive of the turbine, where by changing the speed of rotation of the drive motor shaft due to the control of the current frequency at the output of the frequency converter, a change in the amount of water passing through the turbine is achieved, and, therefore, a change in the power on the shaft of the electric machine. At the same time, as a system of adjustable electric drive, for example, a frequency-regulated electric drive with a valve motor can be used. The second method is that the turbine is driven by an engine with an unregulated speed of rotation, and the amount of power transmitted to the shaft of the electric machine from the turbine can be changed by adjusting the amount of water passing through it with the help of a special guiding device installed at the turbine inlet . 70 The invention is explained by the drawings: Fig. 1 - Block diagram of the method of regulating the performance of the turbomechanism; Fig. 2 - Curves of changes in the performance of the turbine with different methods of power extraction and variable parameters of the pipeline system; fig. 3 - Curves k.k.d. turbines when the degree of opening of the guiding apparatus changes; Fig. 4 - Curves of k.c.d. turbine when changing its rotation frequency; Fig. 5 - Algorithm of operation of the software control device 5 for implementing a method of regulating the performance of the turbomechanism by changing the speed of rotation of the turbine; figb - Algorithm of operation of the software control device 5 for implementing a method of regulating the performance of the turbomechanism by changing the degree of opening of the guide apparatus.
Запропонований спосіб регулювання продуктивності турбомеханізму (фіг.1), технологічний ланцюг якого містить турбомеханізм 1 з турбіною 2 в обвідному (байпасному) трубопроводі, першу засувку 10 на виході турбомеханізма, першу і другу засувки 11 і 12 на вході і виході турбіни, оснащені першим, другим і третім виконавчими механізмами 13-15, датчик виміру витрати б, згідно винаходу, з метою підвищення енергоефективності й економічності роботи турбомеханізму обвідний трубопровід додатково містить електричну г5 машину 3, перетворювач частоти 4, програмно-керуючий пристрій 5, направляючий апарат 7, пристрій установки лопатей 8, вимикач 9. Вал турбіни з'єднаний з електричною машиною, підключеною Через вимикач 9 і « перетворювач частоти 4 до мережі змінного струму, що керується за допомогою програмно-керуючого пристрою 5. Регулювання вихідних параметрів турбомеханізму може здійснюватися електричним способом впливом на привод турбіни (фіг.1, суцільні ліні) або впливом на саму турбіну шляхом зміни ступеню відкриття со зо направляючого апарату (фіг.1, пунктирні лінії). У першому випадку при необхідності зменшення продуктивності на виході турбомеханізму регулювання відбувається зміною кількості робочого потоку, що протікає Через о байпасний трубопровід, шляхом зміни частоти струму на виході перетворювача, і, відповідно, зміни швидкості с обертання вала електродвигуна турбіни при відкритих засувках 10, 11, 12. Після установки швидкості обертання двигуна турбіни, при якій продуктивність на виході турбомеханізму відповідає заданій в мережі споживача, со електричний двигун і перетворювач переводять у режим рекуперації енергії в енергомережу. У другому випадку «о регулювання робочого потоку, що протікає через турбіну, здійснюється за допомогою направляючого апарата 7, встановленого на вході турбіни, і пристрою установки лопатей 8, керуючий вхід якого зв'язаний із програмно-керуючим пристроєм 5, шляхом зміни ступеню відкриття направляючого апарату турбіни, при якому продуктивність на виході турбомеханізму відповідає необхідній у споживача, після чого електричну машину « переводять у режим рекуперації енергії в енергомережу. з с Для аналізу ефективності використання системи активного регулювання продуктивності турбомеханізма в комунікаційних мережах розглянемо напірно-витратні характеристики елементів байпасного ланцюга для двох ;» варіантів регулювання потужності турбіни: - для опису турбомеханізму справедлива залежність (є) Нім - Нітми - Кегм «ом Що,The proposed method of regulating the performance of the turbomechanism (Fig. 1), the technological chain of which includes the turbomechanism 1 with the turbine 2 in the bypass (bypass) pipeline, the first valve 10 at the outlet of the turbomechanism, the first and second valves 11 and 12 at the inlet and outlet of the turbine, equipped with the first, by the second and third executive mechanisms 13-15, the flow measurement sensor b, according to the invention, in order to increase the energy efficiency and economic efficiency of the turbomechanism, the bypass pipeline additionally contains an electric g5 machine 3, a frequency converter 4, a software control device 5, a guiding device 7, an installation device blades 8, switch 9. The turbine shaft is connected to an electric machine connected via switch 9 and frequency converter 4 to an alternating current network controlled by a software control device 5. Regulation of the output parameters of the turbomechanism can be carried out electrically by influencing the drive turbines (Fig. 1, solid lines) or by influencing the turbine itself through changes and the degree of opening of the guide apparatus (Fig. 1, dotted lines). In the first case, if it is necessary to reduce the productivity at the output of the turbomechanism, the adjustment is made by changing the amount of the working flow flowing through the bypass pipeline, by changing the frequency of the current at the output of the converter, and, accordingly, by changing the speed of rotation of the shaft of the turbine electric motor when valves 10, 11 are open, 12. After setting the speed of rotation of the turbine engine, at which the performance at the output of the turbomechanism corresponds to that set in the consumer's network, the electric motor and the converter are transferred to the energy recovery mode in the power network. In the second case, "the regulation of the working flow flowing through the turbine is carried out with the help of the guiding device 7, installed at the turbine inlet, and the blade installation device 8, the control input of which is connected to the software control device 5, by changing the degree of opening of the guide of the turbine apparatus, in which the productivity at the output of the turbomechanism corresponds to that required by the consumer, after which the electric machine "is transferred to the energy recovery mode in the power grid. To analyze the efficiency of using the system of active regulation of turbomechanism performance in communication networks, we will consider the pressure-flow characteristics of the elements of the bypass circuit for two;" variants of turbine power regulation: - for the description of the turbomechanism, a fair dependence (is) Nim - Nitmy - Kegm «om What,
Ме - для турбіни іме) сю Н-Ни-Ри аг У со - для комунікаційної системиMe - for the turbine ime) syu N-Ni-Ry ag U so - for the communication system
Не - На - ве «От 8) » де Нім - напір турбомеханізма; Н, - напір турбіни; Но - статичний напір у комунікаційній мережі; дн продуктивність турбомеханізму; др продуктивність на виході турбіни; Б ки - Внутрішній опір турбомеханізму; бо об - внутрішній опір турбіни; Ко - опір трубопровідної системи; Ноти» Нот о - напір турбомеханізму й турбіни, при якому продуктивність на виході агрегату дорівнює нулю, відповідно.Ne - Na - ve "Ot 8)" de Nim - thrust of the turbomechanism; H, - turbine pressure; No - static pressure in the communication network; bottom performance of the turbomechanism; dr productivity at the output of the turbine; B ky - Internal resistance of the turbomechanism; bo ob - the internal resistance of the turbine; Ko - resistance of the pipeline system; Notes" Note o - the pressure of the turbomechanism and the turbine, at which the productivity at the output of the unit is zero, respectively.
При регулюванні потоку, що надходить на турбіну, за допомогою направляючого апарата шляхом зміни ступеню його відкриття (фіг.1, пунктирні лінії), змінюється опір турбінної установки Ку» Що включає постійний 65 внутрішній опір РЕ, самої турбіни й опір Р 3, ЩО змінюється, направляючого апарата.When adjusting the flow entering the turbine, using the guide device by changing the degree of its opening (Fig. 1, dotted lines), the resistance of the turbine installation Ku» changes, which includes the constant 65 internal resistance PE, the turbine itself and the resistance P 3, which changes , guiding apparatus.
Система рівнянь для розглянутого випадку має вид:The system of equations for the considered case has the form:
2 22 2
Ноти Но Кант не Яна), 2 2Notes No Kant ne Yana), 2 2
Ноги - На - Кт т Ре Я сп сім вол де сп - кількість робочого потоку, що йде до споживача (фіг.1). 76 Вирішення системи (4) дозволило визначити: - продуктивність турбомеханізму ; (5 ди - / Ноти) 9Legs - On - Kt t Re I sp sim vol de sp - the amount of work flow going to the consumer (fig. 1). 76 The solution of system (4) made it possible to determine: - the performance of the turbomechanism; (5 di - / Notes) 9
Вт Й вро - продуктивність турбіни (кількість робочого середовища, що відводиться через байпасний трубопровід) а, ат - продуктивність у мережі споживачаW Y vro - turbine performance (amount of working medium discharged through the bypass pipeline) a, at - performance in the consumer network
Оп тет щі де у виразах (5)-(7): ва (2 яас хатдо-Нідо ді Воді; Бад жна); с і ді Но Воді; « тп ВКМЗКЗКЗ 6 -Я ЄЯ - - л . га ще оре я рр бе руе Ми ЯН) оOp tet shchi de in expressions (5)-(7): va (2 yaas hatdo-Nido di Vodi; Bad zna); c and d No Water; « tp VKMZKZKZ 6-Я ЭЯ - - l. ha still ore I rr be rue Mi YAN) o
Нам Ноти Еетм Ети (со)Nam Notes Eetm Ety (so)
Підставляючи вираз (6) у (2), одержимо напір, що створюється турбіною. Тоді гідравлічна потужність, що с відбирається турбіною від потоку, дорівнює сBy substituting expression (6) into (2), we obtain the pressure generated by the turbine. Then the hydraulic power, which c is taken by the turbine from the flow, is equal to c
Рп НТ соRp NT co
При регулюванні частоти обертання робочого колеса турбіни використанням регульованого електропривода ікс, справедлива система рівнянь виду: 2 2 2 (9)When adjusting the frequency of rotation of the turbine impeller using an adjustable electric drive x, a fair system of equations of the form: 2 2 2 (9)
Ноти Ноги - Кеті КК « 2 2Footnotes - Katie KK « 2 2
Ноти - Нет 2 т ет Кос сп т с гм 9 Оп ;»Notes - Net 2 t et Kos sp ts gm 9 Op ;"
Вирішення системи (9) дозволило визначити: - продуктивність турбомеханізму (22) 5 0) (ее) 0.с- Нітя А Пам тм У т. ка ЦЕ тм М вот о 50 - продуктивність на виході турбіниSolving system (9) made it possible to determine: - performance of the turbomechanism (22) 5 0) (ee) 0.s- Nitya A Pam tm U t. ka CE tm M vot o 50 - performance at the turbine outlet
ІЧ е) аг таот п - витрати у мережі споживача еп тт т 2) - и ; г г ; 2 и 60 де у виразах (9312); а В збі -яяс ар -в-рІ-ЛоУ Р Веб га с--йп- ві по пет т- На: по - На т- Ве; в - Ки; че відносна частота обертанняIR e) ag taot p - costs in the consumer's network ep tt t 2) - i ; g g 2 and 60 where in expressions (9312); a V zbi -yayas ar -v-rI-LoU R Web ha s--yp- vi po pet t- Na: po - Na t- Ve; in - Ky; che relative frequency of rotation
Нам Ноти Еетм Кк ЕМ Пт вала турбіни; пу - номінальна частота обертання турбіни. б5Nam Notes Eetm Kk EM Pt turbine shaft; pu - the nominal frequency of rotation of the turbine. b5
Гідравлічна потужність турбіни при регулюванні швидкості обертання робочого колеса визначається відповідно до виразу (8.)The hydraulic power of the turbine when adjusting the speed of rotation of the impeller is determined according to the expression (8.)
На фіг.2 приведені криві зміни продуктивності на виході турбіни при різних способах регулювання потужності турбіни та змінних параметрах комунікаційної мережі, аналіз яких показав, що регулювання зміною швидкості обертання вала електричної машини турбіни дозволяє регулювати продуктивність у межах 3095 униз від номінальної величини подачі; регулювання ступенем відкриття направляючого апарата - у межах 2095 вверх від мінімальної продуктивності, що має місце при максимальному закритті направляючого апарата.Fig. 2 shows the curves of changes in performance at the output of the turbine with different methods of regulating the power of the turbine and variable parameters of the communication network, the analysis of which showed that regulation by changing the speed of rotation of the shaft of the electric machine of the turbine allows you to adjust the performance within 3095 below the nominal supply value; regulation by the degree of opening of the guiding apparatus - within 2095 upwards from the minimum productivity that occurs when the guiding apparatus is maximally closed.
Ко - опір трубопровідної системи; м - відносна швидкість турбіни; п - відносне відкриття направляючого апарата турбіни; аа З ав вм ах С/О ом - Відносна продуктивністьтурбіни.Ko - resistance of the pipeline system; m - relative speed of the turbine; n - relative opening of the turbine guide apparatus; aa Z av vm ah S/O om - Relative performance of the turbine.
Дослідження показали, що при роботі турбомеханізму, наприклад, типу ДА000-595 (Р,,-1350кВт) на мережу з постійними параметрами (Нег-0,ЗНотм і Ко-З3,28Катм) при необхідності зміни продуктивності в межах 4095 униз від номінальної можливе застосування турбіни радіально-осьового типу з установленою потужністю порядкуStudies have shown that during the operation of a turbomechanism, for example, type DA000-595 (R,,-1350 kW) on a network with constant parameters (Neg-0,ZNotm and Ko-Z3,28Katm), if necessary, a change in productivity within 4095 below the nominal is possible application of a radial-axial type turbine with a fixed capacity of the order
З317кВт, що складає 23.5956 повної потужності турбомеханізму. Зі збільшенням параметрів мережі споживача т (опору, статичного напору мережі) для тих же діапазонів регулювання продуктивності розрахункове значення гідравлічної потужності турбіни зменшується. При роботі цього ж турбомеханізму на мережу з параметрами317 kW, which is 23.5956 of the full power of the turbo mechanism. With an increase in the parameters of the consumer network t (resistance, static pressure of the network) for the same performance adjustment ranges, the calculated value of the hydraulic power of the turbine decreases. During operation of the same turbomechanism on the network with parameters
Нег-0,61Ногм та Ко-2,1Кавтм, розрахункове значення гідравлічної потужності турбіни зменшується і складає 180кВт (13.396 повної потужності турбомеханізму) при підтримці значення витрати в мережі в межах 6090 від номінальної величини.Neg-0.61Nogm and Ko-2.1Kavtm, the calculated value of the hydraulic power of the turbine decreases and is 180kW (13.396 of the full power of the turbomechanism) while maintaining the flow value in the network within 6090 of the nominal value.
На фіг.3 і 4 приведені енергетичні характеристики радіально-осьової турбіни в системі активного регулювання технологічного ланцюга турбомеханізму при зміні відкриття направляючого апарата (фіг.3) та частоти обертання вала турбіни (фіг.4), аналіз яких показав, що к.к.д. турбіни досить високий (7 -087 0,921 для обох варіантів регулювання. ря Запропонований спосіб регулювання продуктивності турбомеханізму може бути реалізований за допомогою пристрою (фіг.1), у якому обвідний трубопровід турбомеханізму при регулюванні потужності турбіни електричним « шляхом (фіг.1, суцільні лінії) додатково містить розташовану на одному валу з турбіною електричну машину змінного струму З, перетворювач частоти 4 і вимикач 9; причому статорні затискачі електричної машини З зв'язані з виходом перетворювача 4, вхід якого з'єднаний із промисловою мережею через вимикач 9; керуючий со вхід перетворювача частоти зв'язаний з першим виходом програмно-керуючого пристрою 5; другий, третій і четвертий виходи програмно-керуючого пристрою 5 зв'язані з керуючими входами першого, другого і третього СО виконавчих механізмів 13-15 першої засувки 10 на виході турбомеханізму і першої та другої засувок 11, 12 на сч вході й виході турбіни; вхід програмно-керуючого пристрою з'єднаний з датчиком виміру витрати 6.Figures 3 and 4 show the energy characteristics of the radial-axial turbine in the system of active regulation of the technological chain of the turbomechanism when changing the opening of the guide apparatus (figure 3) and the frequency of rotation of the turbine shaft (figure 4), the analysis of which showed that k.k. d. of the turbine is quite high (7 -087 0.921 for both control options. The proposed method of regulating the performance of the turbomechanism can be implemented with the help of a device (Fig. 1), in which the bypass pipeline of the turbomechanism when adjusting the power of the turbine by electric means (Fig. 1, solid lines ) additionally contains an alternating current electric machine Z located on the same shaft as the turbine, a frequency converter 4 and a switch 9; and the stator clamps of the electric machine Z are connected to the output of the converter 4, the input of which is connected to the industrial network through the switch 9; the control co the input of the frequency converter is connected to the first output of the software control device 5; the second, third and fourth outputs of the software control device 5 are connected to the control inputs of the first, second and third SO of the executive mechanisms 13-15 of the first latch 10 at the output of the turbomechanism and the first and second latches 11, 12 on the right input and output of the turbine; the input of the software control device is connected to the sensor flow measurement 6.
При регулюванні продуктивності впливом на турбіну (фіг.17, пунктирні лінії) обвідний трубопровід 09 турбомеханізму додатково містить встановлений на вході турбіни направляючий апарат 7 з підключеним до со нього пристроєм установки лопатей 8, керуючий вхід якого зв'язаний з п'ятим виходом програмно-керуючого пристрою 5, що може бути реалізований на базі типових контролерів, наприклад, серії РІ16ЕХХ, Мойюогоїїа НОСОВ.When regulating productivity by influencing the turbine (Fig. 17, dotted lines), the bypass pipeline 09 of the turbomechanism additionally contains a guiding device 7 installed at the turbine inlet with a blade installation device 8 connected to it, the control input of which is connected to the fifth output of the software control device 5, which can be implemented on the basis of typical controllers, for example, series RI16EXX, Moyyuogoiia NOSOV.
Алгоритм роботи програмно-керуючого пристрою для двох способів регулювання потужності турбіни наведений на фіг.5, 6. « 20 В якості турбіни можливе застосування пневмоторів, оборотних гідромашин, гідравлічних турбін, наприклад, -в серії ПЛ, що з погляду конструктивних та енергетичних параметрів, мають найкращі показники: у широкому с діапазоні напорів підтримуються високі к.к.д. і повільніше знижується потужність зі спаданням напору в :з» порівнянні з іншими типами гідротурбін.The algorithm of the software control device for two ways of adjusting the turbine power is shown in Fig. 5, 6. « 20 As a turbine, it is possible to use pneumotors, rotary hydraulic machines, hydraulic turbines, for example, in the PL series, which from the point of view of structural and energy parameters, have the best indicators: in a wide range of pressures, high efficiency is maintained. and the power decreases more slowly with a drop in pressure in :z" compared to other types of hydroturbines.
Електрична машина системи активного регулювання при малій встановленій потужності технологічної установки може бути представлена асинхронним генератором, включеним безпосередньо в енергомережу приAn electric machine of an active regulation system with a small installed capacity of the technological installation can be represented by an asynchronous generator connected directly to the power grid at
Фу що роботі на ізольованого споживача і регулюванні подачі направляючим апаратом турбіни; асинхронним генератором, наприклад, серії АГВ280, із системою електричного приводу (асинхронний (ее) генератор-перетворювач частоти, асинхронно-вентильний каскад) чи з конденсаторним збудженням при роботі 7 паралельно з енергосистемою і регулюванні подачі зміною швидкості турбіни. Для установок значної потужності доцільне застосування синхронних машин, наприклад, серій МУК і 2СН із регуляторами збудження. Реалізація (95) режиму рекуперації енергії з поверненням енергії в енергомережу може бути здійснена з використанням со чотирьохквандрантного перетворювача частоти.Phew, what about work on an isolated consumer and regulation of supply by the turbine guide apparatus; an asynchronous generator, for example, of the AGV280 series, with an electric drive system (asynchronous (ee) generator-frequency converter, asynchronous-valve cascade) or with capacitor excitation when operating 7 in parallel with the power system and regulating the supply by changing the speed of the turbine. For installations of significant power, it is advisable to use synchronous machines, for example, MUK and 2СН series with excitation regulators. Implementation (95) of the energy recovery mode with the return of energy to the power grid can be implemented using a four-quadrant frequency converter.
Запропонований спосіб регулювання продуктивності турбомеханізму дозволяє підвищити енергетичні й економічні показники роботи турбомеханізмів, плавність регулювання та точність підтримки вихідних 5 технологічних параметрів, що, у свою чергу, виключить появу пульсацій тиску й гідравлічних ударів у мережі з» споживача, підвищить надійність роботи всього технологічного комплексу.The proposed method of regulating the performance of the turbomechanism makes it possible to increase the energy and economic indicators of the operation of turbomechanisms, the smoothness of regulation and the accuracy of maintaining the initial 5 technological parameters, which, in turn, will eliminate the appearance of pressure pulsations and hydraulic shocks in the network of the consumer, increase the reliability of the entire technological complex.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA20031110657A UA68238A (en) | 2003-11-25 | 2003-11-25 | Method for controlling productivity of the turbo-mechanism and appliance for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA20031110657A UA68238A (en) | 2003-11-25 | 2003-11-25 | Method for controlling productivity of the turbo-mechanism and appliance for its implementation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA68238A true UA68238A (en) | 2004-07-15 |
Family
ID=34512298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UA20031110657A UA68238A (en) | 2003-11-25 | 2003-11-25 | Method for controlling productivity of the turbo-mechanism and appliance for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA68238A (en) |
-
2003
- 2003-11-25 UA UA20031110657A patent/UA68238A/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100425835C (en) | Method for controlling a compressed air installation comprising several compressors, control box applied thereby and compressed air installation applying this method | |
| CN101842599B (en) | Control system | |
| CN104895820B (en) | A kind of energy-conserving and optimizing control method of variable moning blade axial flow fan frequency conversion energy-saving system | |
| US9091259B2 (en) | Method and controller for operating a pump system | |
| CN103452824B (en) | Based on the energy saving in fans and pumps system of the minimum power algorithm of flow-power curve | |
| CN102644585B (en) | Air compressor hybrid control system and method | |
| CN102177322B (en) | Engine | |
| CN102200120A (en) | Precomputation method of frequency conversion transformation working condition points of condensate pump for thermoelectric generating set | |
| US20140053567A1 (en) | System and method for controlling a gas turbine engine generator set | |
| RU2493361C1 (en) | Method for controlling multimachine complex of reservoir pressure maintenance system | |
| RU2294460C2 (en) | Method of optimization of operation of assemblage of compressor sets of natural gas compressor station | |
| CN101435572A (en) | Water feed flow control and pressure compensating system of boiler | |
| CN111927814B (en) | Centrifugal air compressor set energy-saving method based on edge calculation | |
| RU2310792C1 (en) | Method to control power consumption of pumping plant | |
| UA68238A (en) | Method for controlling productivity of the turbo-mechanism and appliance for its implementation | |
| CN105508320B (en) | Two parallel pumps hydraulic pressure converter plant and rubber mixing machine drum driven system | |
| CN110985145A (en) | Method for improving heat supply capacity and flexibility of asymmetric double-split flow intermediate pressure cylinder four-steam-exhaust steam turbine unit | |
| CN106030046B (en) | Turbine generator | |
| CN204987365U (en) | Become water temperature control system suitable for air conditioner one -level pumping system | |
| CN113728162B (en) | Electronic device and method for optimizing use of motor-driven equipment in a control loop system | |
| Jonker et al. | Dynamic control on compressed air supply for sustainable energy savings | |
| CN102072186B (en) | Volume control method for multistage centrifugal compressor | |
| CN101363446B (en) | Power-saving device of blower fan water pump | |
| Bolt et al. | Dynamic compressor selection | |
| RU2230938C2 (en) | Method of control operation of system of vane chargers at variable load |