Файл: Автоматическое управление газотурбинными установками..pdf

а также их взаимодействие между сооои налагают существенные ограничения на процесс управления.

Вернемся к основной технологической схеме газоперекачиваю­ щего агрегата и рассмотрим работу его отдельных узлов.

Валоповоротное устройство (рис. ІѴ.З), служащее для преодоле­ ния трения покоя и приведения во вращение осевого компрессора

итурбины высокого давления в процессе пуска, представляет собой двухступенчатый редуктор с большим передаточным отношением (1440 : 12). Первую ступень редуктора образует червячная пара 1, обладающая большим передаточным отношением, вторую — шестер­ ня-гайка 3, расположенная на одном валу 2 с червячной шестерней,

ишестерня, насаженная иа вал турбо­

шестерни. При реверсировании двигателя вал начинает вывинчи­ ваться из шестерни-гайки и выводит ее из зацепления.

Шестерня-гайка соединена с расположенной вне корпуса рукоят­ кой 4 валоповоротиого устройства, которая при перемещении ше­ стерни-гайки поворачивается на некоторый угол, перемещая при этом штифт конечного выключателя 5 валоповоротиого устройства ВК ВПУ таким образом, что в исходном положении замкнут его раз­ мыкающий контакт 6. После ввода шестерпи в зацепление замыкается контакт 7, а при промежуточных положениях шестерни-гайки оба контакта разомкнуты.

Как уже отмечалось, скорость, сообщаемая валоповоротным устройством ротору, мала (—42 об/мин). После запуска турбодетан­ дера скорость ротора увеличивается и шестерня-гайка выходит из зацепления. В этот момент двигатель ВПУ должен быть реверси­ рован, для того чтобы облегчить возврат шестерни-гайки в исходное состояние, после чего двигатель отключается. Несмотря на наличие пружинных захватов, предназначенных для удержания шестернигайки в исходном состоянии, необходимо предусматривать автома­ тический возврат ее в это положение с помощью двигдтеля ВПУ во всех случаях, когда она начинает самопроизвольно перемещаться в направлении ведомой шестерни.

Условия работы валоповоротиого устройства могут быть описаны с помощью логической функции нескольких переменных, которая,

139

как указывалось выше, должна охватывать все частичные условия, выраженные либо через логическое произведение, либо через логи­ ческую сумму переменных. Выходной сигнал Уг (рис. IV.4) для включения ВПУ на движение в зацепление іі на вращение вала ТВД может возникнуть только при одновременном выполнении следу­ ющих условий (совпадении следующих событий).

1.Подана команда на включение ВПУ. При ручном пуске эта команда возникает от поворота ключа управления Кл ВПУ в поло­ жение «Включить», чему соответствует сигнал А г При автоматическом пуске включение ВПУ должно произойти (в соответствии с устано­ вленной последовательностью пусковых операций) после открытия крана 1 (сигнал А'2) и закрытия крана 4 (сигнал X 3) при наличии общего сигнала А4 на автоматический пуск А 77.,Сигнал о положении кранов может быть получен от сигнальных реле (1РО и 4РЗ) или непосредственно от их конечных включателей (10 я 43). Таким обра­ зом, совокупность условий, обеспечивающих возникновение команды на включение ВПУ, запишется в виде

2.После включения ВПУ замкнется коптакт конечного выключа­ теля ВК ВПУ1 (сигнал Х ь), через который удерживается во вклю­ ченном состоянии пускатель ВПВ.

3.Давление масла смазки достигло необходимой величины, т. е. обеспечена смазка подшипников. Этот сигнал (А0) может быть за­ менен равнозначным ему сигналом о том, что включена защита по давлению масла смазки ЗМС.

4.Не вращается ротор компрессора. Этот сигнал, предотвраща­ ющий ВПУ от поломки, может быть получен или от тахометра (сиг­ нал А3 ДМО) или косвенно: по отсутствию давления воздуха за осевым компрессором (сигнал А7 РДВ). Выбор того или иного сиг­ нала или использование обоих сигналов определяется надежностью каждого пз них и субъективными данными конструктора: его опытом,

склонностью к применению той или иной аппаратуры и т. д.

5. Нет команды на отключение ВПУ от ключа управления Кл ВПУ (сигнал А 10) или от; ключа снятия напряжения Кл ОВПУ (сигнал Ад).

6. Нет сигнала о реверсе двигателя ВПУ. Этот сигнал (У2) может быть получен от замыкания блок-контакта пускателя‘777777.

Совокупность перечисленных условий может быть выражена сле­ дующим уравнением:

Уг = (Ах + А2А3А4 + А6) а Д 7З Д Х 10? 2.

Появление выходного сигнала У 2 на реверс ВПУ, вывод валоповорота из зацепления и возвращение в исходное состояние с одно­ временным отключением двигателя при этом возможно, если: 1) нет сигнала на включение ВПУ, 2) нет сигнала А9 от ключа общего выключения ВПУ, 3) ВПУ не находится в начальном положении,

140

АП-ІЗ-40

ІЗГП

40^

АП

ВКВПУІ

-жпР ІО~п

КлОВПУ

КлВПУ

Рис. IV.4. Схема управления валоповоротным устройством.

а— структурная; ö — на контактах реле; на алементах; в — «Логика М», г — «Логика Т».

т. е. нет сигнала Хх1 от конечного выключателя В К ВПУ2. При этом

бенности по сравнению со структурной. Так, в связи с тем, что сиг­ нал Х 9 (Кл ОВПУ) действует и при включении двигателя на движе­ ние муфты ВПУ в зацепление, и при реверсе двигателя, ключ ОВПУ устанавливается в цепи питания схемы управления пускателями двигателя таким образом, что с его помощью полное отключение ВПУ производится путем обесточивания всей схемы. Вторая осо­ бенность заключается в том, что в схему ВПУ вводится дополни­ тельное реле отключения ВПУ (реле ВПО), которое является релеповторителем, размыкающим контакт конечного выключателя начального положения ВПУ, так как этот сигнал должен использо­ ваться в других схемах. Кроме того, в бесконтактной схеме вместо

сигналов 10 и 43 используются сигналы 13 и 40, которые, очевидно, равнозначны.

При построении схемы на магнитно-диодных элементах «Ло­ гика М» (рис. IV.4, б) во входных цепях усилителей приходится уста­ навливать дополнительные элементы. Это обусловлено малым входным сопротивлением усилителей (в связи с чем невозможно одновременно подсоединять на выход элемента входы усилителя и другой логический элемент).*

Для повышения надежности отключения ВПУ снгпал ключа ОВПУ лучше подавать на выходные элементы, которые в этом случае должны реализовать (выполнять) функции «запрет», так как при такой схеме укорачивается путь сигнала ОВПУ. Возможно, как и в схеме на контактных реле, с помощью ключа ОВПУ снять напряжение питания с обмоток пускателей, что повысит надежность отключения (даже при выходе из строя элементов или усилителя), но это не всегда оправданно, так как в подобном случае в щит логи­ ческих устройств придется завести провода с высоким напряжением, что снизит общую надежность схемы.

Схема ВПУ, приведенная на рис. IV.4, г, требует несколько большего числа логических элементов. Это связано с тем, что серия «Логика Т» включает в себя только один тип логического элемента — универсальную ячейку «или — не», причем число входов ячейки ограниченно. В остальном она подобна схеме на элементах «Ло­

гика М».

Управление турбодетандером

Пусковая турбина, или турбодетандер, предназначена для при­ дания валу осевого компрессора скорости вращения, при которой

* Элементы «запрет» можно не устанавливать, если применять реверсивные пускатели, в которых действует взаимная блокировка (магнитная или электри­

ческая) от одновременного срабатывания.

142

осуществляется зажигание топлива в камере сгорания. .Она «помо­ гает» турбине высокого давления до тех пор, пока последняя не смо­ жет самостоятельно вращать компрессор. Турбодетандер предста­ вляет собой расширительную турбину. Рабочим телом для нее служит природный газ, который поступает в турбину через краны 11 и 13 (рис. IV.5), а затем выбрасывается в атмосферу. Пусковая турбина соединяется с валом осевого компрессора с помощью зубчатой пары, шестерня которой, управляемая гидравлическим сервомотором или электродвигателем, может перемещаться в осевом направлении.

Рис. IV.5. Схема узлов управления турбодетандером.

При гидравлическом управлении командный импульс поступает на электромагнит 1, который перемещает управляющий золотник 2 таким образом, что масло начинает поступать в правую от поршня полость сервомотора 3, а левая полость соединяется со сливом (линии слива не показаны). Поршень начинает перемещаться влево, и про­ исходит зацепление зубчатой пары 4, 5. Полному зацеплению соот­ ветствует такое положение поршня сервомотора, при котором сред­ нее отверстие открывается и масло начинает поступать под поршень сервомотора 6 крана 13. Таким образом, кран 13 может открыться только тогда, когда турбодетандер находится в зацеплении.

При обесточенном электромагните управляющий золотник воз­ вращается пружиной в исходное положение, правая полость серво­ мотора 3 соединяется со сливом, а в левую начинает поступать масло. Поршень сервомотора перемещается вправо, турбодетандер выходит из зацепления, а отверстие, через которое масло поступает под поршень сервомотора 6 крана 13, закрывается. Имевшееся в этом сервомоторе масло сливается через управляющий золотник, и кран 13 закрывается. Следовательно, выход турбодетандера из зацепления автоматически приводит к закрытию крана 13. Такая жесткая связь между положением муфты турбодетандера и краном 13 служит для

143

а — na контактных реле; на элементах: б — «Ло­

гика М», в — «Логика Т».