АВТОМАТИЗАЦИЯ газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом
Библио i - и .
УКК. 5Г1Ъ Производственно о объединения „Срзл^зтр  сгаз"
ЛЕНИНГРАД «НЕДРА» ЛЕНИНГРАДСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ 1983
УДК 621.438-522
Автоматизация газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом/ К. А. Тельнов, А. А. Файнштейн, С. 3. Шабашов и др.— Л.: Недра, 1983.— 280 с.
Книга содержит подробный материал по принципам построения систем автоматизации газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом, включает описание конструкции основных элементов регулирования и защиты агрегатов, а также охватывает вопросы наладки систем в работе, при монтаже и ревизии.
Книга написана на основе систем автоматики и регулирования агрегатов ГТК-Ю-4 и ГТН-25, являющихся базовыми агрегатами для перекачки газа по магистральным газопроводам страны.
Книга рассчитана на эксплуатационный персонал компрессорных станций, а также может быть использована при конструировании систем автоматизации ГТУ.
Табл. 8, ил. 120, прил. 2.
Авторы: К. А. ТЕЛЬНОВ (руководитель авторского коллектива, научный редактор), А. А. ФАЙНШТЕЙН, С. 3. ШАБАШОВ, Г. В. ГОРЫШИН, Г. И. КАРНАУХ, В. К. КУЗЬМИН, А. И. СУРСКИЙ, А. А. ШТУРМАНОВ, Л. 3. ШУМИЛОВ.
Рецензент — инж. А. И. Яковлев (Мингазпром СССР).
А 3608000000—308
А 043(01)—83
216—82
© Издательство «Недра», 1983
ВВЕДЕНИЕ
Максимальная пропускная способность газопровода достигается при максимальном давлении газа, допустимом из условий длительной прочности материала труб. Действительно, при заданной скорости потока массовый расход газа тем больше, чем больше его плотность, которая прямо пропорциональна давлению. В то же время трение потока о стенки трубы вызывает неизбежную потерю давления. Например, при расходе газа 90 млн. м3/сут по трубе диаметром 1400 мм давление убывает с 76 до 53 кгс/см2 на участке газопровода длиной 100 км. Для восстановления давления до прежнего уровня на газопроводе устанавливаются компрессорные станции (КС), оснащенные нагнетателями с электромоторным или газотурбинным приводом. В качестве топлива для газотурбинных установок (ГТУ) используется небольшая часть природного газа, который перекачивается по газопроводу, чем создается автономность от постороннего энергоснабжения и, следовательно, надежность и бесперебойность его работы. Это качество ГТУ приобретает особенную ценность на участках газопровода, проходящих по малонаселенной и труднодоступной местности. Электромоторный привод применяется на тех КС, вблизи которых находятся промышленные центры и имеется разветвленная сеть электропередачи. Чтобы кратко проанализировать действие газопровода в условиях нормальной работы станций и в режиме отключения одной из них, необходимо обратиться к гидравлическим зависимостям, описывающим течение газа в длинной трубе. Расход газа q, млн. м3/сут, через трубопровод длиной L, км, определяется следующей формулой:
q = 0,3 • 10-6£)2’5 д/(рн - Рк)/(1 ATepZz),	(1)
где рн и рк — начальное и конечное давление на данном участке, кгс/см2; А = Rb/Rt— относительная плотность газа (по воздуху); RB — газовая постоянная воздуха; Rr — газовая постоянная перекачиваемого газа при атмосферном давлении; X — коэффициент гидравлического сопротивления (по Никурадзе); ТСр — средняя температура газа на данном участке газопровода, К; D — диаметр трубы, мм; z — коэффициент сжимаемости газа.
Пользуясь формулой (1), можно вычислить пропускную способность газопровода на участке между двумя КС. Результаты рас-
1*
3
Рис. I. Зависимость пропускной способности газопровода от давления и затраты мощности на его восстановление.
/ — расход газа; 2— затраты мощности.
чета для трубы диаметром 1400 мм, длиной 100 км при начальном давлении 76 кгс/см2 представлены на рис. 1. При этом Х = 0,00897, что соответствует развитому турбулентному течению. График построен для А = 0,6, Тер = 293 К и 2 = 0,91.
Из графика 1 (рис. 1) видно, что понижение давления более 30 кгс/см2 в конце рассматриваемого участка практически не увеличивает расход газа и экономически не оправдано. Чтобы последующий участок газопровода длиной 100 км пропускал такое же количество газа, как и предыдущий, давление на его входе должно быть восстановлено до 76 кгс/см2. Оценим затраты мощности, расходуемой на сжатие газа КС. Мощность центробежного нагнетателя, МВт, определяется по формуле
N =	\-1Рн./Рк)^	• 1,36 • 10(2)
Па (* — 1)
где k — показатель адиабаты; г|а — адиабатический к. п. д. нагнетателя; Т — температура газа на входе в нагнетатель, К.
Для Rz = 46, k = 1,31, Тк = 293 К, г|а = 0,82, А = 0,6 и при соответствующих q и рк по кривой 1 получаем кривую2 (рис. 1).Она носит ярко выраженный восходящий характер в зоне малых давлений и свидетельствует о непропорционально прогрессирующих затратах мощности на перекачку по мере роста расхода через га
4
зопровод. Действительно, рассмотрим совместный ход кривых 1 и 2. Чтобы участок трубопровода диаметром 1400 мм и длиной 100 км мог пропустить 40 млн. м3/сут газа, необходимо затратить мощность около 2,5 МВт в его конце. А прирост расхода еще на 40 млн. м3/сут (т. е. полный расход по трубе станет 80 млн. м3/сут) может быть достигнут увеличением приложенной мощности на 23,8 МВт (полная мощность КС в конце участка будет 26,3 МВт). Таким образом, удвоение расхода по трубопроводу потребовало десятикратного увеличения мощности. Повышение расхода до 120 млн. м3/сут можно осуществить только затратой мощности около 160 МВт, т. е. утроение расхода достигается возрастанием мощности примерно в 64 раза. Поэтому поток газа 120 млн. м3/сут по данному газопроводу в действительности не достигается из-за значительной стоимости компрессорного оборудования, требующегося для его реализации.
Технико-экономический расчет, учитывающий стоимость газа и затраты на строительство всего газопровода, дает для трубы диаметром 1400 мм обоснованный расход около 90 млн. м3/сут (точка А на кривой /). Ему соответствует мощность 45 МВт (по кривой 2), непрерывно действующая на КС. Эта цифра однозначно определяет количество агрегатов на КС. Действительно, если станция оснащается агрегатами мощностью 10 МВт (типа ГТК-10-4) с нагнетателями, имеющими максимальную степень сжатия 1,25 (типа 370-18-1), то для достижения полной степени сжатия 1,44 необходимо иметь в работе шесть ГПА, действующих в последовательно-параллельном режиме (три параллельные группы по два последовательно включенных нагнетателя в каждой группе). При этом через группу пропускается расход 30 млн. м3/сут и агрегаты загружены до мощности 7,5 МВт. Суммарная мощность шести работающих агрегатов остается 45 МВт.
Для проведения капитальных ремонтов нагнетателей и турбин без снижения производительности КС необходимо установить еще резервную группу машин. Одновременно наличие резерва повышает надежность функционирования КС, так как резервные агрегаты включаются в работу всякий раз, когда пара действующих машин останавливается для ликвидации повреждений оборудования. В результате КС, оснащенная, например, агрегатами ГТК-10-4 с нагнетателями 370-18-1 (диаметр трубы 1400 мм и средний шаг между станциями 100 км), должна состоять из восьми машин.
Следует одновременно' отметить, что использование нагнетателей, обеспечивающих максимальную степень сжатия 1,50 (например, нагнетатель 235), позволяет сократить число агрегатов на КС до семи. Прихэтом пять работающих нагнетателей перекачивают 18 тыс. м3/сут' газа каждый и полнее, чем в предыдущем случае, используют свою мощность, так как работают в режиме нагрузки 9 МВт. Шестой и седьмой агрегаты используются как резервные.
Кратко изложенные здесь закономерности, характеризующие совместную работу газопровода и включенных в него КС, позволяют сформулировать две основные задачи станционной автома
5
тики. Во-первых, КС должна поддерживать давление на выходе на максимальном расчетном уровне (76 кгс/см2 в рассмотренном случае) с целью минимизации расхода мощности на перекачку газа. При этом малые колебания расхода газа потребителем должны покрываться нагружением или разгружением работающих агрегатов. Если КС оснащена нагнетателями со степенью сжатия 1,25, то запас мощности на нагружение у шести работающих агрегатов составляет 15 МВт, что позволяет наращивать расход по газопроводу на 8 % (см. рис. 1). Сокращать расход и мощность агрегатов можно в большей степени. Так, по конструктивным особенностям турбины ГТК-Ю-4 и нагнетателя 370-18-1 разгрузка допустима до 30 % номинальной мощности, т. е. до 3 МВт, что позволяет сокращать расход по трубопроводу на 20 % (см. рис. 1) без остановки агрегатов. Однако, учитывая, что к. п. д. агрегатов снижается по мере уменьшения мощности, разгрузку следует сопровождать остановкой части нагнетателей, как только оставшиеся в работе способны вырабатывать необходимую мощность. Для нагнетателей 370-18-1 одну пару машин нужно останавливать, когда необходимая мощность сократится до 35—40 МВт, так как четыре работающих агрегата могут быть нагружены до 40 МВт.
На КС, оснащенной полнонапорными нагнетателями, увеличение расхода допустимо лишь на 2,5 % из-за того, что запас по мощности у работающих агрегатов составляет всего 5 МВт. Разгрузка машин осуществима так же, как и в предыдущем случае, до 3 МВт, но должна проводиться более плавно, так как из работы можно выводить каждый агрегат независимо, а не попарно.
Заметим также, что регулировать мощность КС следует синхронизируя скорости вращения нагнетателей для обеспечения одинаковых степеней сжатия. Различия в степенях сжатия у параллельно работающих нагнетателей при работе на режимах, близких к помпажной границе, приведут к необходимости частичного байпасирования газа вокруг нагнетателя, вращающегося с меньшей скоростью, а следовательно, к дополнительной затрате мощности. Рассмотренное здесь управление агрегатами должно осуществляться по сигналу от одного станционного регулятора давления с корректирующими сигналами от блока логики, генерирующего дискретные импульсы на отключение и включение агрегатов. Установка регулятора давления на каждом агрегате неправомочна, так как затрудняет (для пропорционального закона регулирования) распределение нагрузки между агрегатами или делает ее невозможной (для интегрального закона регулирования). Поэтому регулирование давления в нагнетании КС является общестанционной задачей и не может быть удовлетворительно решено агрегатными системами управления.
Второй задачей станционной автоматики является управление противопомпажным байпасирующим клапаном. В расчетных режимах работы газопровода клапан закрыт и система противопом-пажного регулирования не функционирует. Необходимость ее работы возникает в следующих случаях: 1) в период начального
6
Рис. 2. Схема обвязки нагнетателей на КС.
к1—к8, к17, кЗО — технологические краны; Hl—Н5 — нагнетатели; Д1—Д5 — двигатели (ГТУ или электродвигатели); АВО — аппарат воздушного охлаждения; ПУ—пылеуловители;
ОК — обратный клапан.
освоения газопровода, когда общий расход по нему мал; 2) при возникновении помпажной ситуации на КС, если предыдущая станция остановилась по каким-либо аварийным причинам. Во втором случае расход падает до 70 % от номинального, что видно из формулы (1), если в нее подставить вместо L параметр 2L.
В обоих случаях требуется байпасировать не более 20 % расхода, поэтому помпажный клапан выбирается небольшим по сечению. Например, для агрегатов мощностью 10 МВт достаточно иметь клапан с Dy = 150 мм. Нужно отметить также, что роль противопомпажного регулирования возрастает при использовании на станции агрегатов большой единичной мощности. Если же КС оборудуется шестью и более агрегатами, работающими на один трубопровод, то задача помпажного регулирования теряет свою значимость, так как может быть решена простым отключением части агрегатов при сокращении расхода.
Защита нагнетателей от помпажа, вызванного аварийной ситуацией на КС, осуществляется агрегатной автоматикой по сигналу помпажного толчка и состоит в быстром открытии крана, байпасирующего данный нагнетатель, на полный ход. В качестве примера рассмотрим аварийную остановку одного из последовательно работающих нагнетателей. На втором нагнетателе в этом случае сосредоточивается полный перепад давлений КС, и нагнетатель неминуемо попадает в помпаж. В режим устойчивой работы он выводится открытием байпасирующего станционного клапана данной группы (кб на рис. 2).
В задачу станционной автоматики входит также управление технологическими кранами. На рис. 2 показана обвязка КС,
7
состоящей из пяти агрегатов ГТК-10-4 с нагнетателями 370-18-1. Такой состав станции необходим для трубы диаметром 1200 мм при начальном и конечном давлении соответственно 76 и 53 кгс/см2 на каждом стокилометровом участке.
Во время нормальной работы КС краны кЗО и к17 закрыты, а кран к7 открыт. Работают нагнетатели Н1, Н2, Н4 и Н5. При этом нагнетатели Н1 и Н2, а также Н4 и Н5 включены по газу последовательно, а каждая пара относительно друг друга — параллельно. Нагнетатель НЗ находится в резерве. Поток проходит группу нагнетателей Н4 и Н5 следующим образом. Газ поступает через кран к7 к пылеуловителям ПУ и после них через кран к/ попадает на вход нагнетателя Н5. Байпасирующий кран кЗ закрыт. Из нагнетателя Н5 через кран к2 газ проходит к крану к1 нагнетателя Н4 и через его кран к2 и открытый байпасирующий кран кЗ нагнетателя НЗ достигает аппаратов воздушного охлаждения (АВО). После них через кран к8 поток устремляется к следующему участку газопровода длиной 100 км. Нетрудно проследить, что резервный нагнетатель НЗ можно подключать в нагнетание одного из нагнетателей Н4 или Н5 и во всасывание нагнетателей Н1 или Н2 соответственно. Такая обвязка нагнетателя НЗ позволяет выводить в резерв любой из нагнетателей Н1—Н5.
На нагнетателях, участвующих в данный момент в работе, краны к4, кЗ', к5 и кЗ закрыты. Их назначение вытекает из условий пуска. Допустим, что в перекачке газа участвовали нагнетатели Н1 и Н2, а группа Н4 и Н5 была остановлена. При этом краны к1, к2, к4„ к8 были закрыты, а краны кЗ, кЗ', кб и к5 открыты. Открытие крана к5 обеспечивает отсутствие давления в нагнетателях Н4 и Н5 во время остановки, так как малейшие протечки газа через краны к1 или к2 создавали бы в нагнетателях давление, равное давлению газа на подходе к КС.
Пуск нагнетателей Н4 и Н5 начинается с заполнения их газом. Для этого открывается кран к4 и в течение 15 с происходит продувка контура нагнетателя через кран кб с целью вытеснения оставшегося там воздуха. По прошествии 15 с краны к5 и кЗ' закрывают и через кран к4 давление газа в контуре нагнетателя примерно за 3 мин поднимается до уровня, соответствующего входному давлению на КС. Как только перепад давлений на кранах к1 и к2 исчезнет, их открывают. Аналогичные манипуляции осуществляют с кранами нагнетателя Н4. Подается команда на автоматический пуск нагнетателей Н4 и Н5. При достижении минимальной рабочей частоты вращения каждого нагнетателя подается команда на закрытие его крана кЗ. После выхода обоих нагнетателей в заданный режим работы (по частоте вращения) открывают кран к8 и закрывают кран кб. Давление в нагнетании данной группы поднимается, обратный клапан ОК открывается и группа начинает нормальную работу в трассу. Назначение крана кЗ' состоит в предотвращении помпажа нагнетателей на выбеге, когда краны к1 и к2 закрыты. Иногда кран кЗ' используют в противо-помпажной защите, так как он срабатывает почти в 3 раза быст
8
рее, чем кран кб, на который поступает импульс от помпажных сигнализаторов.
Наконец, в задачу станционной автоматики входит сбор обобщенных данных о состоянии работы машин с целью передачи их на пульт управления данным газопроводом. Эти данные заимствуются из систем агрегатной автоматики и системы управления станционными кранами. В состав данных входят сигналы: «Агрегат в работе», «Температура перед турбиной», «Частота вращения нагнетателя», «Давление на входе в КС» и т. п.
Изложенные основные задачи станционной автоматики могут быть решены при удовлетворительной работе основных узлов автоматики — агрегатных систем управления и регулирования. Они обеспечивают измерение необходимых параметров, безаварийную работу оборудования; с их помощью стабилизируется режим работы нагнетателей и гарантируется надежная автоматизация пуска и остановка ГПА.
Глава 1
СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ГТУ МОЩНОСТЬЮ 10 И 25 МВт
До 1978 г. газотурбинные агрегаты производства ПО «Невский завод» им. В. И. Ленина оснащались системами регулирования, в которых рабочей средой являлось масло. В целях уменьшения пожароопасности газотурбинных агрегатов мощностью 10 и 25 МВт завод перешел на новые системы регулирования, в которых в качестве рабочего тела применяется воздух, отбираемый из циклового компрессора.
Пневматическая система регулирования в сравнении с гидравлической имеет целый ряд преимуществ. В пневматической системе значительно сокращено число линий, связывающих узлы регулирования, так как отпала необходимость в дренажных и сливных трубопроводах, поскольку выпуск воздуха из проточных линий и серводвигателей осуществлен непосредственно в помещение машинного зала. Значительно уменьшено сечение самих трубопроводов. Если в гидравлических системах сечения трубопроводов составляют от 20 до 100 мм, то в пневматических— 10 и 15 мм. Упрощено изготовление большинства узлов, так как не применяются большие золотники и буксы с твердой азотируемой поверхностью, цикл изготовления которых достаточно длителен. Уменьшены и энергетические затраты на функционирование системы регулирования. Если в гидравлической системе для перестановки органов регулирования от главного масляного насоса отбиралось около 300 л/мин масла с давлением 15 кгс/см2, то в пневматической расходуется только 1,5 кг/мин воздуха с давлением не более 4 кгс/см2. При этом экономится мощность до 10 кВт. И наконец, агрегат с пневматической системой регулирования стал значительно чище, так как сократились подтеки масла в машинном зале из всякого рода соединений на узлах и трубопроводах.
В то же время теоретическими и экспериментальными исследованиями показано, что разработанная ПО «Невский завод» им. В. И. Ленина пневматическая система регулирования ГТУ по качеству работы (устойчивость, быстродействие, надежность, неравномерность) не уступает гидравлической.
10
Система регулирования ГТК-10-4
Система автоматического регулирования газотурбинной установки ГТК-Ю-4 выполнена по схеме непрямого регулирования с пневматическими серводвигателями и усилителями (рис. 3). Необходимая мощность турбины обеспечивается подачей требуемого количества газового топлива из станционного коллектора к горелкам камеры сгорания через стопорный /7 и регулирующий 16 клапаны. Приводами этих клапанов служат мембранные пневматические серводвигатели. В топливном коллекторе, куда газ поступает из магистрального газопровода, станционными средствами поддерживается постоянное давление 15 кгс/см2.
Воздух для работы серводвигателей топливных клапанов и других устройств системы регулирования поступает из станционного воздушного коллектора. К коллектору отдельными трубопроводами через обратные клапаны подводится воздух из нагнетательных патрубков всех воздушных компрессоров ГТУ, установленных на КС. Такая схема позволяет запустить любой агрегат на КС, если работает хотя бы один. Для запуска первого агрегата воздух в коллектор подается от станционного поршневого компрессора с приводом от электродвигателя. Перед использованием в системе воздух охлаждается и очищается в блоке воздухоподготовки, который поставляется с каждым агрегатом, и редуцируется до давления 1,4 кгс/см2. Это давление поддерживается регулятором давления «после себя» 2. Вентиль на подводящем трубопроводе к регулятору используется для отключения подачи воздуха к системе, когда агрегат надолго выведен из работы.
Основным регулирующим органом системы является регулятор скорости 11, поддерживающий заданную частоту вращения вала нагнетателя. Импульсом регулятору служит напор от масляного насоса — импеллера 15, установленного на силовом валу турбины. Регулятор скорости снабжен механизмом задатчика частоты вращения, подключенным к системе автоматического и дистанционного управления. Этот механизм может быть использован и \ в системе автоматического регулирования давления за КС. Максимальная температура перед турбиной ограничивается электронным малоинерционным регулятором температуры (МИРТ) 1 через проточный золотник 4 с электромеханическим преобразователем (ЭМП), а также с помощью ограничителя приемистости 1.
Связь регулятора скорости 11, золотника 4 и ограничителя приемистости 1 с серводвигателем регулирующего клапана 16 осуществляется с помощью проточной линии, в которую поступает воздух из коллектора постоянного давления (1,4 кгс/см2) через дроссельную шайбу диаметром 4 мм. В регуляторе 11, золотнике 4 и ограничителе 1 воздух из проточной линии может выпускаться в атмосферу через соответствующие золотниковые устройства. Количеством выпускаемого воздуха определяется давление в протечной линии и соответственно положение регулирующего клапана.
11

В камеру сгорания
Из 4-й. ступени
компрессора
При давлении 1,2 кгс/см2, когда выпуск воздуха незначителен, регулирующий клапан полностью открыт. По мере увеличения пропуска воздуха в узлах 11, 4 и 1 снижается давление в проточной линии, регулирующий клапан прикрывается и закрывается при давлении 0,6 кгс/см2.
Давлением в проточной линии определяется и положение выпускных воздушных клапанов, осуществляющих сброс воздуха в атмосферу из нагнетательного патрубка компрессора газовой турбины. Выпускные клапаны открываются по команде отсечного золотника 5 после закрытия регулирующего клапана, когда давление в проточной линии падает до 0,5 кгс/см2. Открытием выпускных клапанов снижается превышение частоты вращения силового вала турбины при быстром снятии с нее нагрузки (например, при помпаже нагнетателя) и уменьшается время выбега валов турбины при экстренной (аварийной) остановке.
Экстренная остановка турбины осуществляется органами предельной защиты, которые включают стопорный клапан 17, два электромагнитных вентиля 126 и 12в, подключенные к электрической системе защиты, и два пневматических выключателя 7 и 10, срабатывающих от бойковых автоматов безопасности 6, 8 и 9 при достижении максимально допустимой частоты вращения соответствующих валов (ТВД, турбодетандера и ТНД) и от ручного воздействия на кнопки управления За и Зв.
Органы защиты связаны между собой линией предельной защиты, в которую подведен воздух из коллектора постоянного давления (1,4 кгс/см2) через дроссельную шайбу диаметром 3,3 мм. Давлением в этой линии определяется положение стопорного клапана 17. Клапан открыт, если в устройствах защиты выпуск воздуха в атмосферу отсутствует и давление в линии близко к давлению в коллекторе (1,4 кгс/см2). При открытии выпускного отверстия в одном из устройств 126, 12в, 7, Ю давление в линии снижается и стопорный клапан закрывается, перекрывая подачу топлива в камеру сгорания.
Линия предельной защиты подключена еще и к регулятору скорости 11. Во время экстренной остановки при снижении давления в линии предельной защиты в регуляторе срабатывает астатическое устройство, резко снижается давление в проточной линии и закрываются стопорный и регули
13
рующий клапаны. Одновременно срабатывает отсечной золотник 5, который выдает команду на открытие выпускных воздушных клапанов 13. В результате турбина быстро останавливается. Во время пуска турбины в регуляторе скорости перекрывают сброс воздуха из линии предельной защиты и, таким образом, открывают стопорный клапан.
Противопомпажная защита воздушного компрессора турбины осуществляется восемью сбросными клапанами 14, частично сбрасывающими воздух из компрессора за 4-й ступенью.
Помимо выполнения основной задачи — поддержания заданного режима работы турбины и экстренного отключения — система регулирования во время пуска осуществляет управление расцеп-ным устройством 18 турбодетандера и клапаном 19 на подаче пускового газа (на станционной обвязке этому клапану присвоен № 13) посредством подключения масла от пускового электронасоса через электромагнитный вентиль 12г. Применение масла в качестве рабочего тела вызвано необходимостью смазки упорного подшипника сцепной муфты.
В трубопроводах, через которые передаются команды на управление сцепной муфтой и клапаном пускового газа, масло находится под давлением только в период запуска турбины. Во время длительной работы масло слито, так как пусковой электронасос после запуска выключается.
Проанализируем взаимодействие элементов схемы регулирования во время пуска и остановки турбины.
Перед пуском, когда в воздушном коллекторе системы имеется требуемое давление 1,4 кгс/см2, органы регулирования занимают следующие положения.
1.	В регуляторе скорости 11 механизм задатчика установлен в положение максимальной частоты вращения — замыкающий клапан регулятора находится вверху. Открыты сбросные отверстия, выпускающие воздух из проточной линии и из линии предельной защиты. Давление в этих линиях низкое, стопорный 17 и регулирующий 16 клапаны пружинами в сервоприводах удерживаются в закрытом положении.
2.	Из-за низкого давления в проточной линии отсечной золотник 5 опущен в нижнее положение и мембранные полости исполнительных механизмов импульсных клапанов, которые установлены на выпускных клапанах 13, сообщены с атмосферой. Импульсные клапаны открыты, а выпускные — закрыты, так как они удерживаются в этом положении пружинами.
3.	Отсутствует напряжение на катушках всех электромагнитных вентилей 12, и все они закрыты. Таким образом, выпуск воздуха из линий предельной защиты через вентили перекрыт и отсечено масло от сцепного устройства 18 турбодетандера. Сцепная муфта отключена, а клапан 19 перекрыт.
4.	В дроссельном золотнике 4 и в ограничителе приемистости 1 отверстия для выпуска воздуха из проточной линии перекрыты.
14
5.	Выключатели 7 и 10 автоматов безопасности взведены, и выпуск воздуха предельной защиты через них перекрыт. Если предшествующая остановка турбины проводилась после срабатывания одного из автоматов безопасности или от воздействия на одну из кнопок управления За или Зв, то перед пуском выключатели необходимо перевести в рабочее положение. В противном случае через выключатели будет сбрасываться воздух из линии предельной защиты и запустить турбину будет невозможно. Для взведения выключателя нажимают и опускают кнопки управления 36 и Зг, обозначенные надписью «Взведение выключателя».
6.	Сбросные клапаны 14, установленные за 4-й ступенью воздушного компрессора, удерживаются своими пружинами в открытом положении.
Пуск турбины начинается с включения масляных пускового и винтового электронасосов, затем включается валоповоротное устройство и подается напряжение к электромагнитному вентилю 12г. Масло от пускового электронасоса поступит в рабочую полость серводвигателя расцепного устройства 18. Поршень, сжимая пружину, передвинется и введет в зацепление шестеренчатую полумуфту вала турбодетандера с полумуфтой на валу компрессора. После остановки поршня в крайнем положении имеющееся в нем отверстие совместится с каналом в крышке серводвигателя. Масло из рабочей полости поступит к серводвигателю клапана 19. Клапан откроется. По сигналу конечного выключателя в конце хода клапана система управления откроет предвключенный станционный кран, в турбодетандер поступит пусковой газ и компрессорный вал начнет разгоняться.
С увеличением частоты вращения компрессорного вала сначала отключается механическая муфта валоповоротного устройства и останавливается его электродвигатель, а затем по сигналу реле давления воздуха (РДВ-6) в камере сгорания зажигаются запальная, а затем дежурная горелки. Перед началом вращения турбодетандера открывают стопорный клапан 17 и по сигналу конечного выключателя в конце его хода станционными кранами к регулирующему клапану 16 и к кранам запальной и дежурной горелок подается топливный газ.
Для открытия стопорного клапана механизм задатчика регулятора скорости 11 перемещают в сторону «убавить» до упора замыкающего клапана в буксу. Давление в линии предельной защиты увеличивается до 1,3—1,4 кгс/см2, и стопорный клапан открывается.
После прогрева турбины (около 1,5 мин) на низких частотах вращения пламенем дежурной горелки клапан механизма задатчика постепенно переставляют в обратном направлении, вверх. Вслед за клапаном перемещается букса и начинает перекрываться выходное отверстие регулятора 11, через которое сбрасывается воздух из проточной линии. Давление в линии повышается. При увеличении давления до 0,5 кгс/см2 переставляется отсечной золотник 5 и к мембранным исполнительным механизмам на импулк-
;  15
ных клапанах подводится силовой воздух. Импульсные клапаны на выпускных воздушных клапанах 13 закрываются. С этого момента выпускные клапаны принудительно закрыты не только усилием пружин, но и усилием от воздействия на их тарелки давления за компрессором.
По мере перестановки механизма задатчика вверх в проточной линии повышается давление и при 0,6 кгс/см2 начинает открываться регулирующий клапан 16. Когда клапан откроется на 1,5 мм, сработает конечный выключатель и система управления произведет минутную выдержку, за время которой турбина будет прогреваться уже пламенем рабочих горелок. При дальнейшем открытии регулирующего клапана частота вращения компрессорного вала возрастает до 2500 об/мин. По электрическому сигналу от реле скорости системы управления закроются краны подачи пускового газа к турбодетандеру и отключится напряжение от электромагнитного вентиля 12г. Подвод масла к сцепной муфте прекратится, и усилием пружины полумуфта выведется из зацепления с шестерней на компрессорном валу. После того как поршень расцепного устройства снимется с упора, через открывшееся в крышке отверстие рабочая полость серводвигателя клапана 19 сообщится со сливом и клапан закроется. Турбодетандер остановится. Примерно к этому времени или несколько раньше начнет вращаться вал силовой турбины. Частота вращения вала будет увеличиваться до тех пор, пока не вступит в работу регулятор скорости 11. Когда частота вращения компрессорного вала достигнет 3900—4400 об/мин (опасность помпажа в компрессоре при этом отсутствует), закроются сбросные клапаны 14. Большая частота вращения соответствует более высокой температуре всасываемого в компрессор воздуха. Клапаны 14 закрываются автоматически от действия на них давления сбрасываемого воздуха. По сигналу наличия давления масла за главным насосом 7,5 кгс/см2 остановится пусковой электронасос.
Пуск заканчивается, когда механизм задатчика устанавливается в положение поддержания частоты вращения силового вала 3300, а компрессорного не ниже 4300 об/мин. Дальнейшее нагружение турбины осуществляется установкой механизма задатчика регулятора скорости в положение более высокой частоты вращения силового вала. Если в процессе пуска или последующей работы температура перед турбиной достигнет предельно допустимого значения, то в работу вступит регулятор МИРТ или ограничитель приемистости 1. Они снижают давление в проточной линии, и регулирующий клапан прикрывается. Поступление топливного газа в камеру сгорания уменьшается. Регулятор МИРТ воздействует на проточную систему через ЭМП, которым перестанавливается дроссельный золотник 4.
Остановка турбины может быть нормальной с постепенным разгружением и экстренной. Экстренная остановка может осуще
16
ствляться по сигналам электрической системы защиты, при срабатывании автоматов безопасности 6, 8 и 9 в случае достижения предельно допустимых частот вращения соответствующих валов и вручную воздействием на электрическую кнопку «Аварийный стоп» или на пневматические кнопки управления За и Зв. По команде от электрической системы срабатывают электромагнитные вентили 126 и 12в, а при включении автоматов безопасности или пневматических кнопок управления — выключатели 7 и 10. Из линии предельной защиты выпускается воздух. Давление снижается, и стопорный клапан перекрывает подачу топливного газа к камере сгорания. Одновременно в регуляторе скорости усилием пружин букса отрывается от замыкающего клапана и опускается на нижний упор. Из проточной линии резко выпускается воздух в атмосферу, и регулирующий клапан также закрывается. Со снижением давления в проточной линии переставляется вниз отсечной золотник 5 и мембранные приводы импульсных клапанов сообщаются с атмосферой. Импульсные клапаны открываются, а вслед за ними и выпускные воздушные клапаны 13. Воздух из нагнетательного патрубка компрессора сбрасывается, в результате чего турбина быстро останавливается.
Одновременно с остановкой турбины поступает команда на перестановку кранов в обвязке газового нагнетателя. Нагнетатель освобождается от газа.
По мере выбега валов турбины при снижении давления воздуха за компрессором открываются сбросные клапаны 14 за 4-й ступенью, а при снижении давления за главным насосом до 5 кгс/см2 включается в работу пусковой масляный электронасос.
Если экстренная остановка произойдет во время пуска турбины, то по электрическим связям системы управления одновременно со сбросом воздуха из линии предельной защиты перекрывается электромагнитный вентиль 12г. Сцепная муфта выводится из зацепления, и останавливается турбодетандер.
Экстренная остановка одного из последовательно работающих нагнетателей может вызвать помпаж нагнетателя, который остается в работе, так как ему придется работать на повышенную степень сжатия. Избежать этого можно, если быстро открыть на станции байпасирующие краны. Однако из-за задержки их открытия иногда оставшийся в работе нагнетатель входит в помпаж. На этом нагнетателе сбрасывается нагрузка, и частота вращения вала резко возрастет. Иногда при этом срабатывает автомат безопасности на валу силовой турбины и агрегат останавливается. Для снижения динамического превышения частоты вращения в системе предусмотрен электромагнитный вентиль 12а, установленный на трубопроводе слива из импульсной линии регулятора скорости, передающей давление масла во всасывании импеллера.
Перед сливным трубопроводом на импульсной линии установлена дроссельная шайба диаметром 5 мм. Когда вентиль 12а
2 Заказ № 314
17
закрыт, регулятор скорости выполняет свои функции нормально. Из-за малых перемещений поршня шайба не мешает его работе. Действие вентиля 12а сводится к следующему. По импульсу экстренной остановки одного из работавших в паре агрегатов на остающемся в работе (до увеличения частоты вращения его силового вала) на непродолжительное время (примерно 10 с), необходимое для открытия одного из байпасирующих станционных кранов Збис и 6, подается напряжение к вентилю 12а. Вентиль открывается, давление за шайбой и над поршнем регулятора снижается. Поршень перемещается вверх, а вместе с ним и золотник, который выпускает воздух из проточной линии. Прикрывается подача топлива, а возможно, и выпускается воздух из компрессора через клапаны 13, чем предупреждается нежелательное превышение частоты вращения. После того как вентиль 12а закрывается, давление над поршнем в регуляторе восстанавливается и органы регулирования устанавливаются соответственно новой нагрузке при сохранении заданной частоты вращения.
Узлы регулирования на ГТУ размещены так, чтобы длина связующих трубопроводов была наименьшей. Большая часть узлов находится в блоке регулирующих устройств. Они скомпонованы и связаны трубопроводами в шкафном щите, в котором смонтированы регулятор скорости 11, регулятор давления «после себя» 2, ограничитель приемистости 1, золотник 4 с ЭМП, отсечной золотник 5, четыре электромагнитных вентиля 12, четыре пневматические кнопки управления 3 и реле давления воздуха РДВ-6. н а лицевую стенку щита выведены маховик ручного управления механизмом задатчика регулятора скорости, указатель его положения со шкалой, кнопки управления и семь манометров, измеряющих давление в системах маслоснабжения и регулирования. Ручкой управления регулятором скорости можно пользоваться в период пусконаладочных работ. При регулярной эксплуатации пуск агрегата и управление им должны быть только автоматическими. Внутри шкафа размещен еще один бесшкальный манометр, измеряющий давление в линиях смазки подшипников.
Блок топливных клапанов, состоящий из стопорного и регулирующего клапанов, смонтирован на общей раме и размещен в непосредственной близости с блоком регулирующих устройств. Удаление блока топливных клапанов от блока регулирования более чем на 2 м вызовет увеличение объема проточной линии и возможное появление «качки» системы регулирования.
Клапан пускового газа прикреплен на раме маслобака. Выключатели автоматов безопасности, сами автоматы, сцепная муфта турбодетандера, сбросные клапаны за 4-й ступенью компрессора и реле осевого сдвига обоих валов находятся на агрегате, а выпускные воздушные клапаны с импульсными клапанами — на трубопроводах сброса воздуха из нагнетания компрессора. Блок воздухоподготовки размещен отдельно на нижней отметке машинного зала на южных КС и на отметке 6 м — на северных КС.
18
Система регулирования ГТН-25
Необходимая мощность ГТН-25 обеспечивается, так же как и для ГТК-Ю-4, подачей требуемого количества газового топлива к горелкам камеры сгорания (рис. 4) через стопорный 19 и регулирующий 20 клапаны. В отличие от ГТК-Ю-4 в турбине ГТН-25 до 20 % топлива поступает к горелкам через клапан дежурного горения 21. Этим клапаном стабилизируется горение в камере и предупреждается срыв факела в переходных процессах во время сброса нагрузки, когда регулирующим клапаном временно перекрывается подача топлива. На период пуска турбины для зажигания факела используются еще два топливных клапана малого сечения 23 а и 236, имеющие наименование «байпасные». Приводами всех вышеперечисленных клапанов служат мембранные пневматические серводвигатели. Все они смонтированы в блоке топливных клапанов на одной общей раме.
Топливный газ к клапанам поступает из станционного коллектора, в котором поддерживается постоянное давление 25 кгс/см2. Непосредственно перед стопорным клапаном газ дополнительно очищается от остатков газового конденсата и механических примесей в блоке топливоподготовки, который поставляется вместе с турбиной. Основная очистка газа происходит в станционном узле редуцирования.
Воздух для работы серводвигателей топливных клапанов и других устройств регулирования во время работы турбины отбирается из нагнетательного патрубка компрессора высокого давления (КВД), а в период пуска поступает от пускового поршневого компрессора. Очистка воздуха от механических примесей и влаги, а также охлаждение производятся в блоке воздухоподготовки. После этого блока воздух пропускается через регулятор давления «после себя» 4, которым в силовых линиях системы регулирования поддерживается постоянное давление 1,4 кгс/см2.
Основным регулирующим органом системы, так же как и в турбине ГТК-Ю-4, является регулятор скорости 10 с импульсом от насоса-импеллера, установленного на валу силовой турбины. В отличие от ГТК-Ю-4 регулятор скорости дополнительно снабжен золотником для управления клапаном дежурного горения и клапаном для управления выключателем 15 в линии предельной защиты с гидродинамическим автоматом безопасности 16 силовой турбины. Выключатель 15 установлен для запоминания импульса срабатывания автомата безопасности.
Конструкция клапанов стопорного, регулирующего, дежурного горения и их двигателей одинакова. Различаются они только размерами самих клапанов и седел. Все клапаны управляются с помощью проточных линий, в которые воздух поступает из силового коллектора через дроссельные шайбы. В проточной линии для стопорного клапана установлена шайба диаметром 3, для регулирующего— 4, а для клапана дежурного горения — 3,5 мм.
2*	19
Рис. 4. Схема
Воздух: / — за компрессором, // — постоянного давления р=1,4 кгс/см2, III — проточный щиты стопорного клапана, VI — предельной защиты автомата
1, 2, 3 — реле осевого сдвига КНД, КВД и силовой турбины; 4 — регулятор давления «пос вентили; 7 — клапан турбодетандера; 8 — золотники переключающие; 9—расцепная муфта с ЭМП; 13 — кнопки управления; 14 — пневматический выключатель автомата безопасности вого вала; /7 — выпускные воздушные клапаны; 18 — перепускные клапаны; 19 — стопорный пажные клапаны; 23 —
20
регулирования ГТН-25.
регулирующего клапана, IV — проточный клапана дежурного горения, V — предельной за-безопасности, VII — в промежуточных связях; VIII — газ; IX — масло.
ле себя»; 5 — расцепная муфта валоповоротного устройства КНД; 6 — электромагнитные турбодетандера; 10— регулятор скорости; 11— ограничители прнемистостн; 12— золотник, турбодетандера; 15 — выключатель; 16 — гидродинамический автомат безопасности сило* клапан; 20 — регулирующий клапан; 21 — клапан дежурного горения; 22 — протнвопом-байпасные клапаны.
21
Клапаны полностью открыты, когда давление в проточных линиях более 1,2 кгс/см2, и закрыты при давлении ниже 0,6 кгс/см2.
Ограничение максимальной температуры перед турбиной производится ограничителями приемистости На и 116, устанавливающими в зависимости от давления воздуха за КВД допустимые открытия клапанов дежурного горения и регулирующего, а также малоинерционным регулятором температуры МИРТ через проточный золотник 12.
Экстренная остановка турбины осуществляется двумя электромагнитными вентилями 6д и бе по команде электрической системы управления, при срабатывании пневматического выключателя 14 автомата безопасности 16 и электромагнитного вентиля 6ж по команде электронного тахометра на валу силовой турбины. При срабатывании вышеперечисленных устройств закрываются все топливные клапаны, но выпускные воздушные клапаны 17 (а, б) в отличие от клапанов ГТК-Ю-4 открывают сброс воздуха из КВД не при всех остановках, а только при срабатывании гидродинамического автомата безопасности и электромагнитного вентиля 6ж.
Защита воздушных компрессоров от помпажа на пусковых режимах осуществляется восемью противопомпажными клапанами 22 (а—з), установленными в нагнетании КНД, и двумя перепускными клапанами 18 (а, 6) за КВД. Клапаны срабатывают автоматически при увеличении давления подводимого воздуха подобно тому, как это происходит на противопомпажных клапанах турбины ГТК-Ю-4.
Расцепная муфта турбодетандера 9 находится под управлением электромагнитного вентиля 6г, установленного на линии подачи масла от насосов смазки турбины. В отличие от клапана турбодетандера ГТК-Ю-4 клапан турбодетандера 7 имеет не гидравлический привод, а пневматический, управляемый электромагнитным вентилем 6в и золотником переключающим 8а. Расцепная муфта валоповоротного устройства КНД 5 имеет пневматический серводвигатель, управляемый двумя электромагнитными вентилями 6а и 66. Приводы байпасных клапанов управляются электромагнитными вентилями 6з и би.
Защита валов турбины от осевого сдвига осуществляется тремя пневматическими реле осевого сдвига 1, 2 и 3. Компрессорные валы турбины от превышения частотой вращения допустимого значения защищаются только электрическими автоматами безопасности.
Взаимодействие элементов регулирования проследим при пуске и остановке турбины. Перед пуском при работе пускового воздушного компрессора, когда в силовом коллекторе системы имеется требуемое давление 1,4 кгс/см2, органы регулирования занимают следующие положения.
1.	В регуляторе скорости 10 механизм задатчика, так же как и в системе регулирования ГТК-Ю-4, находится в верхнем положении, поэтому закрыт стопорный клапан 19 и регулирующий 20. Из-за низкого давления в линии предельной защиты стопорного
22
клапана закрыт байпасный клапан 23а. По этой же причине переключающим золотником 86 выпускается воздух из проточной линии клапана дежурного горения 2Г, давление в линии низкое, и дежурный клапан закрыт.
2.	При верхнем положении механизма задатчика клапан, управляющий выключателем 15, перекрывает подвод силового воздуха. В выключателе пружиной обе мембраны отжаты. К крышкам открыт впуск воздуха из линии предельной защиты автомата безопасности, и импульсные клапаны на выпускных 17 (а, б) открыты. Сами выпускные клапаны пружинами закрыты.
3.	Закрыты все электромагнитные вентили 6 (а—и), так как к ним не подается напряжение. Таким образом, выпуск воздуха из обеих линий предельной защиты через вентили перекрыт, отсечен воздух от расцепной муфты валоповоротного устройства 5 (сцепная муфта отключена), перекрыт подвод масла к расцепной муфте турбодетандера 9 (муфта расцеплена), перекрыт подвод силового воздуха к клапану турбодетандера 7 (клапан закрыт), перекрыт подвод воздуха к байпасному клапану 236, подвод газа к запальным горелкам закрыт.
4.	В золотнике с ЭМП 12 и в ограничителях приемистости 11 (а, 6) выпуск воздуха из проточных линий регулирующего клапана и клапана дежурного горения перекрыт.
5.	Выключатель автомата безопасности турбодетандера 14 включен. Выпуск воздуха предельной защиты через выключатель перекрыт. Если выключатель сработал, то его включают нажатием на кнопку управления 13а.
6.	В нагнетании КНД открыты восемь противопомпажных клапанов 22 (а—з), а в нагнетании КВД — два перепускных 18 (а, 6).
7.	В гидродинамическом автомате безопасности 16 выпуск воздуха предельной защиты перекрыт, так как давление от импеллера-отсутствует и клапан пружиной прижат к седлу.
Пуск турбины начинается с включения пускового масляного электронасоса. Когда в линии смазки подшипников турбины поднимется давление масла, системой автоматики включается пусковой насос уплотнений и нагнетатель подключается по газу к трассе. Затем по сигналу системы автоматики возбуждается катушка электромагнитного вентиля 6г. Происходит зацепление муфты, через 5 с включается мотор валоповорота КВД и ротор КВД начинает вращаться.
Одновременно запитываются вентили 66 и 6а, а через 5 с после этого подается сигнал на вращение вала КНД. Отверстия в поршне и в корпусе совместятся, и воздух из рабочей полости привода поступит к реле давления, которое сигнализирует факт окончания процесса включения валоповоротного устройства КНД.
Ротор КВД завращается после сцепления муфты пускового турбодетандера 9. Для этого подают напряжение к электромагнитному вентилю 6г. Масло от насоса поступит к приводу муфты, и она переставится на сцепление вала турбодетандера, вращающегося электродвигателем валоповоротного устройства с валом КВД.
23
Одновременно с вентилем 6г открывается вентиль 6в. Силовой воздух поступает к приводу клапана турбодетандера 7. Но клапан откроется после того, как расцепная муфта полностью сцепится. Тогда поршень, перестанавливающий полумуфту, установится на упор в корпус привода. Отверстия в поршне и в корпусе совместятся, и масло из рабочей полости привода поступит к золотнику переключающему 8а. Золотником перекроется выпускное отверстие из линии после вентиля 6в, и клапан 7 откроется. В конце хода клапана сработает микропереключатель, по сигналу которого откроется станционный клапан подачи пускового газа. Турбодетандер включится в работу. Валоповоротное устройство КВД (на турбодетандере), такое же, как на турбине ГТК-Ю-4, автоматически отключится.
С увеличением частоты вращения вала КВД примерно до 300— 500 об/мин по сигналу реле давления воздуха за КВД в камере сгорания зажигают запальную, а затем рабочую горелки. Перед началом зажигания открывают стопорный клапан 19. Для этого в механизме задатчика регулятора скорости 10 опускают замыкающий клапан до упора в седло на буксе. Выпуск воздуха предельной защиты стопорного клапана в регуляторе прекращается. Прекращается выпуск воздуха из этой линии и в золотнике переключающем 8в. Давление в линии становится рабочим, и стопорный клапан открывается. В золотнике 8в прекращается выпуск, так как в линии предельной защиты автомата безопасности, действующей на мембрану золотника, к этому времени устанавливается также рабочее давление. А происходит это потому, что в конце хода механизма задатчика, еще до момента перекрытия замыкающим клапаном выпуска воздуха из линии предельной защиты стопорного клапана, открывается пропуск силового воздуха в дополнительно установленном на механизме клапане к выключателю 15.
В выключателе нижняя мембрана переместится вверх, и перекроется выпускное отверстие в верхней мембране, через которое сбрасывался воздух из линии предельной защиты автомата безопасности. Чтобы вместе со стопорным не открылся байпасный клапан 23а, одновременно с началом работы задатчика для открытия стопорного клапана подается напряжение к электромагнитному вентилю би. Вентиль откроется, и давление в рабочей полости привода этого клапана будет низким. С увеличением давления в линии предельной защиты стопорного клапана в золотнике переключающем 86 закроется выпуск воздуха из проточной линии клапана дежурного горения 21. Но клапан не откроется, так как к этому моменту на механизме задатчика откроется выпускное отверстие проточного воздуха в дополнительно установленном дроссельном золотнике.
Факел зажигается включением электрического запала и путем кратковременной подачи напряжения к электромагнитному вентилю 6з и отключения напряжения с вентиля би. В результате
24
сначала откроется пропуск газа к запальной горелке через байпасный клапан 23в, а затем к рабочей — через клапан 23а.
Для увеличения подачи газа в камеру сгорания механизм задатчика регулятора скорости вращают в обратную сторону. В результате прикрываются отверстия, через которые выпускался воздух из проточных линий клапанов дежурного горения и регулирующего. Давление в линиях повышается, и начинают открываться сначала клапан дежурного горения, а затем регулирующий.
В начале перестановки задатчика на открытие топливных клапанов в дополнительно установленном на регуляторе клапане пере-кроется подвод силового воздуха к выключателю 15. Давление в мембранной полости выключателя, куда подводился воздух, снизится, и обе мембраны от действия давления в линии предельной защиты автомата безопасности переместятся до упора в нижнюю крышку. При этом отверстие в верхней мембране останется закрытым. С этого момента выключатель подготовится к запоминанию импульса экстренной остановки по сигналам гидродинамического автомата безопасности 16 и электромагнитного вентиля 6ж. Если одним из этих органов линия предельной защиты сообщится с атмосферой и давление в ней снизится, то пружина в выключателе установит верхнюю мембрану с отверстием на упор в крышку и давление в линии предельной защиты останется низким, даже при прекращении сброса воздуха через автомат безопасности 16 или вентиль 6ж. Давление в этой линии может быть повышено до рабочего значения только в процессе нового пуска.
По мере увеличения частоты вращения вала КВД с какого-то момента начнет увеличиваться частота вращения и вала КНД. Полумуфта расцепного устройства 5 скошенными зубьями отожмется от вала, и реле давления, подключенное к отверстию в корпусе, зафиксирует снижение давления. По сигналу этого реле закроется электромагнитный вентиль 6в и откроется — 6а. Полумуфта надежно выведется из зацепления. Когда давление в рабочей полости серводвигателя снизится настолько, что муфта не сможет снова войти в зацепление, по сигналу второго реле электромагнитный вентиль 6а закроется:
По мере поступления топлива в камеру сгорания начнет вращаться и вал силовой турбины. При частоте вращения вала КВД 2500 об/мин турбина уже может работать самостоятельно без пускового турбодетандера. По электрическому сигналу реле скорости системы управления закроются станционный клапан подачи пускового газа к турбодетандеру и вентили 6в и 6г. В результате закроется клапан турбодетандера 7, расцепится муфта турбодетандера 9 и золотник переключающий 8а установится в предпусковое положение — откроется сброс воздуха из привода клапана /’. Турбодетандер остановится.
При дальнейшем увеличении подачи топлива частота вращения валов КНД, КВД и силовой турбины будет увеличиваться. Когда за КНД давление достигнет 0,3 кгс/см2, закроется первая группа из четырех противопомпажных клапанов 22, а при давлении
25
0,6 кгс/см2 — вторая группа. При давлении за КВД 2 кгс/см2 закроются перепускные клапаны 18 (а, б). При частоте вращения вала силовой турбины около 2700 об/мин поршень регулятора скорости 10 под действием напора от насоса импеллера, преодолевая натяжение пружины, отойдет от нижнего упора и в работу вступит регулирование скорости по поддержанию частоты вращения силовой турбины. Частота эта будет поддерживаться в зависимости от установки механизма задатчика. При частоте вращения 2730 об/мин в механизме сработает микропереключатель, который выдаст сигнал об окончании пуска. К этому моменту клапан дежурного горения 21 откроется полностью, а необходимая мощность турбины будет обеспечиваться подачей дополнительного топлива регулирующим клапаном. Дальнейшее загружение турбины осуществляется перестановкой механизма задатчика регулятора скорости в положения увеличения задаваемой частоты вращения.
К окончанию пуска все электромагнитные вентили 6 (а—и) обесточиваются, что обеспечивает надежную их работоспособность.
Остановка турбины может быть нормальной с постепенным разгружением и экстренной (аварийной). Экстренные остановки, как правило, проводятся посредством перекрытия поступления топлива в камеру сгорания, и только при срабатывании защиты по превышению допустимой частоты вращения силового вала дополнительно сбрасывается воздух из нагнетания КВД. Экстренные остановки без сброса воздуха проводятся по сигналам электрической защиты, от срабатывания автомата безопасности турбодетандера, а также вручную — воздействием на электрическую кнопку «Аварийный стоп» или на пневматическую кнопку управления 13в. По команде электрической системы управления срабатывают электромагнитные вентили 6д и бе, а при срабатывании автомата безопасности турбодетандера или пневматической кнопки управления — выключатель 14. Из линии предельной защиты стопорного клапана выпускается воздух, давление снижается, и стопорный клапан 19 перекрывает подачу газа в камере сгорания. Одновременно перекрывается байпасный клапан 23а, а в регуляторе скорости букса отрывается пружиной от управляющего клапана, открывается выпуск воздуха из проточной линии регулирующего клапана и регулирующий клапан 20 закрывается. При снижении давления в линии предельной защиты стопорного клапана в золотнике переключающем 8в открывается выпуск воздуха из проточной линии клапана дежурного горения 21 и этот клапан также закрывается. При срабатывании защиты от превышения частоты вращения силового вала из линии предельной защиты автомата безопасности открывается выпуск воздуха либо в гидродинамическом автомате 16, либо в электромагнитном вентиле 6ж. Давление в этой линии снижается, и выпускные воздушные клапаны 17 (а, б) открывают сброс воздуха из КВД. Одновременно золотником переключающим 8в снижается давление в линии предельной защиты стопорного клапана и подача топлива
26
в камеру сгорания клапанами 19, 20, 21 и 23а перекрывается. В результате турбина быстро остановится. По мере выбега валов турбины при снижении давления за компрессорами откроются про-тивопомпажные клапаны 22 (а—з) и перепускные 18 (а, б).
Если экстренная остановка произойдет во время пуска турбины, то по электрическим связям системы управления одновременно с вентилями 6д и бе закроются вентили 6 (б—г) и откроется ба, отключатся пусковой турбодетандер и расцепная муфта валопо-воротного устройства КНД.
Узлы регулирования на ^грегате размещены по тому же принципу, что и на турбине ГТК-10-4. Все топливные клапаны и ограничитель приемистости 11а, управляющий клапаном дежурного горения, сосредоточены в блоке топливных клапанов. В блоке регулирующих устройств находятся: регулятор скорости 10, регулятор давления «после себя» 4, ограничитель приемистости Ив, золотник с ЭМП 12, золотники переключающие 8 (б, в), гидродинамический автомат безопасности 16, выключатель 15, шесть электромагнитных вентилей 6 (в—и) и реле давления воздуха РДВ-6. На лицевую панель шкафа выведены: две кнопки управления 13 (а, б), семь манометров, измеряющих давления в системе регулирования (три из них электроконтактных), и четыре миллиамперметра, на шкалах которых отмечается температура перед турбиной и частоты вращения валов КНД, КВД и силового (нагнетателя). Остальные узлы регулирования размещены на агрегате в трубопроводах. Блоки топливо- и воздухоподготовки установлены отдельно в непосредственной близости от агрегата.
Глава 2
КОНСТРУКЦИЯ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ОСНОВНЫХ УЗЛОВ РЕГУЛИРОВАНИЯ
Регулятор скорости
Датчиком для регулятора является специальный масляный насос — импеллер, находящийся на силовом валу. Изменение частоты вращения вала вызывает изменение напора масла в импеллере, пропорциональное квадрату частоты вращения.
Изменение напора масла импеллера в регуляторе (рис. 5) воспринимается поршнем 2, установленным в расточке корпуса 5. Давление нагнетания действует на поршень снизу, давление всасывания — сверху. Подвод этих импульсов осуществлен через отверстия во фланце 1. Усилию, создаваемому напором импеллера, противодействует пружина 4. Необходимое натяжение пружины устанавливается подрезкой высоты подкладного кольца 3. Одновременно пружина, опираясь на кольцо и тарелку 41, с помощью упора 42 прижимает нижний конец штока 6 к поршню. Верхний конец штока, выполняющий функцию дроссельного золотника, имеет коническую форму и находится внутри отверстия на нижнем торце втулки 8. Перемещение штока направляется втулкой 7, которая имеет отверстия для дренирования масла, протекающего по зазору между втулкой 7 и штоком. Полость внутри втулки 8 через боковые сверления и отверстия во втулке 9 и в корпусе 5 сообщается с линией проточного воздуха, а торцевое отверстие, в котором помещается верхний конец штока, — с атмосферой. При смещении штока относительно втулки 8 или втулки относительно штока изменяется сечение для выхода воздуха из проточной линии в атмосферу. Сечение увеличивается, когда шток смещается вверх. Если сечение велико, то давление в проточной линии низкое, что вызывает закрытие топливного регулирующего клапана и открытие выпускных воздушных клапанов в нагнетании циклового компрессора. Если сечение уменьшается, то последовательно происходит вначале закрытие выпускных, а затем открытие регулиру-рующего клапанов.
Втулка 8 перемещается во втулке 9 с помощью штока 10, приваренного к тарелке 39 мембранного устройства. Резиновая мембрана 36 устройства обжата по наружному контуру крышкой 35 и выточкой на корпусе 5, по внутреннему контуру — тарелкой 39 и диском 40 с помощью гаек 11. Над тарелкой 39 установлены две пружины 37 и 38, верхние концы которых упираются во втулку 32, запрессованную в крышку 35. В штоке 10 есть осевое отверстие, ко-28
Вшй
торое сверху имеет вид седла, закрываемого замыкающим клапаном 34 на механизме задатчика частоты вращения. Под мембрану 36 через корпус 5 подведен воздух из линии предельной защиты. При открытом осевом отверстии через боковые сверления в штоке 10 и в крышке 35 воздух из-под мембраны может выходить в атмосферу.
Механизм задатчика изменяет положение замыкающего клапана 34 по высоте. Клапан перемещают либо вручную с помощью маховика 18, либо дистанционно включением электродвигателя 48. Маховик и электродвигатель вращают валик 24 с конической шестерней 25, сцепленной с колесом 29. Колесо вращает резьбовую втулку 31, установленную в расточке крышки 35 на подшипнике качения 30. В резьбовой втулке поступательно перемещается шток 28 с укрепленным на его конце замыкающим клапаном 34. Шток удерживается от проворачивания штифтом 33, по которому скользит лыска, срезанная с цилиндрической поверхности штока.
Вал электродвигателя с помощью крестовидной муфты 47 соединен с червяком 12, который передает вращение червячному колесу 23. Червячное колесо 23 и пружина 19, натяжение которой изменяется гайкой 20, образуют коническую фрикционную муфту. С помощью этой муфты обеспечивается передача вращения вала электродвигателя валику 24. Фрикцион создает независимость ручного и дистанционного управления и предохраняет электродвигатель от работы в режиме полного торможения, когда замыкающий клапан 34 стоит на упоре.
При вращении валика 24, имеющего резьбовую нарезку, по пазу в пластине 50, укрепленной на крышке 35, движется толкатель 26, который заставляет срабатывать микропереключатели 43, 44 и 45. Импульсы микропереключателей используются в системе автоматического управления и сигнализации, а также для остановки электродвигателя 48.
Механизм задатчика снабжен указателем положения со шкалой, перемещаемой с помощью планетарной передачи. Водило 14 передачи жестко соединено с фрикционной втулкой 15. В водило запрессована втулка, в которой проворачивается ось 22 с укрепленными на ней двумя шестеренками 21. Одна шестерня обегает неподвижное колесо 13, закрепленное на корпусе червячного редуктора, другая сцеплена с колесом 16, проскальзывающим относительно втулки 15. К колесу 16 прикреплен барабан со шкалой 17, разбитой на 20 делений.
При одинаковом диаметре делительных окружностей ведомое колесо 16 имеет на один зуб больше опорного 13. Поэтому, когда маховик 18, скрепленный со втулкой 15, совершит один оборот, шестеренка 21, обегая опорное колесо вместе с водилом 14, протолкнет шкалу 17 на один зуб в обратном направлении. Шкала провернется на полный оборот, когда маховик совершит 65 оборотов. Над вращающейся шкалой на стенке шкафа, куда установлен регулятор скорости, прикреплена указательная пластинка со
30
стрелкой, позволяющая судить о положении замыкающего клапана 34.___ -
Действие регулятора сводится к следующему. Перед его включением в работу, еще до начала пуска турбины, шток 10 со втулкой 8 пружинами 37 и 38 опущен вниз до упора диска 40 в корпус 5, а замыкающий клапан 34 механизмом задатчика поднят до упора вверх и разобщен со штоком 10. Верхнее положение клапана обеспечивается упором толкателя 26 в гайки 27, которые укреплены на валике 24. В этом положении воздух из линии предельной защиты через открытые отверстия в штоке 10 выпускается в атмосферу. Давление в линии составляет всего 0,2—0,3 кгс/см2, и стопорный клапан закрыт. Закрыт и регулирующий клапан, так как вместе со штоком 10 опущена вниз втулка 8, и воздух вытекает из проточной линии в атмосферу через образовавшийся большой зазор между конусной частью штока 6, опущенного к нижнему упору пружиной 4 вместе с поршнем 2, и торцевым отверстием на втулке 8.
Чтобы открыть стопорный клапан, механизмом задатчика вращают маховик 18 в сторону «Убавить», в результате чего замыкающий клапан 34 перемещается вниз до упора в седло на верхней части штока 10. Выход воздуха из линии предельной защиты перекрывается, давление в ней повышается и стопорный клапан открывается. Когда клапан 34 опустится до упора вниз, от нажатия планки 46, укрепленной на толкателе 26, сработает микропереключатель 43, которым останавливается электродвигатель 48, если управление задатчиком проводилось дистанционно.
Для последующего открытия регулирующего клапана необходимо маховик механизма задатчика вручную или электродвигателем вращать в обратную сторону. Замыкающий клапан 34 будет перемещаться вверх. Благодаря давлению воздуха в линии предельной защиты, действующему на мембрану 35 и диск 40, вслед за клапаном, несмотря на сопротивление пружин 37 и 38, будет подниматься шток 10 со втулкой 8. Так как шток 6 вместе с поршнем 2 продолжает оставаться на упоре, то при перемещении вверх втулки 8 уменьшается выпуск воздуха из проточной линии в атмосферу, давление в линии увеличивается и с некоторого момента, < примерно после 5—7 оборотов маховика механизма задатчика, начинает открываться регулирующий топливный клапан. Переставляя постепенно механизмом задатчика замыкающий клапан 34 вверх и увеличивая открытие регулирующего клапана, поднимают частоту вращения ротора силовой турбины и колеса импеллера, находящегося на его валу. Когда напор импеллера достигнет 3 кгс/см2, поршень вместе со штоком 6 начнут перемещаться вверх. Пружина 4 несколько сожмется. С этого момента регулятор скорости вступит в работу по поддержанию задаваемой механизмом задатчика частоты вращения. Чем выше установлен замыкающий клапан 34, тем больше задаваемая частота вращения. При этом один оборот маховика механизма задатчика изменяет задаваемую частоту вращения примерно на 50 об/мин.
31
Установленная частота вращения поддерживается следующим образом. Если по какой-нибудь причине частота вращения снизится, то из-за уменьшения напора на импеллере поршень 2 вместе со штоком 6 усилием пружины 4 опустится вниз. Выпуск воздуха из проточной линии сократится, так как отверстие во втулке 8 перекроется конусом на штоке 6. Давление в проточной линии повысится, регулирующий клапан откроется, а снижение частоты вращения прекратится. При повышении частоты вращения регулятор действует в обратном порядке. Отверстие во втулке 8 открывается, давление в проточной линии снижается и регулирующий клапан прикрывается. Неравномерность регулятора скорости при номинальной частоте вращения составляет 4—5 %. В случае мгновенного сброса нагрузки может произойти резкое увеличение частоты вращения. Тогда конусная часть штока 6, поднявшись относительно втулки 8, может увеличить выпуск воздуха из проточной линии в атмосферу настолько (ниже 0,5 кгс/см2), что полностью закроется регулирующий клапан, а затем откроются выпускные воздушные. Открытие последних произойдет, когда частота вращения увеличится сверх 4—5 % еще на 1—2 %. Выпуск воздуха из компрессора резко приостановит возрастание частоты вращения, а с некоторого момента она начнет снижаться. Выпуск воздуха из проточной линии в регуляторе также начнет уменьшаться. Выпускные клапаны закроются. Затем снова откроется регулирующий клапан настолько, чтобы поддержать заданную частоту вращения, но уже при сниженной нагрузке. Задания минимальной — 3300 и максимальной — 5000 об/мин рабочих частот вращения фиксируются конечными микропереключателями 45 и 44. Настройка срабатывания этих микропереключателей проводится перемещением их по пазам на пластине 50 и подрезкой планки 46. Задание максимальной частоты вращения фиксируется также и механическим упором, настраиваемым гайками 27 путем их перемещения по резьбовой части валика 24.
При срабатывании предельной защиты, как только давление в этой системе становится меньше 0,8 кгс/см2, пружины 37 и 38 отрывают шток 10 от замыкающего клапана 34 и быстро ставят втулку 8 на нижний упор. Через отверстие в седле на штоке 10 открывается дополнительный сброс воздуха из линии предельной защиты, что ускоряет закрытие стопорного клапана. Перемещение-втулки 8 относительно штока 6 приводит к резкому снижению давления в проточной линии. В результате закрывается регулирующий и открываются выпускные воздушные клапаны. Все это создает условия для быстрой остановки турбины. После отключения действия защиты положение стопорного и регулирующего клапанов не изменяется. Они остаются в закрытом положении, так как в регуляторе продолжается выпуск воздуха из линии предельной защиты и проточной линии. Повторный запуск турбины может быть осуществлен только в описанной выше последовательности: замыкающий клапан 34 необходимо опустить вниз до упора (от-32
крыть стопорный клапан) и затем поднять вверх (открыть регулирующий).
Для дистанционного управления задатчиком регулятора скорости используется электродвигатель 48 мощностью 120 Вт (частота вращения 3000 об/мин), работающий на постоянном токе при напряжении 220 В. Тип микропереключателей — МП 1203, исполнение — I. Электропроводка к микропереключателям подсоединяется через штепсельный разъем 49, им-еющий 12 контактов, а к электродвигателю — через другой штепсельный разъем (на рис. 5 не показан) с четырьмя контактами. Штепсельные разъемы упрощают проведение работ, связанных с разборкой регулятора.
Регулятор скорости настраивается, как правило, заводом-изготовителем. При эксплуатации может возникнуть необходимость в замене пружины 4, тогда надо отрегулировать высоту подкладного кольца 3 так, чтобы поршень начинал перемещаться при давлении под ним 3 ±0,1 кгс/см2. Для точного определения смещения поршня надо снять крышку 35 и на шток 6 установить микрометрический индикатор.
В значительной степени надежная работа регулятора зависит от правильной сборки конического фрикциона механизма задатчика. Конические поверхности втулки 15 и червячного колеса 23 должны быть притерты друг к другу, промыты в керосине и насухо вытерты. Смазывать маслом эти поверхности не разрешается. Во время сборки фрикциона пружина 19 сжимается до соприкосновения витков, а затем стягивающая гайка ослабляется на 1— 2 оборота. Максимальная сила тока в электродвигателе должна быть не более 0,6 А.
Во время разборки и сборки механизма задатчика необходимо сохранять неизменным расстояние от толкателя 26 до малой конической шестерни 25 в положении, при котором замыкающий клапан 34 упирается в седло на штоке 10. Это условие обеспечит сохранение ранее отрегулированного упора 27, задающего максимальную частоту вращения вала турбины, и положение микропереключателей 43, 44 и ^5. Необходимо следить за тем, чтобы замыкающий клапан 34 свободно покачивался на конце штока 28 и был хорошо притерт к седлу на штоке 10.
В регуляторах скорости необходимо проверять центровку электродвигателей, правильность установки микропереключателей и шкалы. Микропереключатели 43 и 44, сигнализирующие о крайних положениях планки 46, а вместе с нею и механизма задатчика, должны останавливать электродвигатель примерно на 0,5 мм раньше установки на механические упоры. На механические упоры нельзя устанавливать механизм и при управлении вручную маховиком 18. После установки на упор маховик во избежание заклинивания надо отвести на пол-оборота в обратную сторону, тогда будет гарантирована безотказная работа механизма при последующем управлении от электродвигателя.
На рис. 6 изображен регулятор скорости турбины ГТН-25. Конструкция регулятора в основном такая же, как и на турбине
3 Заказ № 314
33
ГТК-10-4. Отличие имеется только в конструкции механизма з-задатчика. На механизме дополнительно смонтированы дроссельными золотник для управления клапаном дежурного горения и клап^а и для управления выключателем в линии предельной защиты.
Дроссельный золотник 6 клапана дежурного горения перем •«-щается во втулке 9, запрессованной в корпус 8. Корпус укрепл^^Н на крышке 1 регулятора, и к нему подведена проточная лине-мя системы управления клапаном дежурного- горения. Перемещенное золотника производится толкателем 4, с которым золотник со динен с помощью гайки 5. Противоположный конец золотника, полненный в виде усеченного конуса, находится против отверстр^я во втулке 7. При смещении золотника конус перекрывает отве 753-стие, через которое выпускается воздух из проточной линии. Коглж.а отверстие во втулке максимально раскрыто, давление в проточнсдэй линии низкое и клапан дежурного горения закрыт.
Клапан, управляющий выключателем, размещен в другом ко тд>-пусе 15, также укрепленном на крышке 1. Собственно клапан 1 7, установленный в крышке 19, управляет подводом силового возду>-са к выключателю во время пуска турбины. Клапан управляетсд^я с помощью толкателя 16, на который оказывает усилие полз ту -нок 10, перемещаемый винтом И. Винт вращается коническсд>й шестерней 12, сцепленной с колесом 2 механизма задатчика.
Работает регулятор следующим образом. До начала пуснса управляющий клапан, так же как и в регуляторе ГТК-10-4, м е-ханизмом задатчика поднят до упора вверх. При этом стопорнь—ой и регулирующий клапаны закрыты. В этом положении золотник € войдет в отверстие во втулке 7 и выпуск воздуха из проточнее»й линии будет перекрыт. Но давление в проточной линии будет ни: ;з-ким, так как сброс воздуха из этой линии происходит через з <z>-лотник переключающий (8в на рис. 4).
В предпусковом положении ползунок 10 максимально смептЕ^тт в сторону конической шестерни 12. Клапан 17 пружиной 18 по л-жат вверх и перекрывает подвод силового воздуха к выключател^о.
Пуск турбины, так же как на ГТК-Ю-4, начинается с опуск .а-ния с помощью механизма задатчика замыкающего клапана вн»о до упора для открытия стопорного клапана. В этом положенЕ-ои конический конец золотника 6 выйдет из отверстия во втулке 7 и откроется выпуск воздуха из проточной линии, упр^вляющ^^й клапаном дежурного горения. Последний будет оставаться в з крытом положении, хотя в золотнике переключающем (см. рис. выпуск воздуха из проточной линии закроется.
До момента открытия стопорного клапана, примерно, кпгят;а через один оборот маховика механизм задатчика установится иа нижний упор, перемещающийся по винту 11 ползунок 10 сбором скосом нажмет на толкатель 16. Клапан 17 откроет пропуск сил? о— вого воздуха к выключателю (см. рис. 4) и установит его в рабочее положение. В линии предельной защиты, управляющей вж^-пускными воздушными клапанами, установится максимальн«э& давление.
3*
Чтобы открыть клапан дежурного горения, а затем регулирующий, замыкающий клапан механизма задатчика перемещают в обратную сторону — вверх. Золотник 6 толкателем 4 начнет смещаться вправо. Отверстие во втулке 7 перекрывается, и давление в проточной линии клапана дежурного горения увеличивается. Соответствующей настройкой устанавливают, чтобы начало открытия клапана дежурного горения происходило после смещения замыкающего клапана с нижнего упора через 3—4 оборота по маховику управления. Еще через 3—4 оборота маховика дежурный клапан откроется полностью и начнет открываться регулирующий.
В процессе перестановки механизма задатчика для открытия клапанов регулирующего и дежурного горения ползунок 10 будет смещаться в сторону конической шестерни 12. Клапан перекроет подвод силового воздуха к выключателю и подготовит его для последующего срабатывания при прохождении импульса аварийной остановки от превышения частоты вращения вала силовой турбины.
Микропереключатель 13 настраивают на выдачу сигнала при установке задатчика для поддержания минимальной рабочей частоты вращения — 2730 об/мин. Микропереключатель 5 сигнализирует максимальную частоту вращения — 3900 об/мин.
В отличие от ГТК-10-4 в регуляторе скорости применен электродвигатель не постоянного, а переменного тока типа 4АА56А4УЗ. Напряжение 220/380 В, частота вращения 1400 об/мин.
Стопорный клапан
Стопорный клапан (рис. 7) предназначен для автоматического отключения подачи топлива в камеру сгорания газовой турбины по импульсу экстренной остановки.
Непосредственно клапан 3, укрепленный цилиндрическим штифтом 4 на штоке 5, находится внутри стального корпуса 1, имеющего фланцы для присоединения трубопроводов, подводящих и отводящих топливный газ. Седло 2 клапана запрессовано в корпусе /. Клапан сверху закрыт крышкой 12, которая является также основанием пневматического привода. Шток в крышке уплотняется сальниковой набивкой, состоящей из втулки 6, промежуточного кольца 9, уплотнительных колец 8 из листового фторопласта и колец 7 из мягкого фторопластового уплотнительного материала (ФУМ). Уплотнительные кольца 7 и 8 сжаты гайкой 10, которая стопорится винтом 11. Возможные незначительные протечки, газа по штоку со стороны клапана и воздух (со стороны привода) отводятся через промежуточное кольцо 9 и далее через сверления в крышке 12 в атмосферу (вне помещения машинного зала).
Основной поток топливного газа от стопорного клапана направляется к регулирующему клапану (на турбине ГТН-25 еще и к клапану дежурного горения), и небольшое количество поступает 36
Рис. 7. Стопорный клапан и клапан турбодетандера.
через отверстие а в корпусе 1 к кранам (клапанам) запальной и дежурной горелок.
Привод стопорного клапана мембранного типа управляется давлением воздуха в линии предельной защиты. В качестве мембраны используется резиновая пластина 13 толщиной 4 мм, которая обжата по наружному контуру крышкой 12 и верхней крышкой 14, а по внутреннему.— тарелкой 28 и диском 30, образующими жесткий центр. Жесткий центр укреплен на верхнем конце штока 5 гайкой 27. С помощью кольца 29, толщина которого определяется при сборке, между жестким центром и крышкой 12 устанавливается зазор от 3 до 4 мм, чем обеспечивается надежное закрытие клапана.
Стопорный клапан закрывается двумя пружинами сжатия 16 и 17. Открывается стопорный клапан, когда в подмембранную полость б привода поступает воздух из линии предельной защиты через ускоритель закрытия, который состоит из специальной
37
шайбы 19, запрессованной в верхней части крышки 14, пластины 20, крышки 21 и дросселя 18, ввернутого в крышку 21. Шайба 19 имеет десять сверлений г, которыми подмембранная полость б привода может сообщаться с надмембранной полостью д, где установлены пружины.
При подаче воздуха из линии предельной защиты через крышку 21 из-за малого сечения дросселя 18 и объема полости в давление над пластиной 20 быстро увеличивается. Пластина прижимается к шайбе 19, в ней перекрываются отверстия г, и воздух из полости в поступает через дроссель 18 по трубопроводу 15 в подмембранную полость б. Давление в этой полости начинает увеличиваться, и примерно через 10 с за счет перемещения вверх жесткого центра открывается стопорный клапан. В дальнейшем пластина 20 все время будет прижиматься к шайбе 19, так как площадь пластины, на которую действует давление воздуха, сверху больше, чем снизу. Полное открытие клапана фиксируется установкой жесткого центра на упор в крышку 14. Ход клапана отмечается по шкале 23 риской на толкателе 24, перемещаемом во втулке 25 жестким центром, к которому толкатель все время прижимается пружиной 26. Полный ход клапана 20 мм. Верхнее положение клапана сигнализируется микропереключателем 22 типа МП 1203.
При срабатывании защиты давление в полости в быстро снижается. Из-за наличия дросселя 18 давление в подмембранной полости б в первое время остается прежним. Этим давлением пластина 20 быстро перемещается вверх примерно на 2—3 мм до упора в крышку 21. Отверстия г открываются и сообщают подмембранную полость б с надмембранной д. Клапан пружинами, а также усилием давления топливного газа, действующего на него, быстро опускается в седло и перекрывает поток газа к камере сгорания турбины. Время закрытия клапана после начала снижения давления в линии предельной защиты составляет менее 0,2 с. Через отверстие е в крышке 14 воздух, поступивший в надмембранную полость д, выходит в атмосферу.
При ревизиях клапана особое внимание следует уделять качеству соприкасающихся поверхностей пластины 20 и шайбы 19. Забоины или небольшой перекос, приводящие к неплотному их прилеганию, вызывают падение давления воздуха предельной защиты. В заводских условиях эти поверхности шлифуются на плоскошлифовальном станке. В условиях КС доводку (в случае необходимости) качества этих поверхностей можно осуществить шабровкой, проверяя прилегание по краске.
Регулирующий клапан и клапан дежурного горения
Конструкция регулирующего клапана (рис. 8) и его пневмопривода почти такая же, как и стопорного. Отличия заключаются только в размерах клапана 1 и седла 2, а также в конструкции управляющего пневмоприводом элемента. Для турбин ГТК-10-4
38
Рис. 8. Регулирующий клапан и клапан дежурного горения.
и ГТН-25 диаметр стопорных клапанов один и тот же — 65 мм, а регулирующих — 30 мм, но форма профиля регулирующего клапана у этих турбин различна. Управляющий элемент в приводе регулирующего клапана существенно отличается от стопорного: в стопорном элементе применен ускоритель закрытия, который обеспечивает релейную работу клапана («Открыто—закрыто»); в регулирующем управляющий элемент, состоящий из золотникового устройства, обеспечивает пропорциональное открытие клапана в зависимости от импульса — давления в проточной системе. Такой же элемент применен и на стопорном клапане турбины ГТН-25.
Управляющий элемент регулирующего клапана смонтирован на крышке 4 пневмопривода и включает в себя резиновую мембрану 5 толщиной 2 мм, которая обжата по наружному диаметру крышкой 4 и корпусом 6, а по внутреннему — диском 13 и тарелкой 14, образующими жесткий центр. Диск и тарелка стягиваются между собой с помощью болта 12 и гайки 15. В корпус 6 установлены букса 9 и золотник 8, которые сверху закрыты заглушкой 10, имеющей небольшое отверстие. Золотник 8 с помощью замыкающей пружины 11 прижимается к жесткому центру мембраны про
39
межуточного серводвигателя. Между жесткими центрами мембраны промежуточного серводвигателя и пневмопривода регулирующего клапана установлена пружина сжатия 16, натяжением которой с одной стороны закрывается регулирующий клапан, с другой — смещается мембрана промежуточного серводвигателя к упору в корпус 6. Пружина 17 дополнительно помогает закрывать клапан.
На наружной поверхности буксы 9 имеются три проточки. Верхняя проточка через отверстия в корпусе 6 сообщена с атмосферой, средняя — посредством трубы 3 с подмембранной полостью а пневмопривода клапана; к нижней проточке подведен воздух из коллектора с давлением 1,4 кгс/см2. Для исключения перетечек воздуха по зазору между буксой и корпусом установлены резиновые уплотнительные кольца 7. На буксе в районе всех трех проточек выполнены сквозные отверстия. Отверстия в верхней и нижней проточке при среднем положении золотника 8 перекрываются его поясками. При смещении золотника вверх открываются верхние отверстия и подмембранная полость а пневмопривода сообщается с атмосферой. Пружины 16 и 17 смещают клапан вниз на прикрытие прохода топлива. При смещении золотника вниз подмембранная полость а отсекается от атмосферы и подсоединяется к подводу воздуха из коллектора. Клапан перемещается вверх на открытие. При среднем положении золотника пневмопривод и клапан неподвижны, так как подмембранная полость а отсечена и от напорного коллектора, и от атмосферы.
Перемещение золотника в расточке буксы происходит при смещении жесткого центра мембраны 5 за счет изменения давления воздуха в проточной линии, подведенного в полость б. При повышении давления мембрана, сжимая пружину 16, прогибается вниз. Вместе с нею вниз перестанавливается золотник, прижатый к жесткому центру пружиной И. В результате регулирующий клапан начинает перемещаться вверх на открытие, при этом пружина 16 дополнительно сжимается. Увеличившимся натяжением пружины жесткий центр мембраны 5 будет теперь уже перемещаться обратно — вверх. Золотник устанавливается в нейтральное положение, и клапан останавливается. При снижении давления в проточной системе мембрана и золотник движутся вверх, а клапан закрывается. Натяжение пружины 16 уменьшается, золотник устанавливается обратно в нейтральное положение, и перемещение клапана прекращается. Предварительное натяжение пружины 16, устанавливаемое толщиной подкладного кольца 19, выбрано таким, чтобы регулирующий клапан начинал открываться при давлении в проточной линии 0,6 кгс/см2. Полное открытие клапана на ход 20 мм происходит при давлении 1,2 кгс/см2. Если давление устанавливается в пределах от 0,6 до 1,2 кгс/см2, то клапан открывается пропорционально его значению.
Регулирующий клапан отличается от стопорного еще и установкой срабатывания микропереключателя 18. На регулирующем клапане он должен сигнализировать о положении, при котором клапан открывается на 1 —1,5 мм. Это положение используется,
40
с одной стороны, для сигнализации пропуска топливного газа к камере сгорания, и с другой — для организации одной из ступеней прогрева турбины при пуске.
Клапан дежурного горения, используемый для подачи топлива в камеру сгорания газовой турбины ГТН-25 в обвод регулирующего клапана с целью стабилизации горения, по конструкции такой же, как и регулирующий. Отличается он только размером клапана и седла, так как максимальный пропуск газа клапаном составляет 20 % от полного расхода.
Ограничитель приемистости
Ограничитель приемистости (рис. 9) предназначен для ограничения максимальной температуры перед турбиной и предупреждения помпажа компрессора на пусковых режимах. Ограничение
температуры и предупреждение помпажа осуществляются установкой максимально допустимых открытий регулирующего кла
пана и клапана дежурного горения на подаче топлива в камеру сгорания в зависимости от давления воздуха за компрессором. Ограничитель приемистости собирается в корпусе 3, в котором запрессована втулка 21. Корпусом 3 и крышкой 8 по внешнему контуру обжата мембрана 4 из резиновой пластины толщиной 2 мм. По внутреннему контуру мембрана обжата тарелками 18 и
19, стянутыми между собой с релки 18 и 19 образуют жесткий центр мембраны. На штоке 2 гайками 23 удерживается тарелка 22, в которую упирается пружина 1. Усилием пружины 1 шток в нормальном состоянии своим буртом а прижимается к тарелке 19, запирая отверстия, через которые воздух из проточной системы, подведенный в подмембранную полость б корпуса 3, может выпускаться в атмосферу. Натяжение пружины регулируется перестановкой гаек 23 по резьбовой части штока 2. Пружина закрывается кожухом 20, имеющим внизу отверстие для выпуска воздуха.
Над мембраной в крышке 8 установлены два рычага 15 и 16, которые могут поворачиваться на валиках 14 и 5. Нижний ры-
помощью штока 2 и гайки 17. Та-
ВозВух из компрессора
Рис. 9. Ограничитель приемистости.
41
чаг 16 опирается на шток 2. Над верхним рычагом 15 установлен сильфон И, приваренный к кольцу 10 и тарелке 12. Кольцо 10 зажато между крышкой 8 и фланцем 9, к которому подсоединен трубопровод, передающий давление из нагнетания компрессора. Тарелка 12 опирается на верхний рычаг 15 через шарик 13. Между рычагом размещен второй такой же шарик, положение которого относительно рычагов 15 и 16 можно отрегулировать смещением корректора 6, укрепленного в расточке крышки 8 винтом 7. Корректор позволяет менять передаточное отношение по усилию от сильфона к мембране. Надмембранная полость, где установлены рычаги, сообщена через отверстие в в крышке 8 с атмосферой.
Работает ограничитель приемистости по принципу ограничения давления в проточных линиях, а следовательно, и ходов регулирующего клапана и клапана дежурного горения в зависимости от давления за компрессором. При отсутствии давления за компрессором устанавливается такое натяжение пружины, что давление в проточной линии не может быть более 0,7—0,8 кгс/см2 даже тогда, когда регулятором скорости установлено максимальное давление— 1,2 кгс/см2. При этом максимальные открытия регулирующего клапана и клапана дежурного горения примерно 6 и 3 мм. Ограничение давления и хода клапана произойдет за счет перестановки мембраной штока 2 вверх и выпуска буртиком а через втулку 21 части проточного воздуха в атмосферу. С увеличением давления за компрессором автоматически перестраивается ограничитель приемистости на ограничение более высокого давления в проточной линии, т. е. на ограничение большего хода регулирующего клапана или клапана дежурного горения. Изменением положения корректора 6 на остановленной турбине устанавливают открытие регулирующего клапана в пределах 16—17 мм при давлении на сильфоне И, равном 3,6 и 12 кгс/см2 соответственно для турбин ГТК-10-4 и ГТН-25. Полное открытие клапана дежурного горения должно происходить при давлении на сильфоне 2,6 кгс/см2.
В нормальных условиях, когда перемещение регулирующего клапана не вызывает отклонений параметров сверх максимально допустимых, ограничитель приемистости не должен вступать в работу. Ограничитель приемистости может вступать в работу только при переходных процессах регулирования — при пуске и наборе нагрузки турбиной, если они производятся в недопустимо быстром темпе. Необходимо помнить, что надежная работа ограничителя приемистости зависит от точности поддержания постоянного давления топливного газа в станционном коллекторе и точности исполнения профиля регулирующего клапана.
Если в холодное время года автоматический пуск остывшего агрегата сопровождается вступлением в работу ограничителя приемистости, то паузу между импульсами на. открытие регулирующего клапана следует увеличить. Это позволит удлинить время прогрева, и пуск будет проходить без вступления в работу ограничителя приемистости. Искусственная перестройка ограничителя, допускающая открытие регулирующего клапана на остановленном 42
агрегате сверх 6—6,5 мм, недопустима! Темп пуска, отлаженный для низких температур наружного воздуха, следует сохранить и для летних условий работы.
При эксплуатации ограничителя приемистости наблюдаются высокочастотные колебания его подвижных частей. Обычно эти колебания прекращаются, если перпендикулярно к оси пружины 1 приложить от руки усилие порядка 2—3 кгс. Если это так, то для устранения автоколебаний рекомендуется в тарелке 22 внутреннее отверстие, которое надевается на конец штока 2, просверлить с эксцентриситетом 2—3 мм. Тогда пружина будет устанавливаться с небольшим перекосом, а шток — испытывать небольшие поперечные усилия, которые прекратят автоколебания. Введение небольшого трения в систему ограничителя на точности его работы практически не сказывается.
Если при эксплуатации замечено, что ограничитель приемистости вступает в работу раньше и не позволяет увеличить температуру перед турбиной до предельного значения, то корректор 6 следует переместить в сторону к сильфону. А если температура перед турбиной не ограничивается, то корректор отодвигается в обратную сторону.
Байпасный клапан
Байпасный клапан предназначен для подачи топливного газа к запальной горелке и для зажигания дежурной или рабочей во время запуска газовой турбины. Впервые байпасный клапан стал
применяться на турбине ГТН-25. На турбине ГТК-10-4 подача газа к запаль-' ной и дежурным горелкам осуществляется станционными кранами £)у = 50 мм. Байпасные клапаны значительно компактнее, поскольку они имеют проходное сечение £>у=10 мм и управляются не газом, а воздухом, отбираемым из системы регулирования.
Байпасный клапан (рис. 10) собран в сварном корпусе 1, в котором размещен шток 3 с укрепленным на его конце клапаном 2. Седло клапана выполнено на нижнем фланце 13, через который подводится топливный газ. Шток уплотняется сальниковой на
43
бивкой из колец фторопласта и ФУМ, обжатых гайкой 4. Незначительные утечки газа через сальниковую набивку отводятся через промежуточное кольцо 12 в атмосферу вне помещения машинного зала.
Открывается клапан мембранным исполнительным механизмом при подаче к нему воздуха. В качестве мембраны использована резиновая пластина 9 толщиной 2 мм, которая обжата по наружному контуру фланцами на корпусе 1 и крышке 5, а по внутреннему— жестким центром, составленным из двух дисков 10 и 11, скрепленных между собой винтами. Шток 3 укреплен в диске 10 гайками 6. Закрывается клапан пружиной 7 при снижении давления под мембраной. Открытие клапана сигнализируется микропереключателем 8.
Выпускные воздушные клапаны
Для сброса воздуха в атмосферу из нагнетательного патрубка циклового компрессора турбины применяются выпускные воздушные клапаны. Эти клапаны открываются при экстренной остановке или при мгновенной разгрузке нагнетателя. В первом случае сокращается время выбега роторов турбины до остановки, а также снижается резкость охлаждения проточной части турбины из-за уменьшения поступления холодного воздуха от компрессора, во втором — снижается недопустимое превышение частоты вращения ротора силовой турбины.
Для турбины ГТК-Ю-4 применяются два выпускных воздушных клапана с проходными сечениями Dy = 350 мм (условное давление ру= 6 кгс/см2). Для турбины ГТН-25 используются также два клапана с £)у = 300 мм (ру= 25 кгс/см2). По условиям работы необходим один клапан, второй нужен только для обеспечения надежности. По конструкции клапаны с £)у = 300 и 350 мм примерно одинаковы. На рис. И изображен клапан для турбины ГТН-25. Клапан собран в сварном корпусе 1, составленном из двух концентрических труб, сцентрованных с помощью ребер. К наружной трубе приварен входной патрубок, к внутренней — выходной.
Внутренняя труба на верхнем торце имеет наплавку из нержавеющей стали. Наплавка обработана под седло, к которому пружиной 7 прижимается тарелка 4, выполняющая функцию клапана и поршня пневматического привода. По оси тарелки укреплен шток 2, который может перемещаться в направляющей втулке 3. Втулка запрессована в гнездо, помещенное в центре внутренней трубы на ребрах. В тарелку вставлено пружинящее поршневое кольцо 5, которое выбирает зазор между тарелкой и рубашкой 6. В тарелке имеются два небольших отверстия а, через которые полость б над тарелкой сообщается с полостью входного патрубка. Для фиксации перемещения тарелки через крышку 8, закрывающую корпус сверху, пропущен стержень 10. Стержень скреплен со штоком гайкой 9 и копирует перемещение
44
_[—<1 Подвод импульса
Рис. 11. Выпускной воздушный клапан.
последнего. Выход стержня из крышки уплотняется сальниковой асбестовой набивкой, которая обжимается гайкой 11. На крышке смонтирован небольшой односедельный импульсный клапан 12, управляемый системой регулирования. Этим клапаном полость б над тарелкой основного клапана может сообщаться с атмосферой либо отсекаться от нее. Импульсный клапан управляется мембранным пневмоприводом, составленным из резиновой мембраны 17, обжатой по наружному контуру верхним фланцем на корпусе 14 и крышкой 15, а по внутреннему — тарелками 13 и 18, образующими жесткий центр. Шток 19 клапана 22 перемещается во втулке 20. Соединение жесткого центра мембраны со штоком осуществлено гайкой 16. Закрывается клапан давлением воздуха в импульсной линии, подводимой к крышке 15, открывается — пружиной 21.
При нормальной работе турбины давление в импульсной линии максимально (1,4 кгс/см2) и импульсный клапан закрыт.
45
Полость б над тарелкой основного клапана разобщена с атмосферой. В этом положении выпускной клапан закрыт, так как тарелка прижимается к седлу под усилиями пружины, собственного веса и давления воздуха в полости б, равного давлению в подводящем патрубке. Основное усилие в несколько тонн-силы создается за счет давления воздуха, поэтому клапан надежно удерживается в закрытом положении.
При снижении давления в импульсной линии импульсный клапан открывается. Полость б над тарелкой основного клапана сообщается с атмосферой и давление в ней снижается, потому что через отверстия а в полость поступает значительно меньше воздуха, чем уходит через импульсный клапан в атмосферу. Когда давление снизится примерно наполовину, тарелка 4, преодолев усилие пружины 7, напором подводимого к клапану воздуха быстро поднимется до упора в крышку 8. Выпускной клапан откроется. При полном снижении давления в полости б усилие, открывающее клапан, также составляет несколько тонн-силы, чем гарантируется надежная отработка клапана.
Если в импульсной линии давление снова увеличится, то импульсный клапан закроется и давление в полости б через отверстия а вновь сравняется с давлением в подводящем трубопроводе. Пружина 7 и возросшее давление в полости б опустят тарелку 4 на упор в седло, и выпуск воздуха прекратится. Время открытия клапана с момента изменения давления над мембраной импульсного клапана составляет 0,2—0,4, а время закрытия — 0,5—0,8 с.
Противопомпажные клапаны
Для предупреждения помпажа цикловых компрессоров газовых турбин на пусковых режимах используются противопомпажные клапаны, которыми производят частичный сброс воздуха в атмосферу. На турбине ГТК-Ю-4 воздух сбрасывают после 4-й ступени компрессора, для чего используется восемь клапанов, установленных непосредственно на корпусе компрессора. На турбине ГТН-25 воздух сбрасывают в двух местах: восемью клапанами после компрессора низкого давления и двумя клапанами после компрессора высокого давления.
Противопомпажный клапан турбины ГТК-Ю-4 (рис. 12) собран в литом чугунном корпусе 1. В крышке 2 корпуса запрессована втулка 3, внутри которой перемещается шток 5 с тарельчатым клапаном. Между тарелкой и подкладным кольцом 7 помещена пружина 8, которая, натягиваясь, открывает клапан. Открытие клапана ограничено упорным кольцом 6, укрепленным на штоке гайками 4. Натяжение пружины можно изменить подгонкой толщины кольца 7. Сетка 9 прикрывает три выхлопных отверстия в корпусе, через которые воздух после 4-й ступени сбрасывается в помещение машинного зала.
В период пуска турбины, когда давление за 4-й ступенью компрессора низкое, противопомпажные клапаны открыты. По
46
мере увеличения частоты вращения компрессорного вала растет и количество сбрасываемого клапанами воздуха, и перепад давления, действующий на тарелки клапанов и создающий усилия в сторону закрытия этих клапанов. Установкой определенного натяжения пружин добиваются, чтобы противопомпажные клапаны закрывались после выхода компрессора из опасной помпажной зоны, т. е. при частоте вращения ротора п = 4200-=--=-4300 об/мин (для температуры всасываемого в компрессор воздуха 15°C). Если температура всасываемого воздуха иная, то клапаны должны закрываться при частоте вращения, вычисляемой по фор-
муле n = 4250V 77288, где Т — абсолютная температура воздуха, всасываемого в компрессор.
Настройка клапанов обычно проводится на заводе. Если настройку необходимо провести на месте, то ее выполняют в два приема: предварительно на отдельном приспособлении и окончательно на работающем компрессоре. Приспособление состоит из фланца, которым закрывается на клапане входное отверстие, и трубопровода с Dy= IO-t-20 мм, приваренного к фланцу с двумя: вентилями для подсоединения к воздушной сети. Одним вентилем регулируют подачу воздуха к клапану, а другим — сброс в атмосферу. Необходимы еще манометр со шкалой 0—2,5 кгс/см2 для измерения давления под клапаном и рым-болт с гайкой для ручного перемещения клапана, который навинчивается на резьбовой конец штока.
Порядок проведения предварительной настройки следующий. С помощью рычага, вставленного в рым-болт, тарелку подтягивают к седлу. Затем под тарелку подается воздух с давлением 1—2 кгс/см2. Рычаг удаляется, и усилие со штока снимается. Тарелка удерживается в седле давлением воздуха. Постепенно давление под тарелкой уменьшают и замечают, когда она отрывается от седла. Необходимо, чтобы на четырех клапанах, устанавливаемых под компрессором, отрыв происходил при давлении О,55_о,о2, а на четырех, устанавливаемых над компрессором,— при давлении О,42_о,о2 кгс/см2. Необходимое натяжение пружин создают подбором толщины подкладных колец 7. Предварительно толщину кольца устанавливают 10 мм.
47
При окончательной наладке во время пуска турбины определяют, при какой частоте вращения ротора компрессора закрываются клапаны. Если они закрываются не при расчетной частоте, то на клапанах, настроенных на давление 0,42 кгс/см2 (над компрессором), следует откорректировать толщину подкладных колец. Изменением толщины на 1 мм (изменять следует у всех четырех клапанов) перестраивают закрытие клапанов примерно на 100 об/мин. Во время наладки проверяют, при какой частоте вращения во время остановки турбины произойдет открытие клапанов. Обычно они открываются при более низкой частоте. Разница может доходить до 300 об/мин. Однажды настроенные клапаны с учетом имевшейся во время настройки температуры всасываемого в компрессор воздуха не требуют перенастройки, если температура в последующем изменится. Перенастройка будет происходить автоматически в соответствии с формулой п = = 4250V 7/288.
Для удобства проведения ревизий клапаны рекомендуется замаркировать цифрами 0,42 и 0,55 в зависимости от давления срабатывания при предварительной настройке. Во время разборки клапанов необходимо внимательно следить за тем, чтобы детали не перепутывались и устанавливались в те же клапаны, из которых вынимались.
Противопомпажный клапан турбины ГТН-25, устанавливаемый за КНД, по конструкции аналогичен клапану с ГТК-Ю-4, только собран в сварном корпусе. Таких клапанов устанавливается восемь. Воздух подводится через нижний фланец корпуса, которым клапан прикрепляется к компрессору. Сбрасывается воздух в помещение машинного зала через четыре отверстия, прикрытые металлической сеткой.
Клапаны настраивают на отдельном приспособлении так же, как и для ГТК-Ю-4, только давление срабатывания должно быть для четырех клапанов 0,3 и для остальных 0,6 кгс/см2.
На клапанах для турбины ГТН-25 пружина значительно сильнее, чем для ГТК-Ю-4, поэтому подтягивание клапана к седлу осуществляют с помощью болта, вворачиваемого во фланец приспособления и упирающегося в тарелку клапана. Перед снижением давления под клапаном болт отводят от тарелки на расстояние, намного большее, чем ход клапана.
Противопомпажный клапан, называемый перепускным, установленный за КВД турбины ГТН-25 (рис. 13), собран в сварном корпусе 10. Воздух из компрессора подводится трубопроводом, подсоединяемым к боковому патрубку на корпусе, а выходит через нижнее отверстие корпуса, к которому подсоединяется выхлопной трубопровод с выводом из помещения. Это сделано для того, чтобы снизить шум в машинном зале. Нижнее отверстие изнутри корпуса обработано под седло для тарелки 9, являющейся клапаном. Тарелка 9 свободно насажена на шток 8 и удерживается на нем буртом а. Шток перемещается во втулке 6, запрессованной в крышке 5. Внутри крышки установлена пру-
48
Рис. 13. Перепускной клапан.
хина 4. Через тарелку 2, когда компрессор не работает, пружина прижимает тарелку 9 к распорной втулке 7, которой устанавливается требуемое открытие клапана. Натяжение пружины регулируется гайками 1. Сверху шток и пружина закрываются второй крышкой 3.
Настройка срабатывания клапана проводится во время пуска и нагружения турбины. При этом устанавливается такое натяжение пружины, чтобы клапан закрылся, когда давление за КВД увеличится до 2 кгс/см2.
Автоматы безопасности
Автоматы безопасности применяют для предотвращения превышения частотой вращения валов ГТУ допустимых значений. Легко разгоняемые валы силовых турбин на турбоагрегатах ГТК-10-4 и ГТН-25 имеют по два автомата безопасности: центробежный (бойкового или гидродинамического типа) и частотноэлектрический от тахометра. По одному бойковому автомату имеется на валах турбодетандера и компрессора ГТК-Ю-4. Валы КНД и КВД турбоагрегата ГТН-25 защищены только электрическими автоматами.
Автомат безопасности компрессорного вала турбины ГТК-Ю-4 (рис. 14) собирается в гильзе 27, запрессованной в вал перпендикулярно к оси вращения и зафиксированной винтом 30. Диаметр вала в месте установки автомата 120 мм. Автомат состоит из бойка 25, специальной гайки 32, застопоренной винтом 3/, пружины 29, натяжной гайки 26 и винта 28, фиксирующего положение натяжной гайки 26. Центр тяжести бойка смещен от оси вала в сторону головки бойка а. При вращении вала у бойка появляется центробежная сила, которая при частоте вращения ниже допустимой уравновешивается натяжением пружины, вследствие чего боек удерживается пружиной 29 на упоре в гайку 32. При
4 Заказ № 314
49
Ход 6мм
защита
Рис. 14. Автомат безопасности ТВД и турбодетандера ГТК-Ю-4.
максимально допустимой частоте вращения центробежная сила бойка и натяжение пружины сравниваются. Дальнейшее повышение частоты вращения вызывает увеличение центробежной силы, и боек, сжимая пружину, выходит из вала. При этом с увеличением эксцентриситета центра тяжести бойка центробежная сила нарастает сильнее, чем сила натяжения пружины, и боек, пройдя 6 мм до упора в гильзу (у бойка турбодетандера этот ход равен 4 мм), мгновенно бьет по рычагу 24, вызывая срабатывание пневматического выключателя.
Автомат безопасности настраивается посредством изменения натяжения пружины 23, которое осуществляется перестановкой натяжной гайки 26. Гайка 26 на боковой поверхности имеет восемь продольных канавок, используемых для фиксации винтом 28.
Пневматический выключатель собран в сварном корпусе S; он устанавливается в корпус подшипника 7 компрессора. В верхней части корпуса крышками 5 и 36, болтами 2 и гайками 1 обжаты две мембраны 4 из прорезиненной ткани с жесткими центрами 35. Жесткие центры обжимают мембраны с помощью стяжки 34 и гаек 33.
Внутри корпуса 8 на оси 6 установлен рычаг 22. Верхняя часть рычага “в виде вилки находится между жесткими центрами мембран, нижняя — между толкателями 9 и 23, установленными в отверстия корпуса 8. Толкатель 23 соприкасается с рычагом 24, а толкатель 9 — с рычагом 12. Рычаг 24 скреплен цилиндрическим штифтом 21 с валиком 20 \ они могут вместе поворачиваться в отверстиях на корпусе 8.,Рычаг 12 укреплен на оси 3, установленной в отверстиях крышки 5, и может поворачиваться вокруг этой оси. На концах рычагов 24 и 12 имеются зацепляющие зубья б и в. В отверстие на рычаге 12 вставлен пружинодер-жатель 10, на который навинчена пружина 11, упирающаяся в корпус подшипника 7.
В нижней части корпуса 8 ввинчен штуцер 18, к которому подведен воздух предельной защиты. Верхняя часть штуцера является седлом для клапана 19, во внутреннюю расточку которого входит опора 16, укрепленная гайкой 15 на рычаге 24. При установке выключателя в рабочее положение клапан 19 пружиной 13 прижат к седлу на штуцере 18 и выход воздуха из линии предельной защиты перекрыт. В рабочем положении между концом рычага 24 и головкой бойка а имеется зазор 1,2—1,75 мм. При этом зубья б и в на рычагах 24 и 12 расцеплены. Между ними по высоте имеется перекрыша 3,3 мм, которая устанавливается за счет толщины прокладки 17 под штуцером 18. Для ограничения хода рычага 24 предусмотрен ограничитель 14. При ударе бойка 25 рычаг 24, поворачиваясь вместе с валиком 20 и сжимая пружину 13, поднимает опору 16. Клапан 19 открывается, давление в линии предельной защиты падает и турбина останавливается. Клапан 19 после удара бойка останется в открытом положении, так как при повороте рычага 24 перекрыша между зубьями б и
4*
51
в выбирается, рычаг 12 под действием пружины 11 поворачивается вокруг оси 3 и зубья сцепляются.
Автомат безопасности вала турбодетандера турбины ГТК-Ю-4, изображенный также на рис. 14, своего выключателя не имеет, а действует на тот же выключатель, что и автомат компрессорного вала. Боек автомата вала турбодетандера 39 собран в расточке корпуса 48, который укрепляется на торце вала турбодетандера. Наружный диаметр корпуса 86 мм. В нормальном положении боек пружиной 40 прижимается к гайке 37, зафиксированной винтом 38 от выворачивания. Натяжение пружины 40 может быть отрегулировано натяжной гайкой 41, фиксируемой винтом 42. При достижении предельной частоты вращения боек 39, преодолевая натяжение пружины 40, выходит из корпуса 48 и бьет по рычагу 43, который посредством толкателя 44 поворачивает рычаг 46, укрепленный штифтом 47 на валике 20 выключателя. Таким образом, при ударе бойка поворачивается валик 20, а вместе с ним рычаг 24, и происходит срабатывание выключателя. В рабочем положении рычаги 43 и 46 прижаты друг к другу через толкатель с помощью пружины 45. Регулировкой положения толкателя устанавливают зазор 0,7 мм между головкой бойка и рычагом 43.
Установка выключателя в рабочее положение осуществляется с помощью пневматической кнопки управления 49, описание которой приведено ниже. При нажатии на эту кнопку силовой воздух поступит в полость г выключателя. Верхняя часть рычага 22 усилием мембраны 4 переместится влево, рычаг повернется и нижней частью через толкатель 9 отведет рычаг 12 вправо. Зубья бив расцепятся и пружина 13 установит рычаг 24 в рабочее положение. Клапан опустится и закроет выпуск воздуха из линии предельной защиты. При последующем освобождении кнопки полость г сообщится с атмосферой, воздействие толкателя 9 на рычаг 12 прекратится и усилием пружины 11 рычаг 12 прижмется к рычагу 24, но зубья бив будут расцеплены.
Кнопкой 50 осуществляют экстренную остановку турбины и опробование действия выключателя на остановленной турбине. При нажатии на эту кнопку силовой воздух поступит в полость б выключателя. Верхняя часть рычага 22 усилием мембраны переместится вправо, а нижняя через толкатель 23 повернет рычаг 24 на срабатывание выключателя. При освобождении кнопки 50 полость д сообщится с атмосферой, но выключатель останется в выключенном положении, так как зубья б и в на рычагах 24 и 12 сцепятся.
Автомат безопасности силового вала турбины ГТК-Ю-4 и пневматический выключатель конструктивно оформлены так же, как автомат и выключатель компрессорного вала. Отличаются они в основном только размерами бойка, так как диаметр вала, в котором запрессована гильза бойка, равен 210 мм. Различаются они и способом стопорения нажимной гайки. В автомате силового вала в гайке сделана поперечная прорезь и применен винт,
52
Рис. 15. Гидродинамический автомат безопасности ГТН-25.
которым прорезь может быть сужена и произведено заклинивание гайки по резьбе. Несколько изменена и конструкция выключателя. В выключателе силовой турбины на валике 20 нет рычага 46 и штифта 21. Сам валик 20 застопорен от проворачивания в корпусе 8. При срабатывании бойка рычаг поворачивается не вместе с валиком, а вокруг него. Кроме того, рычаг 24 из-за увеличенного размера вала силовой турбины имеет несколько иную форму.
На рис. 15 изображен гидродинамический автомат безопасности силовой турбины турбоагрегата ГТН-25. Автомат собран в литом корпусе 4, внутри которого размещен поршень 3. Поршень сверху испытывает давление нагнетания, а снизу — давление всасывания импеллера, расположенного на валу силовой турбины. Усилию напора на поршень противодействует пру
53
жина 2, натяжение которой регулируется болтом 1. Поршень при своем смещении передвигает шток 12, с которым он соединен шарнирно с помощью шайбы 5, укрепленной на поршне винтами. Перемещение штока направляется буксой 13, укрепленной в верхней части корпуса фланцем 7. На верхний конец штока насажен клапан 8, которым открывается отверстие в седле 9 для выпуска воздуха в атмосферу из линии предельной защиты системы регулирования. Седло укреплено на буксе накидной ганкой 1Г, ею же прижимается ниппель 10, к которому приваривается подводящий трубопровод. Выпуск воздуха из внутренней полости буксы, когда откроется клапан, происходит через отверстие а. Протечки масла по штоку отводятся в дренаж через отверстия в буксе б. Сальниковая набивка 6 не допускает проникновения мелких капель и паров масла в машинный зал. Резиновые кольца 14 уплотняют зазор между буксой и корпусом.
Действует автомат следующим образом. При низкой частоте вращения ротора турбины усилие пружины превосходит усилие напора на поршень от импеллера и клапан прижимается к седлу, запирая выход воздуха из линии предельной защиты. Турбина может нормально работать. При достижении предельной частоты вращения увеличившийся напор на импеллере сместит поршень, а затем после выбора зазора в шарнире и шток вниз. Клапан откроет сброс воздуха из линии предельной защиты. Давление в линии снизится, и произойдет аварийная остановка турбоагрегата.
На рис. 16 изображен автомат безопасности турбодетандера и выключатель турбоагрегата ГТН-25. Сам автомат безопасности подобен автомату безопасности турбодетандера турбины ГТК-Ю-4. Только боек автомата устанавливается не в гильзе, а непосредственно в расточку вала 7 турбодетандера. Автомат состоит из бойка 4, гильзы 2, упорной гайки 6, двух стопорных винтов 5 и 8, пружины 3 и нажимной гайки 9, имеющей восемь продольных прорезей, используемых для фиксации винтом 8.
Пневматический выключатель собран в корпусе 29, прикрепляемом плоскостью б к внутренней стенке картера турбодетандера. На валик 30, укрепленный в корпусе 29, насажен рычаг 1, по одному из концов которого бьет боек 4. Зазор между головкой бойка 4 и рычагом 1 составляет 0,7—1,0 мм. На другом конце рычага с помощью гайки 28 и стопорной шайбы 27 укреплен упор 26 с клапаном 24. Клапан удерживается на упоре штифтом 23. На упоре под рычагом имеется кольцо 22, за счет высоты которого устанавливается зазор между головкой бойка и рычагом. Клапан усилием пружины 10, действующей на упор через тарелку 11, прижимается к седлу 25, прикрепленному к корпусу. Пружина вторым концом упирается в крышку.
К седлу подводится воздух из линии предельной защиты. При нормальной работе турбодетандера или во время его стоянки клапан пружиной удерживается в закрытом положении. При ударе бойка рычаг поворачивается и клапан открывается. Нз ли-
54
Рис. 16. Автомат безопасности турбо детандера и выключатель ГТН-25.
нии предельной защиты сбрасывается воздух, и турбодетандер вместе с агрегатом останавливаются. Выступом в на рычаге 1 ограничивается ход клапана. Сработанное положение выключателя фиксируется стаканом 13, который после поворота рычага под действием усилия пружины 14, сжатой с помощью гайки 15, перемещается влево под рычаг и удерживает его. Стакан размещается во втулке 12, запрессованной в расточке корпуса. Во взвешенном состоянии торцевая кромка стакана прижимается пружиной к зубу г на рычаге. При ударе бойка и повороте рычага зуб г отходит вверх и стакан перемещается пружиной под рычаг. В таком положении клапан будет принудительно открыт. Рычаг не сможет установиться в обратное положение, так как сместившийся стакан мешает этому.
Взводится выключатель в рабочее положение мембранным приводом. Мембрана 16 привода изготовлена из прорезиненной ткани и обжата по наружному контуру фланцем на корпусе и крышкой 17. Жесткий центр мембраны составлен из двух дисков 18 и 19, обжимающих мембрану с помощью гайки 20, навинчиваемой на шток 21. Шток расположен в двух центральных отверстиях: в стакане 13 и в гайке 15. На противоположном от мембраны конце штока имеется головка, в которую упирается
55
торец стакана 13. При нажатии на кнопку управления 31 силовой воздух из сети поступит в полость д. Мембрана прогнется и переместит шток 21, а вместе с ним и стакан 13 вправо. Рычаг 1 освободится от поддержки и пружиной 10 повернется до тех пор, пока клапан 24 не опустится в седло 25. Выход воздуха из линии предельной защиты прекратится. После снятия усилия с кнопки 31 пружина прижмет стакан 13 к зубу г.
Кнопка управления 32 предназначена для опробования действия выключателя на остановленном агрегате и для экстренной остановки работающей турбины. При нажатии на эгу кнопку силовой воздух поступит в полость е, мембрана переставит шток 21 влево. Конус, имеющийся на головке штока, упрется в рычаг и поднимет его, и турбина остановится. Зуб г расцепится с торцевой кромкой на стакане 13, который также переместится влево. Рычаг после этого останется в повернутом положении’ даже после снятия усилия с кнопки 32.
Автоматы безопасности следует настраивать при следующих частотах вращения, об/мин.
ГТК-10-4
ГТН-25
Бойковый компрессорного вала...........	5300+s°
Бойковый силового вала.................. 535O+Ro
Гидродинамический силового вала ....	-
Бойковый вала турбодетандера...........	9100+Н00
Электрический	силового	вала............. 5250+0
Электрический	КНД........................... —
Электрический	КВД........................... —
4200 + 40
6100 + 140
4100 + 40
4550 ± 40
5300 ± 40
Автоматы безопасности силовых валов настраиваются на холостом ходу турбины при расцепленной муфте с нагнетателем. Нагнетатель рекомендуется отсоединить, так как запас прочности его колес меньше, чем деталей турбины. Во время настройки положение нажимной гайки автомата ГТК-Ю-4 должно быть установлено согласно паспорту установочных величин системы регулирования, составленному на заводе. Во время эксплуатации настройка должна проверяться при каждой ревизии агрегата, не реже 1 раза в год. Перед настройкой гидродинамического автомата ГТН-25 пружина максимально сжимается. Силовой вал турбины разгоняется до максимально допустимой частоты вращения, и пружина в автомате ослабляется до момента срабатывания защиты.
Бойковый автомат безопасности компрессорного вала турбины ГТК-10-4 настраивает завод на специальной установке. На ней определяют положения натяжной гайки при максимально допустимой частоте вращения и при 2900 об/мин. Оба установочных размера заносятся в паспорт. Во время испытания турбины на холостом ходу проверяют срабатывание бойка при частоте 2900 об/мин. Если расхождение в срабатывании не более + 100 об/мин, то натяжную гайку переустанавливают в рабочее положение и на этом настройка автомата заканчивается. Если расхождение больше, то натяжная гайка устанавливается в дру
56
гое положение, пока боек не станет срабатывать при частоте 2900 ± 100 об/мин. Измеряется разность между новым положением гайки и паспортным. Эта разность должна быть приплюсована или отнята при окончательной установке. Такой сложный порядок настройки автомата обусловлен тем, что обычно невозможно достигнуть максимально допустимой частоты вращения компрессорного вала из-за слишком высокой температуры перед турбиной. На последних агрегатах бойковые автоматы безопасности на компрессорном валу заменены электрическими.
Бойковые автоматы безопасности валов турбодетандера настраиваются двумя способами: при отключенной и включенной сцепной муфте между валами турбодетандера и компрессора. При отключенной муфте настройку бойка удобно проводить только на турбине ГТК-10-4. Перед испытанием электромагнитный вентиль, которым подают масло на включение муфты, принудительно вручную открывают с помощью болта, имеющегося под вентилем. За вентилем на время настройки необходимо установить дроссельную шайбу диаметром 2 мм с таким расчетом, чтобы масло поступало только для смазки упорного подшипника в муфте, но давление масла было бы недостаточным для перестановки муфты на включение. К серводвигателю клапана (станционный № 13) необходимо подвести воздух из станционного коллектора, где имеется давление не ниже 3 кгс/см2. Повышая давление под поршнем серводвигателя, постепенно открывают клапан, которым регулируют подачу газа в турбодетандер, и отмечают по ручному тахометру, при каких частотах срабатывает боек.
С включенной муфтой настройка проводится при совместной работе турбодетандера и компрессора. Перед испытанием необходимо вручную открыть электромагнитный вентиль, управляющий муфтой турбодетандера. Муфта включится, а отключиться системой автоматического управления не сможет. Запускается турбина и отмечается, при какой частоте вращения компрессорного вала происходит срабатывание автомата безопасности на валу турбодетандера. Частоту вращения вала турбодетандера определяют по передаточному отношению в зубчатом зацеплении. На турбине ГТК-Ю-4 это отношение равно 3,37, а на турбине ГТН-25—2,0. После окончания настройки болт под электромагнитным вентилем следует установить в рабочее положение.
Примерное изменение частоты вращения для срабатывания автоматов безопасности всех валов, кроме турбодетандера, при перестановке натяжной гайки на 1 оборот — 800 об/мин. Для бойка турбодетандера поворот нажимной гайки на 1/8 оборота изменяет частоту настройки примерно на 400 об/мин. Один оборот винта настройки гидродинамического автомата безопасности изменяет частоту настройки срабатывания примерно на 200 об/мин.
Во время ревизии бойковые автоматы безопасности и выключатели должны осматриваться с особой тщательностью, так как большую часть времени они не работают, а в аварийных ситуа
57
циях должны быть исправны. Ревизию надо начинать с измерения установочных размеров положения гаек. Размеры эти сверяются с паспортом установочных величин и при сборке строго выдерживаются. Затем все детали разбираются, тщательно промываются, зачищаются забоины, заусенцы, при необходимости сопрягаемые поверхности протираются пастой ГОИ. Осматривается состояние зацепляющих зубьев на рычагах, мембран и пружин. При сборке у мембран должна быть установлена парусность. Для этого перед обжатием мембраны по наружному контуру жесткий центр отводят к одному из крайних положений. Иногда от сильных ударов бойков на рычагах появляются трещины. Такие рычаги должны быть заменены. При осмотре пружин необходимо тщательно проверить, нет ли трещин, отслоений металла, следов глубокой коррозии, остаточной деформации (осадки). Для определения осадки проверяется длина пружин. Нормальными являются те пружины, длина которых в свободном состоянии 83+1'5 (у автомата компрессорного вала ГТК-10-4), 70+1-5 (у автоматов силовых турбин) и 46+1-5 мм (у автоматов турбодетандера). Дефектные пружины должны быть заменены. При сборке бойковых автоматов безопасности необходимо иметь полную уверенность, что натяжные гайки закреплены надежно. В противном случае при работе гайки могут ослабнуть и автоматы сработают раньше, при пониженной частоте вращения вала. Винты, стопорящие настроечные гайки автоматов, должны быть надежно закернены «в шлиц».
Кнопка управления
Пневматическая кнопка управления используется для дистанционного управления выключателями автоматов безопасности. Кнопка (рис. 17) состоит из корпуса 6, в центральной расточке которого размещены кнопка 4 с приклеенной резиновой шайбой 5, клапан 8 также с приклеенной резиновой шайбой 7, толкатель / и пружина 9. На корпус со стороны, где размещается клапан, навинчена крышка 10 со штуцером, к которому присоединяется
v
К выключателе
Рис. 17. Кнопка управления.
58
трубопровод подвода силового воздуха. Противоположным концом корпус с помощью накидной гайки 3, застопоренной винтом 2, крепится к панели шкафа регулирования. Эта же гайка удерживает кнопку 4 от выпадения.
В нормальном положении клапан прижимается пружиной к внутренней расточке корпуса и подвод воздуха к выключателю перекрыт. В то же время линия от выключателя через зазор между толкателем в корпусе, а также через сверление а сообщена с атмосферой. При нажатии на кнопку толкателем отодвигается клапан от седла в корпусе и силовой воздух поступает к выключателю. Вначале, по мере перемещения кнопки, силовой воздух в небольшом количестве через зазор у толкателя продувается и в атмосферу. Но как только кнопка упирается в корпус, резиновая шайба 5 закрывает зазор и выход воздуха в атмосферу прекращается. При освобождении кнопки пружина перемещает клапан на закрытие. Поступление силового воздуха к выключателю перекрывается, а воздух из выключателя через зазор по толкателю выходит в атмосферу.
Нормальная работа кнопки управления в значительной мере зависит от надежного закрытия клапаном отверстия в корпусе, что обеспечивается наличием зазора между толкателем и кнопкой, когда она находится в свободном положении. Если зазора нет, то клапан может находиться в приоткрытом положении и силовой воздух будет все время поступать к выключателю. Рекомендуется после установки кнопки управления на панель шкафа проверить, плотно ли клапан закрывает проход силового воздуха. Это можно установить, если отсоединить трубопровод к выключателю. При отпускании кнопки силовой воздух к выключателю поступать не должен — поступает только при нажатии. Лучше всего это получается, если между кнопкой и толкателем имеется зазор 1 мм. Изготовленные заводом кнопки управления рассчитаны для установки на панель с толщиной листа б 3 мм. В этом случае требуемый зазор между толкателем и кнопкой обеспечивается. Если лист окажется тоньше, то зазора может не быть. Тогда длину толкателя необходимо соответственно уменьшить.
Отсечной золотник
Отсечной золотник (рис. 18) используется для усиления импульса к выпускным воздушным клапанам, установленным в нагнетании компрессора. Золотник собран в сварном корпусе 1, закрытом сверху крышкой 4. Между корпусом и крышкой по наружному контуру зажата мембрана 3 из резинового полотна толщиной 2 мм. По внутреннему контуру мембрана обжата жестким центром, составленным из дисков 2 и 5, скрепленных между собой болтом 6 и гайкой 7. Над мембраной установлена, пружина 10, натяжение которой регулируется болтом 9, упирающимся в тарелку 8. В корпусе 1 запрессована букса 12, во внутренней расточке которой помещен золотник 13. С помощью замыкающей
59
Рис. 18. Отсечной золотник.
пружины 11 золотник прижимается к головке скрепляющего болта 6 и копирует, таким образом, перемещение жесткого центра мембраны.
К золотнику подводится воздух из двух линий: проточной и силовой. Проточный воздух подведен в полость под мембраной, а силовой давлением 1,4 кгс/см2—в полосты а (между нижним и средним поясками на золотнике 13). Полость б (между средним и верхним поясками) сообщена с атмосферой. Средний поясок на золотнике является распределительным. Этот поясок находится в районе внутренней расточки в на буксе, которая сообщается с линией, соединяющей отсечной золотник с выпускными воздушными клапанами.
При отсутствии давления в проточной линии и под мембраной золотник 13 удерживается пружиной 10 на нижнем упоре (тарелка 2 упирается в корпус 1). Распределительным пояском в этом положении полость в сообщается через полость б с атмосферой. Выпускные клапаны получают импульс на открытие. С повышением давления в проточной линии мембрана прогибается и золотник перемещается вверх. При давлении 0,5 кгс/см2 распределительный поясок на золотнике занимает относительно отверстий в буксе нейтральное положение. Полость в на буксе отсекается как от атмосферы (от полости б), так и от линии силового воздуха (от полости а). Но стоит только давлению в проточной линии стать немного больше 0,5 кгс/см2, золотник, пере-60
местившись вверх, соединит линию к выпускным клапанам с подводом силового воздуха. Выпускные клапаны получат импульс на закрытие. Если давление в проточной линии снова упадет ниже 0,5 кгс/см2, выпускные клапаны открываются. При рабочем давлении в проточной линии от 0,6 до 1,2 кгс/см2, когда открыт пропуск регулирующим клапаном топливного газа в камеру сгорания турбины, выпускные клапаны получают импульс на закрытие.
При ревизии отсечного золотника следует обращать внимание на следующие особенности его конструкции. Мембранная ткань со временем стареет из-за охрупчивания резины. Замену мембраны следует проводить 1 раз в два-три года, употребляя мас-лобензостойкие сорта ткани толщиной не более 2 мм. При установке новой мембраны участки, зажимаемые в корпусе и тарелках, для обеспечения герметичности рекомендуется смазать тонким слоем бакелитового лака.
Поверхность золотника 13 следует зачистить от налета и рисок полировальной бумагой нулевого или первого номера. После зачистки надо убедиться в плавном (без заеданий) ходе золотника в буксе и проверить диаметральный зазор между ним и буксой. Зазор не должен превышать 0,1 мм. Необходимо помнить, что увеличенный зазор является причиной утечки воздуха из проточной линии.
Натяжение пружины в собранном клапане следует отрегулировать так, чтобы при давлении проточного воздуха 0,5_°>05 кгс/см2 давление в линии к выпускным клапанам было не более 0,05 кгс/см2.
Золотник с ЭМП
Связь электрической системы регулирования ГТУ с пневматической исполнительной частью осуществляется с помощью золотника с электромеханическим преобразователем (ЭМП), изображенного на рис. 19. На корпусе 2 золотника нижним фланцем
4	5 А
Подвод воздуха
Рис. 19. Золотник с электромеханическим преобразователем.
61
укреплен ЭМП 1 с рабочим ходом выходного штока 10 мм. На штоке ЭМП укреплен конический золотник 6, входящий в отверстие седла 3, установленного в корпусе. Седло укрепляется с помощью гайки 5 и прижимается к шайбе 4, толщина которой подбирается таким образом, чтобы при нижнем положении штока отверстие в седле было перекрыто. К седлу снизу через корпус подводится воздух из проточной линии системы регулирования. В зависимости от положения золотника по высоте этот воздух выпускается в атмосферу в большей или в меньшей степени, чем определяется положение регулирующего клапана на подводе топливного газа в камеру сгорания турбины.
Малоинерционный регулятор температуры МИРТ
Малоинерционный регулятор температуры предназначен для ограничения максимально допустимой температуры перед газовой турбиной. В целях повышения надежности и долговечности термопар, используемых в качестве датчиков для регулятора, температура измеряется за турбиной. Определение температуры перед турбиной осуществляется в аналоговом вычислительном устройстве на основе измеренных температуры за турбиной и давления перед турбиной. Связь между указанными величинами следующая:
Г1 = ВТ2 + Кр- С,
где Т'1— регулируемая температура перед турбиной, °C; Т2— температура за турбиной, °C; р — давление перед турбиной, кгс/см2; В, К и С — постоянные коэффициенты, В= 1,1ч-1,4, К = 25э-
110 °С/(кгс/см2), С = 40н-160°С. Для турбины ГТК-10-4 зависимость Т\ от Т2 и р изображена на рис. 20.
Регулятор температуры работает по пропорционально-интегральному закону регулирования. Корректирующее устройство в измерительной системе регулятора позволяет значительно (до 30 раз) снизить постоянную времени термопары. Регулятор температуры воздействует на топливный регулирующий клапан через ЭМП.
Структурная схема регулятора температуры показана на рис. 21. Регулятор содержит термопару 5, измерительный блок 1, блок регулирования 2, электромеханический преобразователь 3, вычислительное устройство 10 и датчик давления 4. Измерительный блок 1 осуществляет измерение температуры, сравнение ее с сигналом задатчика, динамическую коррекцию инерционности термопары, суммирование и усиление сигналов. Не разрешается располагать измерительные термопары на выхлопном трубопроводе, так как их инерционность значительно возрастает. Их следует ставить в местах поворота потока из диффузора, предусмотренных заводом-изготовителем турбины. Температура измеряется малоинерционной термопарой в защитном чехле из нержавеющей стали с рабочим спаем, вваренным в торец чехла. В изме-
62
тг°с
550 г~
£5 P,K2C/CHZ
Рис. 20. Зависимость температуры перед турбиной Т\ от температуры за турби-
ной Т2 и давления воздуха за осевым компрессором р.
рительном блоке имеется устройство для динамической коррекции характеристики термопары. Устройство выполнено в виде активного форсирующего звена и состоит из усилителя постоянного тока 8, охваченного отрицательной обратной связью, в цепи которой включена динамическая модель 9 термопары.
В цепь отрицательной обратной связи усилителя 8 между выходом усилителя и звеном аналога термопары включено вычислительное устройство 10, состоящее из функционального преобразователя 13 и сумматора /2; оно предназначено для пересчета температуры за турбиной в температуру перед турбиной. Сумматор 12 соединен по входу с выходом усилителя 8 корректирующего устройства и с выходом функционального преобразователя 13. Выход сумматора 12 включен в динамическую модель термо-
Т,°С
771
J 1__
Рис. 21. Структурная схема МИРТ.
63
пары. Вход функционального преобразователя 13, вырабатывающего поправку на температуру с учетом степени расширения рабочих газов в турбине, подключен к датчику давления 4, измеряющему давление рабочих газов перед турбиной.
Устройство сравнения регулируемой температуры с заданием состоит из задатчика 6 и сумматора 7 и служит для формирования сигнала рассогласования, подаваемого на вход усилителя 8. Напряжение с выхода усилителя 8 алгебраически суммируется с напряжением оперативного задатчика 11 и подается на вход блока регулирования 2. Выходной сигнал снимается с регулятора статизма 20 и после алгебраического суммирования с напряжением гибкой отрицательной обратной связи подается на вход усилителя 15. С усилителя 15 напряжение поступает в электромеханический преобразователь 3 на катушку управления 17 и через усилитель 16 на двигатель РД-09.
Блок регулирования 2 служит для преобразования сигнала рассогласования, вырабатываемого измерительным блоком 1, в управляющий сигнал, поступающий на электромеханический преобразователь 3 (в двигатель РД-09). Обратная связь в усилителе блока регулирования 2 осуществляется по положению исполнительного органа регулятора — штока 18 электромеханического преобразователя 3.
Электромеханический преобразователь 3 представляет собой электродинамическую систему, состоящую из подвижной части с обмоткой 17 и неподвижной магнитной системы с обмоткой подмагничивания. Со штоком 18 электромеханического преобразователя связаны двигатель РД-09 и датчик положения 19. Двигатель РД-09 выполняет функции фиксатора положения штока 18 при исчезновении напряжения питания регулятора.
Датчик давления МДМ преобразует измеряемое давление рабочих газов перед турбиной в унифицированный электрический сигнал 0—5мА постоянного тока. Задатчик на входе измерительного блока предназначен для оперативного изменения задания регулятора на ±50 °C во время работы регулятора.
Блоки 1 и 2 представляют собой щитовые приборы, выполненные в одинаковых корпусах. На задней стенке корпуса блока 1 с внешней стороны находятся клеммники и сопротивление для температурной компенсации э. д. с. холодных спаев термопары. На лицевой панели установлены ручки настройки задатчиков температуры и сигнальная лампа. Чтобы исключить возможность пользования переключателями «Регулируемая температура, °C» во время работы регулятора (возможна аварийная остановка турбины), они заблокированы стопорными винтами. Для изменения точки настройки во время работы разрешается пользоваться только правым переключателем со шкалой настройки ±50 °C. Чтобы произвести изменение точки настройки двумя левыми переключателями, необходимо отключить регулятор от исполнительного механизма, отвернуть два винта, крепящих шасси к корпусу, выдвинуть на 50—100 мм шасси и отвернуть на 3—4
64
оборота два стопорных винта, находящиеся сверху экрана входного задатчика. После настройки следует снова завернуть стопорные винты и включить регулятор в работу.
Настройка на необходимую динамическую коррекцию характеристики термопары (до 50 с, шаг 5 с) проводится при выдвинутом до половины шасси блока 1 путем перепайки перемычек, находящихся в подвале шасси на плате ПС1.
На лицевой панели блока 2 находятся измерительный прибор и лампочка, сигнализирующая о готовности регулятора к работе. Отклонение стрелки измерительного прибора пропорционально перемещению штока 18 блока <3. Полное отклонение стрелки соответствует перемещению штока на 10 мм.
Статизм 6, °C, и коэффициент усиления по интегралу Ki (блок 14) настраиваются перепайкой соответствующих перемычек на плате, находящейся под экраном в подвале шасси блока 2. Предохранители в блоках распаиваются непосредственно на силовых трансформаторах.
Настройка регулятора температуры, примененного на турбине ГТ.К-Ю-4, проводится в следующем порядке.
1.	Для рабочего режима работы турбины, на котором будет включаться регулятор, отмечают температуру за турбиной Т2, °C, и давление за компрессором р, кгс/см2.
2.	Отключают регулятор от системы регулирования перекрытием вентиля на линии проточного воздуха к золотнику с ЭМП.
3.	В блоке 1 ручку «Регулируемая температура, °C» устанавливают по значению температуры перед турбиной Т\. Эту температуру определяют по характеристике на рис. 18. Ручку «Изменяемые уставки во время работы» устанавливают в нулевое положение.
4.	В блоке 1 снимают перемычки между клеммами ПК4-7 и ПК4-9. и устанавливают их между клеммами ПК4-1 и ПК4-3. На плате П6 снимают перемычку между лепестками 1 и 6. (Все обозначения взяты из схемы, поставляемой с регулятором.)
5.	В блоке 2 устанавливают статическую неравномерность fi= =300°С и коэффициент усиления по интегралу Ki= 4(ч-°С)-1.
6.	Устанавливают манометр М1М на пресс параллельно с образцовым манометром. Увеличивая давление от 1 до 5 кгс/см2, проверяют линейность изменения выходного напряжения магнитного усилителя (измеряется на конденсаторе С39). Коэффициент усиления магнитного усилителя регулируется резистором R67 и должен быть равен Км. у± А{7ВЫх/Ар = 4,5 В/(кгс/см2).
7.	Настраивают вычислительное устройство регулировкой резистора R72, выставляют значение коэффициента К (рекомендуется К = 50). По образцовому манометру прессом устанавливают давление р, отмеченное в п. 1. В соответствии с температурой Т2 подают напряжение от постороннего источника питания, определенное по градуировочным таблицам термопар ХА с учетом поправки на температуру холодных спаев, и регулировкой резистора R74 добиваются начала перемещения штока ЭМП.
5 Заказ № 314
65
8.	Устанавливают манометр М.1М для измерения давления за компрессором, подключают термопары, измеряющие давления за турбиной (не менее двух), и включают питание регулятора. Через 2 мин убеждаются, что шток ЭМП находится вблизи нулевого положения, и после этого подключают регулятор к системе регулирования. Для этого медленно открывают вентиль на подводе воздуха из проточной линии к золотнику с ЭМП. Затем постепенно выводят регулятор скорости на режим предельного регулирования и убеждаются, что регулятор температуры полностью включился в работу. Желательно, чтобы проверка работы регулятора проводилась при температуре перед турбиной 700 ± 20 °C.
9.	При устойчивой работе регулятора проверяют качество переходного процесса. Медленно вращают маховик механизма управления регулятора скорости в сторону «Убавить» и следят за указателем хода штока ЭМП. Фиксируют положение маховика, при котором начинает перемещаться шток. Из этого положения плавно поворачивают маховик на 2 оборота в сторону «Убавить» и выдерживают полученный режим в течение 20—30 с. Затем в систему регулирования вносят возмущение быстрым вращением маховика регулятора скорости на 2 оборота в сторону «Прибавить». Переходный процесс наблюдают визуально по указателю хода регулирующего топливного клапана и по прибору, регистрирующему температуру газов за турбиной. Процесс считается удовлетворительным, если через 5—7 с после внесения возмущения отклонения хода регулирующего клапана и температуры не превышают 20 % от первоначального отклонения.
10.	После настройки и указанных проверок ручку «Регулируемая температура, °C» в блоке 1 выставляют на отметку 800 °C и оставляют регулятор в работе. Настройку регулятора проводят с обязательным вводом корректирующего сигнала по давлению за компрессором (от манометра М1М). Режим работы агрегата с отключенным регулятором температуры или без поступления к нему корректирующего сигнала по давлению за компрессором следует считать аварийным.
Регулятор давления «после себя»
Регулятор давления «после себя» предназначен для поддержания в системе регулирования ГТУ постоянного давления воздуха— 1,4 кгс/см2. Регулятор (рис. 22) собран выварном корпусе 1, закрытом сверху крышкой 5. Между крышкой и корпусом зажата мембрана 3 из резиновой пластины толщиной 2 мм. Жесткий центр мембраны составлен из двух дисков 2 и 4, скрепленных между собой болтом 10 и гайкой 9. Над мембраной установлена пружина сжатия 8, натяжение которой регулируется болтом 6, упирающимся в тарелку 7. В корпусе 1 запрессована букса 11, во внутреннюю расточку которой помещен золотник 14. Замыкающая пружина 12 обеспечивает плотное прилегание головки золотника 14 к болту 10.
66
Подвод воздуха
Рис. 22. Регулятор давления воздуха «после себя».
Подвод воздуха к регулятору осуществлен снизу. Этот воздух в регуляторе проходит через щель, образуемую нижней кромкой внутреннего отверстия в буксе И и пояском на нижнем конце золотника 14, и далее через отверстия а в буксе к выходному штуцеру 13, подсоединяемому к системе, где требуется поддержание постоянного давления. Давление в этой системе через отверстие б передается в полость под мембрану 3.
Действие регулятора сводится к следующему. Если по какой-либо причине в линии за регулятором давление снизится, то оно упадет и в полости под мембраной и золотник 14 пружиной 8 переставится вниз. Щель между кромкой на буксе И и пояском золотника 14 увеличится, и в линию за регулятором поступит больше воздуха. В результате давление в этой линии будет восстановлено. Если за регулятором давление повысится, то мембрана, преодолевая натяжение пружины, прогнется вверх. Щель, впускающая воздух в линию за регулятор, прикроется, поступление воздуха сократится, давление восстановится.
Максимальная * неравномерность регулятора не более 0,1 кгс/см2. Настройка необходимого уровня давления проводится изменением натяжения пружины 8 с помощью вращения винта 6. В эксплуатации иногда наблюдались высокочастотные автоколебания регулятора, ощущаемые рукой. Для их устранения следует подложить прокладку толщиной 0,5 мм под опорную поверхность пружины со стороны мембраны на секторе около 60°. В результате пружина получает небольшой перекос и слегка придавли-
5*
67
вает золотник 14 к буксе 11. Возникающее небольшое трение практически не влияет на нечувствительность регулятора, но служит эффективным демпфером для высокочастотных колебаний.
Регулирующее устройство турбодетандера
Регулирующие устройства турбодетандера предназначены для управления расцепной муфтой между турбодетандером, используемым в качестве разгонного двигателя при пуске ГТУ, и валом компрессора, а также для автоматического отключения турбодетандера после достижения устойчивого режима работы ГТУ. Гидравлическое регулирующее устройство турбины ГТК-10-4 (рис. 23) состоит из сервопривода, перестанавливающего расцеп-ную полумуфту, клапана на подаче пускового газа к турбодетандеру и электромагнитного вентиля для подачи масла на включение в работу расцепного устройства и клапана.
Сервопривод расцепной муфты собран в сварном корпусе 36, прикрепляемом к корпусу подшипника компрессора с помощью фланца ж. Внутри корпуса проходит вал 37 турбодетандера, вокруг которого размещены: поршень 32, пружина 31, крышка 30 и расцепная шестерня 29. Шестерня может свободно перемещаться по валу турбодетандера и вращаться этим же валом с помощью двух шпонок. В поршне гайка 35 удерживает упорный бронзовый вкладыш 33, составленный из двух половин. На вкладыше, расположенном между двумя гребнями на расцепной шестерне, имеются радиальные смазочные канавки. В гайке 35 укреплена заслонка 39, с помощью которой рабочая полость сервопривода отделена от вкладыша и расцепной шестерни. Вкладыш смазывается тем же маслом, которое подается электромагнитным вентилем 34 для включения муфты. Масло для смазки вкладыша последовательно проходит через отверстия д и в и полость е за заслонкой.
В юбке поршня выполнено сверление а с дросселем и, которое находится на одной оси с отверстием б в крышке. Такое расположение отверстий все время сохраняется с помощью фиксирующего болта 38, конец которого вставлен в продольную канавку г на поршне.
Подключением напряжения к катушке электромагнитного вентиля 34 открывается подача силового масла в рабочую полость сервопривода. Несмотря на протечки масла через отверстия и и д, через радиальные смазочные канавки во вкладыше и по зазорам вала, заслонки и поршни, в рабочей полости сервопривода создается давление и поршень вместе с расцепной шестерней перемещается на зацепление с шестерней 28 на валу компрессора. Пружина сжимается. Когда поршень установится на упор в крышку, отверстия а в поршне и б в крышке совместятся и рабочая полость сервопривода муфты сообщится с рабочей полостью серводвигателя клапана 17 на подводе пускового газа к турбодетандеру 37. Клапан 17 серводвигателем откроется, и по 68
Рис. 23. Регулирующее устройство турбодетандера.
сигналу конечного выключателя 25, срабатывающего в конце хода клапана, выдается импульс для подачи пускового газа к турбодетандеру станционными кранами. Как явствует из описания устройства, подача газа к турбодетандеру может быть осуществлена лишь тогда, когда открыт клапан 17. А он может быть открыт после полного зацепления шестерен 29 и 28. Всем этим исключается работа турбодетандера без нагрузки.
При снятии напряжения с катушки электромагнитного вентиля подача масла к сервоприводу муфты перекроется. Пружина 31 выведет шестерню 29 из зацепления. Отверстие б откроется, и клапан 17 на подаче пускового газа закроется. Масло из рабочей полости сервопривода муфты вытесняется через суженные отверстия д и и, поэтому расцепление шестерен происходит с некоторым опозданием относительно закрытия клапана, так как вытеснение масла из серводвигателя проводится быстрее через более широкое отверстие б. Этим исключается работа турбодетандера без нагрузки и в период выключения муфты.
Для работы расцепного устройства используется масло от пускового насоса с давлением около 6 кгс/см2. Поэтому масло в трубопроводах устройства находится под давлением только в период пуска турбины. Во время длительной работы турбины пусковой насос остановлен и в трубопроводах устройства масло отсутствует. Благодаря этому устройство обеспечивает повышенную пожаробезопасность по сравнению с устройствами, в которых трубопроводы постоянно содержали масло под давлением.
Клапан с серводвигателем состоит из собственно клапана и масляного поршневого серводвигателя. Клапан собран в литом стальном корпусе 15. В корпусе запрессовано седло 16, в' расточке которого помещен односедельный клапан 17, укрепленный штифтом 18 на штоке 11. Перемещение штока направляется буксой 19, запрессованной в крышке 14. Шток в буксе уплотняется кольцами 13, изготовленными из фторопластовых пластин толщиной 2 мм и фторопластового уплотнительного материала. Кольца обжимаются резьбой втулки 12. В качестве уплотнительного материала используется шнур квадратного сечения со стороной 4 мм. Незначительные протечки газа через отверстия в буксе 19 и крышке 14 выводятся из середины уплотнения в атмосферу вне машинного зала.
Корпус 26 серводвигателя укреплен непосредственно на крышке 14 клапана. В расточке корпуса 26 размещен поршень 5, в котором с помощью гайки 3 укреплен шток 7. Шток 7 серводвигателя и шток 11 клапана соединены между собой разборной муфтой 8. На штоке клапана укреплен указатель хода 10, который на шкале 9 отмечает положение клапана. Крайние положения клапана сигнализируются взрывозащищенным конечным выключателем 25 типа ВК.-ВЗГ, который срабатывает при нажатии на рычаг 23 болтов 20, ввернутых в вилку на указателе 10. Болты 20 фиксируются против отворачивания гайками 21. Конёч-ный выключатель укреплен на крышке 14 с помощью крон-70
штейна 22. Ход поршня 20 мм ограничен крышкой 1, в которую упирается гайка 2, навинченная на шток 7. Между поршнем 5 и крышкой 1 установлена пружина 4, обеспечивающая закрытие клапана при отсутствии давления под поршнем. Выход штока 7 из серводвигателя уплотняется втулочным затвором, образованным уплотнительной втулкой 24 с резиновыми кольцами 27 и юбкой, имеющейся в нижней части поршня. Юбка перемещается в запрессованной в корпусе 26 втулке 6. Протечки масла, попавшие во втулочный затвор и в полость между поршнем и крышкой, отводятся в масляный бак.
Конструкция и работа регулирующего устройства турбодетандера турбины ГТН-25 рассмотрены при описании системы автоматического регулирования.
Реле осевого сдвига
При выработке или выплавлении баббитовой заливки в упорных колодках подшипников ГТУ или нагнетателя происходит осевое смещение роторов, что может привести к задеванию вращающимися частями неподвижных. Для предотвращения аварий, которые могут произойти в таких случаях, в системе защиты агрегата применены реле осевого сдвига, формирующие импульс аварийной остановки при осевом смещении вала на 0,8—1,0 мм.
На агрегате имеются два типа реле осевого сдвига. Валы турбин и цикловых компрессоров защищаются пневматическими реле, а'валы нагнетателей — гидравлическими. Конструкция реле двустороннего действия показана на рис. 24. К планке 3, укрепленной двумя шпильками 4 в разъеме корпуса подшипника, через дроссельные шайбы а и б двумя линиями подведены либо силовой воздух давлением 1,4 кгс/см2 (в пневматических реле), либо масло постоянного давления (в гидравлических). На нагнетателях 370, 235 и 650 давление масла 5 кгс/см2. Через отверстия в планке воздух или масло подводится к двум латунным соплам 2 и выходит в картер подшипников через щели, образуемые торцами сопел и диском на валу. Зазоры между соплами и диском за счет смещения сопел по резьбе устанавливаются 1,1 ± 0,05 мм.
Рис. 24. Реле осевого сдвига.
71
Положения сопел фиксируются гайками 1. Диаметры дроссельных шайб а и б в пневматических реле 2, а в гидравлических — 3 мм. Диаметры выходных отверстий сопел в пневматических реле 3, а в гидравлических — 5 мм. Давления в линиях между шайбами и соплами измеряются на турбоагрегате ГТК-Ю-4 элек-троконтактными манометрами, а на ГТН-25 — реле давления.
При нормальной работе, когда нет осевого смещения ротора, давление в двух линиях примерно одинаково: 0,3—0,5 кгс/см2 для пневматических реле, 1,0—1,8 кгс/см2 для гидравлических. При осевом смещении ротора вращающийся диск приближается к одному из сопел, что вызывает рост давления в линии перед этим соплом. При смещении ротора на 1 мм давление перед соплом, в сторону которого произошло смещение, повышается до 1,2 кгс/см2 в пневматических реле и до 4,0—4,5 кгс/см2 в гидравлических. Контакты электроконтактных манометров или реле давления настраивают на выдачу электрических импульсов в систему защиты агрегата при повышении давления перед соплами соответственно до 1,0 и до 3,5 кгс/см2, что отвечает осевому смещению ротора примерно на 0,8 мм.
При установке сопел необходимо учитывать наличие осевого разбега ротора между установочными и рабочими колодками в упорном подшипнике. Для измерения зазора между соплом и диском ротор нужно отжать до упора в сторону устанавливаемого сопла. Действие реле, там где это возможно, проверяют на остановленном агрегате либо смещением сопла в сторону диска, либо с помощью миллиметровой пластинки, закладываемой между соплом и диском.
Для обеспечения стабильной работы гидравлических реле подводимое к нему масло проходит очистку в дополнительном сетчатом фильтре. Масло должно иметь постоянное давление 5 ± ±0,5 кгс/см2. Для поддержания постоянного давления масла перед гидравлическими реле осевого сдвига применяется регулятор давления, конструкция которого изображена на рис. 25.
В расточке корпуса 1 запрессована букса 2, в которой перемещается поршень 3 с упором 4. На поршень сверху действует усилие пружины 5. Упором смещается шарик 7, поджимаемый к седлу во втулке 6 пружиной 8. Втулка установлена в нижней части корпуса, имеет боковые отверстия, к которым подведено масло от насоса. На нагнетателях 370 и 235 это масло подводится из системы маслоснабжения турбины ГТК-Ю-4, а на нагнетателе 650 — от насоса уплотнения. Выводной штуцер из регулятора сообщен с полостью под поршнем 3.
При отсутствии подвода масла пружина 5 держит поршень на нижнем упоре. Зазор между седлом и шариком при этом максимальный. Включение насоса приводит к росту давления перед регулятором и за ним. Когда давление за регулятором достигает 5 кгс/см2, поршень, сжимая пружину 5, начинает подниматься. Зазор между седлом и шариком уменьшается до тех пор, пока давление в системе за регулятором не
72
Рис. 25. Регулятор давления масла.
перестает возрастать. Если в системе за регулятором по какой-либо причине давление начинает снижаться, то поршень опускается вниз и увеличивает поступление масла до тех пор, пока давление не восстановится. Натяжение пружины регулируется заводом за счет подбора требуемой толщины подкладного кольца над пружиной. Регулятор настраивается для стабилизации давления 5 ± 0,5 кгс/см2.
Реле давления воздуха
Реле давления воздуха предназначено для выдачи электрического импульса в систему зажигания камеры сгорания после появления небольшого избыточного давления за цикловым компрессором. Наличие давления свидетельствует о том, что камера уже продувается воздухом. Если на неработающем агрегате из-за неплотностей арматуры на топливном трубопроводе в камере сгорания скопился газ, то потоком воздуха он будет вытеснен в дымовую трубу, что сделает последующее зажигание взрывобезопасным.
На рис. 26 изображено реле давления воздуха РДВ-6. Чувствительным элементом реле служит мембрана 2 из прорезиненной ткани. Мембрана закреплена между двумя частями корпуса 1 и 3. Жесткий центр мембраны состоит из двух металлических дисков. В центре дисков укреплен шток 4, связанный с рычагом 5 механизма настройки. В механизме настройки имеется пружина 6, натяжение которой регулируется винтом и отмечается указателем по шкале.
73
Рис. 26. Реле давления воздуха.
Давление воздуха за цикловым компрессором подается в подмембранную полость реле через штуцер, ввернутый в нижнюю половину корпуса 1. Если давления за компрессором нет, то мембрана отжимается пружиной вниз до упора в корпус 1. Под действием давления воздуха мембрана, преодолевая натяжение пружины, прогибается вверх и с помощью рычажной передачи вызывает срабатывание микровыключателя 7, который выдает сигнал для разрешения зажигания факела. Ввод проводов электрической сигнализации обеспечивается штуцером в нижней части механизма настройки, закрытого кожухом.
Реле настраивается на выдачу электрического сигнала при давлении воздуха 0,006 кгс/см2 (60 мм вод. ст.), что соответствует частоте вращения компрессора 400—600 об/мин. Пределы настройки реле от 0,004 до 0,02 кгс/см2 (от 40 до 200 мм вод.ст.).
74
Реле в состоянии выдержать максимальное одностороннее давление 6 кгс/см2. В этом предельном случае мембрана выстилается по внутренней поверхности верхней части корпуса 3, чем и предохраняется от повреждения.
Блок воздухоподготовки
Для очистки и охлаждения воздуха, используемого в системе регулирования ГТУ, применяется блок воздухоподготовки. Блок состоит из воздухоохладителя, двух сетчатых фильтров и конден-сатоотводчика. Принципиальная схема блока воздухоподготовки изображена на рис. 27.
Воздух к блоку воздухоподготовки поступает из станционного коллектора. К этому коллектору через обратные клапаны подсоединены трубопроводы из нагнетательных патрубков от всех ГТУ, установленных на КС. Коллектор всегда будет под давлением, если на станции работает хотя бы один агрегат. Для пуска первого агрегата используется станционная поршневая компрессорная установка с электроприводом, нагнетание которой через обратный клапан подсоединено к коллектору. Очистка воздуха в блоке воздухоподготовки происходит в сетчатых фильтрах 3. В работе находится, как правило, один фильтр, а второй — резервный.
На турбинах ГТК-10-4 в значительной степени очистка воздуха достигается еще и тем, что система отбора его из нагнета-
регулирования
Воздух из коллектора
X
Воздух из нагнетания компрессора
Рис. 27. Схема блока воздухоподготовки.
ния компрессора выполнена в виде колена, вставленного в нагнетательный трубопровод по потоку. Этим исключается попадание крупных взвешенных частиц в блок воздухоподготовки, так как вместе с потоком они по инерции пролетают мимо входного отверстия на отборе.
Охлаждается воздух в воздухоохладителе 1 змеевикового типа. Охлаждающим телом является воздух машинного зала, в котором установлен блок воздухоподготовки. Влага, выпадающая в воздухоохладителе, отделяется в конденсатоотводчике 2 и отводится в дренажную канаву. Для удобства разборки и чистки воздухоохладитель собран с помощью фланцев из отдельных секций.
Блок воздухоподготовки собран на одной раме и огражден сетчатой решеткой. Ограждение необходимо, так как температура стенок воздухоохладителя, например в турбине ГТН-25, может доходить до 400 °C.
Фильтр сетчатый (рис. 28) состоит из корпуса 1, закрытого сверху крышкой 5. К крышке с помощью стяжек 4 и фланца 2
Рис. 28. Фильтр сетчатый.
76
Рис. 29. Конденсатоотводчик.
поджат набор штампованных профильных колец 7 и 9, между которыми уложены металлические сетки 8. Воздух подводится через фланец 6 во внутреннее пространство между корпусом и кольцами с сетками. Через отверстия в кольцах и сетки воздух проходит в пространство а и далее через фланец 2 в систему регулирования. Грязь задерживается на сетках. Кольцо 3 установлено для гарантирования плотного прилегания друг к другу колец и сеток.
Чистка сеток производится следующим образом. Снимается крышка 5, без разборки колец сетки промываются керосином и обдуваются струей воздуха. После чистки крышка с кольцами и сетками устанавливается на место.
Конденсатоотводчик, изображенный на рис. 29, выполнен в виде горизонтальной поплавковой камеры, используемой в системе уплотнения газовых нагнетателей. Состоит он из сварного корпуса 1, закрытого с помощью шпилечных соединений <3 фланцем 2. Внутри корпуса находится поплавок 13, соединенный трубкой 14 с рычагом 8. Рычаг может поворачиваться вокруг оси 9, укрепленной в стойке 7. Стойка с помощью упорного винта 4 и гайки 5 прижимает к нижнему отверстию в корпусе седло 12. Через это отверстие удаляется конденсат из корпуса. В седле
77
имеется отверстие, которое перекрывается сухарем 11. Сухарь всегда поджат к седлу плоской пружиной 10, укрепленной на рычаге, и может перемещаться по седлу при подъеме поплавка. Болтом 6 ограничивается перемещение рычага и сухаря. Подвод и отвод воздуха осуществляются через штуцерные соединения в верхней части корпуса.
Перед включением конденсатоотводчика в работу поплавок находится в нижней части корпуса. В этом положении сухарь полностью перекрывает отверстие в седле. С поступлением воздуха сухарь прижимается к седлу дополнительно давлением. По мере накопления влаги поплавок всплывает и с помощью рычага смещает сухарь вправо. В седле открывается отверстие, через которое влага уходит на слив. Если влаги в конденсатоотводчик поступает много, то поплавок всплывает повыше и сливное отверстие увеличивается; при сокращении поступления влаги поплавок опускается и сливное отверстие прикрывается.
Блок топливоподготовки
Топливный газ, поступающий в камеру сгорания ГТУ, не дол-
жен содержать ни механических примесей, ни жидкого конден-
сата. Очистка газа на КС проводится централизованно станцион-
ными средствами. Нагнетатели 650 имеют проточный тип уплотнения и частично (до 40 %) питают газом топливный коллектор турбины. Нарушение работы уплотнений может привести к попаданию масла в топливный газ. Для его улавливания завод с турбиной 7 ГТН-25 впервые поставил специальный блок топливо-8 подготовки с целью дополнительной очистки газа от жидких фракций непосредственно перед топливными клапанами.
Блок топливоподготовки включает в себя сепаратор, где газ очищается от капельной жидкости, два конденсатоотводчика по типу поплавковых камер у нагнетателя и связующую раму.
Устройство сепаратора показано на рис. 30. Корпус сепаратора составлен из двух камер 3 и 9, между
78
которыми зажата перегородка 7 с пропускным устройством 6 в центре. К сепаратору поступает газ через нижнюю камеру, а выходит через верхнюю. Находящийся против входного отверстия отбойник 2 отражает поступивший с газом конденсат к нижнему отверстию камеры, а затем конденсат отводится через один из кон-денсатоотводчиков в дренажную емкость с атмосферным давлением. Газ после отбойника проходит через прорези в верхней части трубы 10, а затем через пропускное устройство 6 в верхнюю камеру 3, в которой имеется отбойник 5 с сеткой 4. В нижней части трубы 10 находится поплавок 1 с приваренным стержнем. В нормальном положении поплавок опирается на донышко трубы 10, а стержень входит в отверстие в центре этого донышка. Таким образом поплавок все время фиксируется по оси трубы 10 и пропускного устройства 6. Если конденсат не отделился полностью в нижней половине сепаратора, то он может еще выделиться на сетке 4 и отбойнике 5 в верхней камере 3. Далее конденсат через отверстие в перегородке 7 попадет во второй конденсатоотводчик и дренируется.
В случае большого заброса конденсата или выхода из строя конденсатоотводчиков влага, накапливаясь в нижней части корпуса сепаратора, поднимет поплавок, который закроет нижнее отверстие пропускного устройства. В результате прекратится проход конденсата, а вместе с ним и газа к топливным клапанам. Давление топливного газа перед клапанами упадет, и сработает защита по снижению давления газа для остановки турбины.
После удаления из сепаратора конденсата, что можно проследить по указателям уровня на конденсатоотводчиках, открывается вручную вентиль 8. Давление снизу и сверху сепаратора выравняется, и поплавок опустится в нормальное положение. Сепаратор подготовится к работе.
Блок топливоподготовки рассчитан на рабочее давление газа 25 кгс/см2. Максимальное допустимое давление 54 кгс/см2. Расчетный расход газа 7,2 т/ч.
Глава 3
СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ
НАГНЕТАТЕЛЕЙ '
Система регулирования нагнетателей поддерживает заданное превышение давления уплотняющего масла под давлением газа, а также формирует импульс для противопомпажной защиты. Для нагнетателей с приводом от ГТУ применяют три системы масляного уплотнения в зависимости от типа нагнетателя.
Схема регулирования уплотнения газового нагнетателя Н-370-18, приводом которого является газотурбинный агрегат ГТК-Ю-4, изображена на рис. 31. Масло к опорному подшипнику и к уплотнению нагнетателя 1 подается винтовыми электронасосами 4 или 5, один из которых является резервным. К винтовым электронасосам масло поступает охлажденным из маслосистемы турбоагрегата с давлением 2—5 кгс/см2. Все масло от винтовых электронасосов, прежде чем попасть на уплотнение, пропускается через гидроаккумулятор 2, установленный над нагнетателем на 2 м выше уплотнительной камеры. Гидроаккумулятор предназначен для обеспечения уплотнения и смазки опорного подшипника нагнетателя в течение 10 мин в случае остановки винтовых насосов, вызванной исчезновением электропитания двигателей. Этого времени достаточно для автоматической остановки нагнетателя и опорожнения его от газа.
Постоянная разность давлений масла и газа поддерживается регулятором перепада давления 3 за счет сброса части масла, нагнетаемого винтовым электронасосом в линию перед маслоохладителем. В нагнетателе уплотняющее масло проходит в основном через опорный вкладыш подшипника и частично через торцевое уплотнение в маслосборную камеру, находящуюся под давлением газа. Из нее масло стекает в поплавковую камеру 7 и по мере ее заполнения отводится в газоотделитель 6. В газоотдели-теле масло разбивается на тонкие струи и растекается по перегородкам, на которых происходит выделение растворенного в масле газа. Чистое масло, скапливающееся в нижней части газоотделителя, через гидрозатвор направляется в бак, а выделяющийся из масла газ отводится в атмосферу через свечу диаметром 150 мм.
Для уменьшения уноса масла из маслосборной камеры в сторону колеса нагнетателя и далее в газопровод из поплавковой камеры отводят небольшое количество газа во всасывающий
80
Заказ
*
патрубок нагнетателя. Количество отводимого газа регулируют дросселем 8. В результате образуется поток газа, который увлекает масло из маслосборной в поплавковую камеру. Фильтр, установленный в верхней части поплавковой камеры, препятствует уносу масляных паров во всасывающую трубу нагнетателя. На случай засорения фильтра вокруг него предусмотрен обвод через вентиль 11.
Чтобы масло в поплавковой камере не переохлаждалось, особенно в зимнее время, в середину лабиринтного уплотнения добавляется более теплый газ из нагнетательного патрубка. Количество этого газа регулируют вентилем 10.
Индикация приближения режима работы нагнетателя к помпажной границе осуществляется сигнализатором помпажа 9. Импульсом для срабатывания сигнализатора является измерение соотношения перепада давлений на всасывающем конфузоре и перепада давлений на нагнетателе. Зона помпажа характеризуется малыми перепадами давления на конфузоре при больших перепадах давления на нагнетателе. В системе регулирования нагнетателя имеется также реле осевого сдвига ротора. Масло для реле поступает из маслосистемы турбоагрегата с давлением 5 кгс/см2, которое поддерживается специальным регулятором давления «после себя» (см. рис. 22).
Работа системы поддержания перепада «масло—газ» на уплотнениях осуществляется следующим образом. Когда нагнетатель не работает и не заполнен газом, запускается один из винтовых электронасосов. Происходит заполнение гидроаккумулятора маслом. Шариковый и поплавковый клапаны в верхней части гидроаккумулятора не препятствуют вытеснению воздуха через уплотнительную камеру в нагнетатель и далее через открытую свечу в атмосферу. Шарик не может потоком воздуха подняться вверх и прижаться к седлу, а поплавок, находясь внизу, также удерживает свой клапан в открытом состоянии. Пока идет заполнение гидроаккумулятора, отверстие для слива масла в регуляторе перепада перекрыто, потому что давление масла за насосом еще мало и не в состоянии преодолеть натяжение пружины регулятора. После заполнения гидроаккумулятора сначала закрывается поплавковый клапан, а затем и шариковый. Последний закрывается, поскольку поток масла способен подхватить шарик и прижать его к седлу. Давление за насосом начинает расти, мембрана регулятора перепада переставляет вверх золотник, открывается сброс масла из линии от нагнетания винтовых насосов. С ростом давления масла увеличиваются протечки через зазоры торцевого уплотнения. Протекающее масло поступает в поплавковую камеру 7 и далее через газоотделитель 6 в бак. При нормально работающих уплотнениях наполнение поплавковой камеры происходит довольно медленно (примерно 1 сут). При отсутствии избыточного давления газа в полости нагнетателя давление уплотняющего масла достигает 12 кгс/см2, что регулируется дроссельным винтом регулятора. По мере повыше
82
ния давления газа мембрана регулятора смещается вниз, золотник прикрывает свое сливное отверстие и давление масла за насосом повышается. Благодаря наличию пружины в регуляторе, давление масла будет всегда больше давления газа на 1— 3 кгс/см2.
Установка поплавкового клапана исключает образование газовой подушки в гидроаккумуляторе и обеспечивает быстрое его заполнение при пусках.
О качестве работы уплотнения можно судить по интенсивности поступления масла в поплавковую камеру. С этой целью закрывают вентиль на линии выпуска масла в газоотделитель и наблюдают по указателю уровня, как быстро набирается масло в поплавковой камере. Работа уплотнения считается нормальной, если подъем уровня на 10 мм произойдет за время не менее 20 мин.
Схема регулирования нагнетателя Н-235-21, приводом которого является газотурбинный агрегат ГТК-10-4, изображена на рис. 32. Этот нагнетатель рассчитан на полную степень сжатия, имеет два центробежных колеса вместо одного (как у нагнетателя Н-370-18) и снабжен двумя торцевыми уплотнениями, по одному на каждом конце вала. Эти конструктивные особенности нагнетателя 235-21 приводят к следующим отличиям в схеме регулирования.
1.	Вместо одного регулятора перепада давления применяются два — 6 и 7, которые включены параллельно по маслу и по импульсу газа. Два регулятора позволяют избежать чрезмерного повышения давления масла в полости нагнетателя. Два насоса уплотнения, непрерывно работающие с нагнетателем 235, могут создать перепад давления на уплотнении выше 15 кгс/см2 при работе с одним регулятором перепада. Один регулятор настраивается на поддержание перепада 3,5 (пружина полностью сжата), второй — 1—1,5 кгс/см2. В результате при отсутствии избыточного давления в контуре нагнетателя перепад «масло— газ» не превосходит 12 кгс/см2.
2.	Вместо одной поплавковой камеры используются две — 9 и 10. Каждая камера установлена для своего уплотнения, так как давление в уплотнительных камерах получается не совсем одинаковым. В камере, которая дренирует масло из уплотнения на стороне нагнетания, давление больше на значение сопротивления перепускного трубопровода, соединяющего полость за дум-мисом со всасыванием (примерно на 0,5 кгс/см2).
3.	Подвод теплого газа к уплотнительным камерам в зимнее время осуществляется так же, как у нагнетателя Н-370-18, из нагнетательного трубопровода.
4.	Для нагнетателя Н-235-21 применяется такой же сигнализатор помпажа 11, как и для Н-370-18, с той лишь разницей, что импульс по давлению нагнетаемого газа взят не из нагнетательного трубопровода, а из камеры после первого колеса.
6*
.83
Всасывание газа Нагнетание газа V	4
Рис. 32. Схема уплотнения
1 — газовый нагнетатель; 2 — гидроаккумулятор; 3 — газоподогреватель; 4, 5 — масляные 8 — газоотделитель; 9, 10— поплавковые
5.	Используются три уплотнительных винтовых электронасоса. Два насоса 4 являются основными, а один 5 — резервным.
6.	Поток газа, используемый для прогрева маслосборных полостей нагнетателя, создает одновременно избыточное давление в этой камере по сравнению с давлением всасывания нагнетателя. За счет избыточного давления осуществляется циркуляция газа через поплавковые камеры. Поэтому категорически запрещается закрывать вентили обогрева — возникнет унос масла в газопровод.
Для нагнетателей Н-650-21, приводом которых является газотурбинный агрегат ГТН-25, схема регулирования аналогична схеме на рис. 32. Имеются незначительные отличия, которые заключаются в следующем.
84
газового нагнетателя Н-235-21.
винтовые электронасосы; 6, 7 — регуляторы перепада давления; камеры; 11— сигнализатор помпажа.
1. Подача масла к реле осевого сдвига осуществляется через собственный регулятор давления «после себя».
2. Два регулятора перепада установлены не на линиях входа в торцевые уплотнения, а на выходных трубопроводах после торцевых уплотнений.
Регулятор перепада давления
Для поддержания постоянного перепада давления масла и газа для уплотнения нагнетателей применяются регуляторы типа РПД-2М (рис. 33). Регулятор собран в сварном корпусе 1, к которому прикреплен фланец 5 со стаканом 11. Основной элемент регулятора — резиновая мембрана 13 — зажат между опорными
85
Импульс по газу
Рис. 33. Регулятор перепада давления РПД-2М.
нения выгнута вверх до упора
кольцами 3 и 4 и дисками 12 и 14. Снизу на мембрану действует давление масла, нагнетаемое насосами уплотнения, а сверху — пружина 6 и давление масла в поплавковой камере, равное давлению газа в маслосборной камере нагнетателя (на нагнетателях Н-650-21 полость регулятора под мембраной соединена с маслосборной камерой). Натяжение пружины устанавливают с помощью винта 10, вращая который опускают или поднимают тарелку 8, опирающуюся на пружину. Планка 7, прикрепленная к стакану 11, не дает тарелке 8 проворачиваться. В диск 14 ввернута тяга 17, которая соединяет золотник 16 с жестким подвижным центром мембраны, состоящим из дисков 12 и 14. Золотник 16 управляет сливом масла через окна а во втулке 15.
Перед пуском нагнетателя, когда в его уплотнительной камере (камерах) нет давления газа, мембрана 13 под действием давления масла от насосов уплот-диска 12 в опорное кольцо 4. Рабо
чие пояски бив золотника пропускают масло на слив или в систему с давлением 2—5 кгс/см2. С помощью дросселя 2 давление уплотняющего масла устанавливается в пределах 10—15 кгс/см2 на нагнетателях Н-370-18 и Н-235-21 и 4—7 кгс/см2 на нагнетателе Н-650-21. С увеличением давления газа мембрана прогибается вниз, золотник прикрывает слив масла и давление уплотняющего масла растет. Регулятор сохраняет перепад давления масла и газа, заданный с помощью натяжения пружины 6. Диапазон настройки регулятора 0,4—3,5 кгс/см2 нечувствительность не более 0,05 кгс/см2; рекомендуемый рабочий перепад 2 кгс/см2.
После монтажа регулятора перед включением его в работу рекомендуется проверить положение золотника по высоте относительно буксы. Если диски мембраны находятся на нижнем упоре в кольцо 3, что всегда имеет место на остановленном агрегате, нижняя кромка направляющего пояска золотника 16 должна выступать из втулки 15 на 5 мм. Этот размер регулируется навинчиванием золотника по резьбе на тяге 17. Если золотник установлен выше, то при высоком давлении газа регулятор не
86
сможет достаточно прикрыть сливное отверстие и перепад давления может исчезнуть. Если золотник установлен ниже, то при отсутствии газа регулятор будет держать за уплотнительным насосом давление выше 12 кгс/см2, а это может вызвать поломку угольных колец в уплотнениях. После настройки регулятора следует законтрить гайки на тяге /7 и дросселе 2.
В штуцере, через который подводится импульс по газу, предусмотрен демпфирующий дроссель 9 (диаметр отверстия 1,5— 2 мм). При давлении газа ниже 40 кгс/см2 регулятор устойчиво поддерживает перепад и без дросселя. Однако при росте давления газа сверх 40 кгс/см2 начинается пульсация золотника и мембраны регулятора. Перепад «масло—газ» ритмично колеблется, и в системе возникают гидроудары. Дроссель 9 служит для их устранения. Дроссель дает эффект успокоения в масляной среде. Поэтому верхняя полость (пружинная) регулятора всегда должна быть залита маслом через штуцер дросселя. После заполнения полости дроссель ввинчивается в прежнее положение, а труба импульса по газу всегда проводится из масляной полости поплавковой камеры. Такое присоединение гарантирует наличие масла в верхней полости регулятора в течение всего времени работы нагнетателя под газом. Переобвязка импульсной линии регулятора в верхнюю часть поплавковой камеры не разрешается. Если помещение, в котором находится нагнетатель, плохо отапливается, то к поплавковой камере и регулятору следует подать теплый воздух после регенератора через изолированную трубу диаметром 32 мм.
Поплавковая камера
Поплавковая камера (рис. 34) предназначена для дренирования масла, поступающего через уплотнения в маслосборную полость нагнетателя, и возвращения этого масла в масляный бак агрегата после его дегазации.
Устройство камеры следующее. В сварном корпусе 1 на поверхности масла плавает поплавок 2. Трубой 3 поплавок поворачивает рычаг 4 вокруг оси 9, установленной в стойке 8. В прорези рычага вставлены шипы сухаря 10, прижимаемого плоской пружиной и усилием от давления в камере к седлу 11. Поднимаясь и опускаясь вместе с уровнем масла, поплавок передвигает сухарь, который открывает и закрывает сливное отверстие в седле. Упорные винты 5 и гайка 6, нажимая на стойку 8, обеспечивают надежное уплотнение седла в корпусе. Болты 7 ограничивают поворот рычага 4 и ход сухаря 10. При отсутствии в камере масла поплавок опущен, рычаг 4 упирается в правый болт 7 и сливное отверстие в седле перекрыто сухарем.
Масло из маслосборной камеры нагнетателя подводится трубопроводом в верхнюю часть цилиндрического участка корпуса. По этому трубопроводу поступает сюда и газ, чем обеспечивается выравнивание давления в поплавковой и маслосборной камерах. По мере наполнения камеры маслом поплавок всплывает и су-
87
Отвод газа
Рис. 34. Поплавковая камера.
харь, перемещаемый рычагом, начинает открывать сливное отверстие в седле. С этого момента в камере автоматически поддерживается примерно постоянный уровень масла. Площадь открытия сливного отверстия устанавливается в зависимости от поступающего в камеру масла и давления в ней. Чтобы из камеры дренировалось только масло, трубка между рычагом и поплавком изогнута таким образом, что уровень масла в камере, соответствующий началу открытия сухарем сливного отверстия, находится на 400—500 мм выше седла.
Для полного сбора масла, просочившегося через уплотнение, и уменьшения его уноса в газопровод часть газа из поплавковой
88
камеры отводится через отверстие в крышке 18 во всасывающий трубопровод или в топливный коллектор в зависимости от типа нагнетателя. Для удаления паров масла из этого газа установлен фильтр 17. Вокруг фильтра имеется байпас с вентилем 19. Фильтр составлен из двух металлических сеток, внутри которых уложена стекловата. Масло по мере накопления в стекловате стекает обратно в поплавковую камеру. Периодическая проверка работы камеры осуществляется по указателю уровня, устроенному по типу водомерного стекла. В корпус указателя 16 вставлена трубка 15 из органического стекла с толстыми стенками. Трубка уплотняется по торцам прокладками, зажатыми с помощью ниппелей 14 и накидных гаек 13. Корпус указателя уровня сообщается с газовой и масляной стороной поплавковой камеры подводящими трубками с вентилями 12, которые можно перекрыть на случай выхода из строя трубки 15. Уровень масла наблюдается через отверстия в корпусе 16.
В нижней части корпуса поплавковой камеры имеется отверстие для отвода импульса к регулятору перепада по давлению газа в маслосборной камере нагнетателя. На нагнетателях 235 и 650 этот отбор взят из бокового отверстия поплавковой камеры из-под уровня масла, что лучше предохраняет от засорения импульсную трубку.
Во время монтажа и ревизии следует в первую очередь проверить состояние поплавка: не проникло ли масло внутрь сферы. При сборке необходимо убедиться, что труба 3, которая соединяет поплавок с рычагами 4, при верхнем положении не упирается в край отверстия корпуса 1, к которому приварен горизонтальный патрубок. Расстояние от трубы 3 до края отверстия должно быть около 20 мм. Ограничительные болты 7 не должны допускать касание поплавком корпуса камеры и в то же время должны обеспечивать правильное положение сухаря относительно седла. При нижнем положении поплавка отверстие в седле должно быть полностью перекрыто, а при верхнем — открыто не менее чем наполовину.
Все прокладки во фланцах камеры, а также между седлом и корпусом должны быть изготовлены из тонкого прокладочного картона. Прокладки по торцам трубы 15 должны быть также из картона. Эти прокладки нельзя смазывать бакелитовым лаком, так как содержащийся в нем спирт способствует образованию трещин в органическом стекле. Чрезмерное обжатие трубки из органического стекла недопустимо ввиду возможного ее разрушения.
Поплавковый клапан
Поплавковый клапан (рис. 35) используется для полного заполнения гидроаккумулятора маслом. Клапан состоит из шарообразного поплавка 8, к которому приварена игла 5. Игла свободно с диаметральным зазором 0,3—0,4 мм перемещается во втулке 6, приваренной сверху на корпус гидроаккумулятора 7. Сверху в ра-
89
| Выпуск газа
Рис. 35. Поплавковый клапан.
сточке втулки установлено седло 4 с отверстием диаметром 3 мм. Седло укреплено с помощью накидной гайки 3. Этой же гайкой прижимается ниппель 2, к которому приваривается труба для сообщения с маслосборной камерой нагнетателя. Винт 1 препятствует выпадению поплавка с иглой при отсутствии масла в гидроаккумуляторе.
Во время нормальной работы нагнетателя, когда гидроаккумулятор заполнен маслом, поплавок принудительно прижимает иглу к седлу. Выход масла в газовую полость перекрыт. При снижении уровня поплавок опускается вниз и отверстие в седле открывается. Внутренняя полость гидроаккумулятора над маслом через зазор между иглой и втулкой сообщается с газовой линией к уплотнительной камере. Это отверстие все время открыто до тех пор, пока гидроаккумулятор опять не заполнится маслом.
При монтаже и ревизии проверяются отсутствие дефектов в поплавке
и плотность запирания отверстия в седле 4 иглой 5. Во время эксплуатации могут допускаться незначительные протечки масла через поплавковый клапан. Масло это стечет в поплавковую камеру и сдренируется в маслобак. Иногда обслуживающий персонал КС по причине того, что газовая труба за поплавковым клапаном теплая, заглушает ее. Делать этого нельзя. Можно проверить количество масла, поступающего
в поплавковую камеру, для чего перекрывают вентиль на линии от камеры к газоотделителю и наблюдают за повышением уровня масла. Если подъем уровня на 10 мм происходит за время не менее 20 мин, то плотность клапанов аккумулятора и качество работы торцевых уплотнений можно считать нормальным.
Сигнализатор помпажа
Помпаж нагнетателя представляет собой периодические изменения расхода вплоть до противотока, сопровождается акустическими ударами и приводит к разрушению подшипников и покрывающих дисков колес. Сопутствующее помпажным толчкам изменение нагрузки на нагнетатель вызывает колебание частоты вращения и может привести к вынужденной остановке из-за срабатывания бойков или по забросу температуры перед турбиной. В эксплуатации были отмечены случаи помпажа осевого компрес
90
сора турбины, вызванные колебаниями мощности нагнетателя при его помпаже. Такая связь образуется только при отключении регулятора приемистости. Обнаружение помпажного режима работы нагнетателя осуществляется сигнализатором помпажа. Он воспроизводит линию режимов, близкую к помпажной границе, и использует импульсы по перепаду на входном конфузоре и по разности давлений на нагнетателе.
Принципиальная схема сигнализатора изображена на рис. 30 и 31. Под воздействием разности давлений на конфузоре
ДД = Рве (+) Рве (_)> зависящей от расхода газа через нагнетатель, и разности давлений между нагнетанием и всасыванием
ДР := Рн Рве (_) сильфоны развивают усилия, которые сравниваются на рычажной системе. Сигнализатор воспроизводит характеристику
Др = k\Н,
где k — коэффициент пропорциональности, зависящий от положения корректора. Этому же уравнению подчиняется и граница помпажа нагнетателя. Изменяя положение корректора, настраивают сигнализатор на выдачу сигнала при приближении режимов работы нагнетателя к помпажной зоне.
Конструкция сигнализатора СП-100 показана на рис. 36. Сигнализатор собран в цилиндрическом корпусе 6, внутри которого с помощью двух болтов 43, уплотненных резиновыми кольцами 38, укреплен механизм сравнения. Этот механизм выполнен следующим образом. На панели 37 размещены сильфоны 18 и 47, стойки 41 и 49, к которым при помощи плоских пружин 58 присоединены рычаги 12 и 42, пластина 35 с ограничителем 20 и направляющие стойки 5 и 9. Связь сильфона 18 с рычагом 12 осуществляется через упор 13 и пяту 15. Сильфон 47 жестко крепится к рычагу 42.
На рычагах 12 и 42 установлены пружины 4 и 10, на концах которых имеются ввертыши И и 44. Натяжение этих пружин можно изменять с помощью винтов 40 и 45. Винты стопорятся резиновыми кольцами 46. Поступательное перемещение ввертышеи обеспечивается направляющими стойками 5 и 9. Изменяя натяжение пружин 4 и 10, можно отрегулировать зазор между пластинами 8 на рычагах 12 и 42 с таким расчетом, чтобы шарикоподшипник на конце корректора устанавливался между пластинами 8 без люфта.
Для уравновешивания рычага 12 установлен груз 7. Рычаг 12 воздействует на рычаг 19 через регулировочный винт 62. Винт стопорится при помощи планки 61 и пружины 63. Корпус 6 с двух сторон закрыт крышками 23 и 51, уплотненными резиновыми кольцами 21. Однозначность установки этих крышек обеспечивается штифтами 22, которые входят в пазы на корпусе.
91
92
Б-Б
Рис. 36. Сигнализатор помпажа СП-100.
Вид Г
Вид Е
Вид К
Крышка, не показана
Шарнирная тяга 3 корректора выведена из внутренней полости корпуса 6 через отверстие в крышке 51. Тяга уплотнена резиновым кольцом 2. Наружная часть тяги имеет резьбу и вместе с гайкой 1 составляет механизм перемещения корректора. Пластина 60, укрепленная на крышке 51, опирается на лыску, срезанную на тяге, и препятствует повороту тяги вокруг своей оси при вращении гайки.
Вывод рычага 19 из внутренней полости корпуса уплотнен упругой металлической мембраной 53. Центр мембраны зажат между двумя частями рычага 19, имеющими резьбовые соединения. По внешнему контуру мембрана зажата в крышке 23 кольцом 54 с помощью фланца 55 и четырех винтов М8. Две плоские пружины 58 удерживают рычаг 19 от осевого перемещения при воздействии рабочего давления на мембрану 53. Один конец пружины 58 укреплен в крышке 23 при помощи ввертышей 57 и 59, а другой — на траверсе 56 рычага 19 болтами 26. Такая конструкция вывода обеспечивает возможность поворота рычага 19 относительно условной оси, образованной пересечением плоскостей, в которых расположены мембрана 53 и пружина 58.
Наружная часть рычага 19 с пластиной 27 и регулировочным болтом 33 защищены крышкой 24. На крышке 24 укреплена взрывонепроницаемая оболочка, состоящая из корпуса 29 и двух крышек 28 и 30. Отверстие в крышке 24, предназначенное для доступа к болту 33, закрыто пластиной 32. Внутренняя полость корпуса 29 разделена перегородкой на два отделения, в которые впрессованы токоведущие части зажимов. В одном отделении корпуса 29 расположен микропереключатель 66. Другое отделение служит выводной коробкой для подключения линий связи. В корпусе 29 расположены также компенсатор 31, предохраняющий микропереключатель 66 от повреждения, а также шток 64 и возвратная пружина 65.
Крышки 23 и 51 и корпус 6 обжаты шпильками 52 с гайками. Пробки 14, 16 и 39 с уплотнительными резиновыми кольцами 17 закрывают отверстия в корпусе 6, через которые проводится регу лировка сигнализатора. Чтобы исключить самоотвинчиванш. пробки законтриваются проволокой. Импульсные линии к сигна лизатору подсоединяются при помощи вентильного блока 50 и трубок 36 и 48, уплотненных резиновыми кольцами 34. Крепится сигнализатор при помощи кронштейнов 25.
Настройка сигнализатора СП-100 проста. Перемещения рычагов и зазоры в подвижных элементах регулируются на заводе-изготовителе. Поэтому настройка на станции состоит в следующем. Сигнализатор импульсными трубками подключается к нагнетателю. При этом импульсная трубка, идущая от вентиля со знаком минус на корпусе СП-100, должна подсоединяться к вентилю на крышке нагнетателя. Вентиль, отмеченный знаком плюс, подключается к всасывающей трубе нагнетателя на расстоянии не более 1 м от его патрубка. Вентиль, ближайший к корректору сигнализатора, подсоединяется к нагнетательному трубопроводу. Во избе
94
жание разрывов сильфонов импульсные трубки от сигнализатора не должны иметь отключающих вентилей, кроме тех, которые поставляются с самим прибором. Никаких других устройств к этим трубкам не присоединять!
Необходимо следить за тем, чтобы во время подключения сигнализатора два уравнительных вентиля были открыты. Они закрываются после проверки плотности импульсных линий (мыльной эмульсией) и открытия всех вентилей на импульсных линиях, включая подводящие вентили на самом сигнализаторе. С этого момента вентили не трогать при любом режиме работы или остановки нагнетателя. Отключение сигнализатора вентилями проводить в обратном порядке.
После вывода нагнетателя на предпомпажный режим перемещением корректора добиться замыкания конечного выключателя сигнализатора и выдачи электрического сигнала в систему автоматического управления на открытие крана № 6.
Если по условиям работы станции не представляется возможным создать предпомпажный режим работы нагнетателя, то корректор следует установить на делении 5, что приближенно соответствует границе помпажа (нагнетатель 370-18-1 с очищенной проточной частью и чертежными уплотнениями). Для данного нагнетателя установка корректора на 5 соответствует срабатыванию сигнализатора при перепаде давления 0,272 кгс/см2 между полостями «плюс» и «минус» и перепаде на нагнетателе 10,5 кгс/см2. Следует помнить, что установка корректора на делении 5 для данного нагнетателя обеспечивает сигнал, близкий к помпажной зоне, а при установке на деление 5—8 срабатывание произойдет после первого помпажного удара, что тоже допустимо по условиям прочности нагнетателя. При этом второго помпажного толчка не должно наступать, если кран № 6 открывается за время не более 10 с. Время его закрытия следует устанавливать 25—35 с. Импортные краны имеют регулировку времени открытия и закрытия с помощью дросселей, установленных на линии, соединяющей гидроцилиндры с разделительными сосудами.
Если сигнализатор разбирался и вновь собирается, необходимо убедиться в том, что сильфон 18 имеет предварительное натяжение на 1,5—2 мм при установке рычага 12 параллельно панели 37, а сильфон 47 — натяжение 1 —1,5 мм при установке рычага 42 параллельно панели 37. Предварительное поджатие сильфонов 18 и 47 до вышеуказанного значения регулируется изменением числа шайб между рычагом 12 и пятой 15 для сильфона 18 и рычагом 42 и крышкой для сильфона 47.
Параллельность рычага 12 относительно панели 37 выставляется визуально путем изменения натяжения пружины 10 при помощи винта 40, а рычага 42 относительно панели 37 — вворачиванием винта 45 в ввертыш 44. Ролик корректора должен двигаться между пластинами на рычагах 12 и 42, при этом зазор между роликом и пластиной любого из рычагов должен составлять 0,01 — 0,05 мм. Достигается это изменением натяжения пружин 4 и 10
95
при помощи винтов 40 и 45. Зазор контролируется при помощи щупа. Ограничитель 20 следует установить так, чтобы ход рычага 12 вниз был примерно вдвое больше хода вверх.
После окончательной сборки сигнализатора в корпус производится регулировка срабатывания микровыключателя. Выворачивается пробка 16 и вращением против часовой стрелки регулировочный винт 62. Снимается пластина 32, регулировочный болт 33 устанавливается так, чтобы при воздействии вручную на конец пластины 27 она перемещалась от нейтрального положения до момента срабатывания микропереключателя на 0,8—1 мм. После этого винт 33 законтривается. Выворачивается пробка 14 и вместо нее вставляется болт с отверстием (имеется в ЗИП), в которое вставлен стержень до соприкосновения с рычагом 12. Ввинчивается винт 62 до срабатывания микропереключателя. Удаляется болт со стержнем из отверстия под пробку 14, при этом микропереключатель должен работать в обратную сторону. После этого необходимо вывернуть пробку 39 и вращать винт 40 по часовой стрелке до момента, при котором воздействие вручную на конец рычага 27 в одну и другую сторону приведет микропереключатель к срабатыванию. При этом усилия, необходимые, для переключения в одну и другую стороны, должны быть примерно одинаковыми. После этого регулировка сигнализатора считается законченной, и он может подключаться в работу по ранее описанной методике.
Дифференциальное реле давления
На рис. 37 приведена конструкция дифференциального реле давления ДРД-2Г. В стальном корпусе 12, закрытом сверху крышкой 14, а снизу стаканом 7, между двумя опорными кольцами 8 и 9 зажата резиновая мембрана 16, по наружному и внутреннему диаметрам которой имеются уплотнительные кольцевые буртики. Два диска 10 и 17 образуют жесткий центр мембраны. В корпусе над мембраной размещены валик 1 и укрепленный на нем рычаг 11. Через скалку 15 рычаг 11 прижимается пружиной 13 к жесткому центру мембраны. На конце валика, выходящего из корпуса в коробку 4, укреплен рычаг 2, с помощью которого осуществляется срабатывание микропереключателя 3 электрических цепей сигнализации и блокировки. Валик поворачивается в подшипниках и уплотнен резиновой манжеткой изнутри.
Мембрана испытывает снизу усилие от пружины растяжения 5 и плюсового давления измеряемого перепада. Сверху на мембрану действует минусовое давление измеряемого перепада. Все разъемы реле уплотняются резиновыми кольцами круглого сечения. При большом перепаде давления мембрана прогибается вверх до упора диска 10 в опорное кольцо 9. В этом положении валик 1 рычагом 11 повернут так, что микропереключатель находится в освобожденном положении. С уменьшением перепада давления мембрана под действием пружины 5 отходит от упора вниз. Рычаг 11 я ва-
96
Рис. 37. Реле давления дифференциальное ДРД-2Г.
лик 1 поворачиваются в обратную сторону, и в какой-то момент происходит срабатывание микровыключателя 3. В зависимости от натяжения пружины 5, устанавливаемого винтом 6, можно настроить реле на выдачу электрического импульса при перепаде давления от 0,3 до 6,3 кгс/см2. Реле рассчитано на статическое давление до 100 кгс/см2. Реле выдерживает одностороннее давление 100 кгс/см2 за счет выстилания мембраны по опорным кольцам 8 и 9. По категории взрывозащищенности реле может быть установлено в галерее нагнетателей. В настоящее время реле ДРД-2Г устанавливается вместо ДРД-1. Оба реле по конструкции аналогичны.
Регулировка реле ДРД проводится следующим образом. Вращением винта 6 по направлению стрелки «меньше» (указано на стакане 7) до упора добиваются соприкосновения жесткого центра мембраны 16 с упорным кольцом 9. Рычаг 2 займет крайнее верхнее положение. Отвернув стяжной болт на этом рычаге, с помощью
7 Заказ № 314
97
щупа устанавливают зазор, равный 0,5—0,6 мм, между рычагами 2 и штоком микропереключателя. После установки зазора стяжной болт затягивают.
Для настройки реле на заданную точку разности давлений в рабочем интервале 0,3—6,3 кгс/см2 в полость со знаком плюс подают воздух одним из давлений вышеуказанного интервала, определяемого по образцовому манометру. При этом полость со знаком минус должна быть соединена с атмосферой. Вращением винта 6 по направлению стрелки «больше» создают натяжение задающей пружины до срабатывания микропереключателя, которое можно фиксировать по включению или выключению лампочки или на звук. После настройки все гайки законтривают.
Глава 4
СИСТЕМА МАСЛОСНАБЖЕНИЯ
Система маслоснабжения обеспечивает смазку подшипников агрегата, подачу масла к концевым уплотнениям и реле осевого сдвига нагнетателя на рабочих режимах, а также в периоды пуска и остановки агрегата. Надежностью работы системы маслоснабжения, выбором типа комплектующего оборудования и способа его компоновки во многом определяются надежность и безопасность работы ГПА.
В установках типа ГТК-10 и ГТН-25 применяется единая циркуляционная система подвода масла к подшипникам и уплотнениям, что дает возможность использовать один маслобак, общие фильтры и маслоохладители для всей системы маслоснабжения. Применение общей системы снабжения маслом подшипников агрегата и уплотнений нагнетателя снижает затраты на обслуживание и ревизию маслосистемы, повышает ее эксплуатационную надежность.
Для всех ГТУ распределение потоков масла в общем аналогично. Подача масла к подшипникам агрегата на рабочих режимах производится главным насосом центробежного типа. Масло, забираемое насосом из бака, редуцируется регулятором давления «после себя», охлаждается, фильтруется и с требуемым избыточным давлением поступает на смазку подшипников и к насосам уплотнений. Из линии смазки подшипников турбины осуществляется также подвод масла к импульсному насосу регулятора скорости — импеллеру. Отработанное масло из подшипников собирается в сливной коллектор и самотеком возвращается в маслобак.
Главный масляный насос уплотнения нагнетает масло в полости перед концевым уплотнением с давлением, на 1—3 кгс/см2 превышающим давление уплотняемого газа. Требуемый уровень давления уплотняющего масла поддерживается регулятором перепада «масло—газ». Слив загазованного масла в маслобак осуществляется через газоотделитель, обеспечивающий выделение растворенного в масле газа.
В периоды пуска и остановки агрегата питание маслосистем обеспечивается пусковыми насосами с электроприводами переменного тока. При отсутствии напряжения на шинах собственных нужд станции масло к подшипникам во время выбега и последую
7*
99
щего охлаждения агрегата подается резервным насосом с приводом от электродвигателя постоянного тока. Масло к уплотнениям нагнетателя в этом случае поступает от масляного аккумулятора. Однако конструктивные особенности узлов маслосистемы обусловливают некоторые отличия компоновки и работы систем масло-снабжения газотурбинных агрегатов различных типов. Во время работы агрегата ГТН-25 масло подается в систему главным масляным насосом 9, для привода которого используется воздушная турбина (рис. 38). Воздух к турбине подводится из нагнетания КВД. Скорость вращения воздушной турбины ограничивается регулятором давления, редуцирующим давление воздуха на подводе к регулируемой группе сопел турбины. Отработанный воздух отводится по трубопроводу в проточную часть силовой турбины агрегата перед направляющими лопатками для охлаждения диска.
При пуске, нормальной и аварийной остановках работает пуско-резервный насос 7 центробежного типа, который имеет два привода: от электродвигателя переменного тока с частотой вращения 3000 об/мин и от электродвигателя постоянного тока с частотой вращения 1500 об/мин. Двигатель переменного тока автоматически включается при снижении давления масла смазки до 1,1 кгс/см2 в период нормальной остановки агрегата. Включение двигателя постоянного тока происходит также автоматически при неисправностях в цепях переменного тока и падении давления масла смазки до 0,3 кгс/см2 через временную задержку 3 с. Задержка введена только на ГТН-25, так как главный насос с приводом от отдельной турбины может быстро останавливаться при открытии сбросных клапанов турбины. В этом случае практически одновременно срабатывают уставки 1,1 и 0,3 кгс/см2 и, как правило, включается только двигатель постоянного тока. Чтобы дать возможность включиться двигателю переменного тока, и введена временная задержка. В период пуска агрегата работает электродвигатель переменного тока.
Главный и пуско-резервный насосы — погружные, вертикального типа, смонтированы в виде единого блока совместно со сдвоенным обратным клапаном 8 на раме-маслобаке. Сдвоенный обратный клапан дает возможность плавно, без провалов давления в системе смазки, отключить пусковой насос от маслосистемы после пуска и частичной загрузки агрегата. Когда давление за главным насосом становится больше, чем за пусковым в безрас-ходном режиме, на 0,3—0,5 кгс/см2, система автоматического управления отключает электродвигатель пускового масляного насоса.
Масло после сдвоенного обратного клапана поступает через регулятор давления «после себя» 10 в маслоохладитель 11. Регулятор давления «после себя» обеспечивает поддержание давления в коллекторе смазки в пределах 2,2—2,5 кгс/см2 на рабочих режимах установки. Охлажденное масло проходит через фильтр 6, затем по коллектору смазки — к подшипникам турбогруппы и нагнетателя. Это же масло подводится к импеллеру 14 и насосам
100
Рис. 38. Схема маслоснабжения ГТН-25.
Перелив
системы уплотнения нагнетателя. Система уплотнения нагнетателя поддерживает заданный перепад давления масла и газа около 1—3 кгс/см2 в полости перед концевым масляным уплотнением. Главный масляный насос системы уплотнений шестеренчатого типа приводится во вращение от вала нагнетателя, и тем самым обеспечивается независимость работы системы уплотнений от источников переменного тока. Для пуска и остановки агрегата в раме установлен шестеренчатый насос с приводом от электродвигателя переменного тока. Пусковой насос отключается при частоте вращения вала нагнетателя около 3300 об/мин. Более подробно распределение потоков масла в системе уплотнения нагнетателя рассмотрено в гл. III.
Все основное оборудование системы маслоснабжения (за исключением маслоохладителя) смонтировано в раме турбогруппы, которая одновременно является резервуаром для масла. Для снижения пожароопасности основная часть маслопроводов высокого давления расположена внутри рамы-маслобака, а подводы масла для смазки вкладышей подшипников выполнены внутри сливных труб (кроме трубы слива из переднего подшипника). Уплотнение фланцевых соединений маслопроводов осуществляется с помощью резиновых колец круглого сечения. Компенсация тепловых удлинений обеспечивается установленными на коротких участках маслопроводов компенсаторами сальникового типа с уплотнениями на резиновых кольцах круглого сечения. Внутренняя полость рамы-маслобака разделена системой перегородок для обеспечения максимального пути масла от слива из подшипников до забора насосами с целью полного выделения воздуха из масла. Дополнительное удаление воздуха из масла осуществляется в двух воздухоотделителях, установленных в раме-маслобаке и действующих по принципу разделения потока на мелкие струи. На боковых стенках и в верхнем листе рамы имеются фланцы для слива масла из подшипников и из рамы, а также для аварийного ее опорожнения, фланец переливного устройства, фланец для заполнения рамы. Кроме того, на верхнем листе выполнен фланец для подачи углекислого газа при пожароопасных ситуациях. Для предотвращения попадания масляных паров в машинный зал, они отсасываются из рамы-маслобака и всех картеров подшипников турбогруппы отсасывающим устройством 12, подсоединенным к воздушной полости рамы-маслобака. Пары масла и воздух подаются отсасывающим устройством в сепаратор 15, при этом сконденсировавшееся масло из сепаратора стекает через гидрозатвор в раму-маслобак, а воздух и остатки паров масла выбрасываются в выхлопную трубу турбины.
Уровень масла в маслобаке контролируется дистанционно, а также местным указателем поплавкового типа. Защита по уровню масла аварийно останавливает агрегат при снижении уровня масла ниже минимального, так как недопустимое опорожнение рамы-маслобака вызовет срыв напора погружных маслонасосов и прекращение подачи масла к подшипникам и системе уплотнения.
102
В раме-маслобаке установлены трубчатые электронагреватели для подогрева масла при запуске агрегата из холодного состояния. Отключаются электронагреватели автоматически при температуре масла в раме-маслобаке 30 °C. Температура масла на подводе к подшипникам при работе агрегата поддерживается автоматически в диапазоне 45—55 °C за счет охлаждения масла в маслоохладителе // промежуточным теплоносителем. В качестве промежуточного теплоносителя используется жидкий хладоагент: дистиллированная вода при температуре наружного воздуха от 10 до 40 °C или антифриз 65 при температуре от —55 до +10 °C. Для охлаждения жидкого хладоагента применяется отдельный замкнутый циркуляционный контур объемом 8,5 м3. Охлаждение хладоагента происходит в аппаратах 5 типа АВО за счет продувки через аппараты атмосферного воздуха электровентиляторами или осевым компрессором турбины. Циркуляция хладоагента осуществляется главным насосом 13 с приводом от вала нагнетателя или пусковым центробежным насосом 3 типа 4 КМ-12 с приводом от электродвигателя переменного тока. Пусковой насос установлен последовательно с главным циркуляционным насосом и параллельно обратному клапану 1 в нагнетании главного насоса. На всасывании и нагнетании пускового насоса размещены задвижки с электроприводом 2, которые открываются при остановке агрегата перед включением двигателя насоса. Пусковой антифризный насос служит для охлаждения масла на турбине, остановленной из горячего состояния. На пуске его включение не требуется, так как с первых же оборотов силовой турбины главный антифризный насос производит достаточную циркуляцию антифриза в контуре.
Для компенсации изменения объема хладоагента с изменением температуры предусмотрен расширительный бачок 16 объемом 0.6 м3, соединенный со всасыванием главного насоса и установленный выше оси насоса на 6 м. Перелив расширительного бачка соединен с основной емкостью, из которой заливается и дополняется циркуляционный контур с помощью подкачивающего насоса. Автоматическое управление подкачивающим насосом осуществляется по сигналу от указателя уровня расширительного бачка.
Промежуточный теплоноситель поступает от главного циркуляционного насоса через регулятор температуры 4 в маслоохладитель, где нагревается за счет охлаждения масла, а затем нагнетается к аппаратам типа АВО. Регулятор температуры 4 прямого действия осуществляет перепуск части потока хладоагента (минуя АВО) при температурах теплоносителя на входе в регулятор ниже заданной. Максимальный объемный расход через клапан перепуска регулятора составляет не менее 60 % от производительности главного насоса. В случаях, когда перепуск хладоагента оказывается недостаточным для стабилизации температуры, поддержание заданной температуры обеспечивается за счет последовательного отключения вентиляторов АВО. Контроль за температурой проме
103
жуточного теплоносителя предусмотрен системой автоматического управления агрегатом.
Антифризный контур нашел применение только в первых модификациях газоперекачивающих агрегатов типа ГТН-25. В дальнейшем благодаря использованию АВО закрытого типа с встроенными электронагревателями стало возможным исключить контур промежуточного хладоагента и охлаждать масло непосредственно воздухом. АВО такой конструкции обеспечивают подогрев масла в аппаратах перед пуском агрегата при отрицательных темпера
турах наружного воздуха.
В усовершенствованных системах маслоснабження помимо того, что увеличился располагаемый теплоперепад между маслом с высокой температурой и охлаждающей средой (воздухом), существенно сократилось станционное оборудование, предназначенное для охлаждения масла. Отпала необходимость в теплообменниках
«масло—антифриз», в насосах антифриза — главном, пусковом и подкачивающем, а также в емкости для размещения антифриза. Значительно упростилась система КИП и автоматики, связанная
с контуром охлаждения масла.
В отличие от газоперекачивающего агрегата ГТН-25 в установках типа ГТК-10 главный масляный насос центробежного типа установлен непосредственно на валу турбины высокого давления, Помимо выполнения основной функции — подачи масла в систему на рабочих режимах — главный масляный насос в этом случае может контролировать частоту вращения вала ТВД. График за-
висимости давления за насосом от частоты вращения приведен на рис. 39.
Непосредственный привод главного маслонасоса от вала агре-
Рис. 39. Зависимость напора главного масляного насоса ГТК-Ю-4 от частоты вращения вала ТВД.
гата наиболее надежен, так как обеспечивает бесперебойную подачу масла независимо от внешних источников энергоснабжения. Однако центробежные насосы не обладают свойствами са-мовсасывания, если они расположены выше маслобака. Для создания необходимого подпора на входе в колесо во всасывающем трубопроводе насоса 4 установлен инжектор 5, к соплу которого подводится масло из нагнетания того же насоса (рис. 40).
/мин Подача масла при пуске
и остановке агрегата производится пусковым масляным насосом 2, который
104
СлиВ с регулятора перепада
К блоку Винтобых насособ
К подшипникам
Рис. 40. Схема маслоснабжения ГТК-10-4.
размещен на верхней крышке рамы-маслобака. Пусковой масляный насос погружного типа приводится во вращение асинхронным электродвигателем и обеспечивает подачу масла в систему в количестве 30 кг/с при давлении 5,5 кгс/см2. В безрасходном режиме пусковой насос развивает давление 6,5 кгс/см2.
На линиях нагнетания главного и пускового масляных насосов расположен сдвоенный обратный клапан 3, после которого масло разделяется на два потока: к маслоохладителю 7 через регулятор давления «после себя» 6 и к соплу инжектора насоса. Регулятор поддерживает давление на входе в маслоохладитель в пределах 4—6 кгс/см2.
В установках ГТК-10 контур промежуточного теплоносителя отсутствует, а масло, протекающее по трубкам теплообменника, охлаждается непосредственно воздухом, продуваемым между ними электровентиляторами. Охлажденное и очищенное фильтром 8 масло поступает на смазку опорно-упорного подшипника нагнетателя и к насосам системы уплотнения, а также после дополнительного редуцирования в регулируемом дросселе 9 — на смазку подшипников турбогруппы и к импеллеру 1.
Резервный шестеренчатый маслонасос 10 с приводом от электродвигателя постоянного тока имеет две ступени. Первая ступень производительностью 6,9 кг/с при давлении в нагнетании 1 кгс/см2 подключена к маслопроводу смазки низкого давления 0,8— 1,2 кгс/см2. Вторая ступень производительностью 0,8 кг/с подает масло с давлением 5 кгс/см2 на смазку опорно-упорного подшипника нагнетателя.
Винтовые насосы системы уплотнения подают масло высокого давления через фильтр тонкой очистки и обратный клапан на торцевое уплотнение и опорный подшипник нагнетателя. Винтовые насосы приводятся во вращение электродвигателями переменного тока. Система автоматического управления агрегатом обеспечивает автоматическое переключение с рабочего винтового насоса на резервный при аварийном снижении перепада давлений между уплотняющим маслом и газом. Одновременная работа двух насосов запрещена, так как при отсутствии газа в нагнетателе перепад давления на уплотнении может превысить 20 кгс/см2 и разрушить угольное торцевое уплотнение.
Рассмотренные системы маслоснабжения газотурбинных агрегатов просты и экономичны. В них предусмотрены устройства, обеспечивающие безопасность в эксплуатации и исключающие возможность перерывов в питании маслом подшипников и уплотнений агрегата. Автоматизация системы маслоснабжения создает максимальную надежность в эксплуатации. Эти системы маслоснабжения не требуют сложных мероприятий по наладке и обслуживанию.
Перед пуском газотурбинного агрегата типа ГТК-10 необходимо включить пусковой электронасос; нагреть при необходимости масло до 30 °C и проверить, что давление за насосом не менее 3 кгс/см2; наладить работу регулятора давления «после
106
себя». Для этого нужно максимально сжать пружину регулятора, а затем ослабить так, чтобы давление за регулятором понизилось до 4 кгс/см2. Давление на подшипниках турбины должно составлять 0,7—0,9, а нагнетателя —2—3 кгс/см2.
До пуска агрегата следует проверить работу электроприводных масляных насосов — пускового, резервного и уплотнительного. Система автоматического управления агрегатом должна осуществлять включение электронасосов в заданной последовательности при пуске агрегата и сигнализацию рабочих состояний насосов, а также обеспечивать включение пускового и резервного насосов при возникновении аварийных сигналов о падении давления масла в системе.
В период пуска агрегата необходимо удостовериться в переключении питания маслосистемы от пускового на главный масло-насос, расположенный на валу турбины. При частоте вращения турбины высокого давления около 3500 об/мин главный масляный насос вступает в работу. В этот момент давление за инжектором насоса должно плавно понизиться с 1 до 0,4 кгс/см2 и затем повыситься до 1 кгс/см2 одновременно с ростом давления за главным масляным насосом. Следует проследить, чтобы при давлении за главным насосом 7,5 кгс/см2 автоматически отключался пусковой насос.
В системе маслоснабжения агрегата типа ГТН-25 необходимо не только настроить регулятор давления «после себя» на вступление в работу при давлении за регулятором 4,5 кгс/см2, но и проверить работу регулятора турбонасоса. Клапан регулятора турбонасоса начинает прикрывать подвод воздуха к приводной турбине главного масляного насоса, когда давление воздуха за компрессором высокого давления становится больше 4 кгс/см2, и полностью перекрывает подвод воздуха к регулируемым соплам турбины при давлении за КВД 12 кгс/см2, при этом давление на сильфон регулятора не превышает 4 кгс/см2.
При работе пускового масляного насоса давление на подшипники агрегата должно составлять около 1, а при работе главного насоса — 2,5 кгс/см2. Переход с пускового насоса на главный начинается при частоте вращения вала ТВД примерно 3000 об/мин. Следует проследить, чтобы при давлении за главным масляным насосом 6 кгс/см2 автоматически отключался пусковой насос.
В процессе эксплуатации агрегатов необходимо периодически опробовать включение пускового и резервного насосов по сигналу падения давленйя масла в системе, а также контролировать перепад давлений масла на фильтрах. Если сопротивление фильтра превышает 0,4 кгс/см2, необходимо заменить загрязненные фильтрующие элементы, так как дальнейшее увеличение сопротивления фильтра может привести к недопустимому снижению давления масла на подшипниках.
Подробное описание отдельных узлов систем маслоснабжения агрегатов типа ГТК-Ю и ГТН-25 приведено ниже.
107
Установка главного масляного турбонасоса
Турбонасос вертикального типа состоит из центробежного насоса и приводной турбины, работающей на регулируемом отборе воздуха за последней ступенью компрессора высокого давления. Корпус насоса 7 (рис. 41) выполнен фасонной стальной отливкой вместе с напорным патрубком. Корпус закрыт крышкой 5, с которой они образуют внутреннюю кольцевую камеру. К торцу крышки крепится всасывающий патрубок 3, на котором установлен фильтр 1 из металлической сетки, предохраняющий полость насоса от попадания посторонних предметов. Для повышения стабильности работы в период запуска насоса служит инжектор 2, соединенный с напорной камерой насоса.
Рабочие колеса насоса и диск приводной турбины установлены на одном валу 10, который вращается в двух вкладышах. В расточках корпуса и крышки размещены неразъемные уплотняющие кольца 4 и 6 плавающего типа и опорный вкладыш 8, зафиксированные от проворота штифтами. Для уменьшения осевых нагрузок на упорную поверхность опорно-упорного вкладыша 12 колесо насоса разгружено от осевых сил. Разгрузка осуществляется путем соединения отверстиями полости между плавающим кольцом 6 и опорным вкладышем 8 с входом насоса и путем автономного подвода масла к вкладышам от линии смазки трубкой 9. Корпус приводной турбины 16 сварно-литой, с вертикальным разъемом. Он имеет выхлопной патрубок и горизонтальный фланец, которым устанавливается на раму 11, а прицентровывается к ней при помощи бурта и штифтов. К корпусу крепится крышка 18, к которой приварены входные патрубки, подводящие воздух к двум группам сопел. Один подвод выполнен нерегулируемым, а на линии второго подвода установлен регулирующий клапан, ограничивающий расход воздуха через регулируемую группу сопел. При полной загрузке ГПА регулирующий клапан перекрывает подвод воздуха к регулируемым соплам.
В корпусе и крышке турбины установлены: сегмент сопел 17, сегмент направляющих лопаток 15, два ряда угольных уплотнений 14 и маслозащитное кольцо 13. Уплотнения, установленные в расточке корпуса 16, предотвращают прорыв горячего воздуха в масляную полость. Угольные кольца из двух половин размещены в корпусе и прижимаются пружинами к гребням втулкй, насаженной на вал турбонасоса. Гребни врезаются в угольные кольца, обеспечивая минимальный радиальный зазор.
Маслозащитное кольцо 13 также выполнено из двух половин и закреплено в корпусе 16 винтами. В полость между угольным и масляным уплотнениями через отверстие в корпусе 16 подается охлаждающий воздух. Суммарные протечки через угольные уплотнения холодного и горячего воздуха отводятся вестовой трубой 19.
Опорно-упорный вкладыш 12 ротора турбонасоса смонтирован на опоре, вваренной в корпус 16 приводной турбины. Вкладыш 108
Рис. 41. Установка главного масляного турбонасоса.
109
имеет разъем, его внутренняя (опорная и торцевая) упорная поверхность залита баббитом. Для уменьшения протечек масла во вкладыше установлено уплотнительное кольцо. Масло из картера приводной турбины сливается в полость рамы-маслобака.
Для измерения температуры опорно-упорного вкладыша установлены два термометра сопротивления, выведенные за пределы корпуса приводной турбины через штепсельный разъем. В конструкции турбонасоса предусмотрена также возможность измерения частоты вращения ротора ручным тахометром, для чего имеется вывод вала турбонасоса через сальниковое уплотнение в крышке приводной турбины.
Основные технические данные насоса: частота вращения 4500 об/мин, напор 7,2 кгс/см2, производительность 2900 л/мин.
Регулятор турбонасоса
Регулятор турбонасоса применяется для ограничения давления в нагнетании главного маслонасоса за счет редуцирования давления воздуха перед регулируемой группой сопел. Регулятор состоит из корпуса 1 с подводящим и отводящим патрубком, крышки 5, диафрагмы 6 и корпуса сильфона 13 (рис. 42). Чувствительный элемент регулятора — сильфон — приварен к фланцу 7 и тарелке 11, в которой укреплен шток 9 двухседельного клапана.
Во внутреннюю расточку корпуса 1 подведен воздух из нагнетательного патрубка КВД. Протекающий по зазору между штоком 9 и буксой 4 воздух через сверления в буксе и крышке 5 отводится в выхлопной трубопровод за приводной турбиной. К диафрагме 6 от промежуточной ступени компрессора низкого давления подведен охлаждающий воздух, который выпускается в атмосферу через радиальные отверстия. Этим воздухом охлаждаются также прилегающие к диафрагме букса 4 и шток 9. Наличие охлаждающей диафрагмы и воздушного зазора под крышкой 5 препятствует переносу теплоты от горячего корпуса 1 к сильфону 12 и пружине 10. Внутренняя полость сильфона через отверстия в диафрагме сообщена с атмосферой. Наружная полость сильфона 12 связана с подводящим патрубком на корпусе 1 через делитель давления, образованный дроссельными шайбами диаметром 2 и 4 мм. Последовательно через эти шайбы воздух из подводящего патрубка пропускается на выхлоп приводной турбины. ''Необходимость применения делителя давления диктуется тем, что максимальное давление воздуха, подводимого к сильфону, не должно превышать 5 кгс/см2 (на агрегатах первых выпусков). Давление воздуха на сильфон, при котором регулятор вступает в работу, определяется натяжением пружины 10, которое регулируется подгонкой толщины кольца 8.
При пусковых режимах газоперекачивающего агрегата, когда давление за КВД незначительно, клапан регулятора полностью открыт. По мере увеличения давления за КВД начинают перекрываться проходные сечения как верхней 2, так и нижней 3 та-
110
Рис. 42. Регулятор турбонасоса.
релками клапана. Примерно на половине хода клапана нижняя тарелка перекроет свое проходное отверстие, а при полной загрузке агрегата проход воздуха будет перекрыт и верхней тарелкой. Подвод воздуха к турбонасосу через регулируемые сопла прекращается, и в работе будет находиться только нерегулируемая группа сопел.
Установка пуско-резервного масляного насоса
Масляный насос центробежного типа имеет два приводных электродвигателя. В период пуска и нормальной остановки агрегата работает электродвигатель переменного тока мощностью 37 кВт при частоте вращения 2950 об/мин; при этом насос подает в систему 2000 л/мин масла с давлением около 4 кгс/см2. В случае аварийного снижения давления масла до 0,5 кгс/см2 после задержки 3 с при отсутствии напряжения переменного тока автоматически включается электродвигатель постоянного тока мощностью 7,5 кВт при частоте вращения 1500 об/мин. Резервный насос
щ
нагнетает в систему 1000 л/мин при давлении около 1 кгс/см2 в период выбега валов агрегата до полной остановки.
Насос и электродвигатель переменного тока 12 (рис. 43) соединяются специальной рамой 9, имеющей квадратный фланец для крепления всей установки в блок насосов. Электродвигатель по-
стоянного тока 14 установлен на раме 13, опирающейся на верхний фланец электродвигателя переменного тока. Соединение валов насоса и электродвигателей осуществляется с помощью кулачковых муфт 11.
Масло на смазку верхней опоры 10 вала насоса подводится по трубке, подключенной к нагнетательному патрубку насоса. Уплотнение вала обеспечивается резиновой манжетой. Корпус насоса сварно-литой, выполнен в форме улитки с патрубком нагнетания, поворачивающим поток масла на 90°. Он состоит из трех частей: всасывающего патрубка 1, крышки 3 и собственно улитки 6.
Всасывающий патрубок 1 конфузорного типа организует плавный подвод потока масла к колесу 4 и имеет встроенный инжектор, компенсирующий падение давления на входе в колесо. Центробежное рабочее колесо закрытого типа имеет фрезерованные лопатки и скреплено заклепками с покрывающим диском. Колесо насажено на шлицы вала 8 и удерживается на нем с помощью упорного буртика и прижимной гайки-обтекателя 5. Колесо насоса вращается в опорно-упорном подшипнике 7 и уплотнительной втулке 2, внутренние поверхности которых залиты баббитом. Уплотнительная втулка плавающего типа удерживается от проворота штифтами и имеет возможность радиально перемещаться по зеркалу фланца всасывающего патрубка. Опорно-упорный подшипник, выполненный из двух половин с продольным разъемом, собирается на упорном гребне колеса 4 и устанавливается вместе с ним в корпусе насоса. В подшипнике имеются отверстия для разгрузки осевого усилия,
112
по которым подводится масло к поверхностям скольжения, воспринимающим осевую нагрузку. Для снижения давления на нерабочей стороне упорного гребня колеса в корпусе насоса и в подшипнике просверлены отверстия для слива масла из внутренней кольцевой камеры упорного подшипника.
Работа насосов контролируется измерением давления масла в нагнетании и передачей измеряемых значений в систему централизованного контроля и управления.
Главный масляный насос турбины ГТК-10-4
Конструкция главного масляного насоса приведена на рис. 44. Корпус консольного насоса 9 из литой стали составлен из двух половин. Нижняя половина укреплена внутри картера переднего подшипника компрессора. Колесо 5 закрытого типа с фрезерованными лопатками скрепляется с покрывающим диском 4 заклепками, проходящими через тело лопаток. Удерживается колесо насоса на валу с помощью шпоночного соединения 7 и прижимной гайки-обтекателя 8.
Уплотнение насоса от протекания масла из нагнетательной камеры во всасывающую и по валу в картер подшипника производится двумя кольцевыми втулками 3 и 6 плавающего типа. Внутренние поверхности втулок залиты баббитом. Кольцевые втулки
Рис. 44. Главный масляный насос ГТК-Ю-4.
8 Заказ № 314
НЗ
фиксируются от проворота штифтами, входящими в выемки на горизонтальном разъеме корпуса насоса. Кольцевая втулка 6 состоит из двух скрепленных между собой половин, что позволяет осматривать ее без снятия колеса с вала.
Масло к насосу подводится через литое колено 1. Организацию потока во всасывающем патрубке насоса непосредственно перед входом масла в колесо осуществляют осевые направляющие лопатки, размещенные во втулке 2.
Для обеспечения нормальной работы главного масляного насоса необходимо во всасывающем патрубке поддерживать избыточное давление. С этой целью во всасывающем трубопроводе установлен струйный насос — инжектор, который поддерживает на входе в колесо избыточное давление 0,2—1,0 кгс/см2. К соплу инжектора подводится масло из нагнетания того же насоса. Для создания требуемого избыточного давления на входе в колесо на сопло инжектора требуется около одной трети подачи насоса.
Приемный патрубок 1 инжектора (рис. 45) расположен на раме-маслобаке, ниже минимального уровня масла в баке. Струя масла, вытекая с большой скоростью из сопла 2, засасывает из бака дополнительное количество масла и направляет его в ступенчатый диффузор, составленный из горловины 3 и трубы 4. При выходе масла из горловины в трубу скоростной напор преобразуется в статический, вследствие чего и создается избыточное давление во всасывании главного насоса, необходимое для его бес-срывной работы.
Установка пускового масляного электронасоса
Привод пускового масляного насоса осуществляется от асинхронного электродвигателя, вращающегося со скоростью 2950 об/мин. Расчетная производительность насоса 2000 л/мин при давлении в нагнетании 5,5 кгс/см2. Насос выполнен (рис. 46) с вертикально расположенным валом 6, который соединяется с валом приводного электродвигателя 9 кулачковой муфтой 8.
114
Корпус 3 насоса имеет форму улитки, опущен в бак ниже уровня масла и состоит из двух половин с вертикальным разъемом. Всасывающая камера корпуса в виде конфузора со встроенным инжектором обеспечивает плавный вход масла на колесо насоса 4. Колесо с фрезерованными лопатками скреплено заклепками с покрывающим диском и насажено на вал. Колесо насоса, закрепленное на валу шпонкой и гайкой-обтекателем 2, имеет упорный гребень, которым передается осевое усилие на упорный вкладыш 5. Вращение вала насоса происходит во вкладышах 5и7и уплотнительной втулке 1 плавающего типа. Внутренние поверхности вкладышей и втулки залиты баббитом.
Уплотнение насоса от
Рис. 46. Установка пускового масляного электронасоса.
перетекания масла из на-
гнетательной камеры во всасывающую и по валу производится за счет малых зазоров в подшипниках и втулке. Для смазки верхней опоры вала насоса установлена трубка 10, подключенная к нагнетательному патрубку. Вал уплотняется с помощью резиновой манжеты.
Сдвоенный обратный клапан
Сдвоенный обратный клапан предназначен для плавного подключения к системе маслоснабжения главного масляного насоса при загрузке газоперекачивающего агрегата и пускового масляного насоса во время остановки агрегата.
Клапан турбины ГТН-25 собран в сварном корпусе 1 (рис. 47), имеющем вид тройника. В корпусе установлена букса 5 с боковыми отверстиями а и б, через которые масло, подведенное с одной стороны буксы от главного насоса, а с другой — от пускового, может проходить в систему маслоснабжения агрегата. Проходные сечения отверстий а и б определяются положениями поршня 4 и клапана 9, помещенных внутри буксы. Шток клапана 9 направляется втулкой 6, приваренной к опоре 7.
Когда насосы не работают, поршень 4 и клапан 9 пружинами 3 и 8 прижаты к седлам 2 и 10. После запуска пускового насоса
8*	115
Рис. 47. Сдвоенный обратный клапан ГТН-25.
Рис. 48. Сдвоенный обратный клапан ГТК-Ю-4.
116
под давлением масла клапан 9 переместится влево до упора во втулку 6 и откроет отверстия а в буксе. По мере загрузки агрегата давление масла из нагнетания главного масляного насоса на поршень 4 превысит усилие на поршень от давления масла, напрессованного в полость пружины 3 пусковым насосом, и усилие самой пружины. Поршень 4 сместится вправо, и масло от главного насоса через открывшиеся отверстия б также начнет поступать в маслосистему. За счет увеличения давления в маслосистеме при совместной работе двух насосов клапан 9 начнет смещаться вправо. Отверстия а полностью перекрываются, когда давление в масляной системе становится больше давления от пускового насоса в безрасходном режиме. После автоматического отключения пускового насоса клапан 9 прижмется к своему седлу, а поршень 4 встанет на упор в опору 7.
Во время остановки агрегата перемещения клапана 9 и поршня 4 происходят в обратном порядке. Клапаном открываются отверстия а, а поршнем закрываются отверстия б. Благодаря наличию пружин 3 и 8 осуществляется постепенное по мере изменения давлений за насосами открытие и закрытие отверстий а и б.
В установках типа ГТК-Ю сдвоенный обратный клапан собран в сварном тройниковом корпусе 1 (рис. 48). В корпус запрессована букса 2 с шестью продольными отверстиями в средней части. Подключение насосов к системе маслоснабжения осуществляется за счет открытия поршнем 3 проходных сечений в отверстиях буксы со стороны насоса, развивающего большее давление нагнетания. Перемещение поршня происходит под действием усилий, возникающих за счет разности давлений нагнетания работающих насосов.
Когда включен пусковой насос, а давление масла за главным насосом мало, поршень 3 смещен до упора в уступ буксы. Как только давление нагнетания главного насоса станет больше давления за пусковым, поршень начнет перемещаться, открывая сечение для прохода масла от главного насоса. Расход масла, поступающий в систему от пускового насоса, сокращается. С дальнейшим увеличением частоты вращения главного насоса поршень смещается до упора в седло 4. Сечение для прохода масла от пускового насоса полностью закрыто, и система автоматического управления отключает питание электродвигателя пускового насоса при давлении за главным насосом 7 кгс/см2.
Переключение насосов в период остановки агрегата происходит в обратном порядке. С уменьшением давления масла за главным насосом поршень 3 смещается к упору в буксу, подключая к системе маслоснабжения пусковой насос.
Регулятор давления «после себя»
Регулятор давления «после себя» поддерживает примерно постоянное давление в системе маслоснабжения при изменении рабочих режимов газоперекачивающего агрегата. Регулятор собран в сварном корпусе 1 (рис. 49), в расточке которого запрессована
117
Рис. 49. Регулятор давления масла «после себя».
букса 3 с отверстиями для прохода масла. Внутри буксы перемещается золотник 2, нагруженный через тарелку 8 и упор 9 пружиной 7. Натяжение пружины, упирающейся верхним концом в тарелку 5, устанавливается болтом 6, ввернутым в крышку 4. В верхней части буксы и корпуса имеются отверстия для дренирования в маслобак масла, просочившегося по зазору между золотником и буксой в полость пружины 7.
Вступает в работу регулятор при давлении в системе 4— 4,5 кгс/см2. Под действием усилия от давления на выходе регулятора золотник смещается с упора в корпусе 1, сжимая пружину, и прикрывает проходное сечение через отверстия а. С этого момента регулятор поддерживает примерно постоянное давление за собой при изменении давления масла от главного масляного насоса. Золотник совершает полный рабочий ход, когда давление за регулятором превышает 6,5 кгс/см2, и становится на упор в трубу, приваренную к крышке 4. Отверстия а перекрываются, и масло от насоса проходит в систему только через нерегулируемые отверстия б. Нормально в работе окна а не перекрываются и максимальное давление, которое поддерживается в системе, ниже 6,5 кгс/см2.
118
Импеллер
Импеллер установлен в корпусе подшипника на валу турбины низкого давления (рис. 50). Безлопаточное колесо 4 импеллера выполнено вместе с валом 2 турбины. В колесе просверлены радиальные отверстия, которые выходят в проточку а, связанную со всасывающей камерой б корпуса 1. Корпус 1 укреплен своими приемными и нагнетательными патрубками в корпусе подшипника.
Колесо 4 вращается в трех плавающих втулках 3, 5 и 6, размещенных во внутренних расточках корпуса 1. Протечки масла из нагнетательной камеры по валу в сторону турбины задерживаются плавающей втулкой 3. Плавающая втулка 5 установлена для уменьшения протечек масла из нагнетательной камеры во всасывающую, а втулка 6 — для уменьшения протечек из всасывающей камеры на валу турбины в сторону нагнетателя. Все втулки составлены из двух половин, скрепленных болтовыми соединениями 7. Внутренние поверхности втулок залиты баббитом.
При вращении вала импеллер забирает охлажденное масло из системы смазки, которое выходит из радиальных отверстий колеса с повышенным напором. Давление масла, создаваемое колесом в камере в, зависит от частоты вращения вала турбины. Давление от импеллера непосредственно передается гидродинамическому регулятору скорости. Для предотвращения перегрева импеллера и снижения пульсации давления в нагнетании в крышке корпуса сверху просверлено небольшое отверстие, через которое масло из нагнетательной полости сбрасывается в картер подшипника.
График зависимости напора импеллера агрегата ГТК-Ю-4 от частоты вращения приведен на рис. 51.
Маслоохладитель
На установках типа ГТН-25 применяется маслоохладитель с поверхностью охлаждения 197 м2. Такая поверхность обеспечивает снижение температуры масла от 68,5 °C на входе в маслоохладитель до 55 °C на выходе из него при температуре жидкого хладоагента 49 °C. Потери давления масла в маслоохладителе составляют 2 кгс/см2, потери давления хладоагента в трубках маслоохладителя — около 1 кгс/см2.
Маслоохладитель представляет собой горизонтальный кожухотрубный теплообменник. В корпусе 1 (рис. 52) находится трубный пучок из низкоребристых накатанных трубок 2. Вдоль трубок установлены перегородки типа «диск-кольцо» 4, организующие многоходовое поперечное обтекание трубок маслом. Для исключения перетечек масла из «хода в ход» через технологические зазоры по корпусу и трубкам применены уплотнения из пластиката 3. Охлаждающая жидкость протекает внутри трубок по двум ходам. Конструкция маслоохладителя дает свободу тепловому расширению трубного пучка благодаря применению кольцевого резинового уплотнения 5.
119
A
5
Сторона.
 -нагнетателя
6
Сторона турбины
Рис. 50. Импеллер.
Рис. 51. Зависимость напора импеллера ГТК-10-4 от частоты вращения вала ТНД.
120
Рис. 52. Маслоохладитель ГТН-25.
Рис. 53. Аппарат воздушного охлаждения.
121
На входном и выходном патрубках маслоохладителя установлены термометры и манометры для контроля за температурой и давлением масла. Давление масла в маслоохладителе должно быть выше давления циркулирующей по трубкам жидкости для предотвращения попадания ее в масло.
Охлаждение масла, подводимого к подшипникам агрегатов ГТК-10, а также хладоагента в ГТН-25 осуществляется в аппаратах воздушного охлаждения типа АВО. Секции 2 (рис. 53) аппаратов типа АВО состоят из горизонтально расположенных охладительных элементов 3, которые смонтированы совместно с жалюзийным механизмом на стальной опорной конструкции, и вентиляторов 5 с приводом от электродвигателя переменного тока. Охладительные элементы, каждый из которых набран из оребренных трубок, имеют по маслу два хода в трубном пространстве. На одной стороне охладительного элемента расположена камера, которая имеет два подсоединительных патрубка 1 и разделена по всей длине на две части, а другая сторона снабжена поворотной камерой 4. На поворотной камере имеется воздушник для удаления пузырьков воздуха из трубного пространства. Трубки охладительного элемента соединяются с камерами через уплотнительные маслостойкие резиновые кольца.
Охладительные секции фиксируются к металлоконструкции штифтами только с одной стороны, чем гарантируется свободное расширение секций при нагревании. С боков секции защищены рамами, которые придают жесткость, обеспечивая прохождение всего воздуха через ребристые пучки.
Коробка вентиляторов разделена в середине перегородкой на две части; таким образом, оба вентилятора можно включить и отключить независимо друг от друга. Для повышения эффективности аппаратов воздушного охлаждения применяются проволочные турбулизаторы.
Аппараты типа АВО с общей поверхностью охлаждения 1800 м2 дают возможность понизить температуру масла смазки от 65 на входе до 51 °C на выходе из аппарата. Сопротивление трубных пучков составляет 1,75 кгс/см2 при расходе масла 1260 л/мин.
Поддержание температуры масла смазки в зависимости от температуры наружного воздуха осуществляется изменением расхода воздуха через секции аппарата. Непрерывное регулирование расхода воздуха может обеспечиваться изменением частоты вращения электроприводов вентиляторов. При снижении частоты вращения вентилятора уменьшается количество теплоты, отводимой от охлаждаемого масла. В принятых сейчас схемах автоматики уменьшение теплосъема достигается последовательным отключением вентиляторов. При низких отрицательных температурах наружного воздуха используется реверсирование электропривода вентиляторов и прикрытие жалюзийного механизма для предотвращения переохлаждения масла. В случае пуска газоперекачивающего агрегата из холодного состояния в зимнее время необходимо подогреть масло в трубках охладителя за счет подачи в сек
122
ции аппарата теплого воздуха от электрокалорифера или от соседней работающей турбины (после регенератора). Мощность электроподогревателей калорифера составляет 160 кВт для турбины ГТК-Ю.
Фильтр масляный
В комплект блока фильтров агрегата ГТК-10 входят два полнопоточных фильтра: рабочий и резервный. В комплект блока, смонтированного на общей сварной раме, входят трубопровод и арматура, необходимые для переключения фильтров на работающем агрегате при загрязнении рабочего фильтра.
Фильтр (рис. 54) состоит из следующих основных сборочных единиц и деталей: корпуса 5; фильтрующих элементов 4 типа ЭФ «Нарва 6-4» ДХ, которые надеваются на трубу 6, фиксируются этой трубой и стаканом 3 и прижимаются при закрытии заглушки 1 пружинами 2.
При включении фильтра в маслосистему масло поступает через входной патрубок и заполняет пространство между корпусом и наружной поверхностью фильтрующего элемента, проходит через фильтрующий элемент и выходит из внутренней его полости через выходной патрубок в маслосистему. Посторонние включения, находящиеся в масле, задерживаются на наружной поверхности фильтрующего элемента.
Для слива масла и отстоя при замене фильтрующих элементов, а также для выпуска воздуха из фильтра предусмотрены специальные отводы с запорными вентилями. На трубопроводах входа и выхода масла установлены манометры для измерения перепада давлений на фильтре. Допустимый перепад давлений на загрязненном фильтре не должен превышать 0,4 кгс/см2. Начальная степень фильтрации составляет 40 мкм.
Система отсоса масляных паров
Выделение масляных паров в помещение машинного зала через зазоры подшипников предотвращается удалением их из рамы-маслобака и всех картеров подшипников отсасывающим устройством, которое подсоединено к воздушной полости рамы-масло-бака. Пары масла и воздух подаются отсасывающим устройством в сепаратор, из которого выделенное масло стекает в раму-маслобак, а воздух выбрасывается в выхлопной газопровод ТНД. На линии слива масла из сепаратора установлен гидрозатвор высотой 1 м.
Отсасывающее устройство по конструкции и принципу действия аналогично инжектору насоса (см. рис. 45). Только эффект эжекции достигается за счет воздуха, отбираемого за 3-й ступенью КНД. Сепаратор обеспечивает разделение масла и воздуха, массовый расход которого составляет 2800 кг/ч при давлении перед сепаратором 0,06 кгс/см2 и температуре среды 60 °C.
123
to
Рис. 54. Фильтр масляный агрегата ГТК-10-4.
Рис. 55. Циклонный сепаратор.
Циклонный сепаратор (рис. 55) представляет собой аппарат цилиндрической формы, состоящий из сварного корпуса 1 с донышком 4, сварной трубы 2 и сетки 3, свернутой в виде конуса и вставленной в раструб трубы. Труба установлена внутри корпуса и закреплена фланцем.
Сепарация масла осуществляется за счет тангенциального подвода масловоздушной смеси к корпусу 1 сепаратора. Масло по стенам стекает вниз и через отверстие в донышке 4 по трубопроводу, присоединенному к фланцу 5, отводится в раму-маслобак. Поток воздуха через фильтрующую сетку 3 поступает в трубу 2 и уходит в выхлопной газопровод турбины. При нормальной работе системы отсоса в раме бака должно поддерживаться разрежение не ниже 0,02 кгс/см2 (200 мм вод. ст.).
Масляный винтовой электронасос
Масляные винтовые насосы типа МВН30-320 с приводом от электродвигателя переменного тока предназначены для нагнетания масла к опорно-упорному подшипнику нагнетателя. Насос производительностью 160 л/мин способен создать давление в системе до 80 кгс/см2.
Насос (рис. 56) состоит из следующих основных деталей: корпуса 2 с передней 8 и задней 1 крышками, рубашки 6, винтов 5 и 4, обоймы 3 с подпятником. На корпусе имеются фланцы, присоединяющие насос со стороны задней крышки 1 ко всасывающему, а со стороны передней крышки 8 — к нагнетательному трубопроводу. В трех соединяющихся между собой сквозных осевых цилиндрических отверстиях, стенки которых залиты баббитом, плотно посажены рабочие винты со специальной нарезкой, обеспечивающей зацепление с малыми зазорами. При работе насоса винты почти герметично разделяют камеры всасывания и нагнетания.
Ведущий (средний) винт 5 имеет правую двухходовую нарезку и вращается по часовой стрелке (если смотреть со стороны привода). Электродвигатель подсоединяется к ведущему винту при помощи вала с полумуфтой, который выводится наружу через подшипник 7 и сальниковое уплотнение 9 в передней крышке 8.
Всасывание А
^Нагнетание
Рис. 56. Винтовой насос.
125
Ведомые боковые винты 4 имеют левую двухходовую нарезку и вращаются против часовой стрелки. Эти винты являются уплотнительными элементами рабочей части насоса. На концах винтов имеются поршни, которые передают на подпятник осевые усилия, действующие на винт при работе насоса, от разности давлений в нагнетательной и всасывающей камерах. Разгрузка осевых усилий осуществляется давлением масла, которое подводится из камеры нагнетания под поршни винтов.
Винтовые насосы не требуют специальной смазки, так как насос устанавливается ниже уровня масла в баке, а трущиеся поверхности обильно смазываются маслом.
Насос обеспечивает подачу масла в систему благодаря тому, что при вращении винтов их нарезки, взаимно замыкаясь, отсекают во впадинах некоторый объем масла, который вытесняется по впадине вдоль оси вращения в напорную камеру с давлением, зависящим от сопротивления напорной магистрали. Ограничение пускового тока приводного электродвигателя при включении насоса в магистраль с высоким давлением обеспечивается открытием пускового клапана.
Пусковой клапан смонтирован в блоке с предохранительным клапаном 2 (рис. 57), который установлен на фланце напорного
Нагнетание
Рис. 57. Блок клапанов винтового насоса.
126
патрубка насоса. Внутренняя напорная полость а корпуса 1 постоянно сообщается с напорной камерой насоса, с напорным трубопроводом через обратный клапан 4 и со сливным трубопроводом через отверстия в предохранительном 2 и пусковом клапанах. Обратным клапаном насос отключается от напорного трубопровода при остановке и пуске. Предохранительный клапан ограничивает максимально допустимое давление 80 кгс/см2.
Пусковой клапан работает следующим образом. На неработающем насосе он открыт, стакан 8 пускового клапана находится в верхнем положении, прижатый пружиной 9 к гайке 5. Отверстие в стакане диаметром 15 мм соединяет напорную полость насоса со сливом. При включении электродвигателя с момента разворота насос начинает работать почти без нагрузки, так как масло через отверстие в стакане уходит на слив. По мере нарастания частоты вращения насоса и увеличения его производительности сопротивление пропуску масла со стороны клапана возрастает. Увеличившееся в напорной полости давление передается через сверление в клапане и жиклер 7 с малым отверстием в полость б. Под действием давления в полости б стакан 8, преодолевая усилие пружины, опускается и прикрывает сливное отверстие диаметром 15 мм. Когда слив полностью перекроется, давление насоса сравняется с давлением в напорной магистрали и обратный клапан 4 откроет подвод масла в магистраль.
Для закрытия пускового клапана в полости б необходимо создать давление около 3 кгс/см2, что обеспечивается регулированием площади сливного отверстия диаметром 15 мм с помощью соответствующей установки болта 6. Время срабатывания пускового клапана зависит от диаметра отверстия в жиклере. Обычно закрытие происходит за 5—10 с.
Вследствие различной вязкости масла и неодинаковых зазоров в винтах насосы имеют отклонения от гарантийной производительности. Для ограничения верхнего предела по расходу блок клапанов дополнен дросселем 3, с помощью которого излишек расхода масла можно перепустить из напорной полости насоса на слив. Во время эксплуатации дроссель должен быть полностью закрыт, так как излишки масла всегда сольются через регулятор «масло—газ».
Шестеренчатые насосы газотурбинных установок
Насосы шестеренчатого типа нашли широкое применение в качестве резервных насосов, снабжающих маслом систему смазки подшипников и систему уплотнений нагнетателя во время аварийной остановки агрегатов типа ГТК.-Ю, или в качестве пусковых в маслосистемах уплотнения нагнетателей для подачи масла в период пуска и остановки агрегатов типа ГТН-25. Насосы этого типа обеспечивают также заполнение и подкачку хладо-
127
Рис. 58. Установка шестеренчатого насоса.
агента в циркуляционный контур газоперекачивающих агрегатов ГТН-25.
Пусковые шестеренчатые насосы приводятся во вращение асинхронными электродвигателями. Резервные насосы оборудованы электроприводами постоянного тока. Валы насоса и электродвигателя соединяются через упругую пальчиковую муфту.
Резервный насос агрегата ГТК-Ю имеет две ступени давления с общим всасыванием. Корпус насоса 5 (рис. 58) и электродвигатель 2 установлены на литой раме 1, которая крепится к фундаменту. В корпусе насоса 5 размещены два параллельных вала, ведущий 3 и ведомый 6, с двумя парами шевронных шестерен. Каждая пара шестерен, находящихся в зацеплении, образует ступень давления. Ступени давления в насосе разделены диафрагмой 7, зажатой между корпусом 5 и крышкой 8 насоса. Шестерни ступени низкого давления выполнены как одно целое соответственно с ведущим и ведомым валами, имеющими шейки под подшипники. Ведущий вал снабжен также хвостовиком под полумуфту. Шестерни ступени высокого давления 9 и 10 насажены на ведущий и ведомый валы и закреплены шпонками.
Вращение валов происходит в подшипниках, которые запрессованы в гнезда корпуса 5 и крышки 8 насоса. Внутренняя поверх
128
ность подшипников залита баббитом. Подвод масла на смазку шеек валов, а также отвод масла производятся по специальным канавкам в корпусе и крышке насоса. Уплотнение в корпусе между полостями нагнетания и всасывания достигается за счет малых зазоров между корпусом и шестернями. Уплотнение ведущего вала на выходе хвостовика из корпуса насоса осуществляется резиновыми манжетами 4 с пружинными кольцами.
Пусковой насос системы уплотнения агрегата ГТН-25, установленный на раме нагнетателя, имеет одну ступень давления, образованную парой шестерен с косозубым зацеплением. Насос развивает давление в нагнетании до 31 кгс/см2 при объемном расходе 300 л/мин и частоте вращения приводного электродвигателя 1500 об/мин.
9 Заказ № 314
Глава 5
НАЛАДКА РЕГУЛИРОВАНИЯ И МАСЛОСНАБЖЕНИЯ
Наладка регулирования, защиты и маслоснабжения проводится в три этапа: на остановленном агрегате, при работе турбины на холостом ходу и при работе под нагрузкой. Чтобы приблизить условия наладки к рабочим, масло должно быть подогрето до 40—50 °C.
Наладка на остановленном агрегате
1.	Проверяют, заполнен ли бак маслом. Уровень масла должен находиться примерно на 100 мм ниже верхней крышки бака. Фильтровые сетки в баке должны быть чистыми. Берут на анализ пробу масла, получают из лаборатории подтверждение о его пригодности. Убедившись в отсутствии на маслопроводе раскрытых соединений, проверяют, открыта ли запорная арматура на трубопроводах масла у маслоохладителей, и включают пусковой масляный электронасос. Нагревают масло и проверяют давление за насосом и на смазке подшипников. На турбине ГТК-Ю-4 давление за насосом должно быть не менее 5, на смазке подшипников турбины 0,8—0,9, а у нагнетателя 2,3—4 кгс/см2, на турбине ГТН-25 за насосом — не менее 4, на смазке всех подшипников—1,1 — 1,9 кгс/см2.
2.	На турбине ГТК-Ю-4 настраивают работу регулятора давления масла «после себя», установленного на линии подачи масла к маслоохладителям. Устанавливают на регуляторе максимальное натяжение пружины, а затем, ослабляя натяжение, добиваются, чтобы давление за регулятором было около 4 кгс/см2. Проверяют давление масла за редуктором давления, подающим масло к реле осевого сдвига нагнетателя. Оно должно быть 4,5—5 кгс/см2.
3.	На турбине ГТН-25 регулируют давление регулятора производительности насоса, установленного на линии перед маслоохладителем. Сначала также максимально сжимают пружину, а затем ослабляют до тех пор, пока давление за регулятором не снизится до 3,5—3,8 кгс/см2.
4.	Запускают станционный воздушный компрессор и открывают запорную арматуру на трубопроводе, подводящем воздух к блоку регулирования. Если на станции работает хотя бы одна турбина, то воздух для запуска соседнего агрегата отбирается от нее. Дав-130
ление за компрессором (в коллекторе) должно быть не менее 3 кгс/см2. Настраивают пневматические регуляторы давления «после себя». Пружину сжимают и ослабляют до тех пор, пока за регуляторами не установится давление 1,4±0,1 кгс/см2.
5.	В регулирующем устройстве турбодетандера открывают электромагнитный вентиль на подаче силового масла к сервоприводу расцепной муфты, а на турбине ГТН-25 — электромагнитный вентиль на подаче воздуха к клапану турбодетандера. Проверяют, как перемещается на сцепление расцепная шестерня и открывается клапан на подаче пускового газа к турбодетандеру. Клапан должен начать открываться спустя не менее 2 с после окончания зацепления шестерен. Закрывают электромагнитный вентиль и проверяют, что сначала закрывается клапан, а затем также не менее чем через 2 с выводятся из зацепления шестерни.
6.	При закрытой арматуре на подводе газа к блоку топливных клапанов на регуляторе скорости устанавливают механизм управления в положение открытия стопорного клапана. Убеждаются, что показание шкалы, где она имеется, соответствует отметке ноль и сработал конечный микропереключатель на стороне, которая ближе к маховику. Проверяют, что в проточной линии регулирующего клапана, а на турбине ГТН-25 и в линии клапана дежурного горения установилось низкое давление (ниже 0,4 кгс/см2) и управляемые этими линиями клапаны закрыты. На турбине ГТН-25 проверяют, что за 1—2 оборота маховика до установки механизма управления в положение открытия стопорного клапана начинает пропускаться силовой воздух к выключателю в линии предельной защиты автомата безопасности и в этой линии установилось рабочее давление 1,3—1,4 кгс/см2.
7.	Кнопками управления на блоке регулирования опробуют работу пневматических выключателей автоматов безопасности. Проверяют, как открывается и закрывается стопорный клапан, а на турбине ГТН-25 и байпасный клапан на подводе топлива к рабочим горелкам камеры сгорания, используемый для зажигания факела. Давление в линии предельной защиты должно изменяться от 0,2 до 1,3—1,4 кгс/см2. При открытых клапанах на них должны срабатывать конечные микропереключатели. Проверить, что при закрытии и открытии стопорного клапана давление в линии предельной защиты автомата безопасности не изменяется и остается в пределах 1,2—1,4 кгс/см2.
8.	Перекрывая вентили на подводах проточного воздуха, отключают ограничители приемистости и золотник с ЭМП. Отключают автоблокировку, запрещающую открытие регулирующего клапана, а на турбине ГТН-25 и клапана дежурного горения при отсутствии факела в камере сгорания. При открытом стопорном клапане, воздействуя на регулятор скорости в сторону «Прибавить», следят за изменением давления в проточных линиях и за открытием регулирующего клапана, а на турбине ГТН-25 и клапана дежурного горения. На турбине ГТК-10-4 после 4—6 оборотов маховика от упора в сторону «Прибавить» давление в проточ
9*
131
ной линии должно увеличиваться до 0,6 кгс/см2 и должен начать открываться регулирующий клапан. На турбине ГТН-25 сначала должен начинать открываться клапан дежурного горения. Произойти это должно после 2—3 оборотов маховика и также при давлении в его проточной линии 0,6 кгс/см2. Далее, через 3—4 оборота клапан дежурного горения должен полностью открыться и уже после этого начинает открываться регулирующий клапан. Полное открытие всех клапанов на 20 мм должно произойти, когда давление в соответствующих проточных линиях увеличится до 1,2— 1,3 кгс/см2. В процессе открытия клапанов необходимо настроить на них срабатывание микропереключателей при подъеме на 1 — 1,5 мм. Проверить, можно ли с помощью регулятора скорости устанавливать любые открытия клапанов. При этом колебания клапанов в любых точках не должны превышать 0,1 мм.
Значительная пульсация может происходить при разработке золотника в серводвигателе регулирующего клапана или клапана дежурного горения, а также при затуплении на золотнике отсекающих кромок. Пульсация может появиться, если золотник, установленный в своей буксе в нейтральном положении, не перекрывает подводящие и отводящие отверстия буксы для прохода воздуха к пневматическому сервоприводу или от него. В этом положении золотник должен перекрывать отверстия на 0,1—0,15 мм. Пульсация также возникает, когда выходят из строя резиновые уплотнительные кольца, уложенные в канавки на наружных поясках буксы золотника. Это может произойти во время установки буксы в корпус или при выпрессовке ее из корпуса, если в расточке последнего не выполнены на кромках соответствующие скосы. Тогда кольца острыми кромками корпуса срезаются, после чего они уже не могут уплотнять зазор. При удовлетворительной пульсации устанавливают среднее открытие регулирующего клапана или клапана дежурного горения и, поворачивая маховик в сторону «Убавить» или «Прибавить», следят, как клапаны отзываются на изменения вращения маховика и как изменяется давление в проточных линиях. Нечувствительность клапанов, измеренная по изменению давления в соответствующих проточных линиях, не должна превышать 0,02 кгс/см2. При большей нечувствительности устраняют заедания штока клапана или золотника в серводвигателе.
9.	Открывают полностью регулирующий клапан и клапан дежурного горения на турбине ГТН-25 и включают ограничитель приемистости. Клапаны должны прикрыться примерно до 5 мм. Проверяют работу ограничителей приемистости с подключением давления к их сильфонам. На турбине ГТК-Ю при давлении 0,5 кгс/см2 открытие регулирующего клапана должно быть около 7 мм, а при 3,6 кгс/см2 —около 16 мм. На турбине ГТН-25 ограничитель приемистости в проточной линии клапана дежурного горения при отсутствии давления на сильфоне должен разрешать открытие клапана только на 3 мм. Полное открытие клапана может происходить при давлении 2,6 кгс/см2. Начало открытия регу
132
лирующего клапана на турбине ГТН-25 должно происходить при давлении на сильфоне 2,6, а полное открытие—13 кгс/см2.
10.	На турбине ГТК-10-4 налаживают работу отсечного золотника. При давлении в проточной линии 0,5 кгс/см2 в золотнике должен подводиться воздух к импульсным клапанам, установленным на крышках выпускных клапанов. Для определения момента срабатывания золотника на время настройки трубопровод к импульсным клапанам рекомендуется отсоединить.
И. Проверяют действия защиты. Открывают стопорный, регулирующий клапаны, а на турбине ГТН-25 — клапаны дежурного горения и байпасный на линии подачи газа к рабочей горелке. Подают напряжение к электромагнитным вентилям в линии предельной защиты стопорного клапана. Клапаны стопорный, регулирующий, а на турбине ГТН-25 дежурного горения и байпасный должны закрыться быстро (не более чем за 0,5 с), давление в линии предельной защиты стопорного клапана упадет ниже 0,2, а в проточных — ниже 0,4 кгс/см2. При этом на турбине ГТК-10-4 должен сработать и отсечной золотник — сбросить давление над мембранами импульсных клапанов. Так же проверяют действие защиты при срабатывании выключателей автоматов безопасности, воздействуя на кнопки управления на блоке регулирования.
12.	На турбине ГТН-25 проверяют действие защиты силового вала от недопустимых частот вращения. Открывают все топливные клапаны и подают напряжение к электромагнитному вентилю в линии предельной защиты автомата безопасности. Все топливные клапаны должны закрыться, а в обеих линиях предельной защиты давление должно снизиться до 0,2 кгс/см2 и оставаться таким, пока замыкающий клапан в регуляторе скорости не опустят в нижнее положение.
13.	На турбине ГТН-25 проверяют работу байпасного клапана, подающего газ к запальной горелке. Должны открыться клапан и в конце хода сработать микропереключатель при подаче напряжения к управляющему электромагнитному вентилю.
14.	Проверяют работу золотника с ЭМП. Выводят из работы ограничитель приемистости, закрывая перед ним вентиль на линии проточного воздуха регулирующего клапана. Соответственно открывают вентиль к золотнику с ЭМП. Стопорный и регулирующий клапаны открывают полностью. Закрывают и открывают вентиль у золотника и проверяют, что открытие регулирующего клапана не изменяется. Это свидетельствует о том, что предварительная установка золотника с ЭМП проведена правильно (конус золотника полностью перекрывает отверстие в седле). Подключают к малоинерционному регулятору температуры МИРТ посторонний источник питания, напряжение которого должно соответствовать напряжению термопары при температуре настройки регулятора. При небольшом повышении напряжения регулирующий клапан должен закрыться, а при понижении напряжения — снова открыться. Настройка регулятора должна соответствовать максимально допустимой рабочей температуре перед турбиной.
133
15.	При работающем пусковом масляном электронасосе включают в работу один из электронасосов системы газового уплотнения нагнетателя (для нагнетателя 235 включают два насоса). Перед включением проверяют, открыты ли вентили на трубопроводах масла и импульса по газу у регулятора перепада давления и у поплавковых камер. Вентиль, байпасирующий фильтр на поплавковой камере, должен быть закрыт, а вентиль после фильтра — открыт. После заполнения гидроаккумулятора в линии подвода масла к уплотнительным подшипникам должно установиться давление 10—15 кгс/см2. Это давление настраивается сливным дросселем на регуляторе перепада «масло—газ».
16.	Проверяют плотность шарикового обратного клапана и поплавкового клапана в гидроаккумуляторе. Для этого при работе уплотнительного электронасоса с давлением 10—15 кгс/см2 отсоединяют трубопровод у поплавковой камеры и смотрят, не течет ли масло через клапаны. Пропуск отдельных капель допускается.
17.	Проводят опрессовку масляной линии системы уплотнения нагнетателя и проверяют работу каждого уплотнительного электронасоса, для чего постепенно прикрывают вентили на трубопроводе к регуляторам перепада. Во время повышения давления регулируют срабатывание предохранительного клапана в блоке клапанов электронасосов уплотнения при давлении 80 кгс/см2. До опрессовки необходимо перед уплотнительным подшипником установить временную заглушку. В противном случае будут раздавлены графитные кольца в уплотнениях. Если основной или резервный насосы системы уплотнения не обеспечивают требуемых давлений, то необходимо в блоках клапанов этих насосов проверить закрытие дросселя 3 (рис. 56).
18.	На нагнетателе с приводом от ГТН-25 проверяют работу регулятора давления «после себя», пропускающего масло от насоса смазки к соплам гидравлического реле осевого сдвига вала нагнетателя. Давление за регулятором должно быть в пределах 1 —1,5 кгс/см2. На нагнетателях с приводом от ГТК-10-4 давление за регулятором должно быть 4—5 кгс/см2.
19.	Проверяют, ко всем ли реле осевого сдвига подается масло или воздух. Давление за дроссельными шайбами реле должно составлять 0,2—0,4 кгс/см2 на нагнетателях с приводом от ГТН-25 и 1,0—1,8 кгс/см2 на нагнетателях с приводом от ГТК-10-4 для гидравлических реле и 0,3—0,5 кгс/см2 для пневматических. Срабатывание электроконтактных манометров или реле давления устанавливается при давлении меньше подводимого на 30 %. Там, где возможно, проверяют действие реле путем вставки между диском на валу и соплом пластинки толщиной 1 мм.
20.	Проверяют работу и чувствительность сигнализатора помпажа. Внутреннюю полость сигнализатора (средняя импульсная линия) сообщают с атмосферой. При закрытых соединительных вентилях к малому сильфону (крайняя импульсная линия вблизи корректора) от пресса подводят постоянное давление 10 кгс/см2.
к большому сильфону (крайняя импульсная линия, противоположная от корректора) подсоединяют воздушную линию с давлением 0,5 кгс/см1 2. Перестановкой корректора устанавливают срабатывание электрической сигнализации (замыкание и размыкание контактов). Изменяют давление подводимого воздуха в сторону повышения и понижения и замечают, какая разность давлений необходима для включения и отключения сигнализации. Она должна быть не более 0,015 кгс/см2. Снятые трубопроводы устанавливают на место.
21.	Готовят нагнетатель к приему газа, для чего снимают заглушки, установленные на уплотнительных подшипниках нагнетателя во время опрессовки масляных линий. Проверяют, отлажены ли все автоматические краны в обвязке нагнетателя. Открывают вентили на подводе уплотнительного масла к регуляторам перепада давления. Закрывают все вентили на трех импульсных линиях к сигнализатору помпажа (в том числе и в районе нагнетателя, если они там ошибочно установлены). Два соединительных вентиля между этими линиями открывают. Устанавливают на регуляторах перепада давления максимальное натяжение рабочей пружины.
При работе электронасоса уплотнения постепенно заполняют нагнетатель газом. По мере повышения давления проверяют работу регуляторов перепада давления. Регуляторы должны постоянно обеспечивать превышение давления масла над давлением газа. Значение перепада давления следует определять по образцовым манометрам, установленным на трубопроводах масла и газа, и по дифманометру, регистрирующему и сигнализирующему перепад давления. Изменением натяжения пружины в регуляторах устанавливают перепад давления в пределах 1,5—3 кгс/см2. Следует проверить, поддерживается ли установленный перепад давлений при снижении и увеличении давления газа. При низких давлениях газа значения перепадов давлений могут быть больше указанных. Во время снижения перепада давления, связанного с остановкой уплотнительного электронасоса, надо отладить блокировки на включение резервного насоса и на аварийную остановку агрегата по исчезновению перепада «газ—масло».
Когда нагнетатель находится под давлением газа, проводят опрессовку сигнализатора помпажа и его импульсных линий. При открытых соединительных вентилях на одной из импульсных линий открывают подводящие вентили и проверяют плотность всех соединений. Проверяют работу поплавковых камер. Открывают на 1 оборот вентили на сдувке газа из поплавковых камер.
Наладка при работе турбины без нагрузки с отсоединенным нагнетателем
1. Перед пуском турбины после включения масляного электронасоса и станционного воздушного компрессора убеждаются, что
механизм управления регулятором скорости установлен в верхнем
135
положении, что имеется сигнал от микропереключателя максимальной частоты вращения и указатель положения механизма отмечает по шкале (при ее наличии) максимальное значение (около 20 делений). Нажатием на кнопки управления «Взведение выключателей» обеспечивают установку пневматических выключателей автоматов безопасности в рабочие положения. Проверяют закрытие клапанов: стопорного, регулирующего, байпасных и дежурного горения, а также закрытие всех станционных кранов с пневмоуправлением, кроме ручных в системе топливоподачи. Ручные краны, закрытые на время предыдущих наладок, открываются.
Еще раз убеждаются в исправности всех контрольно-измерительных приборов, проверяют, перекрыт ли вентиль на трубопроводе проточного воздуха к золотнику с ЭМП и открыты ли вентили у ограничителей приемистости. Включают блокировку, запрещающую открытие регулирующего клапана и клапана дежурного горения при отсутствии факела в камере сгорания. Проверяют также, соответствует ли давление газа в топливном и пусковом коллекторах требуемым значениям, исправны ли краны с пневмоуправлением на этих линиях, не забиты ли шайбы перед дежурной и запальной горелками, хорошо ли действует электрозапал, правильно ли налажены все автоматические блокировки и защитные линии, можно ли со щита управления осуществлять экстренную остановку нажатием на кнопку «Аварийный стоп».
2.	Включают валоповоротные устройства. Устройства, имеющие механическую муфту сцепления, включают простым запуском электродвигателя, а имеющие пневматическую муфту сцепления (у ГТН-25) — запуском электродвигателя с последующей подачей напряжения управляющему электромагнитному вентилю. Прослеживают, вращаются ли валы после включения устройств и как они автоматически отключаются с увеличением частоты вращения валов турбины.
3.	Во время вращения валоповоротных механизмов вводят в зацепление полумуфты сцепного устройства турбодетандера. Подают напряжение к управляющему электромагнитному вентилю и проверяют включение муфт с последующим открытием клапана с серводвигателем на подаче к турбодетандеру пускового газа. На турбине ГТН-25 для открытия клапана турбодетандера необходимо подать силовой воздух к сервоприводу клапана. Прослеживают, как после открытия клапана с серводвигателем автоматически перестанавливаются станционные краны на линии от пускового коллектора и как вращаются валы турбодетандера и компрессора.
4.	Проверяют работу реле давления воздуха. При частоте вращения компрессора 300—500 об/мин в реле должны замкнуться контакты, разрешающие зажигание факела в камере сгорания. К этому моменту регулятор скорости должен быть установлен в положение открытия стопорного клапана.
5.	Проверяют, как прошло зажигание факела. После срабатывания реле давления воздуха должны автоматически на линии от топливного коллектора открыться станционные краны подачи газа
136
к стопорному клапану, сработать реле давления, подтверждающее поступление газа, включиться электрозапал, а затем открыться клапаны сначала запальной, а затем дежурной горелок. После зажигания факела запальная горелка выключается, а дежурная остается в работе. Следят за наличием факела и за срабатыванием фотореле.
6.	Проверяют, сбрасывается ли воздух из противопомпажных клапанов на компрессоре и из перепускных клапанов (на турбине ГТН-25).
7.	После прогрева проточной части турбины пламенем дежурной горелки с помощью регулятора скорости открывают регулирующий клапан, а на турбине ГТН-25 — клапан дежурного горения, а затем регулирующий. Проверяют, правильно ли на них сработали микропереключатели (при открытии на 1,0—1,5 мм). Доводят частоту вращения вала компрессора до 2500 об/мин ' (на турбине ГТН-25 вал КВД) и контролируют автоматическое отключение сцепного устройства турбодетандера по сигналу электрического реле скорости. При необходимости производят регулировку этого реле. Во время отключения сцепного устройства проверяют, закрылся ли клапан с серводвигателем на пусковом газе и перекрылись ли краны на линии от пускового коллектора.
8.	Постепенно (чтобы дать турбине хорошо прогреться) доводят частоту вращения вала силовой турбины до 3300 об/мин на турбине ГТК-Ю-4 или до 2730 об/мин на турбине ГТН-25. Убеждаются, что к этому времени регулятор скорости вступил в работу. Это будет замечено, когда темп прироста частоты вращения вала силовой турбины при повороте маховика регулятора на 1 оборот резко уменьшится. Когда регулятор в работе, 1 обороту соответствует прирост частоты вращения примерно на 50 об/мин. До вступления регулятора в работу этот прирост значительно больше.
9.	После выхода турбины на холостой ход при минимальной рабочей частоте вращения (3300 или 2730 об/мин) настраивают срабатывание среднего микропереключателя на механизме управления регулятором скорости. Проверяют открытие регулирующего клапана. Оно должно быть примерно на 2 мм меньше, чем разрешается ограничителем приемистости с учетом давления, которое поступает к его сильфону. Проверяют пульсацию регулирующего клапана и точность поддержания частоты вращения. Пульсация клапана не должна быть более 0,5 мм, а колебания частоты вращения — не более 20 об/мин.
10.	После наладки режима холостого хода при минимальной рабочей частоте вращения силового вала турбины рекомендуется агрегат остановить, проверив какую-нибудь защиту. При остановке проверяют, как быстро закрылись стопорный и регулирующие клапаны и открылись ли выпускные воздушные. На турбине ГТК-Ю-4 выпускные клапаны должны открыться при проверке всех защит, а на ГТН-25 — только при проверке защиты от превышения частоты вращения силового вала. На турбине ГТН-25
137
проверяют, закрылись ли клапаны байпасный, которым топливо пропускалось к рабочей горелке, и дежурного горения.
11.	Турбину ГТК-Ю-4 запускают для проверки настройки автомата безопасности на валу компрессора. Предварительно по паспорту установочных величин, составленному на заводе, устанавливают натяжение пружины на срабатывание при 2900 об/мин. Если при опробовании на холостом ходу расхождение при срабатывании бойка не выходит за пределы 2800—3000 об/мин, то испытание заканчивают, а пружинодержатель устанавливают в рабочее положение согласно паспорту. На последних турбинах автомат безопасности компрессорного вала отсутствует.
12.	Запускают агрегат для проверки настройки автомата безопасности турбодетандера. Предварительно на время испытания отключают электрическое реле скорости, выдающее сигнал остановки турбодетандера с отключением сцепной муфты при частоте вращения компрессорного вала 2500 об/мин. При настройке частоту вращения измеряют непосредственно на валу турбодетандера с помощью ручного тахометра и по щитовому тахометру с учетом передаточного отношения валов турбодетандера и компрессора. На турбине ГТК-Ю-4 это отношение составляет 3,37, а на ГТН-25 —2,0.
13.	Если регулирование скорости осуществляется нормально, то приступают к наладке сначала электрического, а затем бойкового автоматов безопасности на силовом валу. На турбине ГТН-25 вместо бойкового автомата установлен гидродинамический. При испытании бойкового (гидродинамического) электрический автомат выключают. Подробно испытание автоматов безопасности описано в гл. II.
Прежде чем разгонять вал турбины для испытания автоматов безопасности, необходимо по образцовым приборам проверить и отрегулировать показания щитовых тахометров. Во время разгона один из машинистов должен постоянно находиться около кнопки «Аварийный стоп» и в случае необходимости (самопроизвольное увеличение частоты вращения) остановить агрегат, не дожидаясь, когда сработает автомат безопасности. При испытании около турбины должны находиться только те, кому поручено проведение этих работ. Посторонние лица по условиям безопасности должны быть удалены. Срабатывание уже отлаженного бойка проверяют не менее 2 раз.
14.	Еще раз запускают турбину, устанавливают максимальную рабочую частоту вращения силового вала (5000 об/мин для ГТК-Ю-4 и 3900 об/мин для ГТН-25) и отлаживают на регуляторе скорости упор в механизме управления и срабатывание соответствующего конечного микропереключателя. Убеждаются, что на любом установившемся режиме холостого хода колебание частоты вращения не выходит за 20 об/мин. Большая амплитуда колебаний может появиться при заедании в подвижных частях регулятора скорости или золотника в приводе регулирующего клапана. Причиной колебания частоты вращения может быть и значительная
138
пульсация давления за импеллером. В таких случаях рекомендуется еще раз осмотреть импеллер и подводящие к нему трубопроводы. Пульсацию могут вызвать заусенцы в радиальных отверстиях импеллера или какие-либо неучтенные дополнительные сопротивления во всасывающем тракте, снизившие давление масла при входе в импеллер.
Например, на одной турбине монтажниками на трубопроводе масла, поступающего к подшипнику турбины и к импеллеру, была установлена сетка для дополнительной очистки масла. Сетка забилась грязью, давление перед импеллером снизилось, что стало причиной не только большого колебания частоты вращения, но и мгновенного заброса ее, в результате чего сработал автомат безопасности. При этом произошел срыв работы импеллера (значительное снижение давления в нагнетании даже при повышении частоты вращения).
На одной из турбин ГТК-Ю-4 первые пуски после монтажа проводились в зимнее время. Масло в воздушном маслоохладителе, установленном вне помещения машинного зала, оказалось застывшим. По этой причине давление перед импеллером было очень низким (менее 0,3 кгс/см1 2) и он сорвал подачу масла где-то при подходе к частоте вращения, при которой должен был сработать автомат безопасности вала силовой турбины. Было рекомендовано дополнительно на время испытания бойка включить резервный масляный электронасос. Давление перед импеллером повысилось, и срыв его работы прекратился, что позволило провести настройку бойка. При работе под нагрузкой масло разогрелось, да и давление на смазке после вступления в работу главного насоса заметно возросло. По этим причинам регулирование скорости осуществлялось нормально без срывов в импеллере.
Начиная с 1976 г. в маслопроводе турбин ГТК-Ю-4 ликвидирована шайба диаметром 10 мм, через которую масло из нагнетания импеллера направлялось в линию смазки. Сейчас расход через импеллер определяется протечками по уплотнительным кольцам (зазоры на диаметр не более 0,15 мм), выходом масла через отверстия диаметром 4 мм в верхней крышке корпуса и протечками по зазорам у поршня регулятора скорости. Достигнутое этим мероприятием снижение общего расхода масла через импеллер способствовало повышению устойчивости его работы.
В практике пусконаладочных работ имели место случаи работы импеллера со значительными пульсациями давления из-за наличия заусенцев металла в его всасывающей камере у корня радиальных сверлений. Поэтому перед закрытием турбины необходимо визуально удостовериться в чистоте входной полости импеллера, имеющиеся заусенцы и стружку удалить.
Наладка при работе турбины под нагрузкой с подсоединенным нагнетателем
1. После включения в работу пускового и уплотнительного электронасосов нагнетатель заполняют газом. По мере наполнения следят за работой регуляторов перепада давления, а спустя некоторое время и за работой поплавковой камеры.
2. Запускают турбину до выхода силового вала на минимальную частоту вращения (3300 об/мин для ГТК-Ю-4 и 2730 об/мин для ГТН-25). Во время пуска проверяют, как отключались вало-
139
поворотные устройства и когда закрылись восемь противопомпаж-ных клапанов на компрессоре. На турбине ГТК-10-4 клапаны должны закрыться при частоте вращения компрессорного вала 4200—4300 об/мин, а на турбине ГТН-25 первая группа из четырех клапанов — при увеличении давления за КНД до 0,3 кгс/см2, а вторая группа из четырех клапанов — при увеличении давления до 0,6 кгс/см2. На турбине ГТН-25 проверяют, что при увеличении давления за КВД до 2 кгс/см2 закрываются два перепускных клапана. До пуска пружины на этих клапанах зажимают почти до предела. Если клапаны вовремя не сработали, то пружины ослабляют до тех пор, пока не прекратится перепуск воздуха. При вступлении в работу главного масляного насоса настраивают контакты реле давления пли электроконтактного манометра на остановку пускового масляного насоса. Отключение должно производиться, когда давление главного насоса становится больше пускового на 1 —1,5 кгс/см2. На турбине ГТК-10-4 проверяют, как быстро происходит возрастание частоты вращения компрессорного вала с 2500 до 4200 об/мин. Увеличение частоты вращения должно произойти не более чем за 5 мин. Это требование диктуется наличием резонансных частот собственных колебаний лопаток компрессора в указанном диапазоне частот вращения.
3.	Полностью загружают турбину и следят за тем, чтобы при отключенном регуляторе температуры МИРТ ограничителями приемистости устанавливались максимальные открытия регулирующего клапана и клапана дежурного горения, при которых температура продуктов сгорания перед турбиной не превышала бы допустимых значений. Если ограничивается более низкая температура, то переставляют корректор на ограничителе в сторону к сильфону, а если температура не ограничивается, то — в обратную сторону. Перед перестановкой корректора на турбине регулятором скорости снижают частоту вращения силового вала примерно на 50 об/мин и выключают, таким образом, ограничитель приемистости из работы. Это необходимо проделать для того, чтобы не произошло резкого изменения положения регулирующего клапана. После перемещения корректора регулятором скорости снова увеличивают частоту вращения и наблюдают, как ведет себя ограничитель приемистости. Если потребуется дополнительное перемещение корректора, то ограничитель приемистости снова надо выключить из работы. При последующих пусках следует проверить работу ограничителя во время прогрева турбины и вывода силового вала на минимальную рабочую частоту вращения. Во время этих операций ограничитель не должен вступать в работу. Помните, что правильная настройка ограничителя приемистости не только защищает турбину на пуске, но и предохраняет осевой компрессор от случайных помпажей на рабочих режимах.
4.	Отключают ограничитель приемистости в проточной линии регулирующего клапана путем перекрывания вентиля на подводе воздуха к нему и настраивают работу регулятора температуры МИРТ. Первую настройку лучше всего проводить при температуре 140
перед турбиной примерно на 100 °C меньше допустимой. Регулятор считается работоспособным, если при совместной работе с регулятором скорости установившаяся температура перед турбиной практически не изменяется при резком повороте на 2—3 оборота маховика регулятора скорости в сторону «Прибавить».
Если МИРТ при заниженной температуре работает удовлетворительно, то регулятором скорости сначала снижают частоту вращения до выключения регулятора температуры, а затем на регуляторе температуры устанавливают задание на поддержание максимально допустимой рабочей температуры. Снова регулятором скорости поднимают частоту вращения и замечают, действительно ли температура может ограничиваться на требуемом уровне. Если все нормально, то подключают ограничитель приемистости и все дальнейшие пуски проводят с обоими включенными устройствами.
5.	Во время работы турбины под нагрузкой проверяют работу регуляторов перепада давления, поплавковых камер, а на агрегате ГТН-25 и работу насоса уплотнения, находящегося на валу нагнетателя, при остановленном пусковом уплотнительном насосе с электроприводом.
6.	Корректируют настройку узлов маслосистемы, как указано в гл. IV.
7.	Закрытием входного вентиля на блоке воздухоподготовки переходят на питание системы регулирования воздухом своего осевого компрессора и проверяют устойчивость поддержания регулятором скорости задаваемой частоты вращения силового вала на всех режимах работы. Колебание частоты вращения не должно превышать 20 об/мин, а колебание регулирующего клапана должно быть не более 0,5 мм (±0,25 мм от наблюдаемого положения).
8.	Производят наладку сигнализатора помпажа нагнетателя. При открытых уравнительных вентилях на одной из импульсных линий к сигнализатору открывают подводящие вентили (у сигнализатора и около нагнетателя) и заполняют сигнализатор газом. Затем открывают вентили на остальных двух импульсных линиях и закрывают уравнительные. Режим работы нагнетателя устанавливают вблизи помпажной зоны (появление небольших низкочастотных пульсаций давления и расхода газа) и за счет перемещения корректора добиваются срабатывания микропереключателя. По его сигналу должен открыться кран кб за время не более 10 с. Время закрытия крана кб должно быть 30—40 с. Время открытия и закрытия крана кб настраивается с помощью вентильных дросселей, предусмотренных для этой цели в масляных частях (нижних) разделительных цилиндров привода крана.
Одновременно с открытием крана кб по импульсу от сигнализатора помпажа взводится реле времени. По истечении 5—8 мин реле времени должно подать импульс на закрытие крана кв. Произойдет повторное включение данного агрегата (или группы) в трассу. Если этот процесс повторяется несколько раз, значит, в режиме работы трубопровода произошло длительное изменение.
141
В этом случае машинист должен приоткрыть кран кбр, и кран кб автоматически закроется. Если снижение расхода в газопроводе не компенсируется открытием крана кбр, то данный агрегат или группу надо остановить.
Работа при отключенном сигнализаторе помпажа нагнетателя категорически воспрещается.
Если во время эксплуатации сигнализатор длительное время не вступал в работу по причине того, что нагнетатель все время по режимам находился в устойчивой зоне, то рекомендуется хотя бы 1 раз в неделю произвести  искусственное опробование работы сигнализатора. Для этого отсоединяют исполнительную электрическую линию от сигнализатора (кроме сигнализации) и открывают соединительный вентиль между средней импульсной линией и линией, которая находится в противоположной стороне от корректора (к большому сильфону). После опробования сигнализации соединительный вентиль закрывают.
Если во время эксплуатации потребуется отключить сигнализатор, то сначала открывают уравнительные вентили, а затем перекрывают вентили на импульсных линиях. Необходимо помнить, что закрытие всех вентилей, когда нагнетатель находится под газом, может привести к поломке сигнализатора.
Глава 6
УСТАНОВКА ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ ГАЗОТУРБИННЫМИ АГРЕГАТАМИ А705-15
Установка централизованного контроля и управления газотурбинными агрегатами А705-15 предназначена для работы в составе систем агрегатной автоматики автоматизированных газоперекачивающих агрегатов на КС магистральных газопроводов. Для агрегата ГТН-25 используется установка А705-15-01, для агрегата ГТК-Ю-4 — установка А705-15-03.
В системе агрегатной автоматики ГПА установка выполняет следующие функции:
—	сигнализацию отклонений контролируемых параметров от заданных значений на групповых и индивидуальных индикаторах;
—	индикацию положения запорной арматуры и устройств агрегата на мнемосхеме или табло;
—	непрерывное измерение и регистрацию значений контролируемых параметров в аналоговой форме;
—	измерение контролируемых параметров по вызову в аналоговой и цифровой форме;
—	контроль ряда вычисляемых технологических параметров агрегата (регистрацию фактов изменения режимов работы, пуска, остановки агрегата, автоматических аварийных защит и действий оператора с одновременной фиксацией времени начала или конца события);
—	программно-параметрическое управление автоматическим пуском и нормальной остановкой агрегата;
—	периодическую и по вызову цифровую регистрацию группы контролируемых параметров или при выходе одного или нескольких параметров в аварийное отклонение аварийную регистрацию с одновременной фиксацией времени, номера группы и признака аварийного отклонения;
—	формирование команд на включение звукового сигнала отдельно по предупредительному и аварийному отклонению контролируемых параметров;
—	прием команд дистанционного управления от общецеховой или общестанционной системы централизованного контроля и управления (СЦКУ);
—	выдачу аналоговых и дискретных сигналов и команд в цеховую или общестанционную СЦКУ;
143
— выдачу текущих значений контролируемых параметров в цифровой форме на унифицированный ранг связи 2К АСВТ-М (только в А705-15-01).
Питание установки осуществляется: переменным однофазным током с напряжением 220^зз В и частотой 50 ± 1 Гц; постоянным током с напряжением 27Z4’o В от резервной сети (аккумуляторной, батареи) при пропадании напряжения питания 220 В (50 Гц) для блокировки выдачи ложных управляющих сигналов в течение заданного алгоритмом управления времени и для аварийной остановки по истечении указанного времени. При восстановлении напряжения питания 220 В (50 Гц) в течение указанного времени установка возобновляет выдачу управляющих сигналов в полном объеме, определяемом алгоритмом управления.
Одновременное отключение обоих источников питания недопустимо!
Установка является унифицированной для ряда ГПА, построена по агрегатному принципу, использование которого позволяет, изменяя состав входящих в установку устройств, обеспечить наиболее полную и технически целесообразную привязку к различным тинам газотурбинных агрегатов при минимальной аппаратурной избыточности. Состав установок, определяемый числом и типом контролируемых параметров, объемом выполняемых функций, в соответствии с требованиями автоматизации конкретных типов ГПА приведен в табл. 1.
Структурная схема установки (рис. 59) является унифицированной для обоих исполнений (для агрегатов ГТН-25 и ГТК-Ю-4) по составу устройств и по функциональным связям между ними. Различия в алгоритмах автоматического управления, в организации функций сигнализации и вызова, программы регистрации реализуются с помощью переменной части монтажа на специально предусмотренных коммутационных полях. Наличие в структурной схеме установки переменной части монтажа обеспечивает возможность корректировок на основе опыта эксплуатации ГПА по согласованию с заводом-изготовителем агрегата.
Устройство нормализации и сигнализации
Устройство нормализации и сигнализации (УНС) предназначено для преобразования (нормализации) сигналов первичных преобразователей постоянного и переменного тока в унифицированный выходной сигнал 0—10 В отрицательной полярности, пропорциональный значению контролируемого параметра (температура, давление, расход и т. п.), и для сравнения унифицированных сигналов с уставками предельных значений параметров. Внешний вид УНС показан на рис. 60.
Устройство нормализации и сигнализации содержит в зависимости от требований конкретного ГПА: до 42 блоков преобразования (нормализации) сигналов постоянного (БА.02-006) и переменного (БА.02-002) тока [из них до семи блоков преобразования 144
10 Заказ
Состав установок А705-15
Таблица 1
Наименование и шифр изделия	Исполнение изделия для установки		Мощность, потребляемая от сети		Масса, кг, не более	Габаритные размеры, мм
	А705-15-01	А705-15-03	переменного тока, В-А	постоянного тока, Вт		
Устройство представления	А690-05-01	А690-05-03	600 .	80	300	2180 X 580 X 650
информации (УПИ) Устройство нормализации и	А323-31-01,	А323-31-05	850	—	300	1800 X 580 X 650
сигнализации (УНС) Устройство логической обра-	А323-31-02 А356-	32-01	600	300	250	1800 X 580 X 650
ботки информации (УЛОИ) Установка многоточечной	А701-06	Нет	300	—	200	1800 X 580 X 650
цифровой регистрации технологических параметров (с модулем связи с М-6000 МА.22-008) (УЦИР) Стойка коммутационная (СК) Стойка для монтажного обо-	Б-13.1	76.19	—	—	150	1800 X 580 X 650
	Б-13.176.37		—	—	130	1800 X 580 X 650
рудования (СМО)	Б-13.176.38		—	—	100	1800 X 580 X 650
Комплект кабелей межстоеч-	—	—	—	—	—	—
ных связей (1 компл.) Комплект одиночного ЗИП	—	—	—	—	100	—
Примечание. В СМО входит следующая аппаратура: комплекс тахометрических преобразователей с сигнализаторами «Турбина» (2 шт.); прибор контроля факела «Пламя» (3 шт.); прибор регулирующий РП2-УЗ (1 шт.); контрольносигнальная аппаратура КСА-15 (1 компл.); тракт контроля вибрации ВВК331 (для А705-15-01—4 компл., для А705-15-03— 2 компл.).
Рис. 59. Структурная схе
Д1—Д42 и Д43—Д84 — аналоговые датчики: Д' Д2Г>Г> — датчики
146
К объекту
ма установки А705-15.
дискретных сигналов и положения запорной аппаратуры.
147
сигналов постоянного тока мо-
гут быть с искробезопасным входом (БА 02-001,) ] • двабло-са непрерывной сигнализации (БА 15 002) на 30 уставок ка -[ДЫЙ
Тип (градуировка, предел измерения, искро безопасность и чибло локов нормализации (БН), входящих в состав УНС определяются типом и числом первичных пре-о бразователей	(датчик ов)
контролируемых параметрор устанавливаемых на агрегате
Структурная схема блока непрерывной сигнализации (БСН) содержит коммутационные платы и поля, позволяющие в составе устройства задавать различное число уставок сигнализации для каждого контролируемого параметра и формировать на выходе БСН различные программы сравнения (схемы совпадения, голосования объединения и т п ),• при этом одновременно обес печивается возможность уплотнения сигналов с „целью-со кращения числа кабельных связей между УНС и СК
Блок нормализации устанавливается в специально предназначенные гнезда, име-
Рис. 60. Внешний вид УНС. ющие нумерацию П1 —П42 слева направо и сверху вниз. Блоки нормализации, предназначенные для подключения искробезопасных линий связи с датчиками, размещаемыми во взрывоопасном помещении, устанавливаются в правом крайнем ряду, имеющем нумерацию П6, П12, П18, П24, ПЗО, П36, П42.
На переднем щитке каждого БН указан шифр преобразователя, градуировка подключаемого датчика и предел измерения контролируемого параметра. Например:
БА.02 = 006 ТСП гр.21 0—100 °C
На БН с искробезопасным входом (БА.02-001) устанавливается щиток с надписью	И
вход 5 .
148
Сигналы датчиков контролируемых параметров агрегата подключаются к индивидуальным входам БН сигналов постоянного (БА.02-001 или БА.02-006) или переменного (БА.02-002) тока в зависимости от типа датчика (термопара, термометр сопротивления, дифференциально-трансформаторный датчик, датчик с унифицированным выходным сигналом 0—5 мА или 0—100 мВ и т. п.). Гальваническое разделение сигналов датчиков и выходного унифицированного сигнала 0—10 В, осуществляемое БН, обеспечивает помехозащищенность установки по измерительным каналам и возможность подключения к определенным входам установки искробезопасных цепей связи с датчиками, размещаемыми во взрывоопасной среде.
Подключение сигналов датчиков к БН осуществляется посредством клеммных колодок, установленных в изотермических коробках на задней стороне УНС. Схемы подключений датчиков к клеммной колодке приведены на рис. 61.
Изотермическая коробка предназначена для выравнивания температуры холодных спаев термопары и медной катушки компенсации э. д. с. холодных спаев.
На клеммах клеммной колодки устанавливаются: катушки подгонки сопротивления линий связи с термометрами сопротивления, намотанные манганиновым проводом; катушка компенсации э. д. с. холодных спаев термопары, намотанная медным проводом; катушка преобразователя токового сигнала 0—5 мА в напряжение 0—100 мВ, намотанная манганиновым проводом.
Коробка подключения датчика к БН с искробезопасным входом имеет щиток «ВХОД. ИСКРОБЕЗОПАСНАЯ ЦЕПЬ». Коробка после подключения и подгонки сопротивления линии связи с датчиком должна быть опломбирована.
Структурная схема УНС приведена на рис. 62. Сигналы датчиков контролируемых параметров через колодку подключения (77) и БН поступают в виде унифицированного сигнала 0—10 В на выходы устройства и параллельно на входные делители Вх.ДБСН, выходы которых подключены к контактам модулей коммутационного поля (К77) МА.09—009 (места 1 и 2 в каждом блоке). К Другой группе контактов модулей коммутационного поля подключены входы компараторов (Колп.) (усилителей сравнения с уставками) модулей МА.01-007, на которых располагаются и входные делители. Модули, каждый из которых предназначен для сравнения с двумя уставками, имеют три исполнения: МА.01-007 — обе уставки «Много», МА.01-007-01 —обе уставки «Мало», МА.01-007-02 — по одной уставке «Много» и «Мало».
Число модулей МА.01-007 каждого типа в составе БСН определяется требованиями программы сигнализации для данного типа агрегата. Два модуля коммутационного поля МА.09-009 предназначены для формирования программы сигнализации. Если требуется реализовать сигнализацию одного параметра по нескольким уставкам (как правило, не более двух, с возможностью до пяти), то на модулях МА.09-009 путем постановки перемычек осуществ-
149
Вх.Д1
вх.1
Вх.ДВ
Комп. 6

Bt 71 I--1 I-----1
Вх.22 О-10 В
Вх.ЗО 0-10В'
Pt 27 ।—।	।----1
Вх.42 г-Ц
—^/И2| вх.п о-юв\ Вх.51 О-10В

Вх.Д21
Вх.Д22
ВхДЗО
Комп.21
Комп.22
Комп.30

БСН1
Вых.1
БСН2
Выход дискретных сигналов 'результатов сравнения
Вых.1 {
—| Выход ~Г*- ^аналоговых Вых.42\ сигналов —0-108
Рис. 62. Структурная схема УНС.
150
вш.ДЗУ,5
^Дх.коип.2
Вых.Д4У, 7
Вых.Д23./15
* X
? В УВх.коип.З
Рис. 63. Функциональная схема модуля коммутационного поля МА.09-009.
ляется связь средней точки входного делителя, подключенного к сигналу данного параметра, с входами компараторов, которые имеют уставки необходимого признака («Много» или «Мало»), Функциональные схемы модулей МА.09-009 и МА.01-007 приведены на рис. 63 и 64. В состав БСН входит модуль контроля МА. 18-004, служащий для организации контроля БСН по командам «Контр. 0» (Уст. 0) и «Контр. 1» (Уст. 1). Питание модулей обеспечивается блоком БА.07-010, на передней панели которого расположены тумблеры включения напряжений питания 220 В
^онтроль 1 „fM/oio контроль ОД^лсР" ^онтроль1,,Мрло“ ^онтрольО„Мнрго ) 10 в С та 6.
. вх.Д
о/, комп.
А Регулировка уставки
Рис. 64. Функциональная схема модуля сигнализации МА.01-007.
Ы.
151
(50 Гц) и 27 В постоянного тока п индикаторы включенного состояния и сигнализации неисправности блока питания.
Выходные сигналы результатов сравнения контролируемых параметров вследствие замыкания нормально разомкнутых контактов выходных реле всех модулей МА.01-007 поступают на входные контакты трех коммутационных полей П1—ПЗ, расположенных на задней панели БСН; к выходным контактам подключены внешние разъемы блоков, являющиеся выходными разъемами УНС. Путем постановки перемычек между штырями плат осуществляется уплотнение кабельных связей, а также может быть реализована функция голосования «2 из 3» для наиболее важных параметров или схемы И, ИЛИ в соответствии с программой сигнализации.
Устройство логической обработки информации
Устройство логической обработки информации (УЛОИ) предназначено для реализации алгоритмов автоматического и поэтапного пуска, нормальной и аварийной остановок, автоматической аварийной защиты ГПА в экстремальной ситуации. Оно содержит (см. рис. 58) в своем составе четыре типа плат: ячейку релейную многофункциональную (ЯРМ), предназначенную для реализации логических функций И, ИЛИ, НЕ от 16 входных переменных; ячейку временных задержек (ЯВЗ), предназначенную для формирования временных задержек в диапазоне от 1 до 1800 с и содержащую два формирователя временных задержек; ячейку памяти (ЯП), предназначенную для хранения значений логических переменных и содержащую восемь элементов памяти; ячейку диодную (ЯД), предназначенную для реализации схем ИЛИ и содержащую 11 трехвходовых схем ИЛИ.
Выходные сигналы управления двухпозиционными исполнительными механизмами формируются блоками выходных реле (БВР), содержащими 16 выходных реле каждый.
Для реализации функции аварийной остановки при исчезновении напряжения основной сети 220 В (50 Гц) устройство питается напряжением 27 В при токе до 10 А от резервного источника постоянного тока (аккумуляторной батареи компрессорного-цеха).
Подключение батареи осуществляется «безударно» через блок подключения резервного питания (БПРП) Б-15.193.93. Для подключения резервного источника питания напряжением 27 В постоянного тока и формирования импульсных сигналов управления в составе УЛОИ используется БПРП.
Число плат и блоков в составе устройства определяются сложностью алгоритма управления и числом формируемых сигналов (команд) управления для конкретного типа агрегата. Внешний вид УЛОИ показан на рис. 65, а структурная схема — на рис. 59.
Входные сигналы в виде замыкания нормально разомкнутых контактов через входные разъемы поступают на коммутационное поле устройства, на котором в соответствии с заданным алгорит
152
мом выполнен монтаж способом «накрутка», соединяющий ячейки ЯРМ, ЯП, ЯВЗ, ЯД и блоки БВР. Соединения выполняются по монтажным таблицам, разрабатываемым на основе функциональных логических схем, отображающих условия и последовательность выполнения операций по формированию сигналов и команд управления исполнительными механизмами и устройствами агрегата. Питание ячеек и блоков осуществляется от двух блоков питания БА.07-003 напряжением 27 В постоянного тока. При этом первый блок питания питает схемы БВР, второй — ячейки ЯРМ, ЯВЗ и ЯП. Напряжения от БП поступают на схемы ячеек и блоков через диодные сборки, входящие в состав БПРП, ко вторым входам которых подключается напряжение 27 В постоянного тока от резервного источника питания компрессорного цеха. Функциональная схема организации питания УЛОИ приведена на рис. 66. Таким образом, с уче-
Рис. 65. Внешний вид УЛОИ.
том автоматического конт-
роля исправности БП схема питания обеспечивает надежную эксплуатацию при провалах или отключениях напряжения 220 В (50 Гц) или возникновении неисправности БП. Ввиду того, что максимальное время нахождения обмотки поляризованного реле РПС32А, используемого в ЯП в качестве элемента памяти, не должно превышать 15 мин, питание ЯП, как правило, осуществляется импульсным напряжением, которое формируется формирователями импульсов ФИ1 и ФИ2, расположенными в БПРП. Функциональная схема БПРП приведена на рис. 67.
Для повышения надежности схемы питания ЯП выходы ФИ1 и ФИ2 могут соединяться. Тогда при выходе из строя любого формирователя работоспособность схемы импульсного питания сохраняется. ФИ1 и ФИ2 выдают импульсные сигналы напряже-
153
Крезервному
Рис. 66. Функциональная схема организации питания УЛОИ.
Рис. 67. Функциональная схема БПРП.
Г —генератор; ФС — формирователь сигнала; У —усилитель.
154
нием 25 В при токе до 3 А. Длительность импульсов 30 мс, период следования 0,5 с. Формирователи ФИЗ и ФИ4 предназначены для формирования импульсных управляющих сигналов амплитудой не менее 25 В. Длительность генерируемых импульсов 0,2—0,7 с, период следования от 3 до 8 с. Временные параметры могут быть предварительно отрегулированы в пределах указанных диапазонов в соответствии с характеристиками управляемого исполнительного механизма. Функционирование ФИ индицируется с помощью светодиодного индикатора, расположенного на передней панели блока. Там же расположены кнопки «Настройка» и «Уст. 0.». Первая используется в режиме пусконаладочных работ и проверки устройства при замене ячеек для исключения разрушения логических связей в устройстве и, как следствие, формирования ложных сигналов управления. Вторая кнопка применяется для первоначальной установки триггеров памяти ЯП в исходное состояние и формирует эту команду только в режиме «Настройка». При нажатой кнопке «Настройка» УЛОИ формирует сигнал неисправности, поступающий на табло контроля УПИ, так как в этом режиме правильное функционирование УЛОИ не обеспечивается по причине отсутствия импульсного напряжения питания на ЯП.
Индикация состояния входных сигналов ЯРМ осуществляется с помощью светодиодного индикатора, который подключается к соответствующим входам с помощью металлической перемычки, последовательно вставляемой в гнезда, расположенные вместе с индикаторами на передней панели ячейки. Функциональная схема ЯРМ приведена на рис. 68. Ячейка содержит 16 реле РЭС49, соответствующих 16 входным переменным XI—Х16. Перекидные контакты реле формируют прямой XI и инверсный XI сигналы. На настроечное поле выведены контакты всех реле, восемь контактов выходного разъема ячейки и шина «Общ.». Число логических функций, реализуемых ЯРМ, зависит от числа переменных, входящих в каждую функцию, и может изменяться от одного до восьми. Ячейка позволяет реализовать схемы одновходового повторителя, одновходового инвертора НЕ, схемы И при числе входов до 16. Реализация логических схем заключается в соединении штырей, расположенных на настроечных полях НП1 и НП2, и подключении общего провода к соответствующим их контактам. Настроечные поля ЯРМ не позволяют образовывать схемы ИЛИ параллельным соединением контактов реле, поэтому для реализации схемы ИЛИ в случае необходимости используется формула
XI + Х2 = ~Х1Х2.
Для повышения надежности логических схем и уменьшения потребляемой мощности, для реализации схем ИЛИ, как правило., используются ячейки диодные. Функциональная схема ЯД приведена на рис. 69. Ячейка содержит И трехвходовых схем ИЛИ. Для реализации схем ИЛИ на большее число входов выходы схем ИЛИ соединяются между собой. В том случае, если ни один из
155
Рис. 68. Функциональная схема ЯРМ.
входных сигналов схемы ИЛИ не является входным сигналом для других логических схем, схема ИЛИ может реализовываться монтажным соединением контактов коммутационного поля устройства с помощью так называемой схемы монтажное ИЛИ.
Функциональная схема ячейки памяти, предназначенной для хранения значений логических переменных, приведена на рис. 70. Подача сигнала на вход S устанавливает триггер в состояние «1»,
156
8х.Х31. ваз2 вх.хзз
Вых.11
27В
Рис. 70. Функциональная схема ЯП.
Рис. 69. Функциональная схема ЯД.
подача сигнала на вход R—в состояние «0». При снятии сигнала со входа триггера схема сохраняет предыдущее состояние. Одновременная подача сигналов на оба входа недопустима, так как приводит к неопределенному состоянию схемы. Поэтому при построении логических схем в случае возможного поступления сигналов одновременно по обоим входам используются схемы, приведенные на рис. 71. В схеме а при одновременной подаче сигналов XI и Х2 триггер устанавливается в состояние «0», в схеме б — в состояние «1». На лицевой панели ячейки расположены светодиодные индикаторы, сигнализирующие о состоянии элементов памяти. Горящий светодиод свидетельствует об единичном состоянии триггера, выдаваемом на выходной контакт разъема ячейки в виде замыкания нормально разомкнутого контакта реле.
Для формирования интервалов временных задержек в УЛОИ используются ячейки ЯВЗ. Функциональная схема ячейки приведена на рис. 72, а. Ячейка содержит два независимых формирователя временных задержек. Каждый формирователь имеет прямой и инверсный выход. Входной сигнал поступает на вход формирователя в виде замыкания нормально разомкнутого контакта, и через время т, на которое настроен формирователь, появляется выходной сигнал в виде замыкания нормально разомкнутого контакта по прямому выходу и размыкания — по инверсному. Выходные сигналы снимаются одновременно со снятием входного сигнала. Время восстановления формирователя после снятия входного сигнала не более 10 мс. Временная диаграмма работы ЯВЗ приведена на рис. 72, б. Условием работоспособности схемы является требование
tex > *3,
где /вх длительность входного сигнала; ta — время задержки.
С использованием ЯВЗ строятся формирователи и генераторы, функциональные схемы и временные диаграммы которых приве-
157
§
xi Г/7/////Л r xi
X2 - ШШ\ r /2
S	R Ш.____________
vl -.Y[__________________
Рис. 72. Функциональная схема (а) и временная диаграмма работы (б) ЯВЗ.
Рис. 71. Функциональная схема управления элементами памяти при одновременном поступлении команд по обоим входам.
дены на рис. 73. При необходимости получения равных временных задержек для нескольких переменных используется схема, приведенная на рис. 74. На лицевой панели ячейки расположены светодиодные индикаторы, сигнализирующие о наличии входного и выходного сигналов ЯВЗ по каждому из каналов. На переднюю панель выведены также шлицы потенциометров регулировки длительности временных задержек и клеммы контрольного напряжения, определяющего временной интервал. Относительная погрешность выдержки времени ячейками не более 20 %.
Для управления исполнительными механизмами в составе УЛОИ служат блоки выходных реле. Функциональная схема БВР приведена на рис. 75. В качестве коммутирующего элемента используется реле РЭН29. Один БВР обеспечивает управление 15 исполнительными механизмами постоянного или переменного тока. Контакты выходных реле попарно объединены в группы. Каждая группа может быть использована для управления исполнительными механизмами, питаемыми от одного источника напряжения. Схема управления исполнительными механизмами с использованием БВР приведена на рис. 76. При управлении на постоянном токе выход демпфирующих диодов подключается к отрицательному полюсу источника питания. При управлении исполнительными механизмами, работающими на переменном токе, демпфирующие диоды не используются. На лицевой панели БВР размещены рамка для установки этикетки с обозначением исполнительного механизма и светодиодные индикаторы, сигнализирующие о срабатывании соответствующего реле.
Для выдачи информации о состоянии исполнительных механизмов, этапов логического управления, источников первопричин аварийной остановки, используемой для управления мнемосхемой, табло этапов логического управления, блоком регистрации событий (БРС) и др., в УЛОИ применяются ячейки релейные многофункциональные в режимах одновходовых повторителей и инверторов. Функциональная схема управления световыми индикаторами приведена на рис. 77. Одна ЯРМ может управлять группой из восьми индикаторов. Ячейка используется также для выдачи, слаботочных сигналов в СЦКУ КЦ. Максимальный ток, коммутируемый контактом реле РЭС49, —1 А при напряжении 27 В постоянного тока и активной нагрузке или 0,1 А при напряжении 150 В постоянного тока и активной нагрузке.
Характерной особенностью управления ГПА является сравнительная непродолжительность по времени наиболее ответственных и сложных режимов «Автоматический пуск», «Нормальный останов» и «Аварийный останов», в реализации которых участвует наибольший объем оборудования УЛОИ. В наиболее же продолжительных режимах «Агрегат в работе» или «Агрегат остановлен» большая часть логических схем в устройстве не используется, что позволяет держать их в обесточенном состоянии, обеспечивая тем
159
a.	6
Рис. 73. Функциональные схемы формирователей (а) и генераторов (в) с использованием ЯВЗ и временные диаграммы их работы (б, г).
Рис. 74. Функциональная схема (а) и временная диаграмма работы (б) при использовании одного формирователя временных задержек для группы последовательных временных задержек одинаковой длительности.
160
Заказ
Рис, 75. Функциональная схема БВР.
Рис. 76. Функциональная схема управления исполнительными механизмами (ИМ).
Рис. 77. Функциональная схема управления световыми индикаторами.
самым наиболее рациональное использование их ресурса и повышение надежности работы устройства.
В соответствии с этим при разработке функциональных логических схем управления предусматривается поэтапное включение питающего напряжения на соответствующие ячейки на определенном этапе управления и снятие его по окончании данного этапа. Включение и снятие питающих напряжений осуществляется контактами 16-го реле БВР, выходящими на контактное поле устройства.
Кроме схем управления исполнительными механизмами в процессе автоматического управления УЛОИ содержит схемы, реализующие специальные функции:
162
—	разрешение контроля БН и БСН в режимах «Агрегат в работе» и «Агрегат остановлен»;
—	защита установок от выдачи ложных команд управления при провалах или отключении сетевого напряжения питания и автоматическое продолжение функционирования установки после его восстановления;
— регистрация сигнала, являющегося первопричиной перехода к режиму «Аварийный останов».
Функциональная схема, реализующая функции защиты установок от выдачи ложных команд при провалах напряжения 220 В (50 Гц) и разрешения контроля БСН и БН, приведена на рис. 78. Сигнал «Разрешение контроля» (снятие сигнала «Блокировка из УЛОИ») поступает в Схему контроля установки при условии отсутствия сигналов режимов «Автоматический пуск», «Нормальный останов» и «Аварийный останов». Блокировка ложных сигналов управления при провалах или отключении напряжения 220 В (50 Гц) осуществляется только в режиме «Агрегат в работе». В остальных случаях при пропадании сетевого напряжения выполняется переход к режиму «Аварийный останов». Сигналы блокируются снятием питания с ЯП, содержащих те элементы памяти, на входы которых поступают команды, участвующие в режиме «Агрегат в работе». Сигнал «Отсутствие 220 В (50 Гц)» формируется формирователями ФС1 и ФС2, входящими в БПРП. Сигнал «Разрешение питания ЯП» поступает на вход реле Р1, содержащегося в БПРП.
Функциональная схема, реализующая функцию формирования сигнала, являющегося первопричиной перехода к режиму «Аварий-
Режим ] „Агрегат'', в работе'
Отсутствует ~220В
Режим „Аварийный останов Кнопка. „Аварийный останов"
Аварийные сигналы от дискретных датчиков
Разрешение питания ЯП
Запрос контроля
Режим „Пуск ___________
Режим „Аварийный останов" Режим „Нормальный останов''
Переход к режиму „Аварийный останов'
Рис. 78. Функциональная схема, реализующая функции защиты установок от выдачи ложных команд при провалах напряжения 220 В (50 Гц).
11*
163
_____
2 t У777777777777777777777777А
1/777777777777777777777777777777A______
r V77777777/7777/7/777777/77777WZZWZ\, W2^| V/77/77///7777777ZZ77////ZZ//////A
Вых.1
Вых.2
Выхп
^7777777777777777777777777777777777A
Y7777777777////7//7777777777777777A в"
vzzzzzaatzaatztttzaztza
t
Рис. 79. Функциональная схема, реализующая функцию формирования сигнала, являющегося первопричиной перехода к аварийной остановке (а), и временная диаграмма (б).
ный останов», приведена на рис. 79. Аварийный сигнал, поступающий первым, запоминается триггером схемы и блокирует включение остальных триггеров на время 3 с, что позволяет устройству регистрации зафиксировать этот аварийный сигнал.
Устройство представления информации
Устройство представления информации (УПИ) предназначено для представления информации о состоянии агрегата и осуществления оператором функции управления агрегатом. Оно включает (см. рис. 59): мнемосхему ГПА и крановую обвязку нагнетателя БА.20-003; табло этапов логического управления БА.15-003; пока-164
зывающие и регистрирующие приборы А501 (6шт.), А511, А542 (2 шт,); табло групповой и индивидуальной сигнализации и вызова БА.09-001; пульт управления (ПУ); блок регистрации событий (БРС) БА.11-014; блок времени(БВр) БА.13-008; коммутатор сигналов высокого уровня (КСВУ) МА.09-026; блоки косвенных измерений (БКИ) А343-101 и А343-107; табло контроля исправности и сигнализации неисправностей устройств установки; блоки питания (БП) БА.07-003, БА.07-005, БА.07-012 и БА.05-010.
Устройство в составе установки выполняет следующие основные функции:
—	индикацию состояния запорной арматуры и устройств агрегата на мнемосхеме;
—	непрерывное измерение и регистрацию важнейших контролируемых параметров;
—	индикацию этапов логического управления агрегатом;
—	выборочное измерение и сигнализацию отклонений за уставки предельных значений контролируемых параметров агрегата;
—	формирование команд автоматического пуска, нормальной и аварийной остановки, изменения режима работы агрегата, дистанционного управления его оборудованием;
—	формирование команд контроля исправности и сигнализацию неисправности устройств.
Пределы измерения, шкалы показывающих и регистрирующих приборов, рисунок мнемосхемы ГПА, обозначение сигналов и команд на пульте управления, табло этапов логического управления, табло групповой и индивидуальной сигнализации и вызова определяются требованиями конкретного типа агрегата и алгоритмом управления им.
УПИ содержит коммутационные поля для выполнения программной части монтажа, с помощью которых формируется индивидуальная для каждого типа агрегата программа управления табло групповой и индивидуальной сигнализации и вызова и коммутатором сигналов высокого уровня в соответствии с распределением контролируемых параметров по технологическим признакам (ТНД, ТВД, нагнетатель и т. п.) и физической общностью (температура, давление, вибрация и т. п.).
Внешний вид УПИ показан на рис. 80, а структурная схема — на рис. 81. Сигналы состояния запорной арматуры и устройств агрегата поступают в виде замыкания нормально разомкнутых контактов на мнемосхему объекта, расположенную в верхней части стойки. На мнемосхеме с помощью соответствующих мнемознаков индицируется изменение состояния агрегата в результате изменения режимов его функционирования.
Табло этапов логического управления осуществляет индикацию режимов работы, этапов логического управления, наличие питающих напряжений и других дискретных сигналов, характеризующих состояние объекта, и состоит из четырех блоков сигнализации БА. 15-003. Каждый из блоков имеет пять индикаторов, в которые
165
устанавливаются этикетки с надписями, соответствующими индицируемым сигналам.
Пульт управления формирует команды выбора режимов управления агрегатом или дистанционного управления отдельными исполнительными механизмами в замыкания нормально ра
зомкнутых контактов клавиш ных переключателей типа П2К с различными способами фикса -ции и взаимной бтокировки
Непрерывное аналоговое из -мерение и регистрация наиболее важных контролируемых пара-.метров осуществляется с помощью показывающих одношкальных узкопрофильных приборов А501 и двухканальных показывающих и регистрирующих приборов А542, сигналы на входы которых поступают непосредственно с входных разъемов устройства.
Все аналоговые сигналы, в том числе и подлежащие непрерывному измерению, поступают в схе-в ыборочного измерения на коммутатора сигналов вы сокого уровня(КСВУ) , соот я-щего из модулей коммутации МА.09-026. Сигналы 0—10 В через КСВУ и контакты реле, расположенного в смонтированном каркасБ 1-5 193 92 , поступите н а вход многошкального показыва-
Рис. 80. внешний вид УПИ. ющего прибора А511. Управление
коммутатором осуществляется контактами блоков группового и индивидуального табло сигнализации и вызова с помощью платы коммутационной Б-15.007.67. Групповое и индивидуальное табло сигнализации и вызова состоят из блоков вызова и сигнализации БА.9-001-05, содержащих элементы коммутации — клавишные переключатели типа П2К и световые индикаторы, в которых устанавливаются этикетки с надписями, соответствующими контролируемым параметрам. Световыми индикаторами управляют с помощью модулей управления сигнализацией МА. 14-061 и модулей формирования сигналов перехода контролируемого параметра из состояния «Норма» в состояние «Отклонение» МА. 14-060, на входы которых поступают сигналы
166
отклонений контролируемых параметров в виде замыкания нормально разомкнутых контактов выходных реле БСН. Этой же схемой формируются команды на включение звуковой предупредительной и аварийной сигнализации.
Регистрация событий, поступающих в УПИ в виде замыкания нормально разомкнутых контактов, осуществляется блоком регистрации (БРС) БА.11-014 по 50 параллельным независимым каналам. Время протяжки диаграммной ленты составляет 5 ± 2 или 75 ± 15 с в зависимости от положения переключателя времени на БРС. Время протяжки устанавливают с помощью тумблера, находящегося внутри блока. Для этого необходимо выдвинуть блок, из каркаса и установить тумблер в положение 5 или 75 с. Запись осуществляется на электроэрозионной бумаге путем подачи напряжения на соответствующие электроды пишущего узла БРС. В месте контакта электрода с бумагой происходит выжигание покрытия, которое, выгорая, обнажает подложку черного цвета. Таким образом, при протяжке бумаги выполняется запись в виде линий черного цвета на светлом фоне металлизированного покрытия.
На передней панели блока расположены индикаторы с подписями: «Сеть», «Неисправность», «Конец бумаги». В рабочем состоянии должен гореть индикатор «Сеть», два других должны быть погашены. Загорание индикатора «Неисправность» свидетельствует о неисправности в цепях питания, а индикатора «Конец бумаги» — о необходимости смены рулона. Код времени на БРС поступает от блока времени (БВр) БА.13-008, который представляет собой четырехдекадную пересчетную схему единиц минут, десятков минут, единиц часов, десятков часов, производящую подсчет минутных импульсов, поступающих от электрочасовой сети. На передних панелях модулей счетчиков установлены светодиодные индикаторы значения текущего времени в коде 8, 4, 2, 1 и кнопки принудительной установки времени. Параллельный код времени по 13 кодовым шинам с выхода БВр поступает на вход БРС.
Косвенное измерение технологических параметров агрегата осуществляется с помощью двух устройств аналоговых вычислительных: А343-101-03—для определения расхода газа через нагнетатель или объемной производительности нагнетателя; А343-107 для определения температуры рабочих газов перед ТВД и модуля разности температур в контрольных точках по параметру патока турбины. Аналоговые сигналы 0—10 В, пропорциональные значениям непосредственно измеренных параметров, поступают на входы приборов и преобразуются в соответствии с заданными номинальными статическими характеристиками в выходные сигналы 0—10 В, пропорциональные вычисленным значениям контролируемых параметров. Правильность функционирования устройств осуществляется нажатием кнопок «Контроль», расположенных на передней панели приборов. Выходные сигналы приборов поступают на
167
Рис. 81. Структурная
168
схема УПИ.
169
а
Рис. 82. Функциональная схема ПЗП (а) и временная диаграмма (б), выходные разъемы УПИ для непрерывного и выборочного измерения и сигнализации.
Плата задания программы (ПЗП) Б-13.015.27 формирует линейно изменяющееся напряжение в соответствии с подаваемыми командами управления, начиная со значения, равного поданному на вход аналоговому напряжению 0—10 В. Функциональная схема ПЗП приведена на рис. 82.
Работа схемы контроля УПИ достаточно подробно рассмотрена во взаимодействии контрольных операций установки в целом. Схема организации питания УПИ приведена на рис. 83. Особенностью
170
блок трансформаторов
блок трансформаторов
asOi n*i
А501 №
aSOi п>3 А501 W
А 501 №5
А 501 №6
872
ГЖЗПГЙ®-!
6A13-00S
Каркас смонтированный
6-15.193.92
Шина1 27В
Шина. Z 278
Шина Общ.
Шим 5 27й
Шина ‘А
Рис. 83. Схема организации питания УПИ.
схемы питания является равномерное разделение нагрузок на блоки питания БА.07-003 с учетом уменьшения взаимного влияния схем, формирующих в процессе функционирования импульсные помехи, и схем, чувствительных к такого рода помехам. Шина 1 используется для питания блоков и модулей, не создающих помех на шинах питания, но чувствительных к ним. Шина 2 питает схему контроля установки в целом, для повышения надежности которой шина резервируется напряжениями обоих источников. Шина 3 питает блоки вызова БА.09-001, формирующие значительные импульсные помехи в моменты коммутации при работе схем электромеханической блокировки кнопок вызова. Шина 4, резервированная напряжением 27 В от аккумуляторной батареи компрессорного цеха, питает мнемосхему объекта и обеспечивает возможность контролировать состояние исполнительных механизмов агрегата в процессе аварийной остановки при пропадании напряжения основной питающей сети 220 В (50 Гц).
Совмещение функции сигнализации отклонений контролируемых параметров с функцией выборочного измерения, организованное посредством использования единого табло сигнализации и вызова, обеспечивает наиболее целенаправленное действие оператора в процессе контроля за состоянием агрегата и позволяет при этом сократить число сигнализирующих и коммутирующих элементов на оперативном поле УПИ. Функциональная схема сигнализации и вызова приведена на рис. 84.
Сигнал отклонения контролируемого параметра в виде замыкания нормально разомкнутого контакта БСН или дискретного датчика — сигнализатора (например, датчика уровня или перепада давления) поступает на один из входов формирователей Ф1—Ф128, входящих в состав модулей МА. 14-060. Импульсный сигнал, формируемый элементом т при переходе параметра из «Нормы» в «Отклонение» (//->О), поступает на коммутационное поле сигнализации КПС2, имеющее 16 выходов по числу групповых индикаторов группового табло предупредительной и аварийной сигнализации и вызова. KJ1C2 служит для формирования группового сигнала перехода 41—^0, поступающего на установку в «1» соответствующего триггера Р мигающего света Cxi—Сх’16. Триггеры входят в состав модуля сигнализации МА. 14-061. Триггер памяти перехода /7 —О выполнен на поляризованном реле РПС32А. Контакты Р1, замыкающиеся при установке триггера в «1», через схему совпадения включают индикаторную лампочку Л1—Л16. Импульсное напряжение мигающего света формируется генератором Г, выходной сигнал которого поступает параллельно на все 16 схем совпадения. На вторые входы схем совпадения поступают сигналы с выходов КПСЗ, формирующего групповой потенциальный сигнал отклонения, при наличии которого групповой индикатор группового блока вызова и сигнализации загорается мигающим светом. При нажатии оператором клавиши на мигающем индикаторе происходит замыкание группы из трех контактов БВГр1, ВБГр2 и БВГрЗ, например, Пр1 или Ав8.
172
Замыкание контакта БВГр2 через соответствующий формирователь Ф129—Ф144 формирует импульсный сигнал, поступающий на второй вход триггера мигающего света, и устанавливает его в положение «О». При этом переключаются контакты и через замкнувшийся контакт КР2 индикатор группового табло загорается ровным светом. Сигнал замыкания контакта БВГpl через КПС1, имеющее 128 выходов по числу формирователей Ф1—Ф128, поступает на второй вход схемы совпадения. КПС1 служит для формирования команд дешифрирования группового сигнала (нажатием соответствующей клавиши) в индивидуальные сигналы квитирования, входящие в состав данной группы параметров. Выходные сигналы схем совпадения поступают на К.ПС4, имеющие 48 выходов по числу индикаторов индивидуального табло сигнализации и вызова. КПС4 служит для группирования сигналов контролируемых параметров по физической общности, например по температуре, давлению, уровню, расходу и т. п. Сигнал схемы совпадения включает соответствующий индикатор индивидуального табло сигнализации и вызова, который загорается ровным светом.
При возврате параметра в норму размыкается нормально разомкнутый контакт БСН или датчика-сигнализатора на одном из входов Вх1—Вх128 сигналов отклонений контролируемых параметров и разрывается цепь включения группового индикатора (диод Ф1—КПСЗ—КР2—JII). Одновременно соответствующая схема совпадения формирователей Ф1—Ф128 гасит индикатор индивидуального табло сигнализации и вызова.
При поступлении нового сигнала отклонения в той же группе контролируемых параметров после перевода индикатора группового табло сигнализации на ровный свет (нажатием клавиши на мигающем индикаторе) групповой сигнал перехода /7->О по цепи т—КПС2—Р—КР1 вновь вызовет перевод группового индикатора с ровного света на мигающий. При этом одновременно ровным светом загорится индикатор индивидуального табло сигнализации.
Формирование команд на включение звуковой сигнализации раздельно по предупредительному и аварийному отклонениям осуществляется двумя схемами ИЛИ, реализуемыми с помощью ячейки ЯД, на входы которой поступают групповые сигналы предупредительных и аварийных отклонений с выходов КПС2. Обобщенные сигналы предупредительного и аварийного отклонений через Ф145 и Ф146 поступают на входы 2 Сх17 и Сх18 и устанавливают триггеры памяти в положение, соответствующее замыканию КР2, в результате чего и формируется команда на включение предупредительного или аварийного звукового сигнала. Команда «Съем звука» подается оператором с пульта управления УПИ; она через формирователи Ф147 и Ф148 возвращает триггеры памяти в исходное положение, снимая тем самым команду на включение звуковой сигнализации.
КПС1—KJ1G4 располагаются в контейнере № 7 УПИ и выполнены на ответных хвостовых частях разъемов прямого контактирования РПП48, предназначенных для выполнения монтажа
173
174
Сигналь! контролируемых параметров Команды	0-10В
О-10В	Выбора шкалы
на ППМ
сигнализации и вызова.
175
способом «накрутка». Программная часть монтажа состоит в выполнении последовательных соединений входных контактов КПС с одним из выходных его контактов. Любой из входных контактов КПС2—КПС4 не может быть соединен более чем с одним выходным. Монтаж КПС1 аналогичен монтажу КПС2 и КПСЗ с той лишь разницей, что выполняется в обратном порядке от выходных контактов ко входным. Для КПС1 ни один из выходных контактов не может быть соединен более чем с одним входным.
Аналоговые сигналы 0—10 В, пропорциональные контролируемым параметрам, поступают на входы Вх1—Вх80 КСВУ, выполненного на безъякорных реле типа РЭС43 модулей МА.09-026. Каждый модуль предназначен для комплектации восьми сигналов. Каждый коммутирующий элемент Р2.1—Р2.80 содержит два последовательно соединенных нормально разомкнутых магнитоуправляемых контакта КР2.1.1, КР2.1.2—КР2.80.1, КР2.80.2, снижающих возможность неисправности по причине «замыкания» контактной пары. Управление коммутатором осуществляется сигналами, поступающими от коммутационной платы, содержащей четыре коммутационных поля Kill—КП4 и 80 схем совпадения по числу каналов и элементов коммутации.
При нажатии клавиши группового табло предупредительной или аварийной сигнализации сигнал в виде напряжения 27 В через нормально разомкнутый контакт поступает на входные контакты КП1А1—КП1А8. При нажатии одной из 48 клавишей индивидуального блока вызова сигнал в виде замыкания нормально разомкнутого контакта на шину Общ. поступает на входные контакты КП2А1—КП2В8.
Соединение восьми входных контактов с 80 контактами схем совпадений КШ осуществляется по признаку технологической общности, например параметры нагнетателя, двигателя и т. п. Соединение 48 входных контактов с 80 контактами схем совпадений КП2 выполняется по физической общности, например температура, давление, уровень, частота вращения и т. п. При этом любой контакт схемы совпадения не может быть соединен более чем с одним входным контактом КП.
Таким образом, при нажатии любой пары клавишей на групповом и индивидуальном табло сигнализации и вызова сработает одна из схем совпадений, включающая соответствующее реле КСВУ, и входной сигнал 0—10 В через замкнувшиеся контакты поступит на выходную шину коммутатора, которая через контакты РЗ подключится ко входу прибора показывающего многошкального (ППМ). Во втором положении контактов РЗ при отсутствии вызова на измерение вход ППМ подключается к шине Общ. изм. и устанавливает указатель прибора на начальную отметку шкалы.
С помощью КП4 осуществляется выбор шкалы прибора, соответствующей вызываемому параметру, например 0—100 °C, 0— 63 кгс/см2 и т. д. КП4 имеет восемь выходных контактов Д1—Д8 по числу шкал в приборе и 80 контактов от выходных сигналов схем совпадений. При этом любой из 80 контактов схем совпадения
176
не может быть соединен более чем с одним выходным контактом КП. Сигналы с выхода КП4 поступают на аналогичный коммутатор, замыканием контактов которого автоматически выбирается соответствующая шкала прибора. Отличительной особенностью схемы выборочного измерения, обеспечивающей исключение возможности параллельного подключения двух или более контролируемых параметров на выходную шину КСВУ, является последовательное соединение нормально замкнутых контактов, при котором сигнал для последующей клавиши подается через нормально замкнутый контакт предыдущей клавиши, размыкающийся при ее нажатии. В этом случае нажатие любых двух клавишей одновременно на групповом или индивидуальном табло формирует сигнал управления только от одной предыдущей клавиши.
Формирование команды на включение аварийного звукового сигнала осуществляется также при появлении неисправности в цепях питания устройств установки. Сигналы неисправности устройств, объединяясь на ячейке ЯД с сигналами аварийных отклонений, поступают на вход формирователя Ф146 и далее на Сх18 для получения указанной команды.
Устройство цифрового измерения и регистрации
Устройство цифрового измерения и регистрации предназначено для выборочного измерения в цифровой форме и цифровой регистрации 256 технологических параметров. УЦИР состоит из (см. рис. 59): устройства многоканального аналого-цифрового преобразования А328-18 на 256 входов аналоговых сигналов 0—10 В отрицательной полярности; блока центрального управления БА.14-008; блока цифро-буквенной регистрации БАЛ 1-005; блока управления печатью БА.14-001; блока времени БА.13-008; цифрового индикатора БА. 11-002; группового и индивидуального блоков вызова контролируемых параметров БА.09-001; блоков питания; блока выбора режима регистрации и контроля исправности устройства.
УЦИР выполняет следующие функции:
—	выборочное измерение 256 контролируемых параметров с представлением информации на цифровом табло (цифровом индикаторе) ;
—	аварийную цифровую регистрацию группы из 64 параметров при выходе одного из них в аварийное отклонение;
—	периодическую и по вызову регистрацию всех 256 контролируемых параметров группами по 64 параметра в соответствии с установленной временной программой;
—	выдачу текущих значений контролируемых параметров в цифровой форме на унифицированный ранг связи 2К в общецеховую систему централизованного контроля.
12 Заказ № 314
177
Структурная схема УЦИР приведена на рис. 85. Аналоговые сигналы 0—10 В поступают на бесконтактный коммутатор сигналов высокого уровня, который последовательно подключает их ко входу масштабирующего аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Перед началом аналого-цифрового преобразования в АЦП поступают коды шкал преобразования из блока памяти признаков (БПП), которые определяют максимальное значение цифрового кода, соответствующее максимальному значению входного напряжения. Синхронизацию работы блоков осуществляет формирователь команд управления (ФК.У), на вход которого подаются команды от блока центрального управления (БЦУ), синхронизирующего работу всех блоков УЦИР. Цифровой код и адрес контролируемого параметра поступают на вход блока представления информации (БПИ), содержащего четырехразрядное цифровое табло и схему управления им. Вызов на цифровое табло необходимого контролируемого параметра осуществляется нажатием групповой и индивидуальной клавишей на блоке вызова (БВ), соответствующих данному контролируемому параметру. При этом
178
БВ формирует и выдает в БПИ двоичный код адреса вызываемого параметра.
При совпадении кода адреса контролируемого параметра, поступающего от БВ, с кодом адреса, сопровождающего контролируемый параметр, код индицируется на цифровом табло. Для индикации на табло значения текущего времени необходимо на БВ нажать клавишу с надписью «Время». БВ формирует команды регистрации по вызову и временным командам, поступающим от блока времени (БВр). Команды программы регистрации от БВ подаются на вход блока управления регистрацией (БУР), на который также поступают сигналы аварийной регистрации. БУР в зависимости от приоритета входных команд формирует команды управления регистрацией, поступающие на вход блока управления печатью (БУП). С выхода БУП служебные команды поступают на вход блока цифро-буквенной регистрации (БЦБР) и управляют последовательностью регистрации знаков, строк, групп контролируемых параметров в соответствии с принятыми кодами параметров и их адресами. БЦБР после исполнения заданной программы регистрации формирует сигнал обратной связи, свидетельствующий о его готовности к выполнению дальнейшей программы.
УЦИР может обслуживать до четырех установок централизованного контроля и управления газотурбинными агрегатами.
Стойки коммутационная и монтажного оборудования
Стойка коммутационная (СК) предназначена для организации межстоечных связей устройств установки А705-15 с помощью штатного комплекта кабелей, а также связи установки с исполнительными механизмами, датчиками и устройствами агрегата (рис. 86). Штатный комплект кабелей подключается с помощью разъемных соединений типа РП14, внешние кабели — с помощью клеммных колодок «под винт», обеспечивающих подсоединение алюминиевых жил сечением до 2,5 мм2. СК обеспечивает подключение: штатных кабелей — до 48, цепей «под винт» — до 480.
СК содержит коммутационное поле, образованное четырехгранными штырями, припаянными к клеммам контактов разъемов и колодок, между которыми методом «накрутки» выполняется переменная часть монтажа, учитывающая вариантность схемы подключения устройств в зависимости от типа ГПА.
В составе СК предусматривается размещение четырех автоматических выключателей, обеспечивающих защиту от короткого замыкания цепей питания установки.
Стойка монтажного оборудования (СМО) служит для размещения приборных средств контроля и регулирования. В зависимости от числа приборов в состав установки входит две или три стойки. Стойки в своем составе имеют элементы крепления приборов, клеммники для монтажа, в верхней части стоек установлены вентиляторы для принудительного охлаждения прибо-
12*
179
ров. Приборные средства, . .став
Рис. 86. Внешний вид СК-
* х
 ЯЯиЯ
. ж




непосред-исполни-
входящие в со-СМО , преобразуют сигналы, поступающие от датчиков вибрации, частоты вращения , наличия пламе -ни в камере сгорания
и пр., в уни фщирован-ные .анатоговше с-гна лы 0—5 мА и дискретные сигналы отклонений указанных пара метров от нормы, которые подаются в каналы непрерывного и вы борочного измерения,
сигнализации автоматического управления аварийных защит.
ходные сигналы ре-улирующих Кри оров поступают ственно на . тельные механизмы .
В се устройства, входящие в состав установки, выполнены в ви-je стационарны х уни -фицированных стоек , сзади и спереди закрытых дверцами с зам-. ками и элементами для пломбирования. Все стойки имеют двустороннее обслуживание. В верхней части стоек установлены вентиляторы для вытяжной вентиляции. Разъемы типа РП14 для внешних подключений с помощью штатного комплекта кабелей устанавливаются в задней части стоек. Подвод кабелей осуществляется снизу. Для размещения приборов, блоков, модулей и плат, имеющих унифицированные размеры, стойки содержат 10 контейнеров с направляющими. Стойки устанавливаются на основании и крепятся с помощью болтов.
Контроль параметров и сигнализация
Для контроля наиболее важных технологических параметров, таких, как перепад давления «масло—газ», температура продуктов сгорания перед ТВД, частота вращения роторов и др., в уста
180
новке реализованы каналы непрерывного измерения и аналоговой регистрации. Структурная схема каналов приведена на рис. 87.
Сигнал датчика контролируемого параметра преобразуется БН и поступает на одношкальный показывающий узкопрофильный прибор А501 или двухканальный показывающий и регистрирующий прибор А542. Установка позволяет реализовывать в зависимости от типа агрегата до 10 каналов непрерывного измерения и четырех каналов аналоговой регистрации, при этом токовый сигнал 0— 5 мА может быть подключен непосредственно ко входу прибора без промежуточного преобразования в напряжение 0—10 В. Шкалы приборов соответствуют пределам изменения контролируемых параметров. Аналоговая регистрация осуществляется на общем поле диаграммной ленты цветом, соответствующим цвету указателя (первый канал — синий, второй канал — красный). Скорость продвижения диаграммной ленты 40 мм/ч. Одного рулона достаточно для 10 сут непрерывной регистрации.
Питание приборов: А501 от блока питания БА.05-010, рассчитанного для питания двух приборов; А542 от блока трансформатора Б-13.613.01, питающего один прибор.
Каналы выборочного измерения и сигнализации позволяют контролировать до 80 параметров агрегата. Структурная схема приведена на рис. 88. Аналоговые сигналы с выходов БН поступают на коммутатор сигналов высокого уровня (КСВУ), коммутирующий один из сигналов на вход многошкального показывающего прибора А511. Одновременно сигналы 0—10 В поступают на входы блока непрерывной сигнализации (БСН) БА. 15-002 для сравнения контролируемых параметров с уставками предельных значений.
измерения
Рис. 87. Структурная схема каналов непрерывного измерения и аналоговой регистрации.
УНС — устройство нормализации и сигнализации.
181
К каналам автоматического у правленая а аварийных защит
Рис. 88. Структурная схема каналов выборочного измерения и сигнализации.
Дискретные сигналы состояния контролируемых параметров с выходов БСН в виде замыкания нормально разомкнутых контактов поступают в блок сигнализации и вызова, осуществляющий световую обобщенную и индивидуальную сигнализацию отклонения параметра от заданной уставки. Блок сигнализации и вызова состоит из группового и индивидуального табло сигнализации и вызова и схемы управления. Групповое табло содержит две группы индикаторов, предназначенных для сигнализации предупредительных и аварийных отклонений. Каждая группа включает восемь групповых индикаторов, совмещенных с клавишами вызова на выборочное аналоговое измерение. Индивидуальное табло содержит 48 индикаторов, также совмещенных с клавишами вызова на выборочное измерение.
Для организации групповой и индивидуальной сигнализации и вызова все контролируемые параметры разбиваются на группы по их технологической принадлежности (не более восьми групп) (ТВД, ТНД, нагнетатель и т. п.) и по физической общности (до 48 групп) (температура, давление, расход, вибрация, частота вращения и т. п.) и в соответствии с технологической взаимосвязью в процессе контроля и управления агрегатом размещаются на табло групповой и индивидуальной сигнализации и вызова. Компоновка такого табло для агрегата ГТК-10-4 показана на рис. 92.
Управление табло групповой и индивидуальной сигнализации и вызова осуществляется следующим образом. Сигналы отклонений контролируемых параметров от уставок предельных значений, поступающие от ячеек сигнализации БСН, с помощью схемы
182
управления зажигают мигающим светом соответствующий индикатор группового табло сигнализации и вызова,сигнализируя о появлении отклонившегося параметра в данной технологической группе. В зависимости от типа уставки индикатор загорается на групповом табло аварийной или предупредительной сигнализации. При этом одновременно формируется сигнал на включение соответствующей звуковой сигнализации.
При нажатии клавиши на мигающем индикаторе данный групповой индикатор переводится на ровный свет, а на индивидуальном табло ровным светом загорается индикатор отклонившегося параметра. Например, при отклонении температуры опорно-упорного подшипника нагнетателя по предупредительной уставке загорается мигающим светом групповой индикатор с индексом Н (нагнетатель) и одновременно формируется сигнал на включение звукового сигнала предупредительного отклонения. Нажатием клавиши на индикаторе Н оператор квитирует сигнал предупредительного отклонения, при этом групповой индикатор переводится на ровный свет и ровным светом загорается индивидуальный индикатор с индексом /оуп (температура опорно-упорного подшипника). При нажатии клавишей группового и индивидуального табло сигнализации через схему управления формируются команды управления КСВУ, подключающего напряжение 0—10 В, пропорциональное температуре опорно-упорного подшипника нагнетателя, ко входу ППМ, и команда выбора шкалы прибора, соответствующей пределу измерения контролируемого параметра 0—100 °C.
При появлении нового отклонившегося параметра в данной технологической группе независимо от состояния клавиши групповой индикатор вновь загорается мигающим светом. При возврате контролируемого параметра в норму групповой и индивидуальный индикаторы одновременно гаснут. Снятие звукового сигнала осуществляется нажатием клавиши «Сброс звука» на пульте управления УПИ.
Организация групповой и индивидуальной сигнализации с совмещением вызова контролируемого параметра на измерение способствует более целенаправленному действию оператора в процессе управления агрегатом, позволяет при этбм резко сократить размеры табло, что в отличие от существующих систем агрегатной автоматики обеспечивает размещение всей необходимой в процессе управления агрегатом информации в пределах одного устройства.
Реализация конкретной программы сигнализации и вызова на выборочное аналоговое измерение осуществляется за счет переменной части монтажа, выполняемой на монтажных полях контейнера № 7 и платы коммутационной на задней стороне УПИ. Таким образом, установка обеспечивает компоновку табло и выполнение программы сигнализации и вызова на измерение, наиболее соответствующие технологии управления конкретными ГПА.
Для обеспечения надежного получения информации о наиболее важных контролируемых параметрах агрегата сигналы 0—10 В
183
каналов непрерывного измерения могут быть подключены к КСВУ каналов выборочного измерения и сигнализации.
Для контроля ряда параметров, непосредственное измерение которых невозможно или затруднено (температура рабочих газов перед ТВД, неравномерность температурного поля после силовой турбины, объемная производительность нагнетателя), используется метод косвенных измерений.
В соответствии с заданными алгоритмами в установке осуществляется косвенное измерение следующих параметров агрегата:
— температура рабочих газов перед ТВД в соответствии с формулой
У] = Ар -'г ВТ2 + С,	(3)
где А, В, С — постоянные коэффициенты; р — давление воздуха после КВД; Т2 — температура продуктов сгорания после силовой турбины;
—	модуль разности температур контрольных точек АТ в потоке за силовой турбиной в соответствии с формулой
АТ = Тср - У,-,	(4)
где Тср — средняя температура продуктов сгорания после силовой турбины; Ti — температура продуктов сгорания в одной из контрольных точек;
—	расход газа через нагнетатель или объемная производительность нагнетателя в соответствии с формулой
Q = К д/Ар(ра+ 1)/(273 + Т),	(5)
где К — постоянный коэффициент; Ар — перепад давления газа на нагнетатель; ра — абсолютное давление газа после нагнетателя; Т — температура газа за нагнетателем.
Температурные параметры Т\ и АТ вычисляются с помощью прибора А343-107, расход или объемная производительность — с помощью прибора А343-101. Диапазоны измерения исходных и рассчитываемых значений контролируемых параметров и их единицы, а также номинальные численные значения постоянных коэффициентов и их единицы приведены в табл. 2.
Возможность изменения постоянных коэффициентов на ±15 % от номинального значения позволяет в процессе испытаний учесть конкретные технологические характеристики агрегата с целью обеспечения наибольшей достоверности вычисленных показателей.
Косвенное измерение температуры рабочих газов перед ТВД осуществляется по температуре продуктов сгорания после силовой турбины с коррекцией по давлению воздуха после осевого компрессора. Аналоговые сигналы 0—10 В, пропорциональные указанным параметрам, поступают на входы прибора А343-107. Значения ко-184
Таблица 2
Диапазоны измерения входных и выходных сигналов и постоянные коэффициенты для устройств А343-107 и А343-101
Диапазон измерения или номинальное значение для исполнения
Обозначение
А705-15-01	А705-15-03
Г,, °C р, кгс/см^
Г2, °C
А °С
’ кгс/см2
В
С, °C АТ, °C ТСр, °C Tt, °C Q, м3/ч „ мз.°С|/2 /\ , ---------
Ч-КГС/СМ2 Ар, КГС/СМ2 Ра, КГС/СМ2
Т, °C
0-1100
0-16	|	0-10
0-600
0,325	0,58
1,164	1,2
60	7,4
0—100
0-600
0-600
0-6,3-105
0-2,5
0-100
- 70 ч- +180
эффициентов А, В, С, устанавливаются с помощью потенциометров, шлицы которых выведены на переднюю панель прибора. Сигнал 0—10 В, пропорциональный вычисленному значению температуры рабочих газов, формируется по трем каналам. Все три сигнала подаются для сравнения с уставками предельных значений в БСН и для выборочного измерения в КСВУ. Один из сигналов поступает для непрерывного измерения и аналоговой регистрации на вход прибора А542.
Вычисление модуля разности температур контрольных точек в потоке турбины осуществляется по шести каналам тем же прибором А343-107. Аналоговые сигналы 0—10 В, пропорциональные модулю разности, поступают на входы БСН и в КСВУ для выборочного измерения.
Расход газа через нагнетатель или объемная производительность нагнетателя вычисляется по одному каналу с помощью прибора А343-101. Выходной сигнал 0—10 В, пропорциональный вычисленному параметру, поступает для непрерывного измерения на вход прибора А501. Значение коэффициента К устанавливается
185
Рис. 89. Структурная схема каналов цифрового измерения и регистрации.
с помощью потенциометра, шлиц которого выведен на переднюю панель прибора.
Цифровое измерение и регистрация контролируемых параметров осуществляются с помощью УЦИР А701-06, входящего в состав установки А705-15-01. Структурная схема каналов цифрового измерения и регистрации приведена на рис. 89.
Аналоговые сигналы 0—10 В с выходов БН параллельно каналам непрерывного и выборочного измерения и сигнализации поступают на вход устройства многоканального аналого-цифрового преобразования А328-18 (входящего в состав УЦИР), позволяющего подключить до 256 унифицированных сигналов. Устройство А328-18 преобразует аналоговые сигналы в четырехразрядный двоично-десятичный код, соответствующий физическим единицам контролируемого параметра.
Преобразование входных сигналов осуществляется в соответствии со следующей передаточной характеристикой:
МьрЦР) = -/^Мх(Р) + Мдв,	(6)
С'вх max
где Авых(Р) —значение выходного кода, пропорциональное контролируемому параметру; Мик — максимальное значение кода, соответствующее шкале преобразования и определяемое из выражения
Mn^yPnwJ-Wmin).	(7)
186
N (Ртах)— код, соответствующий максимальному значению контролируемого параметра; N(₽тш)—код, соответствующий минимальному значению контролируемого параметра; L/ax(P)—входной аналоговый сигнал, изменяющийся в диапазоне 0—10 В и пропорциональный значению контролируемого параметра; Uvx max — максимальное значение входного аналогового сигнала, равное 10 В; УСдв — код сдвига шкалы преобразователя, соответствующий минимальному значению контролируемого параметра.
Таким образом, передаточная характеристика каналов цифрового измерения и регистрации имеет вид
УВых (Р) =	(р) + N (pm.n)	(8)
<-'вх max
Например, для диапазона измерения контролируемого параметра 0—100 °C, что соответствует 0—1000 ед. кода, Ртах = 100 °C, Pmm=0°C, Л1(Ршлх) = = 1000 ед. кода, N(Pmin) =0 ед. кода, тогда
Л/вых(Р) = Ю0(7ах(Р),
для С7Вх(Р)=8 В Увых(Р)=800 ед. кода, что соответствует 80 °C.
Для диапазона измерения контролируемого параметра —50 ч-+ 100 °C Ртах = 100 °C, Pmin =—50 °C, У (Ртах) = 1000 ед. КОДа, У(Рт1п) =—500 ед. кода, тогда
17Вых(Р) = 15ОС7ВХ(Р)—500, для С7вх(Р)=8 В (7вых(Р) = 1200—500=700 ед. кода, что соответствует 70°С.
Устройство многоканального аналого-цифрового преобразования последовательно преобразует поступающие на входы аналоговые напряжения в цифровые коды, сопровождаемые кодами адреса параметра, соответствующими номерам входов устройства.
Коды контролируемых параметров поступают на четырехразрядное цифровое табло. Подключение табло к соответствующему контролируемому параметру осуществляется с помощью координатного блока вызова (БВ). Вызов контролируемого параметра на цифровое измерение осуществляется нажатием клавиши на групповом (с 1-й по 8-ю группы) и на индивидуальном (с 1-го по 32-й параметр) блоках вызова. При этом значение контролируемого параметра индицируется в виде четырехразрядного десятичного кода с указанием знака параметра и запятой, отделяющей дробную часть числа. Первой группе соответствуют с 1-го по 32-й параметры, второй — с 33-го по 64-й и т. д.
Цифровое табло и блок вызова показаны на рис. 90. На одну ячейку индивидуального блока вызова наносят индексы двух контролируемых параметров, имеющих одинаковую шкалу преобразования (предел измерения контролируемых параметров должен отличаться только десятичным множителем, например 0—6,3 иль 0—63 кгс/см2; при этом их единицы могут быть различными, например 0—100°C и 0—100 кгс/см2).
Установка обеспечивает при необходимости цифровую индикацию и регистрацию состояния дискретных датчиков (например.
187
5
Индивидуальный, блок вызова
Рис. 90. Цифровое табло (а) и блок вызова на цифровое измерение (б).
уровень масла в маслоблоке, давление, перепад давления, и т. п.) двумя уровнями напряжений для сигнала «0» — 0,1 В, для сигнала «1» — 0,9 В, что на шкале преобразования 0—1000 ед. кода соответствует 0100 и 0900 ед. кода. Период обновления информации на цифровом табло составляет 1,5 с.
Цифровая регистрация контролируемых параметров осуществляется в следующих режимах:
—	по вызову оператора всех 256 контролируемых параметров четырьмя группами по 64 параметра с указанием перед регистрацией значения текущего времени и адреса группы (00—1-группа из 64 параметров, 01—2-группа, 02—3-группа, 03 — 4-группа); время регистрации всех четырех групп параметров не более 270 с;
—	по временной программе с интервалом 10 и 20 мин, 1 и 2 ч в зависимости от установленной периодичности (порядок регистрации аналогичен режиму регистрации по вызову с той лишь разницей, что регистрация по вызову может осуществляться в любой произвольный момент времени, а по временным программам — в моменты времени, кратные установленному периоду) ;
—	по команде аварийной регистрации, формируемой в УПИ в случае отклонения одного или нескольких контролируемых параметров за аварийную уставку сигнализации (осуществляется для группы из 64 контролируемых параметров с регистрацией значения текущего времени, адреса группы контролируемых параме-
188
трое, в которой произошло аварийное отклонение, и признака регистрации аварийного отклонения в виде знака *).
Регистрация по команде аварийного отклонения обладает приоритетом перед остальными режимами, прерывает регистрацию, выполняемую по другой программе, в момент поступления команды аварийной регистрации. После окончания программы аварийной регистрации происходит возврат к прерванной программе. Если в течение регистрации по аварийной программе одной группы параметров поступает команда об аварийном отклонении в другой группе параметров, регистрация по аварийной программе начинается сразу же после окончания регистрации предыдущей группы. Регистрация по команде аварийного отклонения осуществляется автоматически независимо от установленной программы. Программа регистрации задается с пульта УЦИР нажатием соответствующей клавиши на блоке с надписью «Программа регистрации». Время регистрации одной группы контролируемых параметров 60 с. Время регистрации всех 256 параметров не более 2,5 мин.
Минутные импульсы от электрочасовой сети КС поступают на блок времени (БВр), который содержит счетчики единиц и десятков минут, единиц и десятков часов, осуществляющие счет поступающих импульсов и формирующие двоично-десятичный код значения текущего времени и временные команды 10 и 20 мин, 1 и 2 ч (см. рис. 90). Код значения текущего времени поступает на вход блока цифро-буквенной регистрации (БЦБР), а временные команды подаются на блок управления регистрацией (БУР).
На вход БУР поступают команды аварийной регистрации от БСВ в УПИ или других установок А705-15, если УЦИР работает в комплексе с несколькими установками. БУР в зависимости от выбранного режима регистрации формирует команды управления, поступающие на блок управления печатью (БУП). БУП принимает коды и адреса контролируемых параметров, коды значений текущего времени и в соответствии с командами управления БУР формирует последовательность команд, управляющих блоком цифробуквенной регистрации. БЦБР осуществляет регистрацию 256 контролируемых параметров в виде четырех групп по 64 параметра.
04 40	01	*
Время 4ч40мин Адрес группы Признак аварийной регистрации
1408 02.17 . .. 0037
0246	1251... 2768
Первая строка
Четвертая строка
189
Каждая группа регистрируется в четыре строки по 16 параметров четырехразрядным десятичным кодом с регистрацией перед первой строкой группы четырехразрядного десятичного кода значения текущего времени и двухразрядного десятичного кода адреса регистрируемой группы. При регистрации группы параметров по команде аварийного отклонения после кода адреса групп печатается признак аварийной регистрации *.
Для регистрации 600 групп контролируемых параметров достаточно одного рулона диаграммной бумаги.
Выдача информации на унифицированный ранг связи 2К АСВТ-М осуществляется через модуль связи МА.22-008, который поставляется в комплекте с устройством А701-06.
Выдача информации осуществляется в два такта: восьмиразрядный двоичный код адреса контролируемого параметра с командой сопровождения кода адреса и четырехразрядный двоичнодесятичный код параметра с командой сопровождения кода параметра. Время преобразования и выдачи информации об одном контролируемом параметре не более 1 мс; таким образом, информация о всех 256 контролируемых параметрах выдается на кодовые шины за 256 мс. Цифровая информация о значениях контролируемых параметров может быть использована в общецеховой или общестанционной системе централизованного контроля и управления.
Каналы регистрации событий служат для записи дискретных сигналов, свидетельствующих: об изменении режима работы агрегата; о последовательности выполнения этапов автоматического пуска, нормальной и аварийной остановок; о действии аварийных автоматических защит и первопричине аварийной остановки агрегата.
Источниками сигналов каналов регистрации событий являются дискретные датчики состояния контролируемых параметров, блоки непрерывной сигнализации, устройство логической обработки информации, пульт управления и т. п. Регистрация осуществляется с помощью блока регистрации событий (БРС) БА.11-014, расположенного в УПИ, по 50 независимым каналам с одновременной регистрацией значений текущего времени в форме четырехразрядного двоично-десятичного кода с весами 8; 4; 2; 1 на диаграммной бумаге в виде непрерывной линии. Карта регистрации событий приведена на рис. 91.
Дискретные сигналы и команды на входы БРС поступают в результате замыканий или размыканий контактов реле, переключателей, концевых выключателей или блок-контактов и т. п., при этом в БРС включается механизм протяжки диаграммной ленты, время протяжки которой (5 + 2 или 75 + 15 с) может быть предварительно установлено переключателем на БРС. Скорость протяжки бумаги постоянна и равна 2 мм/с.
Все 50 каналов регистрируются параллельно, включение сигнала регистрируется прямой линией, отключение сигнала — прерыванием линии записи данного сигнала. Отключение сигнала
190
Рис. 91. Карта регистрации событий.
также служит командой на включение лентопротяжного механизма БРС.
Регистрация текущего значения времени осуществляется: двумя разрядами 2; 1 для десятков часов; четырьмя разрядами 8; 4; 2; 1 для единиц часов; тремя разрядами 4; 2; 1 для десятков минут; четырьмя разрядами 8; 4; 2; 1 для единиц минут.
Перевод двоично-десятичного кода в десятичный приведен ниже.
8 4 2 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 0 3 0 0 11 4 0 10 0 5 0 10 1 6 0 110 7 0 111 8 10 0 0 9 10 0 1
Видно, что значение десятичного числа получается суммированием двоично-десятичных разрядов кода времени.
Код времени поступает на вход БРС от блока времени БА. 13-008, расположенного в УПИ, по 13 параллельным шинам, значения сигналов на которых меняются с приходом минутных импульсов от электрочасовой сети КС. Изменение сигналов на кодовых шинах времени не вызывает запуска регистратора событий, но тем не менее в любой момент запуска регистратора по командам изменения сигналов на одном из 50 входов БРС значение регистрируемого времени отметит момент указанного изменения.
Канал программно-параметрического пуска и остановки по температуре служит для формирования сигнала задания программы управления пусковым регулятором РП2-УЗ, расположенным в стойке монтажного оборудования. Формирование сигнала
191
задания программы осуществляется по командам «Пуск», «Скачок», «Останов», поступающим от УЛОИ в виде замыкания нормально разомкнутых контактов, с помощью платы задания программы (ПЗП), расположенной в УПИ. На вход платы вместе с командами управления поступает аналоговый сигнал 0—10 В, пропорциональный температуре рабочего газа.
Временная диаграмма работы задатчика программы пуска и остановки приведена на рис. 82, б.
До момента поступления на -вход ПЗП команды «Пуск» выходной сигнал платы повторяет входной аналоговый сигнал, пропорциональный температуре рабочих газов. По команде «Пуск» выходной сигнал ПЗП начинает линейно возрастать с определенной скоростью (от 0,3 до 0,5 В/мин), которую можно предварительно задать потенциометром, выведенным на переднюю панель платы и обозначенным «Скорость».
При поступлении команды «Скачок», соответствующей моменту отключения турбодетандера, выходное напряжение скачком увеличивается на 0,2—0,4 В (это значение также можно заранее задать с помощью другого потенциометра, выведенного на переднюю панель платы и обозначенного «Скачок»), после чего выходное напряжение продолжает изменяться с прежней скоростью до снятия команды «Пуск». После снятия команды «Пуск» выходное напряжение ПЗП начинает повторять входное напряжение, пропорциональное температуре рабочих газов.
При поступлении команды «Останов» выходное напряжение ПЗП линейно уменьшается с той же скоростью до момента снятия команды «Останов», после чего выходное напряжение платы вновь продолжает повторять входное напряжение. Время линейного изменения выходного напряжения ПЗП от 0 до 10 В и от 10 В до 0 не более 30 мин.
Управление и защита
Каналы автоматического, дистанционного управления и аварийных защит агрегата в составе установки реализуют следующие функции:
—	автоматический пуск;
—	нормальную и аварийную остановку;
—	автоматическую аварийную защиту;
—	дистанционное управление отдельными устройствами.
Выполнение указанных функций осуществляется по командам и сигналам: 1) поступающим от системы центрального контроля и управления компрессорным цехом; 2) подаваемым с пульта управления, расположенного в УПИ; 3) формируемым по сигналам аналоговых и дискретных датчиков контролируемых параметров, располагаемых непосредственно на агрегате или вблизи технологического оборудования агрегата. В зависимости от типа агрегата, технологии управления им в различных режимах эксплуатации программа управления определяется алгоритмом, характеризующим последовательность и условия выполнения операций по фор
192
мированию команд управления исполнительными механизмами агрегата.
Сигналы аналоговых датчиков через БН поступают на входы БСН, где сравниваются с уставками предельных значений контролируемых параметров, которые определяют этап автоматического пуска или нормальной остановки, а также предупреждающую сигнализацию или команду аварийной защиты агрегата. Дискретные сигналы, характеризующие состояние агрегата, положение его исполнительных механизмов и устройств, поступают на входы УЛОИ. Вместе с тем на входы устройства подаются дистанционные команды от СЦКУ или пульта управления, определяющие выбор той или иной программы управления агрегатом.
Пульт управления, формирующий команды автоматического и дистанционного управления, представляет собой унифицированную конструкцию, на передней панели которой располагаются элементы выбора режимов — кнопочные переключатели и индикаторы,
Рис. 92. Внешний вид передней панели пульта управления для агрегата ГТК-Ю-4.
подтверждающие подачу или исполнение поданной команды. Конкретные требования, предъявляемые технологией
управления агрегатом, отражаются на исполнении пульта: на числе необходимых коммутирующих элементов, их коммутационных способностях (с фиксацией, без фиксации, с взаимной блокировкой или без блокировки и т. п.), цвете кнопок и надписях. Внешний вид передней панели пульта управления для агрегата ГТК-10-4 показан на рис. 92.
Положение исполнительных механизмов, кранов газовой обвязки и устройств агрегата индицируется на мнемосхеме объекта, расположенной в верхней части УПИ. Мнемосхема также имеет унифицированную конструкцию, на передней панели которой с помощью наборных элементов с мнемознаками унифицированных
13 Заказ № 314
193
модулей индикации выполняется мнемонический рисунок технологической обвязки агрегата. Красным цветом индицируется открытое, включенное состояние исполнительного оборудования или устройства, зеленым — закрытое, выключенное состояние.
Последовательность выполнения этапов автоматического управления и сигналы неправильного выполнения команд индицируются
Таблица 3
Обозначение логических схем в графических изображениях
Реализуемая функция
Графическое изображение
Электрическая схема
Примечание
Схема «И»
Схема «НЕ»
Схема «ИЛИ»
Триггер
Схема «ИЛИ» (диодное)
Задержка
Выходное реле
й, iz — порядковый номер реле в ячейке; п — порядковый номер ячейки или каркаса
t — значение временной задержки
U — вид и значение напряжения, коммутируемого контактом реле, например 220 В, —27 В
194
на табло этапов логического управления. Перечень сигналов и команд, индицируемых на табло этапов логического управления, определяется алгоритмом управления в соответствии с требованиями конкретного типа агрегата. Пример компоновки табло этапов логического управления для агрегата ГТК-Ю-4 приведен на рис. 93.
Последовательность выполнения задаваемых с пульта программ управления, которые выражаются в виде логико-временного алгоритма, реализуется устройством логической обработки информации (УЛОИ). Запись логико-временного алгоритма программ автоматического, дистанционного управления и аварийных защит для реализации их УЛОИ выполняется в условных обозначениях табл. 3.
Логические схемы реализуются в УЛОИ путем электрических соединений входных и выходных контактов соответствующих ячеек в последовательные и параллельные цепи на коммутационном поле устройства (КПУ) и настроечных полях ЯРМ. Сформированные таким образом сигналы управления поступают на соответствующие входы БВР, где усиливаются по току или напряжению и подаются на управление соответствующими исполнительными механизмами. Исполнительный механизм, выполнив полученную команду управления, замыкает (размыкает) контакт концевого выключателя, блок-контакт пускателя и т. п. Сигнал обратной связи от исполнительного механизма поступает на мнемосхему агрегата, индицируя выполнение команды, и на вход УЛОИ для разрешения выполнения дальнейших этапов управления. Таким образом, осуществляется последовательное выполнение временных логических операций, реализуется, например, автоматический пуск агрегата по команде «АП», поданной нажатием кнопки «АП» на пульте управления УПИ.
Электропитание установки
Электропитание устройств установки осуществляется напряжениями:
—	220 В (50 Гц) от основной питающей сети (питаются все устройства в нормальном режиме эксплуатации, при этом установка выполняет полный объем функций по измерению, контролю, автоматическому управлению и аварийной защите агрегата);
—	27 В постоянного тока от резервной сети (аккумуляторной батареи) при исчезновении напряжения 220 В основной питающей сети, которым питаются УПИ и УЛОИ (при этом функции установки ограничиваются блокировкой логических управляющих сигналов в течение заданного алгоритмом управления времени, аварийной остановкой по истечении указанного времени и индикацией состояния запорной арматуры и устройств агрегата на мнемосхеме и табло этапов логического управления);
—	220 В постоянного тока для управления соленоидами кранов газовой обвязки.
13*
195
Напряжения указанных источников питания подаются к СК на автоматические выключатели, рассчитанные на защиту от коротких замыканий в цепях нагрузок и обесточивание устройств и исполнительных механизмов при проведении ремонтных и профилактических работ на агрегате и в системе автоматизированного управления. Подключение напряжений питания к устройствам установки осуществляется с помощью штатных кабелей. Каждое устройство имеет в своем составе элементы снятия напряжения питания (двухполюсные тумблеры) и защиты от короткого замыкания (плавкие предохранители).
Одновременное отключение источников питания 220 В (50 Гц) и 27 В постоянного тока недопустимо!
Контроль исправности установки
Структурная схема установки предусматривает максимальную простоту и автономность каждого канала. Возникновение неисправности в одном из каналов не приводит, как правило, к выходу из строя других параллельных каналов, а позволяет определенное время, обеспечивающее возможность локализации неисправности и восстановления за счет ЗИП функций контроля и управления агрегатом в полном объеме, управлять последним при ограниченном количестве информации.
Функциональная схема контроля установки представлена на рис. 93. Формирование команд контроля исправности и индикация сигналов неисправностей устройств установки осуществляются с помощью табло контроля, расположенного в УПИ. На табло контроля имеются клавиши, формирующие следующие сигналы контроля исправности: «Контроль БСНО», «Контроль БСН1», «Контроль БН УНС1», «Контроль БН УНС2», «Контроль Л1», «Контроль Л2», «Контроль ЛЗ», а также индикаторы обобщенной сигнализации неисправности: «Неиспр. УЦИР», «Неиспр. УР», «Неиспр. БП УПИ», «Неиспр. УЛОИ», «Неиспр. БП УНС». Индикатор «Режим контроля» при нажатии на табло контроля любой из клавишей сигнализирует о проведении операции контроля.
Общими цепями, определяющими группы взаимосвязанного оборудования, являются цепи питания, надежность функционирования которых в значительной мере обеспечивает надежность работы всех каналов установки.
Использование в установке функционально разделенных цепей питания и наличие автоматического контроля источников питания обеспечивают высокую надежность установки и простую локализацию и устранение неисправностей в цепях и источниках питания. Все устройства установки (УПИ, УЛО, УНС, УЦИР) формируют и выдают обобщенные сигналы неисправности блоков питания. В этих устройствах для оперативного обнаружения и устранения неисправностей в блоках питания служит индикация включенного и исправного состояния. При сигнале неисправности питания необходимо проверить наличие напряжения питания на входе дан
196
ного устройства, включенное состояние блоков питания данного устройства по горению индикаторов включенного состояния, исправность предохранителей. Сигнал неисправности снимается автоматически при наличии напряжения на входе устройства и исправности всех его блоков питания. Формирование сигнала неисправности блока питания осуществляется встроенной схемой контроля в виде замыкания нормально разомкнутого контакта выходного реле. Сигнал, формируемый параллельно соединенными контактами выходных реле схем контроля блоков питания, поступает на включение соответствующего индикатора неисправности табло контроля. Исправность УНС определяется по следующим признакам: исправность БН; исправность БП УНС; исправность БСН.
Контроль исправности БН осуществляется подачей дискретного сигнала контроля, формируемого нажатием клавиши «Контроль БН УНС1» или «Контроль БН УНС2» на табло контроля. При этом входы всех БН данного УНС на время контроля отключаются от контролируемого параметра и подключаются к контрольному источнику, входящему в состав каждого БН.
Выходное напряжение БН в режиме контроля при его исправном состоянии должно находиться в пределах 5±0,2 В. По команде контроля БН показывающие приборы А501, А511, А542, контролирующие те же параметры, что и проверяемый УНС, должны установить свои показания в пределах 50±2 % шкалы прибора. Отклонение показания прибора за эти пределы свидетельствует о неисправности данного канала. Локализация неисправного блока или прибора может быть достаточно просто осуществлена по показаниям параллельного канала выборочного аналогового или цифрового измерения. Расхождение показаний показывающих приборов свидетельствует о неисправности прибора, имеющего неверные показатели. Совпадение показаний приборов свидетельствует о неисправности БН.
При выполнении контроля БН УНС возможно появление сигналов отклонений контролируемых параметров при наличии в БСН уставок сигнализации, располагающихся в зоне контрольного сигнала, или, наоборот, возврат этих сигналов в норму при нахождении параметра за зоной контрольного сигнала.
Контроль исправности БП УНС осуществляется аналогично контролю исправности БП остальных устройств и свидетельствует об исправности блоков питания БСН.
Контроль исправности БСН осуществляется подачей сигналов контроля БСНО и БСН1 на табло контроля неисправности в УПИ для всех БСН одновременно. При этом все каналы БСН отключаются на время контроля от сигналов контролируемых параметров и подключаются к соответствующим контрольным источникам. При нажатии на клавишу БСНО табло контроля в устройство УНС1 и УНС2 (при его наличии) параллельно поступает команда установки в состояние «Норма» всех каналов БСН. По этой команде все индикаторы табло групповой и индивидуальной сигнализации и вызова должны погаснуть. На БРС по каналам
197
Рис. 93. Функциональная
198
Контроль Л1 мнемосхемы	
Контроль Л2 инд. блоков выз.	
Контроль АЗ Пульт, груп. 5л. вызова табло этапов	
Контроль 6Н УНС1	аб
Контроль 6Н УНС2	В9
Контроль 6СН1	а2
Контроль БСНО	0.1
Режим . _ „ контр, б БРС	аб
блокировка (в уХоИ)	аб
включение звук. сигнала	
Общ. на контр. БН	а7
V V 3/ V 5/
У ПИ А 690 -05
схема контроля установки.
199
контроля состояния технологических параметров должна осуществляться регистрация возврата в состояние «Норма». После снятия команды БСНО на индикаторах табло групповой и индивидуальной сигнализации и вызова и БРС должно установиться состояние, предшествовавшее команде контроля.
При нажатии на клавишу БСН1 табло контроля в устройстве УНС1 и УНС2 параллельно поступает команда установки всех каналов БСН в состояние «Отклонение». По этой команде индикаторы табло групповой сигнализации и вызова, соответствующие параметрам, контролируемым БСН, должны загореться мигающим светом. При нажатии клавиши группового табло на индивидуальном табло должны загореться ровным светом индикаторы всех контролируемых параметров данной технологической группы. На БРС осуществляется регистрация перехода в состояние «Отклонение» по каналам контроля состояния технологических параметров. На УЦИР выполняется программа аварийной регистрации контролируемых параметров. После снятия команды БСН1 на всех индикаторах и БРС должно установиться состояние, предшествующее команде контроля.
Аналогичный контроль по командам БСНО и БСН1 индивидуально для каждого БСН можно осуществить с панели соответствующего БСН. При этом команде БСНО должно соответствовать одновременное погасание всех индикаторов, расположенных на лицевых панелях модулей сигнальных усилителей МА.01-007, команде БСН1 —одновременное загорание всех индикаторов модулей МА.01-007. Контроль БСН непосредственно в УНС вызывает на УПИ реакцию, аналогичную подаче соответствующих команд с табло контроля. Несоответствие загоревшихся индикаторов поданной команде контроля свидетельствует о неисправности в соответствующем канале сигнализации. Локализации источника неисправности способствует возможность проведения идентичных операций контроля с табло контроля и непосредственно от БСН. Несоответствие между засветившимися индикаторами на лицевых панелях модулей сигнальных усилителей и соответствующими индикаторами табло групповой и индивидуальной сигнализации позволяет однозначно определить источник неисправности в канале сигнализации.
Сигнал «Неиспр. БП УЛОИ» свидетельствует о неисправностях в цепях и блоках питания БА.07-003, контроль которых осуществляется аналогично контролю всех остальных блоков питания установки, и об отсутствии контакта между ответными частями в разъемах блоков или ячеек устройства. Контроль выполняется с помощью последовательного соединения определенных контактов ответных частей разъемов прямого контактирования функциональных ячеек УЛОИ и разъемов РП14-30 БВР и БПРП. Извлечение любого блока или ячейки из штатного места сопровождается сигналом неисправности УЛОИ, что позволяет своевременно обнаружить и устранить нарушение. Кроме того, состояние реле ЯРМ и ЯП, ЯВЗ и БВР индицируется светодиодами на лицевых панелях
200
плат и блоков и соответствует определенному этапу логического управления. Отклонение от указанного соответствия свидетельствует о неисправности, которая может быть устранена заменой неисправной ячейки или блока из ЗИП. Все однотипные ячейки и блоки УЛОИ являются взаимозаменяемыми, что обеспечивает оперативное восстановление функций, утраченных устройством.
Контроль исправности УПИ осуществляется по сигналам схем контроля исправности цепей и блоков питания устройства, а также и проверкой исправности ламп световых индикаторов мнемосхемы, группового и индивидуального табло сигнализации и вызова, табло этапов логического управления и табло контроля исправности установки. С местных панелей контролируется исправность блока регистрации событий БА.11-014 и устройств аналоговых вычислительных А343-101 и А343-107.
Контроль ламп УПИ осуществляется следующим образом. При нажатии клавиши «Контроль Л1» подается сигнал контроля исправности ламп мнемосхемы агрегата, при этом все лампы мнемосхемы независимо от предыдущего состояния должны загореться ровным светом. Наличие погашенной лампы свидетельствует о ее неисправности и необходимости замены. Аналогично выполняются операции «Контроль Л2» и «Контроль ЛЗ». По команде «Контроль Л2» проверяется исправность ламп индикаторов индивидуального табло сигнализации и вызова, по команде «Контроль ЛЗ» — исправность ламп индикаторов табло этапов логического управления, табло групповой сигнализации и вызова, пульта управления и табло контроля исправности.
Проверка правильности функционирования БРС осуществляется с пульта БРС посредством формирования команд контроля «Режим 1» и «Режим 2» нажатием соответствующих клавишей. При нажатии клавиши «Режим 2» осуществляется нормальный режим регистрации событий с той лишь разницей, что регистрируются одновременно все 50 параметров и 13 разрядов кода времени. Отсутствие регистрации по одному из каналов или разрядов кода времени сигнализирует о неисправности БРС по данному каналу. При нажатии клавиши «Режим 1» также должен запуститься лентопротяжный механизм БРС, но при этом запись на ленте по всем каналам и разрядам кода времени прекратится.
Проверка функционирования устройств аналоговых вычислительных А343-101 и А343-107, входящих в состав каналов косвенного измерения контролируемых параметров, выполняется нажатием клавишей «Контроль» на передних панелях устройств. При этом входные коммутаторы устройств подключают ко входам соответствующих каналов сигналы контрольных источников, формирующие в соответствии с передаточными функциями каналов выходные напряжения, значения которых для исправно функционирующих каналов равны 5±0,2 В.
Показания приборов, входящих в состав каналов косвенных измерений, должны быть в пределах 50±2,5 % шкалы. Отклонение показаний означает наличие неисправности в соответствующем
201
канале. Локализация неисправности осуществляется сравнением показаний приборов в канале непрерывного и выборочного измерения. Расхождение показаний приборов свидетельствует о неисправности соответствующего прибора, совпадение показаний — о неисправности БК.И-
Контроль УЦИР кроме автоматического контроля исправности БП А701-06 предусматривает полуавтоматический контроль основных блоков с местного пульта УЦИР, позволяющий с достаточной точностью обнаруживать их неисправности. Контроль УЦИР. осуществляется подачей команд «Уст. О» и «Уст. 1», позволяющих судить о правильности функционирования основных дискретных схем устройства. При подаче команды «Уст. О» УЦИР функционирует в режиме преобразования по всем каналам сигналов, равных нулю. При этом и цифровое измерение, и регистрация должны иметь нулевые показания по всем адресам и разрядам кода или значения, равные значениям сдвига дискретных кодов, заданных схемой контроля УЦИР.
При подаче команды «Уст. 1» УЦИР функционирует в режиме преобразования сигналов, равных максимальному значению 10 В. При этом цифровое измерение и регистрация должны иметь максимальные показания, соответствующие пределам преобразования основных шкал (0999, 1999, 2999, 3999) или этим значениям, сдвинутым на коды сдвига, заданные схемой контроля УЦИР. Точностные характеристики УЦИР проверяются подачей команды «Контр, точн.», при поступлении которой УЦИР преобразует напряжения контрольных уровней на заранее заданных схемой контроля шкалах преобразования, наиболее существенно определяющих погрешность аналого-цифрового преобразования. Значения контрольных кодов в различных режимах контроля приведены в табл. 4.
Расхождение показаний с заданными в табл. 4 по какому-либо каналу свидетельствует о наличии неисправности в соответствующем канале или разряде кода. Отличие в показаниях по всем адресам контролируемых параметров говорит о неисправностях в центральной части схемы УЦИР.
Выполнение операций контроля установки недопустимо в режимах пуска или остановки агрегата. С этой целью схема контроля установки предусматривает сигнал блокировки, запрещающий в переходных режимах выполнение операций контроля, кроме контроля ламп. Формирование сигнала блокировки осуществляется в УЛОИ размыканиями контакта реле (а7; Ш12), разрывающего цепь формирования сигналов контроля БН и БСН с табло контроля. Для блокировки аварийной остановки агрегата при проведении контроля БН, БСН, БКИ в стационарном режиме его работы схема контроля УПИ формирует сигнал блокировки, поступающий в УЛОИ (а7; Ш11). Одновременно этот сигнал поступает на вход БРС для регистрации факта проведения контрольной операции. Сигналы неисправностей БП УЛОИ, БП УНС, БПА701-06, БП УПИ формируют команду на включение звукового сигнала
202
Таблица 4
Значения контрольных кодов в различных режимах контроля УЦИР
Адрес параметра на индивидуаль-ном табло вызова	Код параметра в режиме контроля		
	.Уст.О-	.Уст.Iе	.Контр, точн.*
1.17	0000	0999	0025 -Ь 1
2.18	0000	0999	0250 ± 1
3.19	0000	0999	0475 ± 1
4.20	-0399	0599	-0350 ± 2
5.21	-0399	0599	0100 ±2
6.22	-0399	0599	0550 ±2
7.23	0000	0999	0050 ±2
8.24	0000	0999	0500 ±2
9.25	0000	0999	0950 ±2
10.26	0000	1999	0100 4-3
11.27	0000	1999	1000 ±4
12.28	0000	1999	1900 ±4
13.29	0000	3999	0200 ±5
14.30	0000	3999	2000 ±7
15.31	0000	3990	3800 ±8
16.32	-1999	1999	1800 ±8
неисправности, который снимается автоматически после устранения неисправности в цепях или блоках питания устройств.
Регулярное и целенаправленное выполнение операций контроля основного оборудования установки обеспечивает проведение своевременных профилактических мероприятий по обнаружению и устранению возможных неисправностей и способствует повышению надежности эксплуатации агрегата во всех режимах работы. Перечень команд контроля и сигналов неисправностей в установках приведен в табл. 5.
Методы и средства поверки
Для правильной и надежной эксплуатации установки требуют периодической поверки. Межповерочный интервал может быть равным или кратным периоду профилактических осмотров основного оборудования, но не должен превышать 1 года. При поверке выполняются следующие операции:
—	внешний осмотр;
—	опробование (проверка работоспособности) установки;
—	проверка погрешности каналов измерения параметров;
—	проверка погрешности срабатывания сигнализации.
Средства измерения, рекомендуемые к использованию при поверке установок, приведены в табл. 6.
Поверка установки в процессе ее эксплуатации на объекте производится в реальных условиях, но не выходящих за границы
203
8
Таблица 5
Перечень команд контроля и сигнализации неисправностей и их проверок для установок А705-15
Неисправность или вид контроля исправности	Способ имитации неисправности или контроля исправности	Сигнализация			Съем сигнализации после устранения неисправности
		световая	звуковая		
Неисправность блоков	Поочередно вынимать	Табло контроля «Не-	Непрерывный	СИГ-	Автоматический
питания БА.07-010 устройств нормализации и сигнализации A323-3I	предохранители из блоков БА.07-010	испр. БП УНС» (ровный свет)	нал в виде замыкания нормально разомкнутого контакта реле		
Неисправность блоков питания БА.07-003 устройства логической обработки информации А356-32	Поочередно вынимать предохранители из блоков БА.07-003 или извлекать из гнезда одну из плат или один из блоков выходных реле	Табло контроля «Неиспр. БП УЛОИ» (ровный свет)	То же		**
Неисправность блоков питания БА.07-003, БА.07-005,	БА.07-012, БА.05-010 устройства представления информации А690-05	Поочередно вынимать предохранители из блоков питания БА.07-003, БА.07-005,	БА.07-012, БА.05-010	Табло контроля «Неиспр. БП УПИ» (ровный свет)			**
Неисправность блоков питания	БА.07-001, БА.07-003,	БА.07-005, БА.07-006	установки А701-06	Поочередно вынимать предохранители из блоков питания	Табло контроля «Неиспр. БП А701-06» (ровный свет)			»»
Неисправность питания блока регистрации событий БА.11-014 в УПИ	Поочередно вынимать предохранители на лицевой панели и располо-	Лампа «Неиспр.» на передней панели блока	Отсутствует		
	жепные за лентопротяжным механизмом блока БА.11-014			
Окончание диаграммной бумаги в блоке регистрации событий БА.11-014	Перемотать диаграммную бумагу на приемную гильзу до полного заполнения или вынуть бумагу и установить свободную (пустую) гильзу	При полном заполнении гильзы, т. е. за 1— 1,5 м до конца бумаги, зажигаются лампы «Конец бумаги» и «Неиспр.» на передней панели блока	»>	Автоматический после установки нового расходного рулона бумаги
Контроль исправности блоков сигнализации непрерывной	БА.15-002 по сигналу «Норма»	Нажать кнопку «Контроль БСНО»	На групповом табло сигнализации и вызова все индикаторы гаснут	>♦	
Контроль исправности блоков сигнализации непрерывной БА.15-002 по сигналу «Отклонение»	Нажать кнопку «Контроль БСН1»	На групповом табло сигнализации и вызова все индикаторы загораются мигающим светом. При нажатии кнопки групповое табло переводится на ровный свет и индивидуальные индикаторы соответствующей технологической группы загораются ровным светом	Непрерывный сигнал аварийных и предупредительных отклонений в виде замыкания нормально разомкнутого контакта реле на включение звука	После снятия команды «Контроль БСН1» нажать клавишу «Съем звука»
Контроль неисправности блоков нормализации БА.02-001, БА.02-002, БА.02-006	Нажать кнопку «Контроль БН УНС1» (БН УНС2). При этом показания измерительных каналов должны соответствовать 50 ±2 % шкалы	На групповом табло сигнализации и вызова возможны фиксация новых отклонений и погасание существовавшей в зависимости от значения и типов уставок сигнализации	То же	После снятия команды «Контроль БН УНС1» (БН УНС2) нажать клавишу «Съем звука»
Продолжение табл. 5
Неисправность или вид контроля исправности	Способ имитации неисправности или контроля исправности	Сигнализация		Съем сигнализации после устранения неисправности
			|	звуковая	
		световая		
Контроль исправности ламп мнемосхемы или табло индикации	Нажать кнопку «Контроль ЛI»	На мнемосхеме или табло индикации все лампы загораются ровным светом	Отсутствует	Автоматический
Контроль исправности ламп табло индивидуальной сигнализации и вызова УПИ	Нажать кнопку «Контроль Л 2»	На табло индивидуальной сигнализации и вызова все лампы загораются ровным светом	»»	»»
Контроль исправности ламп пульта управления, табло этапов логического управления, групповой сигнализации и вызова и табло контроля исправности УПИ	Нажать кнопку «Контроль ЛЗ»	На пульте управления табло этапов логического управления, групповой сигнализации и табло контроля и исправности все лампы загораются ровным светом		»»
Контроль исправности блока регистрации событий БА. 11-014	Нажать кнопку «Режим 1» па передней панели блока. При этом должны произойти запуск лентопротяжного механизма и запрет записи всех ранее существовавших позиций времени и событий	Отсутствует		Запрет записи снимается при отпускании кнопки
	Нажать кнопку «Режим 2». При этом должна произойти запись всех позиций времени и событий	»>		Запись прекращается при отпускании кнопки по всем ранее отсутствовавшим позициям времени и событий
Таблица 6
Перечень средств измерений, необходимых для проверки установок
Наименование	Класс точности	Тип	ГОСТ, ТУ
Потенциометр постоянного тока	0,05	ПП-70	ГОСТ 9245-68
Магазин сопротивлений	0,02	МСР-60М	ГОСТ 7003 -74
Магазин комплексной взаимной индуктивности	0,025	Р5017	ТУ 25-05-1386-70
Вольтметр переменного тока	0,5	Э515	ГОСТ 8711-78
Амперметр переменного тока (0—10 А)	0,5	Э514	«
Примечание. Допускается применение приборов других типов, основные характеристики которых не уступают приведенным.
рабочих диапазонов. Образцовые меры следует подключать непосредственно к клеммам входных колодок УНС. При проведении поверки каналов измерения и сигнализации необходимо контролировать: температуру окружающего воздуха в местах размещения устройств с точностью до ±0,5 °C; напряжение питания устройств с точностью до ±5 В. Проверку погрешности каналов измерения и сигнализации следует выполнять не ранее чем через 30 мин после включения напряжения питания. Перед проверкой погрешности контролируют точность и исправность всех каналов установки.
Проверку погрешности установки следует проводить:
—	для всех каналов непрерывного измерения и аналоговой регистрации в трех числовых отметках шкал прибора в начале, середине и конце диапазона измерения;
—	для одного канала выборочного аналогового измерения каждой градуировки в каждом УНС в начале, середине и конце диапазона измерения прибора;
—	для одного канала выборочного цифрового измерения каждой градуировки в каждом УНС в начале, середине и конце диапазона. (Допускается проводить проверку погрешности цифрового измерения для тех же параметров, что и выборочного аналогового измерения);
—	для всех каналов сигнализации, аварийных защит и управления в соответствующих заданным уставкам.
Проверку погрешности каналов измерения и сигнализации следует проводить последовательно для каждого канала путем подключения образцовой меры вместо датчика к проверяемому входу УНС. К остальным входам должны быть подключены датчики либо имитаторы, их заменяющие.
Проверку погрешности каналов аналогового непрерывного и выборочного измерения и аналоговой регистрации параметров надо проводить следующим образом. Плавным изменением входного сигнала от образцовой меры установить стрелку прибора и
207
перо регистрирующего устройства на числовую отметку шкалы и отсчитать по образцовой мере значение входного сигнала. Найти значение измеряемого параметра Р, соответствующее получен-» ному значению сигнала X:
а)	для каналов, работающих с термометрами сопротивления,— по таблицам ГОСТ 6651—59, с термопарами — по таблицам ГОСТ 3044—74;
б)	для каналов, работающих с линейными датчиками с унифицированным выходом,— по формуле
п __ Ртах — Pmin 1 у у \ \ г>
1 — ~Y	у {Л лгп1п/ "1“ rmint
Лгпах — Л min
(9)
где Лиак, Рты — соответственно верхний и нижний пределы измерения параметра; Хтах, Хт!п — соответственно верхний и нижний пределы измерений унифицированного сигнала.
Вычислить значение приведенной погрешности, %, по формуле
Y1 = (Po-P)- Ю0/(Ртах -Pmin),
где Ро — значение параметра в проверяемой отметке шкалы. Проверить выполнение условия
Y1 Тдопт, и,
(Ю)
(Н)
где удопт, г — значение предела допускаемой погрешности поверяемого канала, %, определяемое для реальных условий в момент испытаний по формуле
Удопт, ц= уд[1 + A/j (Г) I Т - Го 1/10 + А/д (U) I и - и0 \IXIJ], (12)
где уд — предел допускаемой приведенной основной погрешности соответствующего канала; Д/д(Г)—наибольшее допускаемое изменение погрешности соответствующего канала, вызванное изменением температуры окружающего воздуха в местах расположения устройств на каждые 10 °C в долях предела уд; Т — температура окружающего воздуха в местах расположения устройств в момент испытаний, °C; U — напряжение питания установки в момент испытаний, В.
Го = 15 °C, если Т < 15 °C;
Го = 25°C, если Г >25 °C;
Го = 215 В, если V < 215 В;
Го = 225 В, если Г > 225 В;
ДГ =22 В, если 220 < Г < 242 В;
ДГ =33 В, если 187 < Г < 220 В.
Если 15 < Г < 25 °C и 215 < Г < 225В, то удопт, v = Уд-
208
Проверку погрешности каналов выборочного цифрового измерения надлежит проводить следующим образом. На образцовой мере, подключенной ко входу вызванного на цифровое табло канала измерения, выставить значение сигнала, соответствующее значению параметра в выбранной точке диапазона измерения, которое находят так же, как при предыдущей проверке. Провести не менее 10 циклов цифрового измерения, фиксируя каждое из полученных при этом значений цифрового отсчета. Вычислить значение приведенной погрешности, %, по формуле
y2 = (N - No). 100/(2Vmax — Wmin),	(13)
, где JV— максимальное из 10 полученных значений цифрового отсчета; No — значение цифрового отсчета в проверяемой точке диапазона измерения параметра; Утах, Afmin— соответственно верхний и нижний пределы цифрового отсчета.
Проверить выполнение контрольного условия
У2 < УдопТ, и,
где Удопт, и — значение предела допускаемой погрешности, определяемое по формуле (12).
Проверку погрешности каналов сигнализации проводят следующим образом. Плавно изменяя входной сигнал с помощью образцовой меры, добиться срабатывания сигнализации по групповому табло сигнализации или индикатору на ячейке сигнализации БСН, считать с образцовой меры значение сигнала X, соответствующее моменту отклонения параметра. Определить значение погрешности сигнализации, %, в точке контроля:
Уз = (Руст - Р) • 100/(Pmax - PmIn),	(14)
где Руст — значение уставки контролируемого параметра; Р — значение контролируемого параметра, соответствующее значению входного сигнала X в момент срабатывания сигнализации.
Проверить выполнение контрольного условия
УЗ УдопТ, и,
где Удопт, г — значение предела допускаемой погрешности, определяемое по формуле (12).
Испытания считают удовлетворительными, если для всех поверяемых каналов указанные контрольные условия выполнены.
Характерные неисправности и методы их устранения
Как отмечалось ранее, структурная схема установки обеспечивает максимальную автономность каналов и минимальное взаимное влияние друг на друга, а развитая система полуавтоматического и автоматического контроля способствует достаточно эффективному обнаружению и локализации наиболее характерных ее неисправностей. Высокая взаимозаменяемость приборов, бло-
14 Заказ № 314
209
ков, модулей и плат и наличие в составе установок одиночного ЗИП в сочетании с эффективными методами контроля обеспечивают оперативное восстановление наиболее важных функций установок. Перечень наиболее характерных неисправностей, обнаруживаемых с помощью схемы контроля, и методов их устранения приведен в табл. 7.
Таблица 7
Характерные неисправности и методы их устранения
Неисправность	Возможная причина	Методы устранения
На табло контроля	Не включен один из	Проверить засветку
УПИ горит один из транспарантов: «Неиспр. БП УНС» «Неиспр. БП УЛОИ» «Неиспр. БП УПИ»	БП	индикаторов включения БП и положение тумблеров, включить БП, проверить	отсутствие сигнала неисправности
«Неиспр. А701-06»	Перегорел предохранитель Не вставлены в гнездо одна из плат или один из каркасов УЛОИ	Заменить предохранитель Проверить установку плат и каркасов в гнездах устройства
При проведении конт-	Перегорела соответ-	Заменить лампу из
роля исправности ламп табло, мнемосхемы или пульта управления УПИ одна или несколько ламп не загораются	ствующая лампа	состава ЗИП, провести контроль исправности
При проведении конт-	При несоответствии	Заменить неисправный
роля БСНО или БСН1	состояния индикаторов	модуль из состава ЗИП,
не происходит соответ-	на модулях БСН по-	провести	повторный
ствующей установки модулей БСН	данной команде неисправен соответствующий модуль МА.01-007	контроль
При проведении конт-	При аналогичных по-	Заменить БН из соста-
роля БН УНС один из	казаниях параллельного	ва ЗИП, произвести по-
каналов измерения не	измерительного канала	вторный контроль ис-
устанавливает показаний	неисправен БН	правности БН
в заданных пределах	При различнцх показаниях параллельных каналов неисправен прибор, имеющий показания, отличные от заданных	Заменить неисправный прибор из состава ЗИП, провести повторный контроль
Глава 7
СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
С помощью системы автоматического управления агрегата ГТК-10-4 обеспечивается:
— автоматический пуск и дистанционное управление режимом; — нормальная и аварийная остановки по команде оператора; — дистанционное управление отдельными узлами;
—	защита путем автоматической экстренной остановки агрегата при возникновении аварийных сигналов;
—	предупреждающая, аварийная и технологическая сигнализация, расшифровывающая причину аварийной остановки и указывающая на отклонение параметров от нормы, а также на положение исполнительных механизмов и состояние агрегата в целом.
Рассматриваемая система автоматического управления обеспечивает управление агрегатом, нагнетатель которого работает в группе из двух последовательно включенных машин (рис. 94, а). До недавнего времени такая схема обвязки была единственной на КС магистральных газопроводов. В настоящее время находят все более широкое применение схемы с параллельным соединением нагнетателей (рис. 94,6). Поэтому в логическую часть схемы управления необходимо внести некоторые изменения, характер которых станет ясным из приводимого ниже описания последовательности операций пуска и остановки параллельно работающих агрегатов.
Рассмотрение последовательности операций пуска и остановки начнем с описания операций перестановки кранов нагнетателя ГПА. Для двух последовательно работающих нагнетателей в исходном состоянии перед пуском краны к5, кЗ и кЗбис открыты, а к1, к2 и к4 закрыты. В процессе пуска для заполнения нагнетателя газом вначале открывается к4 и через открытый кран к5 (свеча) осуществляется продувка нагнетателя для удаления из полости воздуха. Через определенное, контролируемое время кран к5 закрывается и через открытый кран к4 полость нагнетателя заполняется газом.
Контроль выполнения этой операции осуществляется по перепаду давления на к1, который должен стать меньше 3 кгс/см2, тогда операция считается завершенной и можно открывать краны к1 и к2. После выполнения этой операции закрывается к4.
14*
211
Рис. 94. Технологические схемы обвязки нагнетателей и агрегата.
а — два последовательных нагнетателя; 6 — два параллельных нагнетателя.
/_ турбодетандер; 2 — компрессор; 3— газовая турбина; 4 — нагнетатель; 5 — воздухоподогреватель; 6 — камера сгорания.
Краны к.3 и кЗбис закрываются после вывода агрегата на режим, соответствующий минимальной уставке регулятора скорости. Такой порядок перестановки кранов независим от того, какой нагнетатель пускается первым и в каком состоянии находится другой нагнетатель. Груиповой байпасный кран кб должен быть открыт во всех случаях, когда частота вращения нагнетателей последовательной группы не может обеспечить степень сжатия, существующую на КС в момент их включения — этим определяется
212
порядок пуска агрегатов в группе или при наличии нескольких параллельных групп последовательно включенных машин.
Поясним это следующим примером. Допустим произошла аварийная остановка одного из работавших в данной последовательной цепочке нагнетателей. Так как газопровод обладает значительной емкостью, давление на выходе группы р2 в течение некоторого времени будет сохраняться на уровне P2 = PiYiY2 (где р,— давление на входе в группу, а у, и у2— степени сжатия соответственно первого и второго нагнетателей в момент остановки). Один работающий агрегат не в состоянии поддержать и обеспечить такой перепад давления. Для предотвращения помпажа при остановке любого из последовательно работающих агрегатов необходимо открыть кран кб, а также кЗбис работающего агрегата и одновременно с этим снизить его частоту вращения до минимальной уставки регулятора скорости. Открытие крана кЗбис ускоряет процесс разгрузки агрегата, так как время его перестановки значительно меньше, чем у крана кб. После открытия крана кб и снижения частоты вращения работающего агрегата до нижней уставки регулятора скорости кран кЗбис закрывается.
Если при этом необходимо ввести в работу резервный агрегат, а давление на выходе группы все еще велико, то пуск резервного агрегата возможен только при открытом кране кб. После пуска резервного агрегата и выведения обеих машин группы на частоту вращения, которая может обеспечить перепад давления, существующий в данный момент на КС, кран кб может быть закрыт. У пускаемой пары нагнетателей 370-18-1 эта частота не превосходит 4200 об/мин по расчетным и опытным данным.
Для двух параллельно работающих нагнетателей в исходном состоянии перед пуском агрегата кран кб открыт, а краны к1, к2, к4 и кб закрыты. Продувка нагнетателя и заполнение его газом через краны к4 и кб в процессе пуска осуществляются также, как и при последовательной работе машин. После выравнивания перепада давлений до и после крана к1 открывают к1 и кб, создавая тем самым пусковой контур для газа, перекачиваемого нагнетателем. После выведения нагнетателя на частоту вращения, при которой он может беспомпажно обеспечить степень сжатия, существующую в данный момент на КС, кран к2 открывается, а кб закрывается. Для нагнетателей 235 эта частота не превосходит 4400 об/мин, а для нагнетателей 650—3300 об/мин.
Последовательность пусковых операций
Рассмотрим, как реализуется алгоритм автоматического пуска в системе управления, построенной на основе установки А705-15 (рис. 95). Вначале необходимо отметить, что схемой установки предусмотрены следующие режимы работы системы управления: автоматический пуск, поэтапный пуск и режим проверки. Выбор этих режимов осуществляется кнопками выбора режима, располо-
213
-27В
УПИ 'ТгКн.АП -------% Автоматика
о Эп&пный. wcx
i Контроль
.Ш6/4с 7Шв/4с^
^UJS/M 7Ш81М ,
ск
7Ш8/45
^Ш6/5й 7Ш8/55
Агрегат готов к
-У6Ш4/1О. Д0/??| КкАП "!№ filial m/is \Ре*п"т ._. ^. ^__
^ZW/JJ ZZ/ff/J/, | ..ЗЛ'10
6ШЧ28Ш612В г ..
Реле команды
gBbiBop j; ремами
8
10
„АП”
Команда „А”
flptf ц\------
ZC5P	13 Й
ZAP	15 1 2_
24
R
Реле пуска, агрегата з&гТу*-
Рис. 95. Алгоритм а — выбор режима и формирование команды автоматического
И
женными на пульте управления, который находится на устройстве представления информации.
Началом автоматического пуска является проверка выполнения предпусковых условий. Сигналы от конечных выключателей кранов, регулирующего и стопорного клапанов, регулятора скорости, от датчиков температуры масла в маслобаке и нулевых частот вращения ТВД, а также сигналы от внешних станционных систем поступают на входы 1—16 элемента И1 и на входы 2—5 элемента И2 (см. табл. 3). Если сигнал готовности агрегата к пуску на табло этапов логического управления отсутствует, то о причине невыполнения предпусковых условий можно судить путем визуального контроля всех светодиодов на соответствующих входах элементов И1 и И2.
Если агрегат готов к пуску, то после нажатия кнопки «Пуск» схема приходит в рабочее состояние и сразу должен включиться пусковой маслонасос смазки. Как только давление в системе смазки достигнет значения, при котором сработает реле включения защиты по давлению масла смазки (сигнал 1РМ0,9), включаются маслонасос уплотнения и электродвигатель регулятора скорости на движение «Вниз» для открытия стопорного клапана (рис. 96). Выполнение этих операций условно входит в первый
214
Г-21В СК о TI
309-19
СИ о	5Ш11Ю.
у1ВКЗК ЗПЗ-16
„ 1ВНЗН 3|
309-3
309-6
209-3
209-13
здаЛа
»g-2 6ИНГ23
^-5	,ш1/г> „
y	»/За
'^пвнзк mfs j
ЗД2/За ?
гм-15 ) j
WlftUL „ 28КЗК 27 --------«—-----------
4 Агрегат готов к пуску 6
293-8
209-16
302-1
302-8
9ВКЗМ
явим
Ленок
^ЗВКОК
ySBKOK
j^BKPK
оВКРСВ
ogKCK
а&КРСН
ЮТг^/Д)
ск-зт-7 %, miso
4ВКЗК 29
lt/2/ба /v 11ВКЗК 31,
Ш^ба Zz ШК 53 >	«—г 
5Ш117О. 209-6 s ~°6Ш1/5а У 2О£-16 ч
6Ш1М
бШЗгМ 302-2 s , ' ^ШЗ/Ьа ~г 3f%-6
5ШЗ/2а W120	,
~°ишзц2' зпг-t -
ШЗ/Оа JOS'll , 3 '"°3»3/«й |
J/77-J
<6
1111 /7а „ З'ВИОК 5
>——«—
. Ш1/5а,, закон 1,1
’	I	«
ИП/ЗЗ „ЗВКОК 13
—
ЩЩч зн/к Д„
^шзЦо. акров 17 >-----«——
:i , '
^gJ/Za „ Вкск 10 'Л шз/зн „ внеЪн и ^1--------«	"У
„ J113/0a „ окот 23
<12
13
19
15
ШВ/М ZZ 1ТВ30 25 ’——1—
*1-
45

£
5
§
№
9
о
4
2
3
9
ю
автоматического пуска.
пуска; б — формирование сигнала готовности к пуску.
этап автоматического пуска (рис. 96, а). При этом контролируются: включение защиты по давлению масла смазки — сигнал ZPMC на входе 3 элемента И4; наличие давления масла в системе уплотнения — сигнал 1АРМГ1 на входе 2 того же элемента; наличие давления воздуха в системе регулирования — сигнал 6РВУ1.4 на входе 1 элемента И4. Если в течение 3 мин на выходе элемента И4 не сформируется команда, происходит приостановка автоматического пуска до устранения неисправности. Самопроизвольное продолжение пуска при этом невозможно.
Если все операции выполнены в контрольное время, на входе 15 элемента И2 появляется сигнал, а на выходе формируется команда для выполнения второго этапа автоматического пуска, в который входят операции по перестановке кранов нагнетателя (рис. 96,6). Контрольное время выполнения этого этапа также 3 мин, и по его истечении невыполнение каких-либо операций прерывает автоматический пуск. По завершении этого этапа контролируются: закрытое состояние крана к.4 — сигнал от нормально разомкнутого контакта конечного выключателя закрытого положения крана 4ВКЗК на входе 8 элемента И7; открытое состояние кранов к1 и к2 — сигналы от нормально разомкнутых контактов конечных выключателей открытого положения кранов 1ВКОК и
215
-278
Команда „АП'зз
Ремам „АП j-"	7
_ АП	19
ВША^а, Кн.1эт.21
\2Dtt
>'Sa /[ТТхЖ'Ч/'
Р1мим„ЗП" 23 к| Реуам„Контр"г1 ?
.ЭП-tK
7 J) La м 4
Т
2АП1
6РВУ1.А
,кгс
^^7*7 ^нга 0К:ЗП2-17 ^н-г'1 смг
' РИА жзт-15 р
ЗП2/1В
’ S
6U№l7idl8l75imn 2J
2—------\4-—-----
шз!8с ШЗ/fc РМ9 }1
8
10
тк
Кн.пп
-278
S'
ЗП1/12 аиз!8с ШЗ/вс рму 31
~р> ~У У А —- 1
-ZPtIC 29.
JZAnt]3' I
2-й этап выполнен^ 
 ЗАО 44
Ин ,,9ст!М1рез->2С6Рз5
186fc ^Ш8/7аг
2
.4
3
И
VS.
39
ЗАО 37
5ША/9С .. Кн.ППщ >------<< .
Ш5 9с 1'
1-й. этап быпмне» 25
Ренин,. АЛ "	25
СК
19
21,
23
27{
29
31
13 g,
>74 15^ йГл 3
, 5
|40	7
92
JI*
10
S
R
5 1-й отап выполнен
15
13
KI
2
2 2АП1+1зт.вьт.
8 Ж
-Ж п 1
л й
fw"
5

2АП1
35 Мн. ПП+ Кн.„Уст.О х Л.рез->
1 +ZC6P+ZA0
15 i

ЭП^К 21 5ШЦ5а. Ш5!5а \________'L___75
15 {
74
15
А8КЗИ  6Ш1/1А ibhou^ у Ш1/1А 1 « siui/3n „гвт;
8КСИ ' д.
OPS-n
ГТ
ЗП9-1 г-.,^
' ~°Т>' Тт~
8 f
Ю к
ZiPIir п „
________
змз^глпй is
Кн.,Уст.О’к gl %1рез+2С5Р5 Й
____11
12
4 J 5
ZAO
2
2АП2
4g
5’7 S
'-6 7
_________[ZAOt]3'________________
Контроль быполненая этипоВ 1,2,5 по бремени
Рис. 96. Этапы а — первый; б ~ второй;
216
Кн.„Уст.й *П.рез*2С6Р
а
-27в
J <Ж
Рй. этап _ _, выполнен Ч 1 12
Режим.АП
28К0К
LJ5
гллз
lU6j6h
W?
Ш11[?с
W2
7Ш'1}8с
ФРЗ
жгм-ф 3gffa
ЭП+К
Приборы контроля факела. 8 камере сгори -НцЯ
5Ш2/2с МУК
ШИ/бс
>-^<-
СК 7Ш8/8а < ШЧ/ба
$8'7 CW'
Факел заш/кен
23
!И 8
\2АПЗ*2АПЬ
ZATC 23
351
PNQT 15
.'io _<А

ЗП8-Ц х
"О---->
7Ш1{5с
ЗП8-5 ^?Ш1[?с
ЗПЗ'6

И ь «
Решим „ „Контр. _2А0 /?
2М 32
®®$иж ЖЗ/ИТ^дД7-
-278
,упн
Шб/Уи
Jfn.On 3 1ЖК 27 1_1вШ 29 JKPK 31
Ш2/2С

Aimfon+ZAflA
ZAO
Кн. „ Уст. О "*Л.рез +ZC6P
ZAA3 *
2АПЗ+2АПА
15
KuJIcmJ/illfe^ZCSP |
?5Г
13
2ПФ 21
140
2АПЗ
К
[zAnjs'
К]


Незанигание
45Щ
IJ» ZAM+ZH0
/ 7М.2Т
^5N2,5T
1UH
1пт^2500^)
3~йэтап Выполнен
Ремим„АП‘
И
3
3718'13 v
ЗП8-12 ч ~°7Ш116Г
Кн.НО
И 45
ZM
\2У-
-SJ
ши!бб г~г
Кн.аУст.0УПрез-^5Г
JU с ^7
закзк’ 13
.13'8X31115
—то------ Jll+K
M/Sa. $Ъ/7<ь( 6ШУ/?а. ' 7^2т
eiirt/Za.
СП02; Комплекс .Турбина. ’
6N2.5T
автоматического пуска.
в — третий; г — четвертый.
'12________________
1^Кн„Уст.0*Р,рез^12
ТЪсбР
ZA0 26
\20 47|
-Bs« (>£
А? 9
|20 П----
72
2АМ


О.рав
У-и этап выполнен [z А ПА] 33
5*1^
5S ~АЗ
> 5
L£J ml
ytf Ш9/6а_
Уб Невыполнение операции
IQfKOKs ’B
8 У
Кн. ПП+Кн. Jfan. о"л п.реэ +ZCSPkZAP
_____37_
73BK3K 5
29
301
371 ___________________
У-й. этап не выполнен
ZA/74
917
2ВК0К соответственно на входах 9 и 10 того же элемента; открытое состояние стопорного клапана — сигнал от конечного выключателя открытого положения стопорного клапана ВК.СК на инверсном входе 11 элемента И7\ включение защиты по перепаду давления «масло—газ» — сигнал ZAPMT на входе 12 этого же элемента. Если указанные операции выполнены и контрольное время не истекло, на выходе элемента И6 формируется команда для выполнения следующего, третьего, этапа автоматического пуска (рис. 96, в). Этот этап является наиболее ответственным, так как происходит собственно пуск газотурбинного агрегата, а предыдущие этапы были подготовительными. С началом третьего этапа происходит включение валоповоротного устройства, затем турбодетандера, перестановка кранов к.10 и кН, к9 и к12 и, наконец, зажигание факела в камере сгорания. Контрольное время выполнения всех операций третьего этапа, такое же, как и двух предыдущих, 3 мин. Невыполнение каких-либо операций в этом этапе приводит к возврату схемы в исходное состояние, соответствующее началу этапа, должны снова закрыться краны топливного и пускового газа, отключиться турбодетандер, валоповоротное устройство вернуться в исходное состояние.
Для продолжения пуска также необходимо наличие сигнала 4NOT, сигнала нулевых частот вращения вала ТВД, предотвращающего поломку муфты сцепления валоповоротного устройства и турбодетандера при повторном выполнении третьего этапа пуска агрегата.
Этот этап считается выполненным, если: открыт кран к14 — сигнал от нормально разомкнутого контакта конечного выключателя открытого положения крана 14ВКОК на входе 2 элемента И9; в камере сгорания горит факел — сигнал «Факел» на входе 3 этого же элемента; закрыт кран к15 — сигнал от нормально разомкнутого контакта конечного выключателя закрытого положения крана 15ВКЗК на входе 4 того же элемента И. Сумма этих сигналов поступает на вход 16 элемента И29, на входы 13— 15 которого соответственно поступают сигналы о включении защиты по давлению воздуха предельной защиты 2ПЗ, защиты по погасанию факела 2ПФ и защиты по давлению топливного газа ZPTF. Проходя через элемент И9, все вышеперечисленные сигналы формируют на его выходе команду на выполнение следующего, завершающего автоматический пуск, четвертого этапа (рис. 96, г).
Первой операцией в четвертом этапе является открытие регулирующего клапана. Для этого электродвигатель регулятора скорости получает команду на движение «Выше» до открытия на 1 —1,5 мм регулирующего клапана. С этого момента в работу вступает пусковой регулятор температуры (рис. 97), который обеспечивает постепенный прогрев турбины и равномерное увеличение частоты вращения роторов турбины до минимальной уставки регулятора скорости. На принципе работы пускового регулятора температуры следует остановиться особо. В основу этого
218
ь
е с t X
SCH
a llpGb 0-600 С. АЗ
УНС (блока _[22JB| преобраообанай} nj/LLLL^
Q-m(IQ№l6g Тср lOtlMSa^
4- АО
А1
АЗ
I то г, Lr____10-5 мА
Дабмнче тесле компрессора. , ( 0-10кгс[смг)
пгт
П26
сту/ УНС ^^1№/2д lyrlWr^ <
Контакты реле
ИШ! (10)<а cx.il
ск ....... --
яи^йШг у™ hn^iw^c^^
I подлее
Tee тле ТИЛ вычисштешт
. подле ОК
'.&Г
ше/гв [
7ШбУ2В Г-106-6 ' —О--да-»
гСр L
,\2к0м 2вых I
да-
АЗЧЗ
о-юаю-по^с)
Трас
moi
3£ Р02-93 гу
31 О
2S
р^8) УЛ0Ишг11р6' „ВВерх" ?? С
PS^ yJUZl/бВ , „ВнйГ" ”	<;
Psy® yJUHlBB
„Скачок"
5ШАМ ашг/ic
5ШЦ6В х < 9Ш2№ бШУ/вб s < зшг/Зс ашгЦс
с
ешб!1с
тт
-0 I
I_____
Ж zzWfc 16еи ЪШТс' Mac z- тср
ша/ic ;рад^
MOc pCrraS"
Мзс^'
а о
9 о-
Плита.
* задания
__ & программы
JJ
J7
ШВ/5с yy Ugbtx Сзад
0-foA
0-108
I
I
13x19- I
I 2Sx1P I
I ________I
в
Рис. 97. Пусковой регулятор температуры.
регулятора входит блок задания программы, обеспечивающий заданный темп роста температуры газов перед ТВД (20—30 °C в I мин). Входными дискретными сигналами, управляющими работой этого блока, являются следующие команды:
— «Подъем», формирующаяся при открытии регулирующего клапана;
— «Скачок», формирующаяся при закрытии крана к!3\
— «Спуск», формирующаяся при нажатии кнопки управления регулятором скорости «Ниже» или при работе установки в режиме «Нормальный останов».
При отсутствии входных дискретных сигналов блок задания программы отслеживает действующее значение расчетной температуры газов перед ТВД. При поступлении команды «Подъем» выходное напряжение блока начинает возрастать с заданным темпом (примерно 0,4 В/мин) независимо от изменения входного напряжения. Линейно возрастающее выходное напряжение блока задания программы поступает на вход релейного регулирующего прибора РП2-УЗ, на котором происходит сравнение напряжения задатчика и напряжения, пропорционального действующему расчетному значению температуры газов перед ТВД. Импульсный сигнал с выхода регулятора поступает в логическую часть схемы управления, откуда осуществляется управление электродвигателем регулятора скорости (рис. 98).
219
•278
" СМ01
\18x1P
P5l2)
19\
CX.6 7NW
ex. 6 П.раб
CX.7-ZH0
M.SJAflJ+ZAMj
27В__________
CX.S 57ГЮ0
СХ.22‘2РНР
‘СХ.27АП128
сх.1 ВВСК
СХ.1 В КРОН
13 8
сх.6 2АП4 д
CxIRKPK
сх.1 ВКРКы рз
-&21
сх.Р2АП2 др
# 31
15 &
]38
ex.6 7N4.2T
Z7\
:Kq
Реле 5(9Р6илночение программного 8оэ -действия „ВнизУДпаЗ)
16
18
^4Ыр_ и.б Р раб |
Реле 5 '2),5 >А)-управление ДРС „ Риме
tor
-VI
" CH01
2Bx1P
BHPCB j ।
\23
20
16
18
eU
,1 LrJaaCTj?
] а.б ZAH6 2S
сх.1 BKPK 27 
|4
42
10 i
сх23 ZAO
сх.1 ЗКСК
CX.7 ZHQ
118,
2 22
Ё	Mtor—
V'12 22
I «а
Х1ДРС
>4 22
УПИ ~^~Ш/б15а
' ?С.нй%е
'СК ing-B
7Ш8/5О
<'5№15г
Шб/бс Х2ДРС >----«------J
УПИ
1С„8ьйщ 4
СК ЗП8-9 ^7Ш1!2а 7Ш8/^а.
U№/St
' 5 S1
-^60
^[7 f
7 S
8 21
Ш11/10.

К 8
L£
№

Рис. 98. Управление дви
При поступлении команды «Скачок» от нормально разомкнутого контакта конечного выключателя закрытого положения крана к13 выходное напряжение блока задания программы скачком возрастает на заданное значение, после чего продолжает изменяться с ранее заданной скоростью. При этом регулятор скорости, отрабатывая импульсный сигнал, увеличивает подачу топлива в камеру сгорания в момент отрыва пусковой турбины, что предотвращает провал по частоте вращения вала ТВД и обеспечивает равномерность пуска.
Завершением автоматического режима работы пускового регулятора температуры считается момент достижения минимальной уставки частоты вращения вала ТВД. С этого момента любое изменение режима работы агрегата возможно только с пульта управления воздействием на кнопки «Выше» или «Ниже» управления регулятором скорости, причем эти команды будут являться управляющими («Подъем» или «Снижение») для блока задания программы, который и будет управлять режимом работы агрегата с заданным темпом изменения температуры газов перед ТВД.
Если в процессе выполнения четвертого этапа автоматического пуска по мере увеличения частоты вращения ротора ТВД и давления масла за главным маслонасосом не произойдет автоматического отключения пускового маслонасоса по истечении контроль-
220
"Реле б&Нключе-^Р ^/°а обмотки
р^) З^мЗешя
___PeeeS/t), 5(5)- I Щгйза упри} чипе ДХ рз/з) jfalifa
__	V^IP) цт/ti
n сч>- I 072117:1
Реле 5 (в-вклюл________y< /
чение программно-ps(В) (gyilBa  го Воздействия \—<
ДВерх"(„Подьем')\ П,Щ21/9а
СК
\ЗШЧОа
501^0. :^— r бШ4/6а. ; ^511^/70. ~
2Л1-1 Г Я2
7П1-2 ?,ъ-з
Реле 5 (Ю)-	[
импульсное Р5 (10) воздействие [ Г~|	на ДРС („Скачок")
5Ш/9а ywjio' Ъй/м 5072(70
-2208 220В
сх.2 КнЛст0яхП.рез+2СбР
Z/11-5
-МВегаГ
СК
2П5-4 ^бШЗ/1?
Ш3/1с
12-2
Р}(10) U& 7П-Л—J гтттЯЖ „ u  И -51* >	1
РОО 21
23i
Реле управления
Ж v^,.
S
N “??|j
РСО
сх.б 7М.2Т
у ^Ш3/5с
„ШЗ/бС
7Г-,
8
2 Я
РСО й
-------53
6ПР0 W 15
20
22
11 8
S
Ю J4
гателем регулятора скорости.
ного времени (30 мин), схемой вырабатывается сигнал предупреждения, по которому оператору следует принимать решения о дальнейшем продолжении пуска или остановки агрегата. Сигнал от нормально разомкнутого контакта пускателя пускового масло-насоса смазки БК.ПМНС поступает на инверсный вход 7 элемента И4, на входе 8 которого присутствует сигнал от нормально разомкнутого контакта конечного выключателя открытого положения крана к.10 10ВК.ОК.. С выхода этого элемента И, проходя через элемент И5, сигнал о невыключении пускового маслонасоса смазки устанавливает триггер 7'2(5) в единичное состояние, чем и вырабатывается предупредительный сигнал.
Этот этап считается невыполненным в случае, если не произошли отключение пусковой турбины и закрытие крана к13 при достижении ротором ТВД частоты вращения 2500 об/мин. Сигнал от нормально разомкнутого контакта конечного выключателя 13ВКЗК закрытого положения крана к13 поступает на инверсный вход 8 элемента И5, на вход 7 которого подается задержанный на 1 мин сигнал от датчика частоты вращения ротора ТВД 6N2,5T. Сумма этих сигналов устанавливает триггер Т2(7) в единичное состояние, чем и вырабатывается команда о невыполнении четвертого этапа автоматического пуска.
Этап считается также невыполненным, если по истечении
221
30 мин после его начала ротор ТВД не достиг частоты вращения 4200 об/мин, т. е. минимальной уставки регулятора скорости, и не закрылись краны кЗ и кЗбис. Сигнал от датчика частоты вращения ротора ТВД 7N4,2T поступает на вход 9 элемента И4, на вход 10 которого подается сумма сигналов от нормально разомкнутых контактов конечных выключателей закрытого положения кранов кЗ и кЗбис ЗВКЗК и З'ВКЗК. С выхода элемента И4 сигнал поступает на инверсный вход 11 этого элемента, а на его вход 12 подается задержанная на 30 мин команда на выполнение четвертого этапа. На выходе этого элемента формируется сигнал, который в этом случае также устанавливает триггер Т2(7) в единичное состояние, что, как и в предыдущем случае, свидетельствует о невыполнении четвертого этапа автоматического пуска.При этом схема возвращает установку в исходное состояние, т. е. в состояние, предшествующее началу третьего этапа.
При благополучном исходе выполнения операций четвертого этапа автоматический пуск считается законченным и дальнейшая загрузка агрегата осуществляется оператором с пульта управления кнопками управления двигателем регулятора «Выше» или «Ниже».
Режим поэтапного пуска, повторяя рассмотренную нами последовательность операций пуска, отличается от режима автоматического пуска тем, что каждый последующий этап требует ручной команды от кнопок управления этапами. При этом время нахождения системы управления между этапами практически не ограничено. Этот режим используется только при проведении пусконаладочных работ после ремонта или ревизии агрегата.
Режим проверки является контрольным режимом, аналогичным поэтапному пуску. Он повторяет описанную последовательность пусковых операций, но при этом не осуществляется загрузка нагнетателя, не разгоняются роторы турбины и не зажигается факел в камере сгорания, так как для проведения проверки необходимым условием является закрытое состояние ручных кранов на контурах технологического, пускового и топливного газа.
Ряд сигналов, возникающих в реальных условиях при пуске агрегата, таких как давление воздуха за осевым компрессором 8РВК50, давление топливного газа 4РГТ15, наличие факела в камере сгорания и др., при работе установки в режиме проверки имитируется в схеме.
Этот режим позволяет проверить готовность всех узлов системы управления к пуску и тем самым обеспечить надежность последующего автоматического пуска агрегата.
Управление насосами
Газотурбинная установка ГТК-Ю-4 с нагнетателем 370-18-1 оборудована следующими масляными насосами: пусковым с электродвигателем переменного тока (ПМНС); резервным с электродвигателем постоянного тока (РМНС); главным, насаженным на 222
вал ТВД(ГМН); двумя уплотнительными с приводом от электродвигателей переменного тока (МНУ1 и МНУ2). ПМНС снабжает маслом систему смазки и регулирования во время пуска и остановки агрегата.
Пусковой маслонасос смазки включается в следующих случаях (рис. 99): 1) при пуске, когда частота вращения ТВД мала и ГМН не развивает достаточного давления; 2) в процессе работы агрегата и при любой (аварийной или нормальной) его остановке, когда давление в системе смазки падает ниже 0,25 кгс/см2 или за ГМН падает ниже 4,5 кгс/см2.
Отключение ПМНС происходит: 1) на завершающем этапе пуска, когда давление масла за ГМН достигает значения 7,5 кгс/см2; 2) при аварийной или нормальной остановке агрегата, после снижения температуры продуктов сгорания перед ТВД до 100 °C.
Если остановленный агрегат находится в резерве, т. е. нет режима автоматического пуска, нормальной или аварийной остановки, можно управлять ПМНС с пульта управления. Реализация указанного алгоритма в установке А705-15 осуществляется следующим образом.
Команды, включающие ПМНС, поступают на элемент ИЛИ5-. на вход 9 — 7АП1 (первый этап автоматического пуска), на вход 7 — ХШМНСхП. рез (включение ПМНС с помощью кнопки на пульте управления), на вход 5 — ZPMCX (РМ0,25 + 4РМ4,5) (включение ПМНС при снижении давления масла в системе смазки или за ГМН). С выхода элемента ИЛИ команды поступают на вход 9 элемента ИЗЗ и далее на вход S триггера Т3(2), устанавливая его в единичное состояние. Выходной сигнал триггера включает реле Р3(13), которое обеспечивает своими контактами питание катушки электромагнитного пускателя ПМНС.
Возврат триггера Т3(2) в исходное состояние и, следовательно, отключение ПМНС происходит по командам: 2PM7.5XZPMC (при повышении давления масла за ГМН до 7,5 кгс/см2); (ZAO + + ZHO) X 5РГН2 X 5ТГ100 X ВКСК X 4NOT (при аварийной или нормальной остановке после стравливания газа из полости нагнетателя через кран к5, закрытия стопорного клапана, остановки ротора ТВД и понижения температуры после ТНД до 100°C); Х2ПМНСХП. рез (отключение с помощью кнопки на пульте управления). Команды на отключение ПМНС объединяются элементом ИЛИ5 и поступают на вход R триггера Т3(2), возвращая его в исходное состояние.
Контроль за работой схемы можно осуществлять по светодиодам, находящимся на блоках и ячейках. Свечение светодиода 13 на блоке 3 выходных реле свидетельствует о наличии команды на включение ПМНС, одновременно с этим должен гореть светодиод 2 на ячейке ТЗ, а также светодиоды 5, 6 на ячейке И9 или 2, 3 на ячейке И13. Отсутствие свечения на светодиоде 4 этой же ячейки свидетельствует о наличии одной из команд на включение ПМНС.
223
-27L
упи
пине ёнл
СК
Б'ДБ/чЗ
Давление
J.-77-
СКЗП2-П/ У^ГДавление [наела после
ЗП1-1
'^ИЗ/9^
7Ш1!?а
\ Давление \насла после П1Нь-7Дкгс/сн2 УНС 8-15 У2-Р1
ЗП1-18
70И/8а
РШ2/ва
вшг/ва ешв/зв
УПИ
ПМНСоткл
ШЗ!рс
7Ш7/ЧС
27В
2Р.1С
ZPHC
U1B/3S ВТ,"
2АП1
Т/пз+Гапу
Кн Стоп Ш
^д.-. Р3(13)
»11
IZAO-tZHBliSPrHZtSTriOllcBKKlANOT
/5 9 -гг
4 if2
1У
ЛА пин и РППН
I Л/.'ПЯс |,v--
'Р------S
П.рез
си 2Д1~1\ 5Ш2,/с 5Ш2/АС
Кн,,Уст.0”>'П.рез+ZC5P
11111/611 грг!7,51Г
IZAOtZHOI^PnZ
ВКСК 21
AN01 25
Х2ПННС
Шб/ВВ™^
През Ц
в
11 S
\36
38
Х2ПННС*П.рез
СБ:5ПР-13 БШУ2 {^№3/76 1113/78 5К/1НУ2
-------<Л-^>---------«-------
2АП1
XI пну
21
\40
ni д
-Ml г
н2
УПИ
^Шб/28
ВыБорННУ!
7Ш7/7С ^62’5/8^
7017/28
6016/5а
Выварю
П.рез
Ш5/36
>____>
7Ш7/36
< ' ,>
6Шб!ба
ПНУоткл.
-гШб/la
1П7-3____\
РН1
71116/11
^smlsP
С,М7-А
6Ш6/5б
РН2
зДтВ 6КПНУ2
ЗП7-2 х
<УШ]56‘
1/73-15
Ш8/5а
Ш3/5в РН1
Х2ННУ
27-16 26
Ш6/66 X111W |771-
—-«	4
Ш8/6а Л
Выбор МНУ2
-4Щ7 25
10
29
51
W40 л шв/sis xznuu ,s
2йРИГ*28Р/1Г0,5

шз/бб^рнг 2АП1_______
шг/^с ^БКНИУ2
28
Кн.„ Уст О^Дрез^- ZC6P________
(ZAO+ZHO)* 5РГН2 *5ТП00*ВКСК‘УИ0Т
Рис. 99. Управление
а — пусковым смазки ПМНС; б — резервным
224
PMHC; fl —уплотнения МНУ1 и МНУ2.
15 Заказ № 314
225
Резервный маслонасос смазки обеспечивает систему смазки маслом во время аварийной остановки агрегата, когда не работает ни главный маслонасос, ни пусковой.
Условия включения РМНС (рис. 99,6) следующие: 1) наличие аварийного сигнала давления масла в системе смазки (ЗРМ0,2) и сигнала о включении защиты по давлению масла смазки (ZPMC); 2) команда «Пуск» РМНС (Х1РМНС) с пульта управления.
Отключение РМНС возможно вручную, кнопкой «Стоп» РМНС (Х2РМНС), если нет сигнала аварийной остановки ZAO.
В установке А705-15 указанный алгоритм реализуется следующим образом. На вход S триггера Т4(2) поступает сигнал с выхода элемента ИЛИ9, который объединяет команду включения РМНС от кнопки на пульте управления (Х1РМНС) и команду включения РМНС по сигналу от датчика аварийного давления масла в системе смазки (ЗРМ0,2хРМНС). Триггер устанавливается в единичное состояние и включает реле Р5(11), которое обеспечивает включение станции управления РМНС.
Отключение РМНС возможно после разблокировки команды аварийной остановки с помощью кнопки с пульта управления. При этом команда Х2РМНС поступает на вход И элемента И23 и, если сигнал ZAO на инверсном входе 12 отсутствует, на выходе элемента формируется команда, которая через элемент ИЛИ поступает на вход R триггера Т4(2), возвращая его в исходное состояние и отключая тем самым станцию управления РМНС.
Контроль за работой схемы в установке А705-15 производится по светодиодам, находящимся на ячейке триггера Т4 (светодиод 2) и на блоке выходных реле 5 (светодиод 11). Свечение обоих светодиодов свидетельствует о прохождении команды на включение резервного маслонасоса смазки.
Маслонасосы системы уплотнения снабжают маслом высокого давления уплотнительный подшипник нагнетателя. Каждый агрегат укомплектован двумя одинаковыми маслонасосами высокого давления, выполняющими поочередно функции основного или резервного насоса. Основной насос включается при пуске агрегата и работает, пока ГТУ не остановится, обеспечивая с помощью регулятора перепада заданное превышение давления масла над давлением газа в системе уплотнения нагнетателя. В случае падения перепада давления между маслом и газом из-за выхода из строя основного насоса должен быть включен резервный.
Наиболее частой причиной падения, перепада между давлениями масла и газа является, однако, не выход из строя маслонасоса, а исчезновение напряжения питания, что объясняется недостаточной надежностью энергоснабжения многих КС. В этой ситуации включение резервного насоса не может прцвести к положительным результатам, поэтому схемы управления МНУ и защиты от падения перепада давления должны учитывать также и причину возникновения аварийного сигнала.
226
В установке А705-15 распределение функций между насосами осуществляется с помощью двух взаимно фиксированных кнопок «Выбор МНУ1» и «Выбор МНУ2», определяющих выбор рабочего насоса, и двух независимых кнопок «Пуск МНУ1» и «Пуск МНУ2», позволяющих включить выбранный основной насос вручную.
Условия включения основного маслонасоса уплотнения следующие (рис. 99, в): 1) включен ПМНС и есть сигнал о включении защиты по давлению масла смазки (1РМ0,9); 2) выбран основной насос (например, № 1)—нажата кнопка «Выбор МНУ1»; 3) имеется напряжение питания на шинах ЩСУ — отсутствуют сигналы РН1 и РН2; 4) при автоматическом пуске имеется команда автоматического пуска (2АП1); 5) при ручном опробовании нажата кнопка «Пуск МНУ1».
Условия отключения основного маслонасоса уплотнения: 1) при нормальной или аварийной остановке агрегата после снижения давления газа в полости нагнетателя менее 3 кгс/см2; 2) при исчезновении напряжения питания (РН1) на шинах МНУ1; 3) при снижении перепада давлений масла и газа вследствие неисправности основного маслонасоса.
Условия включения резервного маслонасоса уплотнения: 1) исчезновение напряжения питания на шинах МНУ1; 2) нет напряжения питания на шинах обоих насосов, затем оно восстановилось на шинах МНУ2 за время, меньшее, чем появился сигнал аварийной остановки по перепаду давлений масла и газа; 3) снижение перепада давлений масла и газа при неисправности основного маслонасоса.
Рассмотрим реализацию алгоритма управления маслонасосами уплотнения в установке А705-15.
Выбор основного маслонасоса на оставленном агрегате определяется состоянием триггера Т5(6). При выборе МНУ1 триггер находится в единичном состоянии, так как на вход S поступает сигнал с элемента И26, на входах 7 и 8 которого соответственно собираются: сигнал «Признак резерва» (П. рез) и команда от кнопки пульта управления «Выбор МНУ1». При выборе МНУ2 триггер находится в нулевом состоянии, так как на вход R поступает сигнал с элемента И26, на входах 9 и 10 которого соответственно собираются: сигнал «Признак резерва» и команда от кнопки пульта управления «Выбор МНУ2».
Рассмотрим случай, когда основным насосом уплотнения выбран МНУ1. При ручном опробовании на остановленном агрегате на входе 2 элемента И26 присутствует команда от кнопки пульта управления «Пуск МНУ1», на входе 3— сигнал «Признак резерва», на входе 4 — команда от кнопки пульта управления «Выбор МНУ1» — эта комбинация команд обусловливает появление на выходе элемента И26 сигнала, который, проходя через элемент ИЛИ 12, поступает на вход И элемента ИЗЗ. На входе 12 этого элемента сигнал отсутствует, так как кнопка «Выбор МНУ2» не нажата, есть напряжение на шинах МНУ1 и еще не включена защита по перепаду давлений масла и газа, не нажата кнопка на
15*	227
пульте управления «Пуск МНУ2», нет режима аварийной или нормальной остановки, нет давления газа в полости нагнетателя, не нажата кнопка «Установка триггеров в нуль» или кнопка «Сброс».
С выхода элемента ИЗЗ сигнал поступает на вход S триггера Т5(3), устанавливая его в единицу. На выходе триггера появится сигнал, поступающий на вход 5 элемента И27. На входе 6 этого элемента должен быть сигнал о включении защиты по давлению масла смазки (1РМ0,9), т. е. работает ПМНС. В этом случае на выходе элемента И27 появится сигнал, который через блок выходных реле включит электромагнитный пускатель МНУ1.
При автоматическом пуске единичный сигнал с выхода Т5 поступает на вход 15 элемента И28, на вход 14 этого же элемента подается команда автоматического пуска (ZAH1), а на входе 13 сигнал от блок-контакта МНУ2 (БКМНУ2) отсутствует, так как этот маслонасос отключен. Через элемент ИЛИ 12 сигнал поступает на вход И элемента ИЗЗ, а затем, как было описано выше, через триггер Т5(3) и элемент И27 на включение маслонасоса уплотнения № 1.
В случае исчезновения напряжения на шинах МНУ1 команда на отключение МНУ1 поступает с элемента И26, на входах 11 и 12 которого будут соответственно присутствовать сигналы: об отсутствии напряжения на шинах МНУ1 (РН1) и единичное состояние триггера Т5(6). Выходной сигнал с элемента И26 через ИЛИ12 поступает на инверсный вход 12 элемента ИЗЗ и на вход R триггера Т5(3), что приводит его в нулевое состояние. Сигнал с электромагнитного пускателя МНУ1 снимается. Одновременно с этим при наличии напряжения на шинах МНУ2 через элемент ИЛИ12 на вход 3 элемента И27 поступает сигнал, подготавливающий цепь включения МНУ2. На инверсном входе 4 этого же элемента сигнал отсутствует, так как нет режима аварийной или нормальной остановки (вход 1) и есть сигнал, что давление в полости нагнетателя больше 3 кгс/см2 (инверсный вход 2) —элемент И27, нет сигнала «Признак резерва» (вход 7) и есть «Выбор МНУ1» (вход S)—элемент И26, включена защита по перепаду давлений масла и газа (ZAPMT) и нет аварийного сигнала о перепаде или есть сигнал о наличии напряжения на шинах МНУ2 (РН2)—вход 13, единица с триггера Т5(6) присутствует на инверсном входе 14 элемента И26, не нажата кнопка пульта управления «Уст. О» триггеров или кнопка «Сброс». Таким образом, сигнал с выхода элемента И27 поступает на вход S триггера Т5 (4), который устанавливается в единичное состояние. Выходной сигнал триггера, поступая на вход 7 элемента И27, через блок выходных реле включит электромагнитный пускатель МНУ2 при условии, что на входе 8 элемента И27 присутствует сигнал о включении защиты по давлению масла смазки (1РМ0,9).
Теперь рассмотрим случай, когда исчезнет перепад давлений масла и газа на работающем агрегате, что может свидетельствовать о неисправности основного маслонасоса уплотнения (в нашем случае МНУ1).
228
Аварийный сигнал по падению перепада давлений масла и газа (2АРМГ0,5) и сигнал о включении защиты по перепаду давлений (ZAPME) через элемент ИЛИ12 поступают на вход И элемента И26, на входе 12 которого присутствует единичный сигнал с триггера Т5(6), определяющего выбор основного маслонасоса уплотнения. С выхода элемента И26 сигнал одновременно поступает через элементы ИЛИ12 на вход R триггера Т5(3), управляющего включением МНУ1, что приводит к переходу триггера в нулевое состояние и отключению неисправного МНУ1, на вход <3 элемента И27 и далее на вход S триггера Т5(4), управляющего включением МНУ2, в результате чего триггер переходит в единичное состояние, а затем включается МНУ2.
При аварийной или нормальной остановке отключение работающего маслонасоса (МНУ1 или МНУ2) произойдет после того, как давление газа в полости нагнетателя станет меньше 3 кгс/см2. Сигнал аварийной или нормальной остановки (ZAO + ZHO) поступает на вход 1 элемента И27, на инверсный вход этого же элемента подается сигнал от электроконтактного манометра по давлению газа в полости нагнетателя (5РГН2). Сигнал с выхода элемента И27 через элемент ИЛИ12 проходит на входы R триггеров Т5, управляющих включением МНУ1 и МНУ2. Триггеры устанавливаются в нулевое состояние, и тем самым обеспечивается отключение МНУ1 и МНУ2 в зависимости от того, какой из масло-насосов находился в работе.
Контроль за работой схемы и за прохождением сигналов осуществляется по светодиодам, расположенным на ячейках и блоках. Если на ячейке триггера Т5 горит светодиод 6, это свидетельствует о выборе основным МНУ1, но справедливо только для момента, когда агрегат находится в состоянии резерва.
Если условия включения маслонасосов выполнены и схемы собраны правильно, то свечение светодиода 3 на ячейке триггера Т5 или светодиода 4 на той же ячейке свидетельствует о включении соответственно МНУ1 или МНУ2.
Управление кранами
Технологические краны обвязки турбины и нагнетателя можно условно разделить на три группы: на топливном газе (к12, к9, к!4 и к15), на пусковом газе (к10 и кН) и нагнетателя (к1, к2, кЗ, кЗбис, к4 и к5). Вследствие многочисленности кранов на их долю приходится примерно половина всей аппаратуры в системе управления. Различия между используемыми в обвязке агрегата кранами сводятся к различию проходных сечений (краны первых двух групп, а также краны к4 и к5 имеют малое сечение, остальные — большое).
Переключение кранов осуществляется природным газом, который подается в серводвигатель с помощью электромагнитных клапанов открытия СО (соленоид открытия) и закрытия СЗ. Соленоидный клапан мультипликатора (СМ) служит для подачи
229
в кран уплотняющей смазки. Соленоидные клапаны открыты, когда по соленоиду протекает ток.
Потребляемая соленоидом мощность при индуктивном характере нагрузки может достигать 50—60 Вт. Вследствие высокой потребляемой мощности и большой плотности тока в обмотке соленоид клапана быстро перегревается и,, если время включения превышает 1,5—2 мин, выходит из строя. Теоретически это время больше времени перестановки крана, однако из-за недостаточной надеж
ности кран иногда не пере-Рис. 100. Обобщенная схема управления ставляется. Для предотвра-кРаном-	щения выхода из строя со-
леноидов в схемах управления применена специальная цепь защиты, контролирующая продолжительность их нахождения под током.
Рассмотрим обобщенную схему управления краном, построение которой одинаково для всех кранов (рис. 100). Допустим, что
в исходном состоянии кран закрыт, при этом контакт конечного выключателя закрытого положения крана ВК.ЗК замкнут, а контакт конечного выключателя открытого положения крана ВК.ОК разомкнут. На входах элемента И возникают условия для перестановки крана в открытое положение. На выходе этого элемента появится сигнал, который включает реле движения крана на открытие РДО, обеспечивающее своими контактами питание соленоида открытия СО и соединенного последовательно с ним соленоида мультипликатора СМ. При полном открытии крана нормально открытый контакт ВКОК замкнется, реле РДО при этом обесточится и разорвет цепь питания СО и СМ.
Работа схемы при обратной перестановке крана аналогична. Команды на открытие и на закрытие крана поступают также в схему контроля времени перестановки кранов. Если кран не ие-реставится из одного положения в другое за 90 с, катушка реле движения крана РДО или РДЗ обесточивается и цепь питания соленоидов разрывается. Это предохраняет соленоиды от перегрева и перегорания. Положение кранов сигнализируется на мнемосхеме: сигналы на мнемосхему поступают от конечных выключателей открытого и закрытого положения кранов.
Управление кранами нагнетателя. Так как в настоящее время все более широкое применение для транспорта природного газа ио
230
магистральным газопроводам находят параллельно работающие полнонапорные нагнетатели, рассмотрим схемы управления кранами для нагнетателя типа Н235-21-1.
Кран к4 перед пуском закрыт (рис. 101, а). В исходном состоянии команды на входах 13, 14 и 15 элемента И13 отсутствуют, следовательно, реле движения крана на открытие Р2(1) и движения крана на закрытие Р2(2) обесточены. На втором этапе пуска на вход 14 этого элемента поступает команда ZAH2, на выходе элемента формируется команда 4КО, включающая реле Р2(1), которое замыкает своими нормально разомкнутыми контактами цепь питания соленоидов СО4 и СМ4.
Перестановка крана происходит до тех пор, пока не замкнется нормально разомкнутый контакт конечного выключателя открытого положения крана к4. Команда 4ВКОК при этом поступает на инверсный вход 13 элемента И13 и отключает реле Р2(1), которое размыкает цепь питания соленоидов СО4 и СМ4. Закрытие крана к4 происходит на втором этапе, после открытия крана к1. Команды 2АП2 и 1ВКОК от конечного выключателя открытого положения крана поступают на входы 2 и 3 элемента И14. С выхода элемента команда ZAH2X1BKOK через элемент ИЛИ поступает на вход 5 элемента И и формирует команду 4КЗ, включающую реле Р2(2), которое своим нормально разомкнутым контактом замыкает цепь питания соленоидов С34 и СМ4.
Перестановка крана происходит до тех пор, пока не замкнется нормально разомкнутый контакт конечного выключателя закрытого положения крана к4. Команда 4ВКЗК при этом поступает на инверсный вход 6 элемента И и отключает реле Р2(2), которое размыкает цепь питания соленоидов С34 и СМ4. Команда ZAH2X1BKOK поступает также на инверсный вход 15 элемента И13 и блокирует включение реле Р2(1) при закрытии крана к4.
В случае появления аварийного сигнала на втором этапе пуска кран к4 закрывается по команде ZAO.
Кран к5 перед пуском открыт (рис. 101, б). Реле движения крана к5 на закрытие Р2(13) и движения на открытие Р2(14) обесточены. На втором этапе пуска после окончания продувки нагнетателя происходит закрытие крана к5. На вход 5 элемента И13 поступает команда ZAH2, на инверсный вход 6 — команда 5ВКЗК от нормально разомкнутого контакта конечного выключателя закрытого положения крана, на вход 7 — команда ZAPMF (защита по перепаду «масло—газ» включена), которая формируется одновременно с открытием крана к4, а на вход 8 — задержанная на 40 с (на время продувки нагнетателя) команда от конечного выключателя открытого положения крана к4 (4ВКОК). В результате на выходе элемента И13 формируется команда 5КЗ, включающая реле Р2(13), которое своими нормально разомкнутыми контактами замыкает цепь питания соленоидов С35 и СМ5. Перестановка крана осуществляется до тех пор, пока не замкнется нормально разомкнутый контакт конечного выключателя закрытого положения крана к5. Команда 5ВКЗК при
231
Рис. 101. Управление
а — к4; б — к5; в — К1
232
б
-27В
58КЗК СИ СК:ЗП9 ?
Выключатель /г5 (нажат при. полностью закрытом кране)
ЗП9
Z AO+ZHO S7\ 1ВКЗК s
6ВКЗК $
58К0К 77
2АП2311 бшф>
птгя
— 7 *
8 9
J 5
8 13
Р2М] 27В
48К0К ; АО 21
3 3-1-11
PZ Ш18/6С
ЛШ18/5С
СК
со$
2
•27В
Ш1В1?с
5шфс
1-zzob
220В
S
511/1/бс
2П7 5Ш1/5с8 . 2П7
zni
ons-sL з'мзк
2na6unla<i
и :
<wwZM?x5M3>(—
Конечный Выключатель к 3 '(нажат при полностью закрытом кране}
УРИ
mJ
зпз
2АП2^5В^ЗАРК12
|?4
Ш118а З'ВИЗИ
з'мох
'zap 28 l[ZHP}3^ZH0)" 40 ОК -t^r.----------
ZM .13, B3/K p\
.^1}
72
СК
P2(S) ILK8/2B
Ш18]4В
м.

51H/1Q_w ^-p_Z20B 220В
л
Контакт сигнааи-затора помпажа
?П9-^,
Конечный Выкаю -чатель кб(нажат при полностью открытом кране)
ЖМ
?р35Ш115а
16
УПИ
Закрытие
WKZSjJ
. 10
П.раВ 1----
КкАРхПрез -f ZC5P
оекок
< —
ZAO
([2HC]30^ZH0'ixBKPK
7№,2Т
2 АП У
2BKQK
Праб
5ВКЗК
о
^-2208
220В
кранами нагнетателя.
и к2; г — кЗ и кЗбис.
233
этом поступает на инверсный вход 6 элемента И13 и отключает реле Р2(13), которое размыкает цепь питания соленоидов С35 и СМ5.
Открытие крана к5 происходит при аварийной или нормальной остановке после закрытия кранов к1 и кб. Команда аварийной или нормальной остановки ZAO + ZHO поступает на вход 7 элемента И12, команды от конечных выключателей закрытого положения кранов к! и кб (1ВКЗК и 6ВКЗК) подаются на входы 8 и 9. На выходе элемента формируется команда 5КО, включающая реле Р2(14), которое коммутирует нормально разомкнутыми контактами цепь питания соленоидов СО5 и СМ5. Перестановка крана происходит до тех пор, пока не замкнется нормально разомкнутый контакт конечного выключателя открытого положения крана кб. Команда 5ВКОК при этом поступает на инверсный вход 10 элемента И12 и отключает реле Р2(14), которое размыкает цепь питания соленоидов СО5 и СМ5.
Кран к! перед пуском закрыт (рис. 101, а). Реле движения крана к! на открытие Р2(9) и движения крана к1 на закрытие Р2(10) обесточены.
На втором этапе пуска после окончания продувки нагнетателя и закрытия крана к5 происходит заполнение полости нагнетателя газом через кран к4. Команды ZAH2 и 5ВКЗК поступают на входы 7, 8 элемента И15, формируя на выходе его команду ZAH2X5BK3K, поступающую на вход 15 элемента И14. По мере заполнения полости нагнетателя газом, давление до и после крана к! выравнивается, и при уменьшении перепада давления на кране к1 до 2 кгс/см2 замыкается контакт реле перепада давления. Команда ЗАРК12 при этом поступает на вход 16 элемента И14, формируется команда 7АП2Х5ВКЗКХЗ АРК12, поступающая навход 2 элемента И15 и включающая реле Р2(9), которое своими нормально разомкнутыми контактами замыкает цепь питания соленоидов СО1 и СМ1. Перестановка крана к1 происходит до тех пор, пока не замкнется нормально разомкнутый контакт конечного выключателя открытого положения крана к1. Команда 1ВКОК, поступая на инверсный вход 4 элемента И15, отключает реле Р2(9), которое размыкает цепь питания соленоидов СО1 и СМ1.
Закрытие крана к1 происходит при аварийной или нормальной остановке после закрытия регулирующего клапана. Команда (ZAO + ZHO) ХВКРК поступает на вход 5 элемента И15 и формирует на выходе команду 1КЗ, которая включает реле Р2(10), замыкающее своими нормально разомкнутыми контактами цепь питания соленоидов С31 и СМ1. По окончании перестановки крана происходит замыкание нормально разомкнутого контакта конечного выключателя закрытого положения крана к1. Команда 1ВКЗК поступает на инверсный вход 6 элемента И15 и отключает реле Р2(10), которое размыкает цепь питания соленоидов С31 и СМ1. Кран к2 перед пуском закрыт (рис. 101, в). Реле движения крана к2 на открытие Р2(12) и движения крана к2 на закрытие Р2(11) обесточены.
234
На четвертом этапе пуска по мере увеличения частоты вращения нагнетателя возрастает давление на выходе. Перепад давления на кране к2 уменьшается, и при перепаде менее 2 кгс/см2 замыкается контакт реле перепада давления. Команда 4ДРК22 через элемент ИЛИ поступает на вход 6 элемента И12. На вход 5 поступает команда ZAH4, и на выходе формируется команда 2КО, включающая реле Р2(12), которое своими нормально разомкнутыми контактами замыкает цепь питания соленоидов СО2 и СМ2. По окончании перестановки крана происходит замыкание нормально разомкнутого контакта конечного выключателя открытого положения крана к2. Команда 2ВКОК поступает на инверсный вход 4 элемента И12 и отключает реле Р2(12), которое размыкает цепь питания соленоидов СО2 и СМ2.
Закрытие крана к2 происходит при нормальной остановке после открытия крана кб. Команда нормальной остановки ZHO и команда 6ВКОК (от конечного выключателя открытого положения крана кб) поступают на входы 9, 10 элемента И15. На выходе элемента формируется команда, поступающая через элемент ИЛИ на вход 13 элемента И15 и вызывающая включение реле Р2(Ц), которое замыкает своими нормально разомкнутыми контактами цепь питания соленоидов С32 и СМ2. Отключение реле Р2(11) происходит по окончании перестановки крана к2 по команде 2ВКЗК от конечного выключателя закрытого положения крана к2. При аварийной остановке кран закрывается по команде ZAO, которая через элемент ИЛИ поступает на вход 13 элемента И15. Кран кЗ' перед пуском открыт (рис. 101, а). Закрывается кран на втором этапе пуска после закрытия крана к5 по команде ZAH2X5BK3K.
Открытие крана происходит при нормальной остановке после закрытия регулирующего клапана или в случае невыполнения операций нормальной остановки в течение установленного времени по команде ([ZHO]30' + ZHO) ХВКРК и при аварийной остановке по команде ZAO. Кран кб перед пуском закрыт (рис. 101, г). Реле движения крана на открытие Р2(5) и движения крана на закрытие Р2(6) обесточены.
Кран кб открывается на втором этапе пуска после закрытия крана к5 и выравнивания давления до и после крана к1 по команде ZAn2x5BK3KX3APK12, кроме того, при нормальной остановке по команде ZHO (в этом случае команда на открытие крана кб формируется только при открытом регулирующем клапане). Команды на открытие крана кб объединяются элементом ИЛИ, поступают на вход 14 элемента И14 и включают реле Р2(5), которое своими нормально разомкнутыми контактами замыкает цепь питания соленоидов СО6 и СМ6. После окончания перестановки крана кб происходит замыкание контакта конечного выключателя открытого положения крана, команда 6ВКОК, поступая на инверсный вход 13 элемента И14, выключает реле Р2(5) и цепь питания соленоидов СО6 и СМ6 размыкается.
235
На работающем агрегате кран кб открывается при нажатии кнопки «Кран 6 — откр.» на пульте управления (по команде XIкб) и по сигналу от сигнализатора помпажа (6АРР1). С целью повышения надежности цепи открытия крана кб при глубоком помпаже нагнетателя, когда происходят резкие колебания нагрузки, вызывающие изменение положения регулирующего клапана, предусмотрена дополнительная команда на открытие крана кб — при полном закрытии регулирующего клапана и размыкании контакта конечного выключателя (ВКРК).
Так как на работающем агрегате команды на открытие крана кб могут носить кратковременный характер, в схеме управления предусмотрено их запоминание. Команды XI Кб, 6ДРР1 и ВКРК объединяются элементом ИЛИ и через элемент И поступают на вход 5 триггера Т7. Возврат триггера в исходное состояние происходит после окончания перестановки крана кб по команде 6ВКОК от конечного выключателя открытого положения крана.
Кран кб закрывается в следующих случаях:
—	на четвертом этапе пуска после открытия крана к2 и увеличения частоты вращения ротора ТВД до 4200 об/мин (команды ZAIT4, 2ВКОК и 7N4,2T присутствуют на входах элемента И);
—	при аварийной остановке по команде ZAO;
—	при нормальной остановке после закрытия регулирующего клапана или в случае невыполнения операций нормальной остановки в течение установленного времени по команде ([ZHO] 30' + + ZHO )Х ВКРК.
На работающем агрегате кран кб можно закрыть с помощью кнопки «Кран б — закр.» на пульте управления. Команды на закрытие крана кб через элемент ИЛИ поступают на вход 8 элемента И14 и включают реле Р2(6), которое своими нормально разомкнутыми контактами замыкает цепь питания соленоидов С36 и СМ6. После окончания перестановки крана кб замыкается контакт конечного выключателя закрытого положения крана кб (6ВКЗК) и цепь питания соленоидов С36 и СМ6 размыкается.
Управление кранами турбины. Контур пускового газа, приводящего во вращение турбодетандер, состоит из кранов кЮ, кН и к13. Наличие в контуре двух последовательных кранов, связанных между собой, позволяет надежно предотвратить просачивание газа в турбодетандер за счет неплотностей закрытых кранов. Управление краном 13, связанное с механизмом сцепления, было описано ранее.
Управление кранами к11 и кЮ осуществляется с помощью одного узла управления, так как краны связаны пневматическими линиями управления таким образом, что кЮ открыт при закрытом и закрыт при открытом кН. Краны переставляются с помощью одного узла управления СОИ, СМИ и СЗИ. Автоматическое управление кранами к11 и кЮ осуществляется следующим образом (рис. 102, а). На вход 2 элемента И16 поступает команда автоматического пуска ZAH3, на инверсный вход 3 — сигнал от
236
конечного выключателя открытого положения стопорного клапана ВКСК, на вход 4 — сигнал от конечного выключателя валоповоротного устройства, когда оно находится в зацеплении (2ВКВПУ2), на вход 13 — сигнал от конечного выключателя открытого положения крана к!3 13ВКОК. Сумма этих сигналов подается на вход 12 этого же элемента, на инверсный вход 11 которого поступает сумма сигналов от конечных выключателей открытого положения крана кН (11ВКОК) и закрытого положения крана кЮ (10ВКЗК). В результате на выходе элемента И16 формируется команда, включающая реле движения крана кН на открытие Р3(4), которое своими контактами подает питание на соленоиды СО11, СМИ. После замыкания конечных выключателей 11ВКОК и 10ВКЗК сигнал с реле движения крана кН на открытие снимается и соленоиды обесточиваются.
Закрытие крана кН и открытие крана к10 происходит в процессе автоматического пуска, когда агрегат достигает самоходно-сти и необходимость в работе турбодетандера отпадает. На вход 15 элемента И15 поступает сигнал от сигнализатора частоты вращения ТВД (6N2.5T), на вход 16 этого же элемента сигнал автоматического пуска ZAI14. Сумма этих сигналов, проходя через элемент ИЛИ6, поступает на вход 5 элемента И16, на инверсном входе которого собраны сигналы от конечных выключателей закрытого положения крана кН (11ВКЗК) и открытого положения крана кЮ (10ВКОК). Выходной сигнал с элемента И16 включает реле движения крана кН на закрытие Р3(3), которое своими контактами подает питание на соленоиды СЗН, СМИ. После замыкания конечных выключателей 11ВКЗК и 10ВКОК сигнал с реле движения крана кН на закрытие снимается и соленоиды обесточиваются.
При аварийной остановке или при невыполнении каких-либо операций автоматического пуска закрытие крана кН происходит сразу же после получения команды аварийной остановки ZAO или невыполнения третьего или четвертого этапов автоматического пуска 2АПЗ + 2АП4. Эти команды, проходя через элемент ИЛИ6, поступают на вход 5 элемента И16 и далее все происходит, как было описано выше.
Топливный газ из станционного коллектора поступает в камеру сгорания агрегата через кран к12, стопорный клапан, краны к!4 и к15 и регулирующий клапан. Как и на линии пускового газа, между краном к12 и стопорным клапаном врезана свеча — кран к9, сблокированный с краном к12 таким образом, что кран к9 закрыт при открытом и открыт при закрытом кране к!2.
Алгоритм управления топливными кранами реализуется следующим образом (рис. 102,6). Кран к12 открывается, если на вход 2 элемента И17 поступает команда автоматического пуска ZAFI3 и сигнал от реле давления воздуха за осевым компрессором (8РВК50), а на инверсный вход 1 этого же элемента подаются сигналы от нормально открытых контактов конечных выключате-
237
t
а *снечнь-?
-27&‘ вомлку-ател^ к11и.п!0
03 111 UllSlla
-^-r -<е-
а ui-isisu wp) ¥ ws/fc
<(----4-
1Ш2Цигт
ЯМ 2/7J
W)W
^ZZOS I
zr№
Фике а
CK____
7Ш1/5С
^пт—i4z7 Не задание
—т1 * TZ-----
-4л
M-1Sn
Гжжг-г 3/ffi
_________________
IK11J1C SPSKSS , 4f|
Контакт реле ЗаЛления Лавелл теле компрессора (замкнут прирыШН-
iiBKOK s
Pew, mump. 17
кП2 ?ГГ^ s 12 11
MsrrVi -fl3 4 zZ
Ящ и
ZU
2Q"	____
%- [гм^чарвкзв+тшхреммнтр^и
ft
15
38
35
zmi-zMw-11
ZAO 15
>ei8\
гАПЗКврдювипкоКлРежмнтр.)
Pill)
МП
278 ЗА
£ZH0]3$r
-ZHQ j-
8KPK 5 7
13 5 ^14
J4 ([ZHOjM^ZHOkM-—
«
PAlZl 2аП
pm
вид, запалу
P3(8} Ш13/48 p<—J-»—< kuhsIm
W1S/25
L-----»-4
CK
/ 2П8-1;
-2-2208
2208 .
0015
Рис. 102. Управление
a — на пусковом газе кН и кЮ; б — топливного газа к12 и №; в — запальной
238
т
г
г
(Полное зацепление)
28КВПУ 29ГГТ --------------— j %
31
ZA713
У 17
6N 2,5Т 41\
ZAP 37
И
Si-----7-
9
10
36
38
27В
б Р3(9) Т ~1 МП
Р3(9) Ш19/68
г-^-г-»-
м
, 5Ш21682Щ
37183
КняУрт.0*Л.рез+ 35
Реле открытия клапана на пискодам газе (к 13)
‘£ш1В(7В
<*-74-
-2208
Злектро -магнит ‘ к 13
.6
Ж <-2АПА
W
31
Реле бкл^ения ВРУ „ Вперед"
"	*Р4(7)
24___2g
.Реберс” Р4(8}
?£П—
И
»-
шго/ss
----~>>“
р^М imq/zs
s—»-
WW uiiolM
—»-
5Ш2/М
РВПВ TV
33
32 7 гг
Пагншпные пускатели
„ ВпереВ’ и, Низав ’злеигара-ввигатзм ВВП
(вПУ* ВыхоА_____
дат из зацепления 18К8М)
11ВЮК J)|
1ВКВЛУ-’
+ 4 ?от
77 -
ипз
кранами турбины.
форсунки к!5 и запальным устройством; г — к!3 н валоповоротным устройством.
2Э9
лей открытого положения крана к12 (12ВКОК) и закрытого положения крана к9 (9ВК.ЗК). После открытия крана к12 и закрытия крана к9, как только замкнутся контакты их конечных выключателей, команда на открытие крана к12 снимается и соленоиды СО12, СМ12 обесточиваются.
Закрытие крана к12 и открытие крана к9 происходит при наличии сигнала аварийной остановки ZAO, при невыполнении операций третьего или четвертого этапов автоматического пуска 7АПЗ-|-7АП4, по истечении 30 мин с момента подачи команды нормальной остановки [ZHO]30'( при нормальной остановке, когда закрылся регулирующий клапан (ZHOxBKPK). Все перечисленные команды поступают через элемент ИЛИ6 на вход 16 элемента И16, на инверсный вход 15 которого подаются сигналы от нормально разомкнутых контактов конечных выключателей закрытого положения крана к12 (КВКЗК) и открытого положения крана к9 (9ВКОК). На выходе этого элемента формируется команда, включающая реле движения крана к12 на закрытие Р3(5), которое своими контактами включает питание на соленоиды С312, СМ12. Как только кран к12 закроется, а сблокированный с ним кран к9 откроется и замкнутся контакты их конечных выключателей, команда на закрытие крана к!2 снимается и соленоиды С312, СМ12 обесточиваются.
Одновременно с открытием крана к12 подается команда на включение запального устройства. На вход 13 элемента И17 поступает команда от реле давления воздуха за осевым компрессором 8РВК50, на вход 14 команда автоматического пуска ZAH3, а на инверсный вход 15 — команда аварийной остановки ZAO или команда о невыполнении операций третьего или четвертого этапа автоматического пуска ZAH3-|-ZAri4 или сигнал от 20-секундной выдержки {ZAH3x8PBK50]20". Отсутствие сигнала на инверсном входе приводит к появлению на выходе элемента И17 команды на включение запального устройства, которое при нормальном течении пуска работает 20 с.
Кран к15 открывается через 3 с после открытия крана к12. Сигнал открытия крана к12, задержанный на 3 с, поступает на вход 2 элемента И18, на вход 3 этого элемента подается сигнал, разрешающий операцию зажигания топлива в камере сгорания ГТУ ZAI13X8PBK50 (рис. 102, в). На инверсный вход 4 элемента И18 поступает сигнал от нормального открытого контакта конечного выключателя открытого положения крана к!5 (15ВКОК). Такая комбинация сигналов на входе приводит к появлению на выходе этого элемента команды на включение реле движения крана к15 на открытие Р3(8), которое своими контактами включает соленоиды СО15, СМ15. После замыкания контакта конечного выключателя (15ВКОК) реле движения крана к15 на открытие обесточится и отключит соленоиды СО 15, СМ 15.
240
Закрытие крана к.15 происходит в случае нормального пуска через 20 с после его открытия, по сигналу аварийной остановки ZAO либо при невыполнении пусковых операций третьего или четвертого этапов автоматического пуска ZAn3 + ZAn4. Эти команды поступают на вход 8 элемента И18, на инверсный вход 7 которого подается сигнал от нормально открытого контакта конечного выключателя закрытого положения крана к15 (15ВКЗК). На выходе этого элемента формируется команда, включающая реле движения крана к15 на закрытие, которое своими контактами подает питание на соленоиды С315, СМ15. Замыкание контакта конечного выключателя (15ВКЗК) приводит к обесточиванию реле движения крана к15 на закрытие и к отключению соленоидов С315, СМ15.
Кран к14 открывается через 3 с после открытия крана к15. Сигнал от конечного выключателя открытого положения крана к15 (15ВКОК), задержанный на 3 с, поступает на вход 9 элемента И28, на вход 11 этого элемента подается команда автоматического пуска ZAFI3, а на инверсный вход 12— сигнал от нормально открытого контакта конечного выключателя открытого положения крана к14 (14ВКОК). На выходе этого элемента формируется команда на включение реле движения крана к14 на открытие, которое включает питание соленоидов СО14, СМ14. После замыкания контакта конечного выключателя (14ВК.ОК) реле движения крана к14 на открытие обесточится и отключит питание соленоидов СО14, СМ14.
Кран к14 остается открытым в течение всего времени работы турбоагрегата. Закрытие его происходит в следующих случаях: при аварийной остановке — по команде ZAO, при невыполнении каких-либо пусковых операций на третьем или четвертом этапе автоматического пуска — по команде 7АПЗ + 7АП4, при нормальной остановке через 30 мин после подачи сигнала нормальной остановки— по команде [ZHO]30', при закрытии регулирующего клапана — по команде ZHOxBKPK. Указанные команды поступают через элемент ИЛИ5 на вход 6 элемента И11, на инверсный вход 5 которого подается сигнал от нормально открытого контакта конечного выключателя закрытого положения крана к14 (14ВКЗК). На выходе этого элемента формируется команда, включающая реле движения крана к14 на закрытие, которое своими контактами подает питание на соленоиды С314, СМ14. После замыкания контакта конечного выключателя (14ВКЗК) реле движения крана к!4 на закрытие обесточится и отключит питание соленоидов С314, СМ14.
Управление валоповоротным устройством. Для преодоления трения покоя и приведения во вращение в процессе пуска осевого компрессора и ТВД служит валоповоротное устройство (рис. 102, г), представляющее собой двухступенчатый редуктор
16 Заказ № 314
241
с большим передаточным отношением. Первую ступень редуктора образует червячная пара, обладающая большим передаточным числом, вторую — шестерня-гайка, расположенная на одном валу с червячной шестерней, и шестерня, насаженная на вал турбокомпрессора. Приводом валоповоротного устройства служит асинхронный электродвигатель мощностью 3 кВт (частота вращения 1440 об/мин). Шестерня-гайка имеет возможность перемещаться по винтовым выступам вдоль оси вала и ири этом входить в зацепление с шестерней турбокомпрессора или выходить из него в зависимости от направления вращения вала. При включении электродвигателя вал начинает вращаться и как бы ввинчивается в шестерню-гайку, которая при этом перемещается вдоль оси вала в направлении ведомой шестерни и входит в зацепление. При реверсировании электродвигателя вал начинает вывинчиваться из шестерни-гайки и выводит ее из зацепления.
Шестерня-гайка соединена с расположенной вне корпуса рукояткой валоиоворотного устройства, которая при перемещении шестерни-гайки поворачивается на некоторый угол, передвигая ири этом штифт конечного выключателя валоиоворотного устройства (ВКВПУ).
В исходном положении валоиоворотного устройства размыкающий контакт конечного выключателя замкнут, после ввода шестерни в зацепление замыкается нормально открытый контакт, а ири промежуточных положениях шестерни-гайки оба контакта разомкнуты.
Частота вращения, сообщаемая валоповоротным устройством ротора турбокомпрессора, составляет приблизительно 12 об/мин. После запуска трубодетандера частота вращения вала турбокомпрессора увеличивается и шестерня-гайка выходит из зацепления. Для облегчения возврата шестерни-гайки в исходное состояние в этот момент электродвигатель валоповоротного устройства должен быть реверсирован. При достижении устройством исходного положения электродвигатель отключается. В тех случаях, когда шестерня-гайка начинает самопроизвольно перемещаться в направлении ведомой шестерни, предусмотрен ее автоматический возврат в исходное состояние с помощью электродвигателя, несмотря на наличие пружинных захватов, удерживающих шестерню-гайку в исходном состоянии.
Реализация алгоритма работы валоповоротного устройства в установке А705-15 осуществляется следующим образом. В исходном положении конечный выключатель 1 ВКВПУ замкнут, а 2ВКВПУ разомкнут. При подаче команды на включение двигателя на элемент И20 (рис. 102, г) на выходе его формируется сигнал, разрешающий включение электродвигателя и ввод в зацепление шестерни-гайки, только в том случае, если: 1) нет команды на возврат системы управления в исходное состояние; 2) нет команды, что шестерня-гайка находится в зацеплении, т. е. не нажат
242
контакт 2ВКВПУ; 3) нет команды об открытии кН на магистрали пускового газа.
После того как контакт 1 ВКВПУ разомкнется при движении шестерни-гайки в зацепление, сигнал на выходе элемента И20 исчезнет, но зато появится на выходе элемента И19. Через элемент ИЛИ реле включения катушки электромагнитного пускателя РВПВ останется под током. При полном вводе шестерни-гайки в зацепление, о чем свидетельствует замыкание контакта 2ВКВПУ, команда на включение электродвигателя «Вперед» сохраняется.
После включения турбодетандера, когда скорость вращения ротора компрессора начинает расти, шестерня-гайка выталкивается из зацепления и контакт 2ВКВПУ размыкается. На входах элементов И19 и И20 появится запрет, и реле включения валоповоротного устройства «Вперед» обесточится, зато на элементе И19 сформируется команда на реверс электродвигателя, которая будет сохраняться все время, пока шестерня-гайка не займет исходное положение и не замкнется контакт 1 ВКВПУ.
Если валоповоротное устройство находилось в зацеплении и в это время не выполнялись какие-либо пусковые операции, то по команде на возврат системы управления в исходное состояние сформируется команда на реверс электродвигателя.
Управление турбодетандером. Турбодетандер, или пусковая турбина, предназначен для сообщения валу ТВД частоты вращения, при которой осуществляется зажигание в камере сгорания. Он также является источником дополнительной мощности, необходимой для увеличения частоты вращения ТВД до выхода на режим самоходности. Турбодетандер представляет собой расширительную турбину, работающую при природном газе, который поступает через краны кН и к13. Пусковая турбина соединена с валом осевого компрессора с помощью зубчатой пары. Устройство сцепления и кран к13 управляются с помощью электромагнитного вентиля.
В установке А705-15 автоматическое управление электромагнитным вентилем клапана турбодетандера осуществляется следующим образом (рис. 102, г). На вход 3 элемента И17 поступает сигнал от конечного выключателя валоповоротного устройства 2ВКВПУ, свидетельствующий о том, что устройство находится в зацеплении. На вход 4 поступает команда автоматического пуска ZAH3, при этом на выходе элемента И17 формируется сигнал, который устанавливает триггер Т3(4) по входу S в единичное состояние. На выходе триггера появляется сигнал, включающий выходное реле, которое своими контактами подает питание на электромагнитный вентиль.
Отключение турбодетандера в процессе пуска происходит после достижения агрегатом самоходности при частоте вращения вала КВД 2500 об/мин. При этом на вход R триггера Т3(4) через элемент ИЛИ6 поступает сигнал от датчика частоты вращения.
16*	243
Триггер устанавливается в нулевое положение, сигнал на выходе отсутствует, выходное реле обесточивается и питание с электромагнитного вентиля снимается.
Если в процессе пуска не выполняются какие-либо условия или появляется аварийный сигнал, то по командам 2АПЗ + 7АП4 или ZAO соответственно также происходит отключение турбодетандера. Вероятность повторного включения турбодетандера исключена, так как конечный выключатель 2ВК.ВПУ уже разомкнут, валоповоротное устройство выведено из зацепления и триггер Т3(4) находится в нулевом состоянии.
Последовательность операций остановки
Схемой автоматического управления предусмотрено два вида остановки агрегата — нормальная и аварийная.
В установке А705-15 нормальная остановка осуществляется по команде оператора при необходимости изменения режима КС плановой ревизии или ремонта агрегата. Нормальная остановка выполняется по заданной программе. Сигнал от кнопки «Нормальная остановка» (рис. 103) поступает на вход 11 элемента И6, на инверсный вход 12 этого элемента приходит одна из следующих команд: команда аварийной остановки ZAO, команда от кнопки «Уст. 0» триггеров. Выходной сигнал элемента И6 устанавливает триггер Т5(5) по входу S в единичное состояние, чем обеспечивается запоминание командного импульса нормальной остановки до окончания периода остановки.
-27в Ш
Рис. 103. Нормальная остановка.
244
Программой нормальной остановки предусмотрена определенная последовательность выполнения операций.
1.	Открытие крана кб и снижение частоты вращения до минимальной уставки регулятора скорости с заданным темпом снижения температуры газов перед ТВД. При параллельной работе агрегатов после открытия крана кб закрывается к2 и только потом начинается разгрузка агрегата.
2.	Открытие кранов кЗ и кЗбис. Операция выполняется только при последовательной работе агрегатов после снижения частоты вращения.
3.	Закрытие кранов к1 и к2. Эта операция осуществляется только после открытия кранов кЗ и кЗбис при последовательной работе агрегатов. При параллельной работе агрегатов после снижения частоты вращения закрываются краны к1 и кб.
4.	Открытие крана кб после закрытия кранов к! и к2 (при последовательной работе) или к1 и кб (при параллельной работе). После падения давления газа в полости нагнетателя автоматически отключается маслонасос уплотнения.
5.	Одновременно с операциями по перестановке кранов осуществляется плавное закрытие регулирующего клапана путем программного воздействия на электродвигатель регулятора скорости.
По мере снижения частоты вращения вала ТВД происходит автоматическое включение пускового маслонасоса смазки по сигналу о снижении давления за главным маслонасосом.
Команда на возврат всех узлов агрегата в исходное состояние формируется при полном закрытии регулирующего клапана. Нормальная остановка считается завершенной после отключения пускового маслонасоса, который может работать длительное время, пока происходит остывание агрегата. Однако это обстоятельство не препятствует повторному пуску агрегата, так как сразу после возврата всех узлов в исходное предпусковое состояние формируется разрешение на повторный пуск.
Аварийная остановка агрегата осуществляется по команде оператора или автоматически по командам устройств защиты при отклонении контролируемых параметров за аварийные уставки. Первопричина аварийной остановки запоминается в схеме управления и регистрируется на УПИ (рис. 104). Сигнал аварийной остановки может быть разблокирован только вручную после устранения причины, вызвавшей его появление. По сигналу аварийной остановки происходит одновременная перестановка всех кранов и топливных клапанов, отсекающих агрегат от топливного, пускового и транспортируемого газа, и открытие кранов-свеч. При аварийной остановке, так же как и при нормальной, автоматически включается пусковой маслонасос при снижении давления за главным маслонасосом, открытие крана кб происходит только после закрытия кранов к1 и к2 (или кб).
Аварийная автоматическая защитная остановка агрегата осуществляется в случае отклонения за допустимые пределы следующих параметров: давления масла смазки; перепада между давле-
245
[r*S]3‘
-27В
ж, зт
2N/27
СК
СМ02.,Турбина."
^ЗЗоАзРд^ 6Ш5/10,
——-о-------->
^5200^-20 6Ш5/2а
ЗМ5,ЗТ
1 * Zg
ск-----------
ЗП1-13 i—~~। 1PQQ
о----------
381-8 61115/За.
СК: 5/72-1
2Р0С
| ЗРОС
I J/W
2ДАВ
ЗДАВ
/ДАВ
ЗРМОД
Ш-3 ЗШЗ/Ча.
-О--------->
381-10 6Ш5/5а
ЗП1-2 вШЗ/вв
UI7/2a,,	_____27_
V ] 243,23
Ш7/За,, _______23
, I1Р0С '
Ш7/4а,,, ‘	г/
~’л \zpoc
Ш7/За^, ‘	19
" г ЗРОС^
ШЗ/вв,^ 5РМ1Д
 ZPMC.
14
20
ЗПР15 ешз/в^
Рззцв
ЗП1-166ШЗ/26
CMQ2 \1ДАВ
ЗПв-17 6Ш5/1а
388-18 6Ш5/2с
ЗДАВ
СК:	"
2Р5-20р~^ р-в
К:2ПК-.?г-~
ЗПв-1 бШЗ/Зс
Ю-------->
3882 бШЗ/Рс
-о------->
ЗП720 SlllSfic
285-7 вШЗ/Рс
285-2 6ШЗ/7а
..Кварц
Тнвар частоты
Давление смазки нагнетателя
Ш7/ва/ ЗРМОД
Воздух предельной защиупь<
817/28 zz 7РВ30,в
23
ZP3 з,
Л7
_____77.
Ш7^\ЗА^~5
шзлс..
I РАО
А Варииека
-?/
I Давление \смазка турбины
ДАВ
Злак защитных устройств
ТРСК: 1_ зяг-^ pspfjro^ нЭ—41 [4-Ч-
Уровень масла в аккумуляторе
И *
И
/4

&
И
ю
8
Рис. 104. Защита агрегата и управление электром
нием газа в полости нагнетателя и давлением масла уплотнения; температуры подшипников; осевого сдвига роторов; давления топливного газа; температуры продуктов сгорания; давления воздуха предельной защиты; частоты вращения роторов; вибрации подшипников агрегата; а также в случае погасания факела, самопроизвольного закрытия приемных клапанов, задержки агрегата в зоне запрещенной частоты вращения, нарушения заданной последовательности пусковых операций.
246
П.раб
к -
6Н2,бТ №
7№,2Т 21,-. -HJW
Z/WhZHtn,, *	2.^23
У
 40
42
3
8,18
20,22
3
10
11
12
10
11
1ВКЗК 28
2ВКЗК
40
12ВКЗК 42
21 -
%
I/W
Кн.ДеблокаробкаР
-27В УМ
-27В
Рт.г.^1Скгс/смг_
O+1Q
УПИ
CK-
Шб77а
12
1S
26
14
35
6 25
11
13
СК
2ПФ
Факел
— 5 & 33
№Перест. промой
27В
S 1 R
6 _ 21 22 ‘
23 2Ц
Кв,Де6локи41ов1т'‘*ВКРСВ‘11К[1Т
6Ш/9а
Кн„Дейю- зРГ 29 кировОй.'1
СК
Q 6№8>
ЗП1-3
7Шв/7а
Факел погас
12
77
П.ра5.37
вкзкру^
_____29 10
4NQT31
о 10
Д17/46^РТГ1037
2РТГ 5 7 SlMa Шб/За У~^~
8 25
1Б КВЗУзакр^
16
is Давл. ТГ
Кн.АО
ZiPMP , ск	——
6Ш1/1в
ЗП2-13'
W15/7c
Jli7/16^pnr^ "	37 7 29
16
18
HJ7/7C
27
4_ 6
[28РМГ728РМГО6]3'_
гдаа М(Э) ш20^№
гт
ЭМВ1^
ШЗ/66’
г 31
ДУЖЭ
2ВРМГ*ЗйРМГЦ5
Э№В2
РЧ(Ю) тго/вб
SIUB/fts
т
Электромагнитные вентили предельной защиты
0 А


2
2
3
3
4
6
7
4
3
6
8
9
и
И
8
& t
7 &
&
4 29
/5
и
В &
7 &
ю

&
агнитными вентилями предельной защиты.
Параметры агрегата, по которым осуществляется автоматическая аварийная защита, делятся на две группы. В первую входят параметры, достигающие значений, при которых срабатывает защита, только в результате нарушения режима. На неработающем агрегате, а также в процессе пуска и нормальной эксплуатации значения этих параметров бывают обычно ниже предельных. Ко второй группе относятся параметры, принимающие значения, при которых срабатывает защита, не только в аварийных ситуациях. Структурно цепи аварийной защиты этих групп различаются тем,
247
что в первой для включения аварийных реле используются нормально разомкнутые контакты датчиков, а во второй — нормально замкнутые и, как следствие, осуществляется дополнительная логическая операция «Включение защиты».
Защита по давлению масла смазки останавливает агрегат при падении давления масла в системах смазки турбины или нагнетателя ниже установленных значений (табл. 8). Измерение давления в системах смазки турбины и нагнетателя производится электро-контактными манометрами, нормально замкнутые контакты которых выдают соответственно сигналы ЗРМ0,2 или 5РМ1,5 при падении давления масла смазки (рис. 104). Эта цепь защиты относится ко второй группе: значение параметра на неработающем агрегате равно нулю (давление отсутствует), т. е. меньше значения аварийной уставки, а защита осуществляется нормально замкнутым контактом.
Необходимая для таких цепей логическая операция включения защиты осуществляется в установке А705-15 следующим образом. При пуске агрегата, после включения пускового маслонасоса и при возрастании давления в системе смазки замыкаются нормально разомкнутые контакты электроконтактных манометров, установленных в системах смазки подшипников турбины и нагнетателя. Сигналы 1РМ0,9 и 6РМЗ поступают соответственно на входы 2 и 3 элемента И8, на вход 1 которого подается команда автоматического пуска ZAH1. Сумма этих сигналов формирует на входе S триггера ТЗ команду, устанавливающую его в единичное состояние. С этого момента любое понижение давления в системе смазки за пределы установленного значения приведет к аварийной остановке агрегата по падению давления масла смазки.
Отключение защиты по давлению масла смазки происходит на остановленном агрегате при нажатии кнопки «Установка триггеров в нуль», а в случае аварийной или нормальной остановки агрегата — после его охлаждения и отключения пускового маслонасоса смазки. Команда аварийной или нормальной остановки ZAO + ZHO поступает на вход 2 элемента И}2, на его вход 3 подается сигнал 5ТГ100 о снижении температуры продуктов сгорания перед ТВД до 100 °C, а на инверсный вход 4 — сигнал БКПМНС от нормально разомкнутого блок-контакта магнитного пускателя пускового маслонасоса. На выходе элемента И12 сформируется сигнал, который, проходя через элемент ИЛИ5, поступает на вход R триггера ТЗ, устанавливая его в нуль, что и обеспечивает отключение защиты по давлению масла смазки.
Защита по перепаду давлений газа и масла уплотнения осуществляется с помощью дифференциального реле давления РДД-1М, контакт которого, замыкаясь при падении перепада, выдает в схему управления установки А705-15 аварийный сигнал 2ДРМГ0.5, Включение защиты по перепаду давлений газа и масла уплотнения происходит на втором этапе автоматического пуска при открытии крана к4. Команда автоматического пуска ZAI12 посту-248
Таблица 8
Настройка контактов сигнализации для ГТК-10-4
Контролируемый параметр	Сигнал		Управле-	Используемые контакты
	Предупредительный	Аварийный	нне	
Осевой сдвиг валов турбины и нагнетателя. Давление в системе реле осевого сдвига, кгс/см2 Давление масла на смазку подшипников, кгс/см2 Давление масла на смазку опорно-упорного подшипника нагнетателя, кгс/см2 Перепад давления в уплотнении «масло— газ» нагнетателя, кгс/см2 Давление масла после главного маслонасоса, кгс/см2 Уровень масла в масляном баке (рама-мас-лобак) Температура подшипников, °C Амплитуда вибрации подшипников, мм (виброаппаратура АВКС-2) Давление топливного газа, кгс/см2 Давление воздуха в системе регулирования предельной защиты, кгс/см2 Разрежение перед осевым компрессором, кгс/м2 (мм вод. ст.) Работа в запрещенном диапазоне частоты вращения ротора ТВД (продолжительность), мин Температура газов	0,25 «Низкий», «высокий» 75 0,05 120 2	1,0 0,2 1,2 0,5 80 0,06 10 0,8 5 См.	0,6 7,5 4,5 табл. 2	Нормально открытый Нормально закрытые Нормально открытый Нормально закрытый То же Нормально открытый Нормально закрытый Нормально открытые То же Нормально закрытый То же Нормально открытый То же
249
Рсм.подш.ком 'G,ukzc/cm
-27В	1PM0,9
-Т- СК:ЗП2 '
1РМ0.5
ЗП1
7 "/г
Рем. подшнаг у Ох г С/См
6РМЗ
СКЗП1 Jx
13 г > с. ил ? ъ2хес/гм ‘ \СЦ:ЗПГгМ/------
’ * 7Ш1/ва 3.11S1H3/3S
,27
Ш11/6а
2АП13 ше,
Нн „Рст. О “х л рез +ZCEP
ЗРГН2
ШН/Sa
27l я
7Ш1/3.+
ZAO+ZHO
5 TH00 га
5КПМНС 31
*—
’° 13
20
22
11
12
3
21
22
23
24
14
13
13
т
2
S
3
Ул 3
6
[ZA0+ZH0]^PrH2
P1 27
13
РАП2
43
4 В КО К _а3
15
ZA03
— «А 15ВК0К ?5 . -------^1В18
44
46
s 6 R
45
46
39
40
ZHO^ZAO гэ
12ВКЗР21
!3&
1418
40
42
23
ZM3+ZW 21
IS
Рис. 105. Взведение
2 &
3
2 &
К
6
6
8
4
г
пает на вход 9 элемента И13, на вход 10 которого подается сигнал 4ВК.ОК от нормально разомкнутого контакта конечного выключателя открытого положения крана к.4. Выходной сигнал элемента И13 устанавливает триггер ТЗ по входу S в единичное состояние, чем и обеспечивается включение защиты.
Отключение защиты по перепаду давлений газа и масла уплотнения происходит на остановленном агрегате при нажатии кнопки «Уст. 0» триггеров, а при аварийной или нормальной остановке — после того, как давление газа в полости нагнетателя станет
250
защит агрегата.
меньше 2 кгс/см2. Команда (ZAO + ZHO) Х5РГН2, проходя через элемент ИЛИ6, поступает на вход R триггера ТЗ, устанавливая его в нуль, что и обеспечивает отключение защиты по перепаду давлений газа и масла.
Давление топливного газа контролируется с помощью электро-контактного манометра. При падении этого давления во время работы агрегата замыкание контакта манометра выдает аварийный сигнал 4РТГ10 в схему управления установки А705-15.
251
Включение защиты по давлению топливного газа происходит на третьем этапе автоматического пуска при открытии крана к15. Команда автоматического пуска 2АПЗ поступает на вход 15 элемента И18, а на его вход 16 подается сигнал 15ВКОК от нормально разомкнутого контакта конечного выключателя открытого положения крана к15. Выходной сигнал элемента И18 устанавливает триггер ТЗ по входу S в единичное состояние, чем и обеспечивается включение защиты.
Отключение защиты по давлению топливного газа происходит: при невыполнении третьего или четвертого этапов автоматического пуска (команда 7АПЗ + 2АП4 поступает на вход 21 элемента ИЛИ7 и далее на вход R триггера 77?); при нажатии кнопки «Уст. О» триггеров на остановленном агрегате; при аварийной или нормальной остановке агрегата после закрытия крана к12 (команда ZAO + ZHO поступает на вход 13 элемента И18, на его вход 14 подается сигнал 12ВКЗК от нормально разомкнутого контакта конечного выключателя закрытого положения крана к12, сумма этих сигналов, проходя через элемент ИЛИ7, также поступает на вход R триггера ТЗ). Установка триггера ТЗ в нулевое состояние обеспечивает выключение защиты по давлению топливного газа.
Давление воздуха предельной защиты измеряется электрокон-тактным манометром, который на работающем агрегате при падении давления воздуха предельной защиты замыканием нормально замкнутого контакта выдает аварийный сигнал 7РВ30,8 в схему управления установки А705-15 (рис. 104). Включение защиты по давлению воздуха предельной защиты происходит по команде автоматического пуска ZAI43, которая устанавливает триггер Т4 по входу S в единичное состояние, чем и обеспечивается включение защиты.
Отключение защиты происходит по следующим командам: при аварийной остановке агрегата — по команде ZAO; при нормальной остановке агрегата —при закрытии регулирующего клапана по команде ZHOXBKPK или через 30 мин после нажатия кнопки «Нормальный останов» по команде [ZHO] 30'; при невыполнении третьего или четвертого этапа автоматического пуска по команде ZAn3 + ZAH4; на остановленном агрегате при нажатии кнопки «Уст. 0» триггеров. Перечисленные команды, проходя через элемент ИЛИ9, устанавливают триггер Т4 по входу R в нулевое состояние, что и приводит к отключению защиты по давлению воздуха предельной защиты.
Защита по погасанию факела в камере сгорания осуществляется с помощью специального прибора — фотореле типа «Пламя». Эти фотореле (Зшт.) входят в состав установки А705-15. Они выдают дискретные сигналы о наличии или погасании факела в устройство логической обработки информации, где осуществляется так называемое «голосование» сигналов по схеме «два из трех» (рис. 104).
Включение защиты по погасанию факела происходит на третьем этапе автоматического пуска агрегата. Сигнал о наличии факела 252
«Факел» поступает на вход 5 элемента И19, а на его вход 6 подается команда автоматического пуска ZAFI3. Выходной сигнал элемента И19 устанавливает триггер ТЗ по входу S в единичное состояние, что и обеспечивает включение защиты по погасанию факела.
Отключается защита по следующим командам: при аварийной или нормальной остановке агрегата — при закрытии крана к!2 по команде (ZAO + ZHO) X 12ВКЗК; в случае невыполнения третьего или четвертого этапа автоматического пуска по команде ZAI13-I-+ ZAri4; на остановленном агрегате при нажатии кнопки «Уст. О» триггеров. Эти команды, проходя через элемент ИЛИ7, устанавливают триггер ТЗ по входу 7? в нулевое состояние, в результате чего отключается защита по погасанию факела.
Рассмотренные выше аварийные защиты агрегата охватывают вторую группу параметров, которые вызывают аварийную остановку агрегата (рис. 105) только после осуществления логической операции «Включение защиты». Остальные параметры работающего агрегата, по которым осуществляется аварийная защита, при отклонении их за допустимые пределы приводят к автоматической аварийной остановке по сигналам от дискретных датчиков или по обработанным сигналам от аналоговых датчиков (термопар, термометров сопротивления).
Любой аварийный сигнал формирует в схеме управления установки А705-15 команду аварийной остановки ZAO, по которой происходит открытие электромагнитных вентилей, сбрасывающих воздух из системы регулирования (рис. 104). Команда на открытие этих же вентилей формируется и при нормальной остановке в случае закрытия регулирующего клапана либо через 30 мин после нажатия кнопки «Нормальный останов». Команды ZHO 30' + ZHOXBKPK или ZAO, проходя через элемент ИЛИ8, устанавливают триггер Т4 по входу S в единичное состояние, что приводит к включению питания на электромагнитные вентили. Для их отключения необходимо установить триггер Т4 по входу R в нулевое состояние. Это возможно на остановленном агрегате при нажатии кнопки «Уст. 0» триггеров, а также при вырабатывании схемой управления сигнала «Признак резерва».
Глава 8
КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ
Газоперекачивающий агрегат ГТК-10-4 оснащается централизованной системой контроля и управления, предусматривающей измерение значительного числа параметров: температуры, давления или разности давлений и механических величин. Часть параметров, текущие значения которых лишь изредка могут заинтересовать оператора при нормальной эксплуатации, измеряется приборами, установленными вблизи агрегата.
Обычно эти приборы одновременно выполняют важнейшую роль датчиков в цепях защиты, преобразуя измеряемый параметр в дискретный электрический сигнал при выходе параметра за пределы нормы. Кроме того, эти же приборы используются при наладке и ревизиях.
Основная часть параметров ГПА измеряется дистанционно с помощью преобразования текущего значения параметра в аналоговый электрический сигнал, который передается на измерительный прибор, установленный на главном щите управления (ГЩУ). Из числа дистанционно измеряемых выделяется шесть наиболее важных параметров, определяющих режим агрегата: температура газа, частоты вращения валов ТВД и ТНД, давление газа до и после нагнетателя, а также перепад давления «масло— газ» в системе уплотнения нагнетателя. Для измерения этих параметров на агрегатной панели каждого ГПА установлены индивидуальные показывающие, а в некоторых случаях и регистрирующие приборы.
Измерение остальных параметров в установке А705-15-03 осуществляется преобразованием всех дистанционно измеряемых параметров в аналоговый электрический сигнал; предусмотрено их измерение по вызову на многошкальном стрелочном приборе, установленном на агрегатной панели (устройство представления информации). Такое решение обеспечивает большую автономность агрегатной автоматики, ее независимость от цеховых систем контроля и делает возможным двухступенчатое управление агрегат — центральный диспетчер.
На рис. 106 показана схема размещения датчиков параметров агрегата ГТК-Ю-4.
254
Датчики температура ; \
Для измерения температуры подшипников, масла, воздуха и некоторых других параметров ГПА используются термопреобразователи сопротивления (рис. 106, поз. 1, 2, 7 и 10 в кружках). В этих датчиках использовано свойство проводника, из которого изготовлен чувствительный элемент, изменять свое сопротивление в зависимости от температуры. Сопротивление измеряется вторичным прибором, где преобразуется в аналоговый сигнал электрического тока или в перемещение указателя прибора.	-s
Термопреобразователи сопротивления различаются по типу чувствительного элемента (медные или платиновые), по конструктивному исполнению, инертности и некоторым другим характеристикам. Термопреобразователи типа ТСП-5071 и ТСМ.-5071 используются на ГПА для контроля температуры жидких и газообразных сред. Инерционность термопреобразователей такого типа лежит в пределах 20—40 с.
В подшипниках агрегата ГТК-Ю-4 устанавливаются преобразователи типа ТСП-309 или ТСП-309М, практически не отличающиеся друг от друга. В последнее время промышленность освоила выпуск еще нескольких типов преобразователей для измерения температуры подшипников. Преобразователь ТСМ-6095 является аналогом ТСП-309 и имеет одинаковые с ним размеры: диаметр 8 мм и резьбу на штуцере М12 X 1,5. Кроме того, изготовляются миниатюрные платиновые и медные преобразователи типов ТСП-410 и ТСМ-410, имеющие наружный диаметр 5 мм и штуцер с резьбой М8Х1.
Предполагается замена на выпускаемых машинах платиновых преобразователей медными. Такая замена возможна и на агрегатах, находящихся в эксплуатации, однако при этом необходимо переградуировать вторичный прибор.
В каждом опорном подшипнике агрегата установлено два термопреобразователя (рис. 106, поз. 2), а в каждом упорном — четыре (два в установочных колодках и два в рабочих). Каждая пара термопреобразователей подключается гибким кабелем к вставке своего промежуточного штепсельного разъема, чем обеспечивается возможность разборки подшипников. Колодки промежуточных штепсельных разъемов соединены жестким монтажом с проходным штепсельным разъемом, укрепленным в корпусе агрегата и служащим для вывода проводов из внутренней полости наружу. Соединение штепсельных разъемов в агрегате ГТК-Ю-4 и термопреобразователей приведено на рис. 107 и 108 и в прил. 1 и 2. Благодаря установке термопреобразователей в непосредственной близости от рабочих поверхностей подшипников и их малой инерционности, измерение и защита осуществляются с большой точностью и быстродействием.
В установке А705-15-03 для каждого преобразователя предусмотрен отдельный канал измерения и защиты. При используемом методе измерения обрыв темопреобразователя или линии, соеди-
2» /
Рис. 106. Схема размещения датч
1 — резервный маслонасос; 2 — пусковой маслонасос; <3 — инжектор: 4 — регулирующий кла $ —. турбодетандер; 10 — регенератор № 1; 11 — стопорный клапан; 12 — ТВД; 13 — ТНД; 14 — розатвор; 19 — поплавковая камера; 20— сигнализатор помпажа; 21— регулятор перепада;
25 — сдвоенный обратный клапан; 26 — Обозначения 1—45 в
няющей его с прибором, в большинстве случаев эквивалентен резкому возрастанию температуры, он приводит к появлению большого напряжения разбаланса в измерительной схеме и, как следствие, к ложной аварийной остановке агрегата. Устранить этот недостаток весьма сложно, так как все известные схемы позволяют предотвратить ложный сигнал лишь при внезапном под-ном обрыве провода. На практике часто встречаются случаи постепенных отказов, когда провод перед разрывом медленно утоняется или возрастает сопротивление в контактном соединении. Отличить такое увеличение сопротивления от вызванного повышением температуры схемными средствами невозможно. Для уменьшения числа отказов необходимо тщательно следить за качеством
256
иков параметров агрегата ГТК-10-4.
пан; 5 — камера сгорания; б — регенератор № 2; 7 — компрессор; 4 — главный маслонасос; импеллер; 15 — аккумулятор масла; 16 — нагнетатель; 17— маслонасосы уплотнения; 18— гид-22 — маслоохладитель; 23 — подогреватель масла; 24 — редукционный клапан «после себя»; обратный клапан; 27 — дроссельная шайба.
кружках приведены в тексте.
монтажа. Важно не допускать повреждений защитной оплетки кабеля, добиваться отсутствия заусенцев и острых кромок в местах его прокладки. Чтобы кабель не повреждался от колебаний, вызываемых потоком масла, постоянно циркулирующим в подшипнике, его следует крепить к корпусу через каждые 100—150 мм. После завершения монтажа следует проверить омметром целость линии и преобразователя, а мегомметром — сопротивление изоляции между выводными концами и корпусом. В измерительных каналах установки А705 предусматривается формирование двух сигналов — предупреждающего и аварийного — по температуре подшипников. Значения параметра, при которых возникают сигналы, — уставки приведены в табл. 8.
17 Заказ № 314
257
Рис. 107. Установка термометров сопротивления в подшипниках турбины.
а — передний опорно-упорный подшипник; 6 — задние опорно-упорный и опорный подшипники.
К числу важнейших параметров, по которым судят о режиме агрегата, относится температура продуктов сгорания. Измерение этого параметра и защита от превышения температуры производятся с помощью преобразователей термоэлектрических (термопар) (рис. 106, поз. 6), принцип действия которых основан на явлении возникновения в контуре, составленном из двух различных проводников, электродвижущей силы (т. э.д. с.) , пропорциональной разности температуры холодного и горячего спаев проводников. Провода, составляющие термопару — термоэлектроды, соединены на одном конце, а место соединения — горячий спай — помещается в торцевой части корпуса термопары. Конструкция горячего спая определяет инерционность термопары (в малоинерционных термопарах — с запаздыванием в несколько секунд).
258
Рис. 108. Установка термопреобразователей сопротивления в подшипниках нагнетателя.
1 — штепсельный разъем; 2 — термопреобразователь сопротивления.
Торцевая часть корпуса изготовляется тонкостенной и заполняется теплопроводным сплавом, например серебряным припоем, что обеспечивает хороший тепловой контакт между корпусом термопары и ее горячим спаем. У термопар с прочным толстостенным корпусом и изоляционной прокладкой между корпусом и горячим спаем инерционность получается большой, около 3—4 мин. Для измерения температуры газа в агрегате ГТК-10-4 применяется малоинерционная хромель-алюмелевая термопара ТХА-280М. Раньше осуществлялось измерение температуры газа непосредственно перед турбиной, для чего термопары устанавливались перед ТВД. Однако большая скорость газового потока и его высокая температура вызывали иногда охрупчивание металла легких корпусов малоинерционных термопар и их поломку. В настоящее время для измерения температуры газа предусматривается установка восьми сдвоенных малоинерционных термопар за ТНД (по четыре на каждом выхлопном патрубке), а непосредственное измерение перед ТВД не предполагается. Для определения температуры Ti перед ТВД по измеренной температуре Т2 за ТНД пользуются зависимостью между 1\ и Т2 и давлением р за осевым компрессором (см. рис. 20).
В установке А705-15 определение 7\ по Т2 и р осуществляется автоматически и рассчитанный параметр Т\ используется в цепях защиты и измерения. При этом параметр Т2 (температура за ТНД) может быть также выведен на показывающий прибор и использован в цепях защиты.
Для измерения температуры воздуха до и после регенераторов (рис. 106, поз. 3 и 4) применяются термопары ТХА-0806. Эти термопары обладают большой инерцией, что в данном случае не имеет значения, зато отличаются надежностью и долговечностью.
Как уже говорилось, т. э. д. с., развиваемая термопарой, пропорциональна разности температуры горячего и холодного спаев, т. е. для получения правильного результата к измеренной т. э. д. с. надо прибавить т. э. д. с. холодного спая. Во всех используемых на газотурбинных агрегатах приборах эта поправка вносится автоматически. При этом до клемм прибора от термопары соединительная линия должна быть выполнена либо из того же материала, что и термоэлектроды, либо из специального компенсационного провода, обеспечивающего взаимную компенсацию т. э. д. с., возникающих в местах соединения разнородных металлов. Это требование вызывает трудности при монтаже из-за дефицитности компенсационных проводов и в связи с тем, что они не выпускаются многожильными. В настоящее время на КС намечается тенденция осуществлять компенсацию температуры холодного спая в машинном зале с помощью специально устанавливаемых компенсационных коробок, серийно выпускаемых промышленностью. В таких случаях корректирующие устройства вторичных приборов должны быть исключены. Обычно для этого необходимо заменить медную катушку компенсации на константановую. Сопротивления обеих катушек при 0°С должны быть равны.
260
Кроме этих преобразователей для автоматического двухпозиционного регулирования температуры путем замыкания и размыкания контактов электрической цепи при изменении температуры контролируемой среды выше или ниже заданных настройкой пределов используются датчики-реле температуры ТР-ОМ5 (старые модификации ТР-1Б и ТР-2Б) (рис. 106, поз. 5 и 8).
Для измерения температуры масла применяется также термометр манометрический показывающий сигнализирующий электро-контактный типа ТПП-СК (рис. 106, поз. 9). Принцип действия его аналогичен принципу действия датчика-реле ТР.
Датчики давления
Для измерения давлений и перепадов давлений используются манометры и дифманометры (рис. 106, поз. 20—26, 29—42, 44), которые устанавливаются на специальных щитах (например, щите регулирования), а остальные по месту.
Для измерения перепада давления на сетке датчика образования льда (рис. 106, поз. 12) используется сильфонный дифманометр типа ДСП-778-Н показывающий с сигнальным устройством. Принцип действия сильфонного блока основан на зависимости между измеряемым перепадом давления и упругой деформацией винтовых цилиндрических пружин сильфона. Принцип действия сигнального устройства прибора основан на свойстве фоторезистора изменять свое сопротивление при воздействии на него источника света. На приборе имеются лампы: «Максимум» — красного цвета, «Минимум» — зеленого цвета и «Норма» — желтого цвета. При достижении измеряемым параметром значения, установленного задающей стрелкой, шторка открывает щель и пучок света попадает на фоторезистор, сигнал с которого подается в цепь управления через усилитель и выходные реле. Датчик образования льда, с помощью которого контролируется состояние атмосферного воздуха (температура, влажность), представляет собой сетку (рис. 109), встроенную в инжектор. Инжектор устанавливается на наружной стороне стенки камеры фильтров, после пылеулавливающих сеток. К инжектору подводится сжатый воздух из нагнетания компрессора, который, расширяясь, подсасывает атмосферный воздух из камеры фильтров. При условиях, благоприятствующих образованию льда на лопатках входного направляющего аппарата осевого компрессора, на сетке датчика образуется лед, что сопровождается увеличением перепада давлений на сетке, который фиксируется дифманометром. Срабатывает его сигнальное устройство и подается сигнал на включение системы обогрева. В датчике предусмотрен ввод для подключения напряжения, что дает возможность проверять датчик: если после сигнала об образовании льда подать на сетку напряжение, она нагреется, лед растает, при этом должен исчезнуть сигнал на выходе дифманометра; если же сигнал сохранится, значит, сетка засорена.
261
Рис. 109. Инжектор.
/ — конфузор; 2—датчик (сетка); 3 — камера; 4 — диффузор.
Рис. НО. Схема подключения дифманометра типа ДМ.
Н1 И К1 — начало и конец первичной обмотки дифференциального трансформатора; Н2 и К2 — начало и конец вторичной обмотки.
Для дистанционного измерения перепада давлений газа на конфузоре нагнетателя, преобразования его в электрический сигнал и передачи сигнала на вторичный прибор используется дифманометр мембранный типа ДМ. Схема подключения прибора приведена на рис. 110. Проверка нулевой установки проводится при рабочем избыточном давлении и отсутствии перепада, для чего закрывают запорные и открывают уравнительный вентили. Стрелка должна остановиться на нуле. Если после воздействия односторонней перегрузки нулевая установка сбита, то необходимо оставить прибор без нагрузки на 24 ч и, если в течение этого срока нуль не восстановится, следует прибор отрегулировать.
Для контроля перепада давлений на кранах к! и к2, «масло— газ» и воздуха на фильтре (рис. 106, поз. 11, 29, 32, 42) используется реле давления дифференциального типа РДД-1, основная задача которого — выдать сигнал (электрический) при достижении заранее установленного значения. Пределы настройки разности давлений, при которой срабатывает реле, — от 0,3 до 6,3 кгс/см2. Статическое давление рабочей среды не более 88 кгс/см2. При параллельной работе нагнетателей необходимо еще одно реле для измерения перепада давлений на кране к2. При установке реле допускается отклонение от вертикали не более ±15°.
Степень разрежения перед осевым компрессором определяется с помощью датчика тяги ДТ-250 (рис. 106, поз. 43), принцип действия которого основан на уравновешивании силы, создаваемой разрежением контролируемой среды на чувствительный элемент (мембрану), силами упругих деформаций винтовой пружины. Трубопровод чувствительного элемента не должен превышать 20 м по длине и иметь резких перегибов. Датчик изготавливается с зоной нечувствительности, направленной в сторону повышения (относительно уставки) разрежения контролируемой среды. Уставка производится по шкале датчика или по контрольному манометру при прямом срабатывании (срабатывание микропереключателя при плавном понижении контролируемого параметра).
262
Защита по осевому сдвигу осуществляется с помощью двух электроконтактных манометров (рис. 106, поз. 13, 14 и 15) (осевой сдвиг ТНД — одним манометром), нормально разомкнутые контакты которых запараллелены и замыкаются в зависимости от направления смещения. Использование нормально разомкнутого контакта обосновано тем, что характеристика «смещение вала—давление воздуха» нелинейная и увеличение давления при уменьшении зазора более заметно, чем уменьшение давления при увеличении зазора.
Для непрерывного преобразования давлений на входе и выходе нагнетателя (рис. 106, поз. 27 и 28) в пропорциональный электрический токовый сигнал используются взрывозащищенные манометры типа МП с электрическим аналоговым выходным сигналом 0—20 мА постоянного тока. Датчики построены на принципе электрической силовой компенсации и состоят из трех унифицированных блоков: измерительного блока, электросилового преобразователя и полупроводникового усилителя.
Для непрерывной выдачи информации о давлении масла смазки (рис. 106, поз. 35) в виде унифицированного сигнала — взаимной индуктивности 0—10 мГ — используется манометр типа МЭД. Принцип действия датчика основан на деформации манометрической трубчатой пружины при подаче давления.
В настоящее время для контроля давления и перепадов давления используются преобразователи тензорезисторные взрывозащищенные «Сапфир». Они обеспечивают непрерывное преобразование давления (избыточного или абсолютного) или разности давлений нейтральных и агрессивных сред в унифицированный электрический токовый выходной сигнал дистанционной передачи 0—5 или 0—20 мА. Преобразователи состоят из двух функциональных устройств: первичного преобразователя и блока питания и защиты БПЗ-24. Первичные преобразователи имеют искробезопасное исполнение и могут применяться во взрывоопасных помещениях всех классов. Блок питания БПЗ-24 относится к электрооборудованию общего назначения (с искробезопасным входом) и должен устанавливаться вне взрывоопасного помещения. Мембраны, фланцы и другие детали первичных преобразователей, соприкасающиеся с измеряемой средой, изготавливаются из различных материалов, которые выбираются в зависимости от измеряемой среды. Преобразователи выпускаются трех классов точности: 0,6; 1,0 или 1,5. Время установления выходного сигнала при скачкообразном изменении измеряемого параметра не превышает 0,5 с.
Принцип действия преобразователя основан на использовании тензоэффекта в полупроводниках. Воздействие измеряемого параметра вызывает изменение сопротивления тензорезисторов, нанесенных на чувствительный элемент тензомодуля, который размещен внутри измерительного блока первичного преобразователя. Это изменение сопротивления тензорезисторов преобразуется с помощью встроенного электронного устройства в пропорциональный токовый выходной сигнал (4—20 мА) первичного преобразователя.
263
Взрывоопасная зона
Взрывобезопасная зона
Рис. 111. Схема внешних соединений преобразователя «Сапфир». / — первичный преобразователь; // — блок питания БПЗ-24.
Параметры линии связи, не более: R — 20 Ом; С —0,06 мкФ; L — I мГ.
Указанный выходной сигнал преобразуется блоком БПЗ-24 в унифицированный токовый выходной сигнал преобразователя (0—5, 0—20 или 4—20 мА) в зависимости от исполнения преобразователя. Схема внешних соединений преобразователя «Сапфир» приведена на рис. 111. Измерительные блоки преобразователей в принципе сделаны одинаково и состоят из двух камер — «плюсовой» и «минусовой». Только в преобразователях избыточного давления «минусовая» камера вакуумирована, а в преобразователях разности давлений — соединяется с измеряемой средой.
Специальные датчики
В установке А705-15 для измерения частоты вращения валов турбины используется комплекс тахометрических преобразователей с сигнализаторами «Турбина». Он выдает аналоговые сигналы постоянного тока 0—5 мА, пропорциональные частоте вращения валов, и формирует двоичные сигналы для использования в системе защиты и управления. Комплекс состоит из первичных тахометрических преобразователей (ППТ), блока наблюдения и управления (БНУ) и измерительного прибора (ИП) М1731 с полным отклонением при токе 5 мА, отградуированного в оборотах в минуту (цена деления шкалы прибора 50 об/мин).
В состав БНУ (рис. 112) входят измерительные тахометрические преобразователи (ПИТ) (3 шт.), сигнализаторы с фиксированными уставками (СгЧВ) (5 шт.) и сигнализаторы остановки (СгЧО) (1 шт.). ППТ работает совместно с зубчатым колесом, установленным на валу. Воздушный зазор между рабочей поверхностью магнитопровода и плоскостью зуба колеса должен быть 0,75±0,25 мм. При вращении вала ППТ (рис. 106, поз. 16) выдает 264
Рис. 112. Структурная схема тахометрического комплекса «Турбина».
две независимые синхронные последовательности импульсов практически синусоидальной формы с частотой, пропорциональной частоте вращения и равной 4000 Гц на верхнем пределе измерения, что достигается подбором числа зубьев на колесе. Два выхода одного ППТ могут использоваться раздельно или совместно, соединенные последовательно. Входы преобразователей и сигнализаторов гальванически разделены с выходами первичных преобразователей. Комплекс предусматривает возможность периодического контроля исправности ПИТ, СгЧВ и СгЧО от генератора контроля (ГК), размещенного в БНУ (прибор отградуирован на 6000 об/мин, число зубьев — 40). Рабочий диапазон измеряемых частот вращения от 5 до 100 % от верхнего предела измерения, а диапазон сигнализации остановки ротора от 0 до 10 об/мин.
При проверке ППТ в рабочем диапазоне измерения должен выдавать напряжение амплитудой не менее 0,3 В на нагрузочное сопротивление 2 кОм. Время срабатывания СгЧВ (при аварийных уставках сигнализации) не должно превышать 0,06 с. При выключении и повторном включении питающего напряжения не должно быть ложных срабатываний сигнализаторов СгЧВ и СгЧО. Сопро
265
тивление соединительных кабелей от ППТ до БНУ и от БНУ до ИП должно быть не более 25 Ом. Все ППТ, ПИТ и сигнализаторы с одинаковыми уставками взаимозаменяемы. К одному ППТ можно подключить не более трех ячеек. Уставка сигнализации СгЧВ устанавливается в пределах от 25 до 100 % от верхнего предела измерения.
При прохождении зуба зубчатого колеса над полюсами ППТ на входы блока входных трансформаторов (БВТ) поступают импульсные сигналы, которые трансформируются на входы соответствующих узлов: ПИТ, СгЧВ или СгЧО. ПИТ преобразует входной импульсный сигнал в аналоговый сигнал постоянного тока от 0 до 5 мА, который затем поступает на ИП, отградуированный в оборотах в минуту. Преобразователь ППТ состоит из постоянного магнита, на полюсных наконечниках которого располагаются две обмотки зашунтированные диодами, обеспечивающие постоянство выходного сигнала. Регулирование и проверка уставок сигнализаторов производятся с помощью сменных резисторов (выпаиваются резисторы и на их место подключается магазин сопротивлений). Подбором сопротивления необходимо установить необходимую частоту опорного генератора, контролируемого частотомером. Эта частота и является уставкой, которая рассчитывается по формуле f = nz/fjO (где f — частота генератора, Гц; п — частота вращения ротора турбины, об/мин; z—число зубьев зубчатого колеса).
Работа СгЧВ основана на сравнении частоты сигналов ППТ с частотой сигналов опорного генератора (генератора уставок). Принцип действия ППТ — магнитоиндукционный, основан на индуцировании э.д. с. на выводах катушек 3 (рис. 113) при изменении магнитного потока в результате изменения зазора между торцами магнитопровода 2 и зубчатым индуктором 4 при вращении последнего. Амплитуда выходного сигнала зависит от воздушного зазора, частоты изменения магнитного потока и от нагрузки (рис. 114).
Для сигнализации уровня масла в маслобаке (рис. 106, поз. /9) установлен поплавковый сигнализатор (рис. 115) с двумя конечными выключателями. Один конечный выключатель сигнализирует о максимально допустимом уровне (на 100 мм ниже внутренней поверхности верхнего листа рамы-маслобака), а второй— о минимально допустимом уровне. Для сигнализации уровня масла в аккумуляторе масла используется датчик уровня жидкости типа ДУЖЭ-200 (рис. 105, поз. 45).
Рис. 113. Первичный тахометрический преобразователь.
/ — магнит; 2 — магнитопровод; 3 — катушки; 4 — зуб чатый индуктор.
266
Рис. 114. Зависимость амплитуды выходного сигнала от частоты изменения магнитного потока.
а — при холостом ходе с воздушным зазором 6 = 1 мм; б — то же, 6=1,5 мм; в — при нагрузке Ян=2 кОм и 6 = 1 мм; г —то же, Ян=2 кОм и 6—1,5 мм.
Рис. 115. Сигнализатор уровня масла в маслобаке.
/ — маслобак; 2— поплавок; конечные выключатели: 3 — высокого уровня масла; 4— низкого уровня масла.
Контроль факела осуществляется прибором «Пламя» (рис. 106, поз. 17), работающим по принципу обнаружения низкочастотных (6 Гц) пульсаций пламени (видимое и инфракрасное излучение) в камере сгорания. Конструктивно прибор контроля факела состоит из фотодатчика типа ФД-2 и вторичного прибора. Прибор обеспечивает быстродействующую защиту газовой турбины от последствий самопроизвольного погасания факела в камере сгорания, а также выдает электрический сигнал в схему управления о появлении факела при пуске. Прибор обеспечивает сигнализацию с помощью контактных групп цепей защиты и сигнализации (два нормально замкнутых и два нормально разомкнутых контакта), бесконтактного выхода постоянного тока 24 В, 50 мА и контактной группы цепей сигнализации отказов датчика (один нормально разомкнутый). В схеме управления ГТУ используется только контактная группа цепей защиты и сигнализации. В качестве чувствительного элемента фотодатчика, преобразующего пульсации светового потока в электрический сигнал, используются фоторезисторы типа ФСА-Г1. Темновое сопротивление фоторезистора (стекло датчика затемнено) должно быть 47 ± 10 кОм, напряжение на фоторезисторе — 4,2 ± 1 В. Датчики устанавливаются на специальных смотровых окнах камеры сгорания ГТУ так, чтобы расстояние между смотровым окном и защитным стеклом датчика было в пределах 100—200 мм. Это необходимо для предохранения фоторезистора от нагрева прямым излучением факела. Кроме того, корпус фотодатчика должен охлаждаться водой (температура воды должна быть менее 40 °C, давление менее 4 кгс/см2, расход воды не более 30 л/ч). Нарушение этого условия является главной причиной выхода датчиков из строя. В процессе эксплуатации
267
в случае запыления стекол следует очищать их с помощью сжатого воздуха. От датчика электрический сигнал поступает на вторичный прибор, где с помощью разделительного конденсатора выделяется переменная составляющая, возникающая из-за пульсации яркости пламени в камере сгорания, что делает схему нечувствительной к излучению горячих стенок камеры сгорания, которое сохраняется и после погасания факела. Благодаря этому существенно снижается инерционность цепи защиты.
На лицевой панели вторичного прибора расположены: стрелочный индикатор; лампа «Отказ», которая загорается при коротком замыкании, обрыве, пропадании напряжения питания прибора на время более 5 с или проверке работы схемы сигнализации отказов фотодатчика (сигнал «Отказ» фотодатчика или линии связи должен подаваться при сопротивлении фотодатчика менее 3 ± 1 кОм или более 75 ± 10 кОм); лампа «Питание» [питание прибора можно производить раздельно или одновременно от сети переменного тока 220 В (50 Гц) или от сети постоянного тока 24 В]; лампа «Нет факела», которая загорается при исчезновении факела в камере сгорания или при проверке чувствительности прибора; кнопка «Сброс», служащая для сброса запоминания сигнализации отказов фотодатчика; переключатель рода работ («Работа», «Сигнализация» и «Чувствительность»), В целях устранения возможности попадания пыли внутрь корпуса на задней стенке прибора предусмотрен штуцер для подвода сжатого воздуха (р < < 0,001 кгс/см2). Измерительные жилы от фотодатчика до вторичного прибора прокладываются экранированным проводом, заземленным в начале и конце линии.
Проверка готовности (исправности) проводится следующим образом. При установке переключателя в положение «Работа» должны гореть лампы «Питание» и «Нет факела». Напряжение питания фоторезистора должно быть 4,2 ± 1,0 В, в положении «Сигнализация» — лампы «Питание» и «Отказ» (при нажатии и отпускании кнопки «Сброс» лампа «Отказ» не должна гаснуть). Микроамперметр должен показывать ток примерно 15 мкА. Установить переключатель в положение «Работа» и, нажав кнопку «Сброс», погасить лампу «Отказ», а затем убедиться, что при закорачивании клемм фотодатчика и при отсоединении его от прибора загорается лампа «Отказ», а микроамперметр показывает примерно 15 мкА. Это свидетельствует об исправности схемы сигнализации отказа фотодатчика. При установке переключателя в положение «Чувствительность» микроамперметр должен показывать ток примерно 10 мкА и должны гореть лампы «Питание» и «Нет факела». Если при переключении загорается лампа «Отказ», то необходимо нажать и отпустить кнопку «Сброс», при этом лампа «Отказ» должна погаснуть (при проверке чувствительности в случае питания прибора только от источника постоянного тока 24 В стрелка микроамперметра будет находиться на нуле, так как на вход усилителя не подается контрольный сигнал переменного тока).
268
Рис. 116. Схема внешних соединений прибора «Пламя» (а) и схема соединения выходных контактов трех приборов (б).
Схема внешних соединений прибора «Пламя» показана на рис. 116, а. На рис. 116,6 приведена схема соединения выходных контактов трех приборов, устанавливаемых на камере сгорания ГТУ. Соединение контактов производится по схеме «голосования».
Во время эксплуатации следует периодически проверять работоспособность прибора на работающем агрегате путем перекрытия светового потока к фотодатчику, отключив предварительно цепи защиты.
Запальное устройство (рис. 117) турбины состоит из искровой свечи зажигания типа А14у(А8НТ), катушки зажигания типа Б200 и подавительного сопротивления типа СЭ12. Свеча устанавливается в запальнике камеры сгорания и соединяется с катушкой через подавительное сопротивление, которое выполняет роль контактного устройства, являясь в то же время подавителем радио-помех. Обе катушки зажигания (в камере сгорания устанавливаются два запальника) смонтированы в соединительной коробке,, закрепленной на металлической колонке около камеры сгорания. При монтаже необходимо обеспечить надежное заземление коробки. Питание запального устройства осуществляется от источника тока напряжением 24 В. Ток, потребляемый каждой катушкой, равен 2 А. Поэтому необходимо учитывать сопротивление проводов кабеля, по которому подводится питание (может не хватить мощности источника питания). При монтаже необходимо отрегулировать воздушный зазор в катушках, чтобы обеспечить одинаковое сопротивление.
269
К!) о
Рис. 117. Запальное устройство.
а — общий вид; б — схема соединений; в — схема катушки. 1 — корпус; 2 — катушки зажигания; 3 — свечи; 4 — подавительные сопротивления; В — клемма высокого напряжения; С — конденсатор; к —включающий контакт; к1 — контакт прерывателя.
Принцип действия катушки зажигания состоит в преобразовании с помощью электромеханического прерывателя постоянного тока в импульсный и последующего повышения его напряжения с помощью трансформатора примерно до 20 кВ. Во избежание перегрева электродов время работы свечи должно быть ограничено 10—20 с, а в случае необходимости повторного включения свечи следует сделать перерыв 1 —1,5 мин. Для обеспечения более надежной искры и увеличения срока работы свечи зазор между электродами должен составлять 2 мм.
Защита по вибрации в настоящее время осуществляется с помощью двух типов виброаппаратуры. Для контроля вибрации подшипников компрессора и газовой турбины используется устройство контрольно-сигнальное виброизмерительное типа ВВК-331 (ТКВ-1м), а для контроля вибрации нагнетателя — контрольносигнальная аппаратура КСА-15.
Виброаппаратура ВВК-331 предназначена для контроля параметров стационарных неимпульсных вибраций и формирования аналоговых и дискретных сигналов, зависящих от эффективного значения виброскорости подшипников турбины. Виброаппаратура состоит из пьезоэлектрических измерительных двухкомпонентных вибропреобразователей 2ВП-1 и блока вибрации. В зависимости от модификации виброаппаратура может иметь от 2 до 10 двухкомпонентных датчиков (или от 1 до 20 однокомпонентных). Диапазон рабочих частот от 20 до 1000 Гц, предел допустимой основной погрешности каждого канала ±10 % от предельного значения измеряемой величины. Каждый канал измерения имеет аналоговый выход 0—5 мА при нагрузке от 0,1 до 2,5 кОм (при изменении контролируемого параметра вибрации от 0 до 10 мм/с).
Вибропреобразователь 2ВП-1 состоит из датчика и усилителя. Датчики устанавливаются на крышках подшипников таким образом, чтобы измерять вибрацию в двух направлениях, перпендикулярных к оси агрегата: вертикальном и горизонтальном (на корпусе датчика нанесены стрелки, указывающие направления измерения вибрации). Принцип действия датчика основан на пьезоэлектрическом эффекте, выражающемся в возникновении на поверхности кристаллов электрических зарядов, пропорциональных силе сжатия или растяжения, действующей на кристалл. На рис. 118 приведено схематическое изображение датчика.
Пьезопластины 1 соединены с массивным грузиком 2 и закреплены в корпусе датчика с помощью пружин 4. При вибрации грузик давит на пьезоэлемент, что приводит к возникновению пьезоэлектрического эффекта. Так как заряд, возникающий на
Рис. 118. Вибродатчик.
1 — пьезоэлектрические пластины; 2 — инерционная масса; 3 — электрод; 4 — плоские пружины.
противоположных поверхностях пьезоэлемента, пропорционален приложенной силе, а сила, в свою очередь, зависит от ускорения инерционной массы грузика, то электрический сигнал датчика пропорционален виброускорению. Каждый датчик кроме измерительной пластины содержит дополнительную — контрольную. На нее подается от внешнего источника переменное напряжение, вызывающее вибрацию пластины (обратный пьезоэффект), которая передается на измерительный пьезоэлемент и вызывает на нем возникновение электрического сигнала. В каждом преобразователе собрано два таких датчика для измерения вертикальной и горизонтальной составляющих вибрации. Датчики рассчитаны на температуру окружающего воздуха не более 70 °C, поэтому в местах с повышенной температурой (подшипники газовой турбины) их необходимо устанавливать в специальном кожухе, по которому циркулирует охлаждающая вода. Кабель следует монтировать на трубах, по которым подается охлаждающая вода. Сигнал от датчика поступает на усилитель, который устанавливается не дальше Юм -от датчика. Усилитель предназначен для нормирования коэффициента преобразования и согласования выходного сопротивления пьезопластины с линией связи вибропреобразователя и вторичного электронного блока.
От усилителя на электронный блок подается сигнал, пропорциональный виброускорению, который интегрируется в блоке, и получается сигнал, пропорциональный виброскорости. Вибропреобразователь и электронный блок должны соединяться экранированным кабелем, который помещается в металлический рукав или трубу. Особое внимание необходимо уделять заземлению преобразователей, усилителя, металлорукава и корпуса электронного блока с целью минимизации наводок.
На передней панели блока вибрации расположены: в центре — показывающий прибор со шкалой, градуированный в миллиметрах на секунду; над показывающим прибором слева направо — световые индикаторы сигнализаций (предупредительной, аварийной, повреждения канала) и светодиод, сигнализирующий о работе в режиме «Контроль»; слева от показывающего прибора сверху вниз — переключатель режимов работ, кнопки, подключающие к показывающему прибору фильтры низкой частоты 100 и 31,5 Гц; справа от показывающего прибора — пломбируемая крышка «Контроль». Под крышкой расположены резисторы включения режима «Контроль», регулировки уровня контрольного сигнала, установки порогов срабатывания предупредительной и аварийной сигнализаций. На задней панели блока имеются клеммы для подключения внешних приборов. Схема подключения ВВК-331 приведена на рис. 119.
При контроле цепей внутренней и внешней сигнализаций необходимо отключить внешние исполнительные устройства. Сигнализация «Канал поврежден» производит надежное отключение предупредительной и аварийной сигнализаций и включение сигнализации «Канал поврежден» (обрыв цепей и т. д.). Необходимо
272
I
18 Заказ № 314	273
Х9	Х1 .Вх.1 * Вх.2. *^5В* Охран* Вых.1¥* . Л/х7 *8ых.2^ * Вых.2* Преобразойа тень 7				Х2 \+15В\ - О5их-- /(J „Охран. Вых.З? "-вых.З-*6мг.4<* ,8ых.4* Ореобразова тель2					ХЗ -1поврП- || *1/п>ЗрИи 1 I *2... ' ,2.. * ~2... ~	, J... , *J... * *3... , ~4... * t4... ~ ~| т^-- т Каналы Повреждение
над
Выход 0-5 мА 1X3 да_Гч_
да
да
На'сцит управления
'Я'
i' •«
7/3
8X3
10X3
да|
-уда
да,, Неиспр. канала
’* Канал исправен
2X5,
Преддпр.
ВП1-Верт_ сигнализация
ВП1-гор
ВП2-!ерт
8П2-гор.
3X6
3X5
3X4
Рис. 119. Схема подключения ВВК-331.
ВП1-6ерт.
s 9X7.
ВП1-гор.
Авар сигнализация
8X5	9X6
ВП2-верт 8X5	9X5
ВП2-гор.
помнить, что аварийный сигнал прибором не запоминается. Канал обеспечивает диапазоны регулирования порогов срабатывания предупредительной сигнализации от 3 до 10 мм/с и аварийной — от 5 до 15 мм/с. Релейный выход канала имеет нагрузочную способность 0,1 А, 220 В при активной нагрузке. Кратковременное отключение (до 0,5 с) напряжения питания не должно вызывать ложного срабатывания аварийной и предупредительной сигнализаций.
В зависимости от модификации (числа каналов измерения) виброаппаратура состоит из нескольких электронных блоков, которые собираются в одной стойке.
Контрольно-сигнальная аппаратура КСА-15 предназначена
для измерения и сигнализации о превышении заданных уровней вибросмещения и осевого сдвига роторов из хромоникелевых сталей (в диапазоне от 10 до 250 мкм). Диаметр ротора должен быть свыше 60 мм с чистотой обработки поверхности не хуже 1,25; зазор между торцом катушки преобразователя и объектом контроля 1,35 ± 0,15 мм. Конструктивно КСА-15 состоит из контейнера, в который входят четыре блока вибросмеще-<,	ния, блок осевого сдвига, блок питания и пять
вихретоковых преобразователей. Преобразо-/Aps/	ватель состоит из катушки, располагаемой на
/ zTx\	месте измерения, и генератора, соединенного
-4—(ДА4=1' № с катушкой 4-метровым кабелем. Преобразо-kJ	ватели предназначены для работы во взрыво-
'	опасных помещениях класса В 1а.
	
Рис. 120. Установка
датчиков КСА-15.
/ — ротор; 2 — датчик вибросмещения; 3 —- датчик осевого сдвига.
Преобразователь вихретоковый предназначен для преобразования значения зазора между торцом преобразователя и объектом контроля в выходное напряжение. Преобразователь питается постоянным напряжением 24 В, которое генератор преобразует в радиочастотный сигнал частотой 1—2 МГц, поступающий на катушку. Катушка излучает радиочастотный сигнал в окружающее пространство в виде магнитного поля. При отсутствии металла вблизи катушки нет потерь мощности радиочастотного сигнала и выходное напряжение генератора максимально и составляет около 15 В. При приближении проводящего материала к рабочему торцу катушки вихревые токи, генерируемые в поверхности материала, приводят к потере мощности сигнала и пропорциональному уменьшению выходного напряжения генератора. При достаточно малых зазорах вся мощность генератора поглощается проводящей поверхностью. Выходное напряжение генератора
выпрямляется амплитудным детектором и через повторитель поступает на выход
274
L1X 91X	SIX	Ъ1Х	SIX
275
преобразователя. Блок питания обеспечивает стабилизированное и нестабилизированное напряжение 24 В для питания блоков, реле и преобразователей. Блок вибросмещения предназначен для измерения размаха вибросмещения и обеспечивает: индикацию размаха вибросмещения на стрелочном приборе; выходное напряжение, пропорциональное мгновенному значению зазора с чувствительностью 5 В/мм; выходное напряжение, пропорциональное мгновенному значению вибросмещения с чувствительностью 5 В на предельное значение шкалы; выходное напряжение, пропорциональное размаху вибросмещения с чувствительностью 5 В на предельное значение шкалы; срабатывание аварийной и предупреждающей сигнализаций при превышении уровнем вибросмещения установленных порогов; срабатывание сигнализации повреждения канала при выходе напряжения вихретокового преобразователя за пределы установленных значений. Сигнализация обеспечивается световой индикацией и релейными переключающими выходами. При срабатывании сигнализации повреждения канала отключаются каналы аварийной и предупреждающей сигнализаций, что предотвращает ложные срабатывания. Стрелочный индикатор при нажатии соответствующей кнопки показывает зазор, порог срабатывания аварийной и предупредительной сигнализаций, а при отпускании — размах вибросмещения. Порог срабатывания сигнализаций устанавливается с помощью переменных резисторов, выведенных под шлиц (на передней панели контейнера), при нажатии соответствующих кнопок сигнализации. Схематично установка датчиков показана на рис. 120. Схема внешних соединений КСА-15 представлена на рис. 121.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ПОДКЛЮЧЕНИЕ ТЕРМОПРЕОБРАЗОВДТЕЛЕЙ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОДШИПНИКОВ ТУРБИНЫ
Штепсельный разъем № 1	Штепсельный разъем № 2	Штепсельный разъем № 3	Штепсельный разъем № 4
Передний упорно-опорный подшипник
Рабочие колодки		Установочные колодки		Опорный вкладыш		Вкладыш переднего опорного подшипника	
Номер колодки	Номера гнезд штепсельных разъемов	Номер колодки	Номера гнезд штепсельных разъемов	Номер термопре-образователя	Номера гнезд штепсельных разъемов	Номер термопреобразователя	Номера гнезд штепсельных разъемов
5	1 и 2	5	1 и 2	1	1 и 2	1	1 и 2
8	3 и 4	8	3 и 4	2	3 и 4	2	3 и 4
Штепсельный разъем № 5		Штепсельный разъем № 6		Штепсельный разъем до 7		Штепсельный разъем уд 8	
Вкладыш заднего опорного подшипника		Задний опорно-упорный подшипник					
		Установочные колодки		Рабочие колодки		Опорный вкладыш	
Номер термопреобразователя	Номера гнезд штепсельных разъемов	Номер колодки	Номера гнезд штепсельных разъемов	Номер колодки	Номера гнезд штепсельных разъемов	Номер термо-п р еобразователя	Номера гнезд штепсельных разъемов
1 2	1 и 2 3 и 4	5 8	1 и 2 3 и 4	5 8	1 и 2 3 и 4	1 2	1 и 2 3 и 4
ю
оо
Продолжение при л. 1
Штепсельный разъем № 9				Штепсельный разъем № Ю			
Номера присоединяемых штепсельных разъемов и их гнезд	Номера гнезд проходного штепсельного разъема № 9	Номера присоединяемых штепсельных разъемов и их гнезд	Номера гнезд проходного штепсельного разъема № 9	Номера присоединяемых штепсельных разъемов и их гнезд	Номера гнезд проходного штепсельного разъема № 10	Номера присоединяемых штепсельных разъемов и их гнезд	Номера гнезд проходного штепсельного разъема № Ю
1	1	(1	9	1	1	(1	9
2	2	2	10	2	2	2	10
1 3	3	3 3	11	5 3	3	7 3	11
4	4	4	12	4	4	4	12
1	5	„ (1	13	1	5	(1	13
о 2	6	Катушки 2	14	R 2	6	я 2	14
2	3	7	тахометра д	15	6	3	7	8 3	15
4	8	ТВД	4	16	4	8	4	16
						(1	17
						Катушки 2	18
						тахометра <3	19
						ТНД	4	20
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
ПОДКЛЮЧЕНИЕ ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕИ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОДШИПНИКОВ НАГНЕТАТЕЛЯ
Промежуточный штепсельный разъем № 1			Промежуточный штепсельный разъем № 2			Промежуточный штепсельный разъем № 3			Промежуточный штепсельный разъем № 4		
Вкладыш опорный задний			Колодка правая упорная			Колодка левая упорная			Вкладыш опорный передний		
Номер термопреобразо- вателя	Номера гнезд	Номера гнезд проходного штепсельного разъема № 6	Номер термопреобразователя	Номера гнезд	Номера гнезд проходного штепсельного разъема № 6	Номер тер- | мопреобразо-вателя	Номера гнезд	Номера гнезд проходного штепсельного разъема' № 6	Номер термопреобразователя	Номера гнезд	Номера гнезд проходного штепсельного разъема № 6
1 1	1 и 2 3 и 4	1 и 2 3 и 4	5 8	1 и 2 3 и 4	5 и 6 7 и 8	5 8	1 и 2 3 и 4	9 и 10 11 и 12	1 2	1 и 2. 3 И 4	13 и 14 15 и 16
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ............................................................. 3
Глава 1. Система автоматического регулирования ГТУ мощностью 10 и 25 МВт........................................................   10
Система регулирования ГТК-10-4............................ 11
Система регулирования ГТН-25.............................. 19
Глава 2. Конструкция и принцип действия основных узлов регулирования ............................................................... 28
Регулятор скорости......................................... —
Стопорный клапан.......................................... 36
Регулирующий клапан и клапан дежурного горения ....	38
Ограничитель приемистости................................. 41
Байпасный клапан.......................................... 43
Выпускные воздушные клапаны............................... 44
Противопомпажные клапаны.................................. 46
Автоматы безопасности..................................... 49
Кнопка управления......................................... 58
Отсечной золотник...................................  .	59
Золотник с ЭМП............................................ 61
Малоинерционный регулятор температуры МИРТ................ 62
Регулятор давления «после себя»........................... 66
Регулирующее устройство турбодетандера..............  .	68
Реле осевого сдвига....................................... 71
Реле давления воздуха..................................... 73
Блок воздухоподготовки.................................... 75
Блок топливоподготовки.................................... 78
Глава 3. Система регулирования нагнетателей.......................... 80
Регулятор перепада давления .............................. 85
Поплавковая камера........................................ 87
Поплавковый клапан........................................ 89
Сигнализатор помпажа...................................... 90
Дифференциальное реле давления............................ 96
Глава 4. Система маслоснабжения........................................ 99
Установка главного масляного турбонасоса.................. 108
Регулятор турбонасоса...................................... ПО
Установка пуско-резервного масляного насоса............... 111
Главный масляный насос турбины ГТК-10-4................... 113
Установка пускового масляного электронасоса............... 114
Сдвоенный обратный клапан................................  115
Регулятор давления «после себя»........................... 117
Импеллер.................................................. 119
Маслоохладитель .........................................  —
Фильтр масляный........................................... 123
Система отсоса масляных	паров............................. —
Масляный винтовой электронасос.....................  .	125
Шестеренчатые насосы газотурбинных установок.............. 127
279
Глава 5. Наладка регулирования и маслоснабжения........................ 13С
Наладка на остановленном агрегате............................ —
Наладка при работе турбины без нагрузки с отсоединен-	‘
ным нагнетателем................	...................... 135.
Наладка при работе турбины под нагрузкой с подсоединен- < ным нагнетателем .........................................  139
Глава 6. Установка централизованного контроля и управления газотурбинными агрегатами А705-15 .....................................
Устройство нормализации и сигнализации.................
Устройство логической обработки информации.............
Устройство представления информации....................
Устройство цифрового измерения и регистрации...........
Стойки коммутационная и монтажного оборудования ....
Контроль параметров и сигнализация ....................
Управление и защита.........'..........................
Электропитание установки ..............................
Контроль исправности установки ........................
Методы и средства поверки..............................
Характерные неисправности и методы их устранения ....
Глава 7. Система автоматического управления........................
Последовательность пусковых операций...................
Управление насосами...............	. . . .............
Управление кранами.....................................
Последовательность операций остановки..................
Глава 8. Контрольно-измерительные приборы..........................
Датчики температуры..............................  .	. .
Датчики давления.......................................
Специальные датчики....................................
Приложение 1.......................................................
Приложение 2.......................................................
143
144 152 164 177
179 180 192 195 196 203 209
211
213 222 229 244
254
Константин Александрович Тельнов, Арон Абрамович Файнштенн, Семен Захарович Шабашов и др.
АВТОМАТИЗАЦИЙ
ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩИХ АГРЕГАТ0|
С ГАЗОТУРБИННЫМ ПРИВОДОИ
Редактор издательства Н. В. Виноградова. Переплет художника Б. И. Д ы ш л е н КЙ Технический редактор И. Г. Сидорова. Корректоры Н. Д. Б а р и м о в:| В. Н. М а л а х о в а.	Л
Сдано в набор 11.10.82. Подписано к печати 28.01.83. М-27773. Формат 60 X 90/16. Бума! типографскаи № 2. Гарнитура литературная. Печать высокая. Усл. печ. л. 17.5. Уч.-изд.и 18,57. Усл. кр.-отт. 17,5. Тираж 3800 экз. Заказ 314/567. Цена 1 р. 30 к. Ордена «-ЯИ Почета» издательство «Недра». Ленинградское отделение. 193171, Ленинград. ЬДД ул. Фарфоровская, 12. Ленинградская типография № 8 ордена Трудового Красного ЗиаНД| Ленинградского объединения «Техническая книга» им. Евгении Соколовой СоюзполнмяД прома при Государственном комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книтчм торговли. 190000, Ленинград, Прачечный переулок. 6.