Тема 3. Система управления механизацией компрессора

Стр 1 из 4Следующая ⇒

Лекция по учебной дисциплине

«Устройство газоперекачивающего агрегата»

Системы ГТУ двигателя ПС-90ГП2

· Система топливопитания

· Система запуска

· Система управления механизацией компрессора

· Система смазки и суфлирования

· Система отборов воздуха

· Воздухозаборная система ГТУ

· Система охлаждения ГТУ

· Противообледенительная система

· Система управления радиальными зазорами турбины (РЗТ) и радиальными зазорами компрессора (РЗК)

· Система перепуска газа перед свободной турбиной

· Система автоматического управления

Тема 1. Система топливопитания

Система топливо питания обеспечивает подачу топливного газа на запуске, дозирование необходимого количества топливного газа в камеру сгорания на всех режимах работы двигателя, и прекращение подачи топливного газа на останове.

Система топливопитания включает в себя:

- блок управления двигателем БУД-96;

- стопорный клапан КС-90ГП1;

- дозатор газа ДГ-90ГП1М;

- блок управления шаговым двигателем дозатора газа БУШ-96;

- датчики давления топливного газа на входе в ГТУ и перед дозатором;

- датчик температуры воздуха на входе в двигатель П-116;

- датчик температуры топливного газа на входе в двигатель - П-109М2;

- топливный коллектор,

- форсунки (12шт.),

- трубопроводы,

- дренажную систему,

- электрическую проводку.

Стопорный клапан КС-90ГП1 предназначен для подачи топливного газа в топливную систему при запуске и работе ГТУ и для прекращения подачи топливного газа при останове ГТУ.

Дозатор газа ДГ-90ГП1М с блоком БУШ-96 обеспечивает дозирование топливного газа, подаваемого в камеру сгорания на всех режимах работы ГТУ.

Блок БУШ-96 формирует импульсы тока на шаговый двигатель дозатора газа в соответствии с управляющими командами от САУ. В дозаторе газа вращение шагового двигателя преобразуется в поступательное движение дозирующего элемента, изменяющего проходное сечение канала.

Датчики давления топливного газа измеряют давление в топливной системе и выдают сигналы в САУ.

Датчик температуры воздуха на входе в двигатель выдает в САУ сигнал о фактической температуре воздуха для расчета и выдачи сигнала, соответствующего текущему значению приведенной частоты вращения ротора газогенератора. Датчик П-116 установлен на корпусе промывки.

Датчик температуры П-109М2 выдает сигнал в САУ о температуре топливного газа в системе.

Коллектор газовый предназначен для подачи топливного газа, поступающего от дозатора газа к форсункам.

Форсунки предназначены для подачи топлива в камеру сгорания.

Трубопроводы системы топливопитания обеспечивают газовые связи между агрегатами, датчиками, топливным коллектором.

Дренажная система состоит из нескольких трубопроводов, отводящих от дозатора и стопорного клапана дренажируемый газ. Трубопроводы расположены в отсеке ГТУ и объединены в общий трубопровод, через который газ выводится в атмосферу (на свечу).

Работа системы топливопитания.

В системе топливопитания используется в качестве топлива транспортируемый природный газ по ГОСТ 5542, подготовленный в соответствии с ГОСТ 29328. Параметры топливного газа на входе в систему топливопитания двигателя:

· температура топливного газа, °С от 0 до 70

· давление топливного газа, кгс/см² 28…32; Мпа 2,8-3,2

· размер механических частиц, содержащихся в топливном газе, мкм, не более 10

· содержание в газе реагентов, вызывающих коррозию металла: сероводорода, мг/м³, не более 20

В процессе пуска САУ ГПА последовательно формирует команду на открытие крана подачи топливного газа (УПТИГ), отредуцированный очищенный топливный газ поступает к стопорному клапану, затем САУ формирует сигнал «запуск ГТУ».

В процессе запуска САУ формирует команду на открытие стопорного клапана. В момент открытия стопорного клапана часть газа из командного узла сбрасывается в дренажную систему. После открытия стопорного клапана топливный газ по трубопроводам поступает на вход дозатора газа.

Топливный газ с заданным давлением, по трубопроводам поступает в газовый коллектор и далее через форсунки в камеру сгорания двигателя. Дозатор газа выполняет дозирование топливного газа по командам САУ через блок управления шаговым двигателем дозатора газа. В начале запуска на розжиге САУ выдает управляющие сигналы на установку дозатора газа в положение для розжига, корректированное в зависимости от давления и температуры топливного газа на входе в топливный клапан.

Далее, на разгоне осуществляется дозирование топлива для обеспечения поддержания заданного темпа разгона ротора газогенератора, с учетом ограничения по максимальному расходу топливного газа. С режимов двигателя - минимальный и выше, дозирование топлива осуществляется по командам, формируемым САУ, для поддержания требуемой частоты вращения ротора газогенератора или частоты вращения свободной турбины в соответствии с программой регулирования. При достижении параметров двигателя: частоты вращения ротора газогенератора и свободной турбины, температуры за турбиной газогенератора и за свободной турбиной, давления за компрессором - предельных значений, САУ формирует команды на снижение количества дозируемого топлива в двигатель.

При останове ГТУ, САУ в соответствии со своими алгоритмами выдает управляющие команды на закрытие дозатора газа и стопорного клапана. В момент закрытия стопорного клапана часть газа из командного узла сбрасывается в дренажную систему.

При работе агрегатов топливной автоматики в дренажную систему сбрасывается незначительное количество газа.

Тема 2. Система запуска

Система запуска обеспечивает выполнение холодной прокрутки ГГ и автоматического запуска двигателя и прекращение запуска в любой момент времени до отработки полного цикла в соответствии с программами управления.

В состав системы запуска входят:

- блок управления газотурбинной установкой – САУ ГТУ, в части обеспечения запуска ГТУ;

- пусковая система;

- система зажигания;

- система управления механизацией компрессора;

- система перепуска газа.

Пусковая система предназначена для раскрутки ротора газогенератора в процессе запуска двигателя.

В состав пусковой системы входят:

1) Стартер воздушный СтВ-5Г (электростартер) (рисунок 20) является турбинным стартером, работающим на сжатом воздухе или сжатом природном газе (метане), подводимом от постороннего источника. Предназначен для раскрутки ротора газогенератора при холодной прокрутке и запуске двигателя.

Стартер устанавливается на нижней коробке приводов двигателя с помощью быстросъемного хомута. Сжатый газ к турбине стартера подводится от блока подготовки газа по трубопроводу, в котором установлена перекрывная заслонка с электромеханизмом МПК-17, работающая совместно со стартером.

Рисунок 20 — Стартер воздушный СтВ-5Г

2) Заслонка предназначена для открытия или закрытия канала подвода воздуха к турбине стартера. стендовая заслонка стартера (СЗСтВ) с электромеханизмом МПК-17 (рисунок 21).

Рисунок 21 — Заслонка стартера (СЗСтВ)

Система зажигания предназначена для подачи энергии на свечи зажигания для непосредственного воспламенения газовоздушной смеси в пусковых жаровых трубах камеры сгорания (КС) при запуске двигателя.

В состав системы зажигания входят:

1) агрегат зажигания ПВФ22-6С (рисунок 22);

Рисунок 22 — Агрегат зажигания ПВФ22-6С

2) свеча зажигания СП-92П (2 шт.) (рисунок 23).

Рисунок 23 — Свеча зажигания СП-92П

Работа системы запуска.

Для выполнения запуска оператор задает режим работы ГТУ – “Пуск” и при получении сообщения о готовности к пуску “Готовность ГТУ к пуску” оператор задает команду “Пуск”, после чего САУ ГТУ начинает отработку программы пуска.

При отсутствии подачи газа на вход стартера заслонка находится в закрытом положении. Включение электрозаслонки и стартера производится одновременно путем подачи питания напряжением 27 В на электромеханизм МПК-17. Избыточное давление газа перед турбиной стартера поддерживается в пределах (2,9…3,5кгс/см²), пневморегулятором.

Пусковой газ поступает на турбину стартера. Вращение от стартера передается через коробку приводов на центральный привод осевого компрессора.

Центробежный выключатель, в случае достижения предельной частоты вращения ротором турбины стартера, выдает сигнал на отключение электромагнитов электрозаслонки и стартера.

Воспламенение топливного газа происходит от свечей зажигания и характеризуется быстрым ростом температуры газа за турбиной и увеличением частоты вращения ротора газогенератора.

Отключение стартера и электрозаслонки производится путем одновременного снятия электропитания с электромагнита командного узла заслонки стартера и с электрозаслонки. Заслонка перекрывает доступ газа на турбину стартера. Расцепление стартера с двигателем происходит автоматически.

Тема 3. Система управления механизацией компрессора

Система управления механизацией компрессорапредназначена для обеспечения газодинамической устойчивости (ГДУ) компрессора двигателя во всем диапазоне эксплуатационных режимов.

В состав системы механизации компрессора входят:

1) поворотные лопатки ВНА, НА 0, НА I, НА II.

2) клапаны перепуска воздуха (КПВ) из-за 6 и 7 ступеней компрессора - 5 штук. В процессе запуска КПВ открыты.

3) клапаны перепуска воздуха из-за 13 ступени компрессора (КПВЗ) - 2 штуки. В процессе запуска КПВЗ управляются по заданному алгоритму.

Лопатки входного направляющего аппарата (ВНА) и направляющих аппаратов (НА) первой и второй ступеней компрессора выполнены поворотными. На корпусе компрессора установлены шесть клапанов перепуска воздуха (КПВ) из-за шестой и седьмой ступеней компрессора в атмосферу. На переднем корпусе камеры сгорания установлены два клапана перепуска воздуха из-за тринадцатой ступени компрессора в атмосферу на запуске (КПВЗ).

Система управления механизацией компрессора включает:

1) блок управления двигателем БУД-96;

2) блок управления клапанами БУК-90Г1;

3) блок исполнительных клапанов БИК-90Г;

4) электроприводы МЭТ-4МГ или МП-15С - (2 шт.);

5) механизм поворота лопаток ВНА и НА первой и второй ступеней компрессора;

6) пневмоцилиндр управления клапаном КПВ (6 шт.);

7) пневмоцилиндр управления клапаном КПВЗ (2 шт.);

9) датчик частоты вращения ДЧВ-2500А (3 шт.);

10) сигнализатор давления “Садко 107” ТЖИУ. открытого положения КПВЗ;

11) сигнализатор давления “Садко 107” ТЖИУ. открытого положения КПВ;

12) датчик температуры воздуха на входе в двигатель - П-116;