Устройство для регулирования температуры рабочих газов газотурбинной установки

 

Изобретение относится к автоматизации газотурбинных установок. Целью изобретения является повышение точности и быстродействия регулирования температуры рабочих газов установки. Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее термодатчик и корректирующее звено, дополнительно снабжено датчиком расхода топлива и вычислителем, а корректирующее звено построено из операционного усилителя и двух RC-цепочек. Новые измерения технологического параметра и запоминание его значений одновременно с расходом топлива позволяют определить и корректировать текущие значения постоянной времени канала измерения температуры. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ

РЕСПУБЛИК

В „;ЕСОЮЗКАll, 1

РПЛЮ !л:.; с . : 1

БИБЛ!!с.): Г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СЕ1ИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

re ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbtTHRM

ПРИ ГННТ СССР (21) 4306856/24-24 (22) 15.09.87 (46) 23.07.89. Бюл. № 27 (71) Киевский институт автоматики им. XXV съезда КПСС (72) В.А.Коновал, Д.В.Долинский и IO.Ñ.Òðà÷óê (53) 62.50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 199550, кл, G 05 D 23/22, !967, Авторское свидетельство СССР

¹ 828175, кл. С 05 D 23/22, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДПЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ТЕ11ПЕРАТУРЫ РАБОЧИХ ГАЗОВ ГАЗОТУРБИН-.

НОЙ УСТАНОВКИ (57) Изобретение относится к автоматизации газотурбинных установок, Изобретение относится к автоматике, в частности к регулированию температуры рабочих газов в газотурбинных установках.

На чертеже представлено предло-, женное устройство.

Устройство для регулирования температуры рабочих газов гаэотурбинной установки 1 состоит из датчика 2 температуры рабочих газов, выход которого соединен с входом корректирующего звена 3, выход которого через элемент 4 сравнения соединен е входом регулятора 5, выход которого последовательно соединен с исполнитель. ным механизмом 6 и регулирующим клапаном 7 топлива. При этом на линии подачи топлива установлен датчик 8 расход», подключенный, как и датчик (191 (11)

А1 (gg4G05D2319

Целью изобретения является повышение точности и быстродействия регулирования температуры рабочих газов установки. Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее термодатчик и корректирующее звено, дополнительно снабжено датчиком расхода топлива и вычислителем, а корректирующее звено построено из операционного усилителя и двух RC-öåïo÷åê.

Новые измерения технологического параметра и запоминание его значений одновременно с расходом топлива позволяют определить и корректировать текущие значения постоянной времени канала измерения температуры. 1 ил.

2, к вычислителю 9, выход которого ( соединен через исполнительный механизм (ИИ) 10 с корректирующим звеном

3. Корректирующее звено 3 состоит из операционного усилителя 11, резисторов 12 и 13, компаратора 14 и варикапа 15 механически связанного с ис.полнительным механизмом 10.

По входу вычислитель 9 соединен с датчиками 2 и 8, а по выходу — при помощи устройства вывода с 1111 10.

При помощи датчиков 2 и 8 измеря.-. ют для фиксированных моментов времени температуру рабочих гаэов и расход топлива, запоминают их в оперативном запоминающем устройстве вычисли- теля и определяют пс1 ним на вычислителе постоянную времени датчика по системе уравнений

1495762

Х4< 1=ЕХР(1м/Т ) Х4(;,1+

+ t l KP(Тм/Т )1 Хо(К,1

Х1(1= Ko(i>K1 K4(l °

Т (Х, - Х„ ) Ц 1 ХЯ,-1 где Тм — интервал времени между моментами измерения;

К,, К вЂ” коэффициенты усиления ral0 зотурбинной установки;

Т вЂ” постоянная времени газотурбинной установки;

Х, — значение расхода топлива, о(1 15 измеренное датчиком 8 для

i-го момента времени;

Х,(, — значение сигнала на входе термодатчика 2 для ъ-го момента времени;

Х,,Х, — значение сигнала на выходе

1(ч (- 1 термодатчика 2 в (i)- -и (i-1)-й: моменты времени.

По полученному значению ТА(;1 рассчитывают новое значение емкости варикапа 15 корректирующего звена 3

ТА(!

М R, (2) которое реализуют на емкости 15 с по" мощью исполнительного механизма 10 °

Алгоритм работы вычислителя 9. выполняющего сбор и обработку информации Й -" датчиков.2 и 8 по формуле (1), состоит в следующем.

Осуществляется вход в алгоритм. 35

Выполняется организация связи с по стоянными параметрами К, Ко, Тм, Т,, а та е с входньми перемени Х4(;19

Х>(Х (,,3, Х4(, 1, полученными соответственно в (х)- и (i-1)-й моменты . 40 времени, причем последние при i=1 т.е. в первом цикле работы алгоритма присваиваются начальные значения, хранящиеся в постоянном запоминающем устРойстве, а в последующих цик.", 45 лах (i>i) им переприсваиваются текущие значения.

Определение текущего значения ТА(;1 по формуле (1) и С (;1 по формуле (2)

Определение величины приращения

6 С„;

Сравнение с зоной нечувствительности А, которая выбирается в преде", лах 0,1 — 1Х от максимального значе- 55

1 ния С в

Присвоение управляющему воздействию предыдущего значения Б<, С (g, так как 6 С (п < 6Присвоение управляющему воздействию требуемого значения емкости П(,1

=c«,, Перезапись текущих значений Х(,1, Х (,1, С (;1 в ячейки памяти, где хранятся их предыдущие значения, т.е, Х1(„11 Х (,1 Ф Х2(-ГХФ)э (ч6-3 С2И

Выход иэ алгоритма.

Приведенная блок-схема алгоритма и ее описание являются необходимым и достаточным количеством информации для составления программы работы вычислительного устройства вне зависимости от его типа, и тем самым используемое ВУ 9 на базе МикроДАТ, характеризующееся стандартным способом подключения блоков, функционально полностью определено. В случае отсутствия колебаний параметров бтока рабочих газов Т.. =

А(:)

=Т1,(,,1 =ROC%(l-1, что приводит к присвоению управляющему сигналу предыдущего значения У=С (;,), т.е. не изменяется емкость С<. Йри этом обеспечивается.номинальное значение инерционности канала измерения температуры.

А поскольку на стадии проектирования оптимальные настройки регулятора 5, рассчитываются именно при пбстоянной термодатчика 2, равной Т„о, то в рассматриваемом режиме, т,е, при отсутствии дрейфа параметров потока

T = Const обеспечивается оптимальЮ нйй динамический режим регулирования температуры. Оптимальность определяется тем критерием, который использовался на стадии поиска настроек регулятора, и может выражаться, например, в виде комбинированной ве. — . личины, учитывающей как точность, так и быстродействие процесса регулирования, В случае возникновения нестационарности параметров газового потока изменяется по сравнению с T (- (значение Т И, которое определяется на вычислителе 9 по формуле (13 и которое используют для получения по формуле (2) нового значения С (;(. Реализация последнего на цепи элементов

13, 15 с помощью ИИ 10 обеспечивает выравнивание инерционных и дифференцирующих свойств соответственно датчика 2 и цепочки 13, 14,,так.-как Т,, R C . Это в свою очередь приводит к восстановлению постоянной времени канала измерения температуры до значения Т„, а значит и к восстанов5 14 лению оптимальности режима регулирования температуры.

Такий образом, поддерживается инвариантность предложенного устройства по отношению к дрейфу параметров газового потока.

Вычислитель реализуется на любой серийной управляющей ЭВЕ, 95762 ди.. ен с выходом тер:..одатчика„элем=нт сравнения, выходом подключенный к входу регулятора, выходом связанног" с вторым исполнительным механизмом, 5 подключенным к регулирующему клапану на линии подачи горючего, о т л и .— чающе е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействня, оно содержит датчик расхода топлива, подключенный к первому входу вычислителя, второй вход которого соединен с термодатчиком, второй вывод первого резистора подключен к входу цепи из параллельно включенных операционного усилителя, конденсатора и второго резистора, выход которой подклю. чен к первому входу элемента сравнения, второй вход которого соединен с каналом задания температуры.

Фо рмула из об рет ения

Устройство для регулирования температуры рабочих газов газотурбинной установки, содержащее термодатчик, вычислитель, выход которого подключен к первому исполнительному механизму, связанному с осью варикапа, подключенного параллельно первому ре" зистору, первый вывод которого сое"Ф

Составитель В.Шефтель

Редактор В,Данко Техред M,Äèäèê Корректор И.Васильева

Заказ 4265/45 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101