Способ гашения колебаний ротора паровой турбины

 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для гашения колебаний ротора (Р) при работе паровой турбины (Т). Цель изобретения - повышение эффективности гашения колебаний Р за счет компенсирующих колебаний, возбуждаемых с помощью органов парораспределения Т. Для гашения колебаний Р Т по результатам измерения колебаний Р формируется синхронная асимметрия давления пара на лопатки Т в радиальной плоскости относительно оси вращения Р Для этого используется система парораспределения Т в качестве возбудителя компенсирующих колебаний Р путем формирования соответствующих колебаний давления пара в системе парораспределения Т относительно требуемого уровня по мощности. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (l9l (11) щ) F 01 D 17/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К Д ВТОРСКОЬЮ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4447171/24-06 (22) 24.06.88 (46) 30.03.90. Бюл. У 12 (71) Харьковский филиал Центрального конструкторского бюро Союэзнергоремонта (72) 10.П. Косинов, М.Ф. Квашни, Л.Д. Метелев и В.И. Цыбулько (53) 621.165(088.8) (56) Заявка Японии 1(60-69215, кл. F 01 Ь 17/24, 1987. (54) СПОСОБ ГАИ1ЕНИЯ КОЛЕБАНИЙ РОТОРА

ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ (57) Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для гашения колебаний ротора (Р) при

Изобретение относится к теплоэнер+ гетике и может быть использовано для гашения колебаний ротора при работе паровой турбины.

Цель изобретения — повьппение эффективности гашения колебаний ротора за счет компенсирующих колебаний возбуждаемых с помощью органов парораспределения.

На фиг. 1 представлена схема устройства, реализующего способ гашения колебаний ротора паровой турбины; на фиг.. 2 — вид А на фиг.

Устройство, реализующее способ гашения колебаний ротора паровой турбины, содержит турбину 1, ротор 2 с лопатками, вращающийся в опорных подшипниках 3, регулирующие клапаны

4-9, управляемые соответственно исполнительныки устройствами 10-15, пре2 работе паровой турбины (T) . Цель изобретения — повьппение эффективности гашения колебаний Р за счет компенсирующих колебаний К, возбуждаемых с помощью органов парораспределения Т.

Для гашения колебаний P Т по результатам измерения колебаний Р формируется синхронная асимметрия давления пара на лопатки Т в радиальной плоскости относительно оси вращения Р, Для этого используется система парораспре; деления Т в качестве возбудителя компен- сирующих колебаний P путемформирования соответствующих колебаний давления пара в системе парораспределения Т относительно требуемого уровня по а мощности. 2 ил.

°

ЬМ образователь 16 радиальных колебаний ротора 2 (напрнмер, вихретоковый), подключенный на один из двух входов синхронного детектора 17, другой вход которого подключен через фазовращатель 18 к формированию 19 опорного сигнала. Кроме того, выход формирователем 19 опорного сигнала подключен на

-входе фазорасщепителя 20 на три фа- © эы нормированных напряжений (по числу пар сопел парораспределения). Выход синхронного детектора 17 соединен с потенциальными входами функциональных преобразователей 21-23 и с входом управления фазовращателя 18, другие входы функциональных преобразователей

21-23 соединены с соответствующими .выходами фазорасщепителя 20. Каждый из функциональных преобразователей

21-23 выходом соединен с входами со1553736 («тветствующего усилителя 24-26 мощности, каждый из которых прямым выхо4 ом подключен к соответствующему ист олнительному устройству 11, 13 и 15, инверсным к исполнительным устрой(,твам 10, 12 и 14 соответственно.

Клапаны 4-9 парораспределения турби«(ы 1 соединены соответственно с сопло ыми камерами 27-32. 10

Способ гашения колебаний реализует(1«(следующим образом.

Ротор 2 турбины 1 за счет подвода ара постоянного (заданного) по велине давления к сопловым камерам

7-32 через регулирующие клапаны

-9 соплового парораспределения, упраляемые исполнительными устройства. ь1и 10-15, приводится во вращение с астотой Я . Радиальные колебания отора 2 преобразователем 16 преобрауются в электрический сигнал в виде (t) = Asia(ut + (И) + Uj (t) т де А амплитуда оборотной составляющей колебания ротора; — начальная фаза колебания ротора; — j-я с6ставляющая колебаний ротора.

Uj(t) Сигнал U(t} подается на первый

Йход синхронного детектора 17. На торой его вход через фазовращатель

8 с формирователя 19 поступает опор35 и сигнал с частотой (Д, сформированный по метке на роторе (метка не казана}. Фазовращатель 18 работает режиме автоподстройки по максимуму нала А(о(), который равен амплитуде А при = eL, гдео - начальная фаза опорного сигнала. Сигнал с выхода (синхронного детектора 17, пропорциональный амплитуде А оборотной составФпощей, подается на потенциальные входы функциональных преобразователей

21-23, на функциональные входы котовых с выходов фазорасщепителя 20 по«1ается синусоидальный сигнал единич«1ой амплитулы и частоты в виде трехфазного напряжения. Этот трехфазный (игнал со сдвигами фаз (1«,, (и Ц>, совпадающими с радиальными направле«1иями расположения пар сопловых каМер 30 и 27, 32 и 29, 28 и 31, выдаЮтся В Виде 0 «1 = "î s1n((ijt +Ж) у 11о2 =

1;sin(mt +(,), U, (t) =: 1, sin((a t +

+(«) . На выходе функционаньных преобразователей 21-23 после умножения сигнала, поступающего на их потенциальные входы с выхода синхронного детектора 17, на соответствующий единичный (нормированный) сигнал, поступающий с выходов фазорасщепителя 20, формируются сигналы управления в виде: П(= Asin(cot +ф), У = Asia(Qt +

+(„) и У = Asia(ut +(P„). При этом фактически осуществляется операция разложения оборотной составляющей колебаний ротора 2 по направлению пар сопловых камер 30 и 27, 32 и 29

У . -Ф

28 и 31 соответственно. Эти управляющие сигналы усиливаются в соответствующих усилителях 24-26 мощности, каждый из которых имеет прямой и инверсный выход, т.е. на выходе каждого из усилителей 24-26 мощности имеется два одинаковых синусоидальных сигнала в противофазе, с прямых выходов сигнал подается на исполнительные устройства 11, 13 и 15, управляющие клапанами 5, 7 и 9, а с инверсных выходов тех же усилителей 24-26 мощности подается на исполнительные устройства 10, 12 и 14, которые управляют клапанами 4, 6 и 8 соответственно.

В результате на установленный (заданный) уровень давления пара в сопловых камерах налагаются колебания давления пара с частотой сд вращения ротора 2 и с амплитудой, пропорциональной амплитуде А оборотной составляющей колебаний ротора 2. Созданные колебания давления пара относительно установленного значения в сопловых камерах 30 и 27, 32 и 29, 28 и 31 приводят к появлению на спрофилированных по сечению и по высоте лопатках сил и моментов, возбуждающих колебания ротора 2. Суммирование на плоскости этих гармонически изменяющихся с частотой 0) и амплитудой А колебаний давления пара, сдвинутых по фазе (по времени) и по направлению в плоскости, приводит к появлению синхронной асимметрии давления пара относительно оси вращения ротора 2 в виде вращающегося с частотой Я вектора давления пара с модулем, величина которого пропорциональна амплитуде А. Таким образом, ввиду того, что сопловые камеры 27-32 конструктивно смещены в пространстве в плоскости, перпендикулярной оси вращения ротора 2, наложение на установленный уровень давления пара в каждой сопловой камере

5 f55373 малых колебаний давления пара, сформированных по результатам измерения радиальных колебаний. ротора, позволяет создавать компенсирующие колебания ротора и использовать систему

5 парараспределения в качестве возбуди,теля компенсирующих колебаний ротора ( паровой турбины, например, вызванных разбалансом ротора. 10

Наличие в системе парораспределения турбины диаметрально противоположных сопловых камер 30 и 27, 32 и 29, 28 и 31 позволяет относительно заданного уровня давления пара, не 11 изменяя расхода пара, создавать противофазные колебания давления пара в диаметрально противоположных относительно оси вращения точках ротора

2 турбины, что достигается подачей 20 управляющих сигналов с прямого и инверсного выходов усилителей 24-26 мощности на исполнительные устройства

1О и 11, 12 и 13, 14 и 15 соответственно. Это позволяет уменьшить ампли 25 туду колебаний давления пара в сопловых камерах 27-32 в два раза для создания компенсирумцего колебания ротора нужной интенсивности.

Предлагаемый способ позволяет по- 30 высить эффективность гашения колеба6 6 ний ротора паровой турбины за счет подавления колебаний ротора, вызванных не только колебаниями давления пара перед турбиной, но и другими причинами, например разбалансировкой ротора. Снижение колебаний ротора способствует повышению надежности турбоустановки и уменьшению вредного влияния вибрации на обслуживакцций персонал.

Формула изобретения

Способ гашения колебаний ротора паровой турбины путем поддержания за органами парораспределения давле ния пара на заданном уровне, соответствующем режиму работы турбины, о тлич ающий ся тем, что, с целью повышения эффективности гашения колебаний ротора, одновременно с поддержанием за органами парораспределения давления пара на заданном уровне производят измерение колебаний ротора, по результатам которого путем воздействия на органы парораспределения турбины изменяют давление кара на лопатки, синхронно вращению ротора к ассиметрично в плоскости, перпек» дикулярной оси вращения ротора.

1553736

Составитель В. Кириплов

Редактор О. Спесивых Техред М.Ходанич . Корректор Л. Бескид

Заказ 445- Тираж 422 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Укгород, ул. Гагарина, 101,