Способ регулирования производительности компрессора наддува судового высоконапорного котла

 

Использование: при регулировании производительности компрессора наддува судового высоконапорного котла. Сущность изобретения; регулируют производительность компрессора наддува изменением расхода пара на приводной двигатель по сигналу, характеризующему расход воздуха в котел, и перепуска части воздуха из выходной магистрали компрессора во входную систему до момента достижения скорости воздуха во входной магистрали компрессора оптимального заданного значения с учетом запаса по помпажу, а в качестве сигнала, характеризующего скорость воздуха , используют измеряемое во входной магистрали давление воздуха. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИ !ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 04 D 27/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4666234/06 (22) 27.03,89 (46) 30.05,92. Бюл. N. 20 (71) Северное проектно-конструкторское бюро (72) А.Б.Архиреев, О,В.Князев, А,А.Левенков и Н.Г. Семечко (53) 621.515-55 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 983332, кл. F 04 0 27/00, 1982. (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ КОМПРЕССОРА НАДДУВА СУДОВОГО ВЫСОКОНАПОРНОГО

КОТЛА

Изобретение относится к. управлению компрессорными агрегатами выкоконапорных котлов паропроиэводящих установок, работающих, в основном, на малых нагрузках, например, судовых.

Известен способ регулирования производительности компрессора наддува судового высоконапорного. котла путем изменения расхода пара на приводной двигатель компрессора по сигналу, характеризующему расход воздуха в котел, и перепуска части воздуха иэ выходной магистрали компрессора в атмосферу по сигналу, характеризующему запас компрессора по помпажу . При этом энергия, затраченная. на сжатие в компрессоре перепускаемого в атмосферу воздуха, полезно не используется, что не экономично, Известен также способ регулирования производительности компрессора наддува судового высоконапорного котла путем иэ!

Ы«„1737159 А1 (57) Использование: при регулировании производительности компрессора наддува судового высоконапорного котла, Сущность изобретения; регулируют производительность компрессора наддува изменением расхода пара на приводной двигатель по сигналу, характеризующему расход воздуха в котел, и перепуска части воздуха иэ выходной магистрали компрессора во входную систему до момента достижения скорости воздуха во входной магистрали компрессора оптимального заданного значения с учетом запаса по помпажу, а в качестве сигнала, характеризующего скорость воздуха, используют измеряемое во входной магистрали давление воздуха. 1 ил. менения расхода пара а приводной двигатель компрессора по сигналу, характеризующему расход воздуха в котел, перепуска части воздуха из выходной магистрали компрессора во входную по сигналу, характеризующему запас компрессора по помпажу, . Этот способ более экономичен, так как перепуск нагретого при сжатии в компрессоре воздуха из его выходной магистрали во входную повышает температуру воздуха, поступающего в котел, а следовательно и

КПД котла, В связи с тем, что судовой котел значительную долю времени работает на частичных (в основном малых) нагрузках. составляющих 10 — 15 g> от номинального значения, низка (из-за малых скоростей воздуха) эффективнос. ь работы сепаратора влаги, установленного во входной магистрали его компрессора наддува, что резко снижает надежность работы последнего при

1737159 плавании судна в штормовых условиях. Это обусловлено тем, что для обеспечения эффективной работы сепаратора влаги скорость проходящего через него воздуха должна находиться в оптимальной области, опреде- . ляемой для каждой конкретной конструкции экспериментальным путем в процессе проведения стендовых испытаний, Так, например, сепараторы инерционного типа эффективно p360T3!OT BpN скоростях 803+/ ха 10 — 20 м/с (в зависимости от конкретной конструкции). Такие сепараторы широко применяются в судостроении, например, на отечественных судах типа "Капитан Смирнов", а также на судах за рубежом.

В обоих способах скорость воздуха, проход> щего через сепаратор при работе котла на малых нагрузках, меньше оптимальных значений, в чем и заключается недостаток этих способов, Цель изобретения — повышение надежности работы компрессора на малых нагрузках котла.

Эта цель достигается тем, что в известном способе регулирования производительное "и компрессора наддува судового высзконапорного котла с сепаратором влаги в его входной магистрали путем изменения расхода пара на приводной двигатель компрессора по сигналу, характеризующему расход воздуха в котел, и перепуска части воздуха из выходной магистрали компрессора во входную по сигналу, характеризующему запас компрессора по помпажу, измеряют параметр, характеризующий скорость воздух" во входной магистрали компрессора, и перепуск воздуха дополнительно изменяют, поддерживая заданное оптимальное значение скорости воздуха.

При этом измеряют давление воздуха во входной магистрали компрессора и используют его в качестве параметра, характеризующего скорость воздуха.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства, реализующего способ.

Устройство содержит компрессор 1, газотурбинный привод 2, добавочный паровой двигатель 3 (например, паровую турбину), высоконапорный котел 4, про-раммный регулятор 5 расхода воздуха, соединенный импульсной магистралью 6 с датчиком 7 расхода воздуха в котел 4, а импульсной магистралью 8 — с датчиком 9 нагрузки котла 4, и связанный с клапаном

10, установленным на магистрали 11 подачи пара к двигателю 3. Устройство содержит также байпасный клапан 12, установленный на магистрали 13, соединяющей входную 14 и выходную 15 магистрали компрессора 1 между собой. и связанный с противопомпажным регулятором 16, соединенным импульсной магистралью 17 с датчиком 18 помпажа, Кроме того, в состав устройства

5 входит байпасный клапан 19, установленный на магистрали 20, соединяющей входную 14 и выходную 15 магистрали компрессора 1 между собой, и связанный с регулятором 21 давления воздуха, соеди10 ненным импульсной магистралью 22 с датчиком 23 давления, воздуха, размещенным во входной магистрали 14"компрессора 1 после (по ходу воздуха) установленного в ней сепаратора 24 влаги.

Способ осуществляют следующим образом, Производительность компрессора 1, приводимого во вращение газотурбинным

20 приводом 2, использующим энергию отходящих от котла 4 газов, и паровым добавочным двигателем 3, дополняющим мощность привода 2 до величины, необходимой компрессору 1 для обеспечения котла 4 требуе25 мым для сжигания в нем топлива количеством воздуха, устанавливают программным регулятором 5 расхода воздуха в котел 4, командный сигнал к которому, включающий параметр, характеризующий

30 расход воздуха в котел 4, например, перепад давлений на его газовом тракте (трубной системе), поступает по импульсной магистрали 6 от датчика 7, При этом задание регулятору 5 изменяется в зависимости от, 35 нагрузки котла 4 по сигналу, поступающему к нему по импульсной магистрали 8 от датчика 9. Регулятор 5 расхода воздуха изменяет степень открытия клапана 10, изменяя тем самым расход пара через магистраль 11

40 на двигатель 3, а следовательно, и производительность компрессора 1. При этом на малых нагрузках для удаления режимной линии компрессора 1 от зоны помпажа байпасный клапан 12 открыт противопомпаж45 ным регулятором 16, управляющий сигнал к которому поступает по импульсной магистрали 17 от датчика 18 помпажа. в качестве которого может быть, например, использован датчик нагрузки котла 4, и часть.нагре50 того при сжатии в компрессоре 1 воздуха из его выходной магистрали 15 по магистрали

13 поступает во входную магистраль 14. За счет этого увеличиваются расход и темпера= тура воздуха, проходящего через компрес55 сор 1, что не только удаляет режимную линию компрессора 1 от зоны помпажа, но и повышает температуру воздуха, поступающего в топку ко ла 4, а значит и его КПД (при этом регулятор 5 продолжает обеспечивать необходимый расход воздуха в котел 4), )7

"газ,7 !

Составитель О. Кн я зев

Техред М.Моргентал

Редактор И.Касарда

Корректор, М.Демчик

Заказ 1878 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Кроме того, для повышения надежности компрессора 1 на малых нагрузках котла 4 ,при плавании судна в штормовых условиях открывают также байпасный клапан 19. Управляющий сигнал к связанному с ним регулятору 21 поступает по импульсной магистралии 22 от датчика 23, Регулятор 21 включают в действие при волнении моря более 3 баллов по шкале Бофорт)а, для чего открывают запарный клапан (не показан) на импульсной магистрали 22, При этом регулятор 21 открывает клапан 19, что приводит к перепуску воздуха иэ магистрали 15 по магистрали 20 в магистраль 14, а следовательно, к повышению производительности компрессора 1 (регулятор 5 продолжает обеспечивать необходимый расход воздуха в котел 4) до момента, пока давление воздуха в магистрали 14 (параметр, характеризующий скорость воздуха в магистрали) не достигнет заданного, предварительно определенного в результате стендовых испытаний, оптимального по условиям эффективности работы сепаратора 24 влаги значения. . Техническое преимущество изобретения по сравнению с прототипом заключается в том, что устанавливается оптимальный режим очистки воздуха от влаги при плавании судна в штормовых условиях и тем самым повышается надежность работы компрессора, Кроме того, снижение количества влаги, содержащей соли морской воды, уменьшает эасоляемость компрессора, что. в свою очередь, улучшает условия его экс5 плуатации, приводит к снижению энергозатрат íà его привод, т.е. повышает экономичность.

Формула изобретения

1. Способ регулирования производи10 тельности компрессора наддува судового высоконапорного котла с сепаратором влаги в его входной магистрали путем изменения расхода пара на приводной двигатель компрессора по сигналу, характеризующе15 му расход воздуха в котел, и перепуска части воздуха из выходной магистрали компрессора во входную по сигналу, характеризующему запас компрессора по помпажу. отличающийся тем, что, с целью

20 повышения надежности в работе компрессора на малых нагрузках котла, измеряЮт параметр, характеризующий скорость воздуха во входной магистрали компрессора, и перепуск воздуха дополнительно изменяют, 25 сдерживая заданное оптимальное значение скорости воздуха.

2, Способ по и 1, отличающийся тем, что измеряют давление воздуха во входной магистрали компрессора и исполь30 зуют его в качестве параметра,-характеризующего скорость воздуха,