Система автоматической защиты турбин

Вопрос № 9 Система автоматической защиты турбин.            

Для исключения аварийных ситуаций каждая ТУ снабжается устройствами автоматической защиты. При нормальной эксплуатации устройства защиты она не должна влиять на работу ТУ. Она должна проявляться тогда, когда появляется опасность аварийной ситуации.

Защита по частоте вращения

Ею обеспечиваются все ротора установки, включая те частоты вращения, которые поддерживаются всережимным регулятором скорости (датчик скорости ЛМЗ, следящий золотник, золотник управления). При достижении ротором предельной частоты вращения, устройство срабатывает на остановку турбины, то есть работает по принципу предельной защиты. В качестве командного органа защиты по частоте является центробежный байковый регулятор.

(Для измерения частоты вращения ротора турбины используются датчики Braun (на ЛМЗ). Датчики генерируют импульсный сигнал, используя эффект Холла для измерения зазора между датчиком и зубчатым колесом, смонтированным на роторе турбины. Частота импульсов пропорциональна частоте вращения ротора и на номинальной частоте составляет 3 кГц. Данный сигнал измеряется платой измерения частоты и используется в управляющей программе турбинного контроллера. При обнаружении неисправности одного из трёх датчиков для управления используется максимальное из двух оставшихся измерений. Турбина останавливается защитой при отказе двух и более датчиков частоты.)[$$1] 

Каждое устройство защиты настраивается на предельное значение частоты вращения (обычно 10-11% выше номинала).

Защита по начальной температуре пара, газа.

Контроль уровня начальной температуры газа в ГТУ имеет исключительно большое значение, что связано с высокой теплонапряженностью элементов  турбины. Под начальной температурой обычно принимают среднюю температуру рабочего тела на выходе из камеры сгорания, полученную расчетным путем с помощью уравнения теплового баланса камеры сгорания:

g _топ -  относительный масовый расход топлива.

Температура газа должна контролировать с высокой точностью, поскольку для обеспечения максимальной термической эффективности и мощности она выбирается предельно допустимой по условию заданного ресурса. В настоящее время в энергетике находят следующие основные методы непосредственного измерения температуры рабочего тела:

1.  Манометрический – метод состоит в однозначной зависимости давления жидкости или газа при начальном объеме от их температуры;

2.   Дилатометрический – метод, использующий различия в коэффициентах линейного расширения материалов.

3.  Электрический – метод с использованием различных термопар.

Так же находят применение косвенные методы – метод контроля начальной температуры газа по замеру температуры газа за турбиной.

Противопомпажная защита.

При создании этой защиты возникает задача выбора параметров для определения области неустойчивости работы компрессора. Целесообразно использовать параметры, которые непосредственно определяют границу помпажа на универсальной характеристике компрессора. Для этого могут быть использованы два параметра: G_пр и п_пр

Эта система настраивается на границу помпажа с некоторым запасом, оценивается коэффициент устойчивости. Регулирующие органы – перепускные клапана и регулирующие листы.