Все о транспорте газа
2.12.6. Конструкция и работа стопорного клапана (СК)
СК (рис. 14) состоит из запорного клапана 9 с пружиной 13 и двумя уплотнительными элементами, управляющего двухгрибкового клапана 3 с пружиной 8, двух электромагнитов М1 и М2 с разгрузочными клапанами 4,5,6 и пружинами, фильтров I и 2, герметичного концевого выключателя 12.
Назначение перечисленных составных узлов и элементов понятно из описания работы СК.
В исходном, то есть закрытом положении СК клапан 9 прижат к седлу пружиной 13 и отсекает топливные магистрали двигателя от станционной системы подачи топливного газа.
Конструкция СК выполнена таким образом, что в случае преждевременного поступления топливного газа, например, появления утечек из-за негерметичности станционного крана № 12, поступивший на вход в СК топливный газ через открытую полость «Б» управляющего клапана 3 проникает в полость «А» запорного клапана и создает дополнительное усилие, прижимающее запорный клапан по уплотнительному кольцу к седлу.
Открытие СК происходит следующим образом:
САУ ГПА открывает станционный кран №12 и одновременно подает импульсное напряжение + 27В в течение 2с на электромагнит М1 СК.
Шток электромагнита перемещает разгрузочный клапан 6, который перекрывает канал «д». сообщающий пружинную полость «в» управляющего клапана 3 со входом топливного газа в СК. Давление в полости «в» падает до атмосферного, так как теперь она сообщена с атмосферой через открытый рагрузочный клапан 5, его внутренние каналы и отверстие в корпусе СК (при наружном осмотре корпуса СК в месте установки электромагнита М2 это отверстие можно легко обнаружить).
Топливный газ со входа в СК, пройдя фильтр 2, действуя на неуравновешенный первый (по рисунку) грибок и пересиливая пружину 8, переместить управляющий клапан 3 в крайнее правое положение. В этом положении управляющий клапан 3 отсекает поступление топливного газа в пружинную пололость «А» запорного клапана 9, сообщая ее с дренажем через открытый канал правого грибка управляющего клапана 3.
Давление топливного газа, действуя на кольцевую площадь конуса запорного клапана 9 между уплотнительным кольцом и цилиндрической поверхностью клапана, создает усилие, которое начинает преодолевать пружину 13 и приоткрывать запорный клапан. В открывшейся щели подключается вся площадь конуса клапана, усилие на открытие быстро возрастает и запорный клапан 9 резко открывается до механического упора ( в 2-х …3-х метрах от двери в отсек двигателя слышен характерный глухой звук, свидетельствующий об открытии СК).
Теперь крайнее левое положение запорного клапана 9 не зависит от того открыт или закрыт разгрузочный клапан 6, т.е. подано или снято питание +27В на электромагнит М1. Запорный клапан 9 находится на самоудерживании под действием топливного газа, поэтому питание +27В с электромагнита М1 САУ ГПА снимает через 2с после подачи.
Необходимыми и достаточными условиями открытия СК являются наличие топливного газа на входе в СК и подача электропитания на электромагнит М1.
По алгоритму САУ ГПА закрытие СК происходит при подаче напряжения +27В на электромагнит М2. Шток электромагнита перемещает разгрузочный клапан 5 и закрывает его, перекрывая канал сообщения полости «в» с атмосферой. Открывается разгрузочный клапан 4.
Топливный газ по канаду «г» через открытый разгрузочный клапан 4 поступает в полость «в» управляющего клапана 3. Управляющий двухгрибковый клапан вернется в исходное крайнее левое положение, открыв доступ топливному газу со входа в СК через полость «Б» в полость»А» запорного клапана 9. От двухстороннего воздействия топливного газа грибок запорного клапана разгружается и под действием пружины 13 закрывается.
При снятии питания с электромагнита М2 СК остается в закрытом положении, так как самоблокируется топливным газом. Герметичный концевой выключатель выполняет роль сигнализатора положения СК. При закрытом положении СК электрическая цепь замкнута и на пульте оператора (на мнемосхеме) горит сигнальная лампочка красного цвета.
При открытии СК, как уже указано, происходит перемещение запорного клапана 9 в левое крайнее положение. Валик 10 перемещается по профилю грибка, выводя электромагнита II на зоны герметичного контактного выключателя. Электрическая цепь размыкается, и на мнемосхеме операторской загорается зеленая сигнальная лампочка.
3.12.7. Агрегаты управления механизацией компрессора
Агрегат управления регулируемым направляющим аппаратом (АУ) предназначен для привода РНА компрессора высокого давления из пускового положения в рабочее и обратно. АУ РНА устанавливается на передней оболочке двигателя, справка (если смотреть со стороны СТ).
Управление агрегатом АУ РНА осуществляется по давлению масла в управляющей полости основных игл дозатора газа, которое примерно пропорционально приведенной частоте вращения ротора каскада низкого давления.
Командный агрегат управления клапанами перепуска воздуха (АК) управляет агрегатом АУП, который является исполнительным механизмом КПВ, путем распределения командного давления на открытие или закрытие в зависимости от уровня подводимого командного давления из управляющей полости основных игл дозатора газа.
Агрегат управления клапанами перепуска (АУП) предназначен для открытия и закрытия клапанов перепуска воздуха из компрессора по гидравлическим командам, вырабатываемым АК. Агрегат АУП устанавливается на передней оболочке двигателя, справа (если смотреть со стороны СТ).
Теплообменник (ТО) используется для охлаждения масла, являющегося рабочей жидкостью в системе регулирования. В ТО по трубной полости пропускается масло системы регулирования, а по межтрубной полости — охлаждающее масло, подаваемое в свободную турбину.
Теплообменник установлен на передней оболочке двигателя с левой стороны (если смотреть со стороны СТ).
Нагнетающий насос (888СТ) шестеренчатого типа, обеспечивает рабочее давление и заданный расход в маслоконтуре САР. 888СТ установлен на коробке приводов моторных агрегатов. Привод насоса осуществляется от ротора ВД двигателя. Масло в насос поступает из сборника сливов и агрегата АК. Из насоса масло поступает через ТО и масляный фильтр в клапан постоянного давления (кпд), где давление редуцируется до нужной величины и подается к агрегатам САР.
Масляный фильтр САР — очищает масло с тонкостью фильтрации 40 мкм. Установлен на входном кольце входного направляющего аппарата.
Клапан постоянного давления (КПД) — предназначен для поддержания давления масла в маслоконтуре САР в пределах 34…36 кгс/см2.
Давление поддерживается саморегулирующимся перепуском масла в сливную полость. Установлен на передней оболочке двигателя с левой стороны.
Сборник сливов (СС) — предназначен для выравнивания давления масла в сливных полостях агрегатов САР. Устанавливается на кронштейне, который крепится к фланцу рабочего колеса I ступени статора НД.
Дренажный клапан (ДК) — предназначен для дренажирования воздуха из маслоконтура САР. Клапан нормально открытый и закрывается автоматически командным давлением масла, подаваемым от АК. Установлен на фланце ВНА в фланце кольца I ступени НД в верхней части двигателя.
При запуске двигателя воздух из маслоконтура САР, дренажируется в воздушную полость маслобака. При подаче командного давления от АК клапан садится на седло, отключая маслоконтур от маслобака ГПА.
Запуском двигателя является процесс вывода его на режим прогрева (Пвд=5800 об/мин). Запуск двигателя производится в процессе запуска ГПА по сигналу открытия крана № 11 пускового газа.
Запуск полностью автоматический с обеспечением прекращения запуска при возникновении неисправности и с сигнализацией о причине аварийного останова.
Наряду с запуском система обеспечивает проведение холодной прокрутки.
блок автоматического запуска БАЗ-16:
агрегат зажигания КНПС-22 со свечами СПН-4-З-Т;
Стартер служит для раскрутки ротора ВД на запуске или при проведении холодной прокрутки. Стартер устанавливается на коробке приводов агрегата в нижней части двигателя с левой стороны (смотреть со стороны СТ). Турбина стартера приводится во вращение природным газом.
Основные технические данные:
— Давление газа, подводимого к стартеру 3. 4,5 кгс/см2
— Номинальная мощность стартера при частоте вращения выходного валика 2500 об/мин 90 +_8 л. с.
— Сухая масса стартера 18 кг
— Частота вращения выходного валика, ограничиваемая центробежным выключателем стартера 3600 +400 об/мин
Стартер (рис. 15) состоит из следующих основных узлов:
В систему управления входят:
— пусковая заслонка с электромеханизмом;
— регулирующая заслонка с сервопоршнем;
— регулятор, который включает в себя мембрану и двухсторонний клапан, опирающийся через пружину на регулировочный винт;
Пусковой газ через систему заслонок и подается на рабочее колесо турбины. Вращение турбины через двухступенчатый редуктор, муфту сцепления, выходной валик, привод коробки приводов агрегатов (КПА) передается к ротору компрессора ВД двигателя. Система управления обеспечивает подачу газа на турбину с замедленным нарастанием давления до заданной величины и поддержание постоянства этого давления в процессе запуска.
Внутреннее коническое кольцо спереди переходит во фланец крепления задаей опоры компрессора НД, а сзади имеет утолщенную конусную часть, в которую вмонтирован узел шарикового подшипника, являющимся передней опорой ротора компрессора ВД. Кроме корпуса в среднюю опору входят также центральный привод, привод агрегата РО16 и задняя опора компрессора НД. Центральный привод — это блок шестерней с приводом от ротора ВД и мощной рессорой для передачи вращения в КПМА и через нее к агрегатам двигателя. Рессора привода проходит через полое нижнее ребро опоры. Через соседнее ребро опоры проходит рессора привода агрегата Р016, но передает вращение к нему от ротора компрессора НД.
Задняя опора компрессора НД — это узел шарикового подшипника, состоящего из собственно радиально-упорного шарикового подшипника, форсуночного кольца и демпферного пакета, роль которого гасить вибрации в узле подшипника.
Управление пусковой заслонкой осуществляется дистанционно, блоком БАЗ-16.
Пусковая заслонка открывается медленно, по мере срабатывания электромеханиз-ма, что обеспечивает плавное повышение давления газа перед турбиной. Одновременно с началом открытия пусковой заслонки включаются электромагнитный клапан.
Газ через фильтр поступает в верхнюю часть цилиндра над сервопоршнем. В этот момент нижняя часть цилиндра через двухсторонний клапан сообщается с выхлопным патрубком. Сервопоршень под давлением газа, преодолевая усилие двух пружин, перемещается вниз и через систему тяг открывает регулирующую заслонку.
В процессе запуска система регулирования поддерживает постоянное давление 2,5 кгс/см2 перед турбиной стартера, прикрывая или открывая регулирующую заслонку в зависимости от величины давления перед стартером.
При достижении ротором ВД двигателя вастоты вращения, равной 2600об/мин, блок БАЗ-16 выдает команду на закрытие пусковой заслонки и отключает электромагнитный клапан. При этом прекращается подвод давления в полость над сервопоршнем. Сервопоршень под действием пружин, вытесняя газ через жиклер в выхлопной патрубок, закрывает регулирующую заслонку. Подача газа на рабочее колесо турбины прекращается. Ротор ВД двигателя обгоняет стартер. Обгонная муфта отключает стартер от двигателя. Смазка стартера производится от маслосистемы двигателя. Маслонасос из полости редуктора подает масло к переднему подшипнику. Остальные детали смазываются барботажем масла.
Блок автоматического запуска БАЗ-16
Предназначен для автоматического управления запуском и холодной прокруткой двигателя. Устанавливается в блоке автоматики ГПА. Принцип действия блока заключается в формировании электрических команд на включение и отключение агрегатов запуска двигателя в зависимости от частоты вращения ротора высокого давления (датчика ДТА-10Е) или по времени.
Принцип действия устройств команд по частоте вращения основан на сравнении сигнала датчика ДТА-10Е с эталонным, формируемым в устройстве. При периоде сигнала датчика оборотов, равном эталонному или меньшем, выдается команда. Принцип действия устройств команд по времени основан на счете количества импульсов с эталонного генератора счетчиком, который через заданное количество импульсов выдает команду.
В блоке установлены два устройства команд по времени, по 100с каждое. Первое устройство отсчитывает с момента открытия крана 11, второе с момента достижения ротором ВД двигателя частоты вращения 2600 об/мин. Блок сделан в виде прямоугольной коробки с размером 472х316х150 мм.
Подключение блока к САУ ГПА осуществляется тремя соединителями типа 2РМД.
Фильтр пускового топлива (ФПТ) — служит для очистки газа, подаваемого к блоку клапанов пускового газа и воспламенителям. Тонкость фильтрации 40 мкм. Фильтр крепится стяжными лентами к кронштейну на входном кольце.
Блок клапанов (БК) — предназначен для управления подачей топлива к воспламенителям по отдельным трубопроводам. Блок клапанов установлен на кронштейнах, закрепленных в верхней части стартера компрессора НД.
Агрегат зажигания КНПС-22— служит для розжига газовоздушной смеси, поступающей в воспламенители камеры сгорания при запуске. Устанавливается на две шпильки кронштейна, закрепленного на статоре компрессора НД.
Напряжение питания — 20. З0В.
Амплитудное напряжение, развиваемое КНПС-22 — не менее 4кВ.
Агрегат зажигания имеет два канала, работающих каждый на свою свечу.
Электромагнитная энергия постоянного тока преобразуется в импульсы переменного тока в инверторах и подается на высоковольтные выводы агрегата.
Свеча зажигания СПН-4-3-Т служит для воспламенения топливо-воздушной смеси в воспламенителях камеры сгорания. На двигателе устанавливаются две свечи, по одной в каждый воспламенитель.
Датчик оборотов ДТА-10Е предназначен для выдачи электрического сигнала, частота которого пропорциональна частоте вращения ротора ВД. Установлен на коробке приводов агрегатов. Принцип работы — индуктивный.
2.14. Система контроля и защиты (рис. 16)
Система контроля работы двигателя представляет собой комплекс датчиков и преобразующей аппаратуры. Система контроля двигателя предназначена:
— для представления визуальной информации о параметрах двигателя и систем, обеспечивающих его работу;
— для выдачи предупредительных сигналов в случае отклонения контролируемых параметров за пределы допустимых величин;
— для выдачи управляющих сигналов аварийного останова ГПА в случае достижения опасных величин контролируемых параметров;
— для выдачи управляющих сигналов в САУ ГПА для блокировки запуска двигателя в случае невыполнения предпусковых условий.
Системой контроля работы двигателя контролируются следующие параметры и техническое состояние:
2) по гаэовоздушному тракту двигателя:
— температура газов перед турбиной;
3) по маслосистеме двигателя:
— температура масла в различных точках системы;
— давление масла в магистралях;
— появление стружки в масле;
4) по системе регулирования:
— крайние положения исполнительных элементов агрегатов;
— герметичность в закрытом состоянии игл дозатора газа ДГ-16;
— частота вращения стартера;
— положение заслонки стартера;
— частота вращения ротора ВД на запуске;
6) по системам, обеспечивающим работу двигателя:
— температура и уровень масла в баке двигателя;
— давление и температура топливного и пусковго газа;
— температура воздуха на входе в двигатель и в отсеке двигателя;
— разрежение на входе в двигатель;
— загрязненность фильтров маслосистемы;
— напряжение питания постоянного тока.
Каналы контроля можно разделить на следующие группы:
1) группа каналов контроля, представляющих собой отдельные аппаратурные системы, поставляемые с двигателем. Такие системы оснащены датчиками и преобразующей аппаратурой, выдающей в САУ ГПА предупредительные и аварийные сигналы. В этой группе датчики устанавливаются на двигателе, а блоки аппаратуры в отсеке ГПА.
— сигнализатор предельных оборотов СПО-2Р,
— сигнализатор помпажа ЭСП-12-1,
— регулятор температуры РТ-12-9А,
— блок автомата запуска БАЗ-16,
— аппаратура вибрации ИВ-Д-Пф-2 дополнительно имеющая блок визуальных приборов, устанавливаемый в пультовой компрессорной станции;
2) группа каналов, выполняющих функции контроля предельных значений параметров или положений исполнительных элементов. Данные сигнализаторы выдают релейные в САУ ГПА, которая разделяет эти сигналы на технологические, предупредительные или аварийные. В процессе запуска разделение некоторых сигналов выполняет также и БАЗ-16;
3) группа каналов для измерения текущего значения параметров, в которых датчики могут относиться как к двигателю, так и к ГПА. Вывод на показывающий прибор, а также выработку соответствующих сигналов производит САУ ГПА,
4) манометры, устанавливаемые на ГПА.
Датчик частоты вращения ДЧВ-2500 — предназначен для преобразования частоты вращения роторов двигателя в частоту электрических сигналов, выдаваемых по двум электрически не связанным каналам.
На двигателе устанавливается 5 датчиков: два на коробке приводов ротора НД, один на коробке приводов ВД и два на коробке приводов СТ.
Выходные сигналы датчиков ДЧВ-2500 выдаются в САУ для цепи контроля (от всех трех роторов), для цепи регулирования (от ротора НД), для цепи защиты (от ротора СТ).
Для ДЧВ-2500 на коробке приводов НД:
передаточное отношение привода индуктора -1,4545
количество зубцов на индукторе — 16
Для ДЧВ-2500 на коробке приводов ВД:
передаточное отношение привода индуктора — 1,9937
количество зубцов на индукторе — 5
Для ДЧВ-2500 на коробке приводов СТ:
передаточное отношение индуктора — 2,7839
количество зубцов на индукторе — 14
Приемник температуры П-77вар.2 — предназначен для измерения температуры жидкостей и газов в пределах от — 60 до 260 °С.
На двигателе установлено пять приемников температуры П-77 вар.2. Два приемника температуры размещаются на коробке моторных агрегатов и используются для замера температуры масла на входе в двигатель, третий на входном направляющем аппарате, в кармане на подводе масла к передней опоре, для контроля температуры масла на входе в переднюю опору, четвертый — на суфлере опоры турбины для замера температуры масла на выходе из двигателя, пятый — на суфлере СТ для замера температуры масла на выходе из опоры СТ.
Изменение температуры вызывает изменение величины сопротивления чувствительного элемента (платиновой проволоки диаметром 0,04 мм). То изменение сопротивления используется для контроля температуры.
Все приемники температуры подключаются к САУ ГПА.
Датчик температуры торможения П-98 — предназначен для измерения температуры заторможенного потока воздуха. Используется для измерения температуры на входе в двигатель. Устанавливается на проставке перед входом в двигатель, в верхней части.
Термопара Т-93 вар.4 — предназначен для измерения температуры выходящих газов из турбины газогенератора, т.е. перед СТ. Хромель-алюминиевые термоэлектро-ды, сваренные попарно между собой, образуют горячие спаи. При изменении температуры газов в зоне спаев изменяется термоэдс. Термоэдс с одних спаев выдается в САУ ГПА для отображения на школьном указателе, с других спаев-на вход регулятора температуры РТ-12-9А.
На двигателе установлено 4 термопары Т-93 вар.4.
Дифференциальный сигнализатор давления ССК— предназначен для сигнализации о герметичности дозатора газа перед запуском двигателя. Он устанавливается на дозаторе гаэа. Одна полость сигнализатора соединена со входом в каме-ру сгорания, вторая — с выходом из дозатора. При наличии утечки газа через доза-тор при неработающем двигателе на форсунках камеры сгорания возникает перепад давления, и когда он достигнет 0,02 кгс/см2, мембрана, разделяющая полость сигнализатора, прогнется настолько, что разомкнет контакты и в САУ ГПА будет подан электрический сигнал напряжением 27В.
Теплостойкий сигнализатор давления МСТ-18С — предназначен для размыкания электрических цепей при достижении в системе давления топливного газа или масла свыше 18 кгс/см2. На двигателе установлены два сигнализатора МСТ-18С, для контроля давления топливного газа и для контроля давления масла в САР.
Оба они установлены на дозаторе газа ДГ-16. МСТ-18С состоит из смонтированных в корпус мембраны и нормально замкнутых контактов. При давлении топливного газа или масла в САР ниже минимально допустимого уровня прогиб мембраны уменьшается и контакты замыкаются.
В САУ ГПА выдается электрический сигнал напряжением 27В.
Виброустойчивый теплостойкий сигнализатор давления типа МСТВ — предназначен для замыкания электрической цепи при давлении жидкости или газа ниже заданного значения.
На двигателе два сигнализатора такого типа:
— МСТВ-2,3 — сигнализатор о давлении масла ниже 2,3 кгс/см2 на входе в двигатель;
— МСТВ-1,1 — сигнализатор о давлении масла ниже 1,1 кгс/см2 на входе в опору СТ.
Принцип работы аналогичен МСТ-18С.
Теплостойкий сигнализатор давления МСТ-14АСМ входит в состав гидромеханической системы защиты от раскрутки СТ и предназначен для выдачи электрического сигнала в САУ ГПА о причине выключения при срабатывании системы. Сигнализатор МСТ-14АСМ своим штуцером вворачивается в гнездо на корпусе стопорного клапана.
Состоит из смонтированных в корпус мембраны и нормально разомкнутых контактов.
При срабатывании гидромеханической системы защиты от раскрутки СТ давление топливного газа на входе в сигнализатор становится выше 14 кгс/см2, прогиб мембраны увеличивается, контакты замыкаются. В САУ ГПА выдается электрический сигнал напряжением 27В.
Сигнализатор предельных оборотов СПО-2Р предназначен для формирования сигнала на автоматическое выключение двигателя при достижении валом свободной турбины предельно допустимых оборотов (6000 об/мин).
Датчик оборотов СТ ДЧВ-2500 вырабатывает электрический сигнал, частота которого пропорциональна частоте вращения ротора СТ. Этот сигнал поступает на вход СПО-2Р, установленного в блоке автоматики гпа.
При предельной частоте сигнала от ДЧВ-2500, равной 3900+_60 Гц, резонансный контур сигнализатора возбуждается и приводит к срабатыванию порогового устройства, формирующего электрический сигнал на АВД напряжением 27В, воспринимаемый САУ ГПА. Контроль исправности СПО-2Р осуществляется на работающем двигателе на режиме прогрева встроенным контролем, управляемым от САУ ГПА.
Электронный сигнализатор помпажа ЭСП 12-1 сер.2 совместно с логарифмическим датчиком давления ДОЛ16 обеспечивают формирование сигнала на автоматическое отключение двигателя при помпажном срыве компрессора.
Помпаж в компрессоре характеризуется возникновением пульсаций давления, которые датчиком ДОЛ16 преобразуются в колебания электрического сигнала. Этот сигнал поступает на входе в сигнализатор, установленный в блоке автоматики ГПА. Если амплитуда сигнала превышает заданное значение, формируется электрический сигнал на АВД напряжением 27В, воспринимаемый САУ ГПА.
Контроль исправности сигнализатора производится как на работающем, так и выключенном двигателе встроенным контролем, управляемым от САУ ГПА (датчик ДОЛ16 устанавливается на переднем фланце задней оболочки двигателя).
Регулятор темперктуры РТ-12-9А сер. 4 предназначен для ограничения температуры газов за турбиной газогенератора, а также для выдачи электрической команды на останов двигателя при превышении предельной температуры газов.
Регулятор устанавливается в отсеке автоматики ГПА.
Датчиками температуры для регулятора РТ-12-9А сер.4 являются четыре термопары
Т-93 вар. 4 градуировки хромель-алюмель, соединенные по параллельной схеме в общий коллектор. Соединение регулятора с блоком термопар производится комненсационными проводами.
Регулятор состоит из двух каналов. Первый канал работает как ограничитель температуры, второй канал как сигнализатор опасной температуры — 650°С.
На запуске по команде с БАЗ-16 настройка регулятора температуры уменьшается и составляет по второму каналу 570 °С.
Термоэдс с термопар поступает на вход регулятора, сравнивается с эталонным источникам опорного напряжения задатчиков первого и второго каналов.
Разностный сигнал усиливается, преобразуется в управляющий сигнал и подается по первому каналу в цепь исполнительного механизма РО, а по второму каналу в цепь останова двигателя.
Контроль исправности регулятора осуществляется как на работающем, так и на остановленном двигателе встроенным контролем, управляемым от САУ ГПА.
Аппаратура контроля вибрации ИВ-Д-ПФ-2 — предназначена для непрерывного контроля вибросостояния двигателя, индикации виброскорости и частоты вращения роторов. Виброскорость измеряется в мм/с, частота вращения в Гц (высвечивается на индикаторе). В аппаратуре предусмотрены устройства для включения световой сигнализации «Вибрация выше нормы», «Вибрация опасная» и выдачи сигнала на автоматическое выключение двигателя в случае достижения предельно допустимого значения виброскорости, а также выдача аналоговых сигналов, пропорциональных виброскорости в САУ ГПА. Аппаратура имеет встроенную систему для самоконтроля.
В комплект аппаратуры контроля вибрации входят электронные блоки БЭ-38-2, БЭ-39-2 и три датчика вибрации МВ-0,4-1, а также кабель для соединения датчиков с электронным блоком БЭ-38-2, винты для крепления датчиков на двигателе.
Датчики вибрации МВ-04-1 устанавливаются на кронштейнах на передней опоре, задней опоре газогенератора и на свободной турбине.
Электронный блок БЭ-38-2 устанавливается в блоке автоматики ГПА.
Электронный блок БЭ-39-2 устанавливается в стойке монтажного оборудования (СМО)
Электрическое соединение аппаратуры приведено на плакате.
Датчик вибрации вырабатывает электрические заряды, величина которых пропорционально виброускорению. В блоке БЭ-38-2 эти заряды преобразуются и напряжение постоянного тока, пропорциональное величине контролируемой виброскорости. С выхода БЭ-38-2 напряжение постоянного тока через линию связи поступает в блок БЭ-39-2, где после соответствующего преобразования подается на общее для всех каналов цифровое табло. Все три канала индикации виброскорости (ПО, ЗО, СТ) устроены одинаково. Переключение каналов осуществляется соответствующими переключателями, расположенными на передней панели блока БЭ-38-2.
Сигнал датчика частоты вращения, пропорциональный частоте вращения ротора, поступает на вход блока БЭ-38-2, где он формируется, делится, в результате чего на выходе этого блока получается последовательность импульсов, частота следования которых соответствует частоте вращения ротора. Этот сигнал через линию связи подается в блок БЭ-39-2, где после соответствующего преобразования индицируется на цифровое табло. Ддя каждого ротора имеется свое табло.
Требуемая точность измерения реализуется двумя режимами измерения.
При режиме I сек точность +_1 Гц, при 10 сек — ±0,1 Гц. Изменение режимов
измерения производится переключателями «Время измерения», расположенными на
передней панели блока БЭ-39-2.
В аппаратуре вибраций предусмотрены системы встроенного контроля:
— система контроля канала измерения виброскорости;
— система контроля индикаторной части канала частоты вращения;
— система контроля индикаторной части канала виброскорости.
Включение системы контроля канала измерения виброскорости производится нажатием кнопки, расположенной на панели САУ ГПА. При этом от входов всех трех каналов отключаются сигналы датчиков вибраций и подается сигнал генератора блока БЭ-38-2. При исправной аппаратуре показания индикатора виброскорости находятся в пределах 75. 95 мм/с и табло «Вибрация выше нормы», «Вибрация опасная» включены.
Включение системы контроля индикаторной части канала виброскорости производится нажатием кнопки «контроль» (на панеле блока БЭ-39-2) ниже табло мм/с. При исправной
индикаторной части аппаратуры показание индикатора должно соответствовать 95…99 мм/с.
Включение системы контроля индикаторной части канала частоты вращения производится нажатием кнопки «КОНТРОЛЬ», (расположенной на панели блока БЭ-39-2), проверяемого канала (НД, ВД, СТ). При этом показание цифрового табло при времени измерения 1с. составляет 512+_1 Гц.
Работа сигнализации «Вибрация выше нормы», «Вибрация опасная»
В блоке БЭ-39-2 имеются пороговые устройства, настроенные на уровни срабатывания, соответствующие виброскорости 40 мм/с и 60 мм/с. При срабатывании пороговых устройств на передних панелях блоков БЭ-39-2, БЭ-38-2 включается световая сигнализация «Вибрация выше нормы», «Вибрация опасная». Кроме того, формируются сигналы в виде замыкания «сухих» контактов для включения сигнализации на панели САУ ГПА, а также для автоматического включения двигателя при достижении виброскорости 60 мм/с.
В блоке предусмотрено формирование трех аналоговых сигналов 0. 6 В, пропорциональных виброскорости на ПО, 30, СТ, для выдачи в САУ ГПА.
Гидромеханическая система защиты двигателя от раскрутки ротора СТ
Гидромеханическая система защиты (ГМЗ) предназначена для аварийного останова двигателя в случав раскрутки ротора СТ до оборотов n ст = 5300 об/мин.
При достижении ротором СТ указанных оборотов ГМЗ закрывает сто-порный клапан (СК) двигателя, доступ топливного газа в камеру сгорания двигателя прекращается и двигатель выключается.
Состав (рис. 17): включает в себя командный агрегат ОГ-16, управляющий узел, воздействующий на стопорный клапан, сигнализатор МСТ-14АС, выдающий сигнал в САУ ГПА о срабатывании ГМЗ. Принципиальная схема системы приведена на рис.17.
При достижении ротором СТ заданных предельных оборотов, т.е. n ст = 5300 об/мин, центробежный механизм командного агрегата ОГ-16 через систему рычагов, настолько прикрывает слив масла, проходящего через полость управляющего узла (см. подвод масла от КПД), что давление в ней поднимется до величины 20 кг/см2. При этом давлении распределительный золотник управляющего узла переместится в крайнее правое положение и закрыт дренаж топливного газа из пружинной полости запорного клапана СК. В эту полость поступит топливный газ давлением 25 –2 кгс/см 2 со входа в СК через открытые каналы распределительного клапана и электропневмоклапана СК. Равновесие грибка запорного клапана в открытом положении нарушится, и под действием пружин запорный клапан закроется. Подача топливного газа в двигатель прекратится.
Сигнализатор МСТ-14АС сработает по давлению топливного газа, поступившего по каналам в запорный клапан. В САУ ГПА от сигнализатора поступит эл.сигнал о срабатывании ГМЗ. По поступлению этого сигнала САУ ГПА выдает команды на эл.магниты СК, дозаторы газа, стационарных кранов в соответствии с алгоритмом аварийного останова, связанным с выключением двигателя по причине срабатывания ГМЗ.
Командный агрегат ОГ-16 разработан на базе ОГСТ и внешне не отличается от него. Проведенная доработка связана с обеспечением постоянного протока масла через агрегат. Подвод рабочего масла к агрегату производится от маслосистемы САР (от штуцера К2 на КПД) через управлявший узел, в котором установлен дросселирущий жиклер, регламентирущий расход масла через агрегат ОГ-16.
При частоте вращения ротора СТ ниже уровня настройка агрегата ползушка золотникового клапана ОГ-16, связанная через рычаг с центробежным датчиком оборотов, занимает положение относительно окон золотника, обеспечивающее слив подводимого масла через агрегат. При этом давление масла после дросселирующего жиклера в управлявляющем узле не превышает 10 кгв/см 2 . При достижении предельных настроечных оборотов ротора СТ (5300 об/мин) грузики центробежного датчика расходятся и, преодолевая усилие затяжки пружины, смещают ползушку эолотника, перекрывая сливные окна. Давление масла в подводящей магистрали после жиклера резко возрастает и при достижении 20 кгс/см 2 происходит срабатывание управляющего узла и закрытие стопорного клапана.
Агрегат ОГ-16 имеет механизм снижения уровня настройки на фиксированную величину, обеспечивающий возможность проверки срабатывания системы защиты и отладок агрегата при проведении приемосдаточных испытаний и в эксплуатации.
Управляющий узел скомпонован с электропневмоклапаном стопорного клапана и обеспечивает независимое закрытие запорного клапана СК. Управляющий клапан включает в себя распределительный двухгрибковый клапан с управляющим поршнем, узел блокировки и сигнализатор давления МСТ-14АС. К поршню распределительного клапана подается давление масла, подводимого к ОГ-16 после дросселирующего жиклера.
В исходном положении распределительный клапан под действием пружины и входного давления топливного газа находится в крайнем левом по схеме положении, обеспечивая сообщение пружинной полости запорного клапана с линией дренажа (стопорный клапан открыт). Работа управляющего узла описана выше.
Назначение узла блокировки заключается в том, чтобы исключить самопроизвольное открытие СК, так как снижение давления масла при останове должно было привести к возвращению распределительного клапана в исходное положение под действием пружины. Однако узел блокировки, представляющий собой дополнительный поршень с упорами, под действием топливного газа будет удерживать распределительный клапан в крайнем правом положении даже при падении управляющего давления масла.
Рекомендации по эксплуатации ГМЗ.
ГМЗ от раскрутки ротора силовой турбины внедрена в серийное производство с мая 1967 г. (с двигателя А1672029) на вновь выпускаемых двигателях. На ремонтных двигателях внедрение ГМЗ начато с сентября 1987 г.
Наличие ГМЗ на данном двигателе можно определить по маркировке стопорного клапана, ограничителя оборотов СТ (установлен на коробке оборотов СТ) и дополнительному трубопроводу между клапаном постоянного давления (КПД) САР и стопорным клапаном.
В состав ГМ3 должны входить: стопорный клапан с обозначением:
«16.549.000-1» вместо «16.549.000», ограничитель оборотов «ОГ-16» вместо «ОГС’Г»
(ОГ-8-4), трубопровод «16.800.700-64», соединяющий штуцер «К2″агрегата КПД и штуцер стопорного клапана (на управляющем узле). В связи с заменами ГГ и СТ разного года выпуска возможна различная комбинация перечисленных выше агрегатов, принадлежащих к модернизированной (ГМЗ) или не модернизированной системы ограничения оборотов СТ. При этом руководствоваться надо следующим:
1. Запрещается эксплуатация, если на ГГ установлен стопорный клапан 16.549.000, а на СТ установлен ОГ-16. Необходимо ОГ-16 демонтировать и установить агрегат ОГСТ (ОГ-8-4).
2. Если на ГГ установлен стопорный клапан 16.549.000-1, а на СТ агрегат ОГСТ (ОГ-8-4) произведите замену агрегата ОГ-8-4 на ОГ-16 из резервного фонда.
При отсутствии ОГ-16 допускается временная эксплуатация с ОГ-8-4 (т.е. без ГМЗ) с выполнением следующего:
- демонтировать трубопровод 16.800.700-64 подвода масла от штуцера К2 агрегата 16.549.600-1 (КПД) к стопорному клапану. Свободные штуцера заглушить;
— при последующей постановке ОГ-16 взамен ОГ-8-4 трубопровод 16.800.700-64 установить на место.
3. При проведении опробования двигателя с ГМ3 производить проверку срабатывания (аварийный сигнал) ОГ-16 в режиме «Контроль».
Защита по падению уровня масла в расходном бачке маслобака двигателя
В процессе эксплуатации двигателей НК-16СТ были отмечены дефекты, связанные с выходом из строя откачивающих насосов масляной системы. При этом происходило переполнение маслом опор двигателя и масло вытеснялось через уплотнения в проточную часть. В ряде случаев возникал пожар в двигателе. Для защиты двигателя от последствий отказа системы откачки разработано и внедрено устройство, срабатывающее при проявлении дефекта и выдающее предупредительный сигнал в САУ ГПА.
Основным элементом устройства (рис. 18) является расходный бачок 2 малого объема, оборудованный сигнализацией минимального уровня масла в нем. Подпитка масла в двигатель при работе происходит из этого бачка.
Подпитка самого бачка осуществляется из основного маслобака I. На линии подпитки расходный бачок — основной маслобак установлена дроссельная шайба (жиклер) 4 диаметром 11, через которую идет стабильная подпитка масла в расходный бачок независимо от уровня масла в основном маслобаке двигателя.
На этой линии подпитки имеется вентиль 5, с помощью которого вручную подключается расходный бачок в работу после выхода двигателя на режим.
Чувствительный элемент устройства, реагирующий на резкое уменьшение (падение) уровня масла в расходном бачке является датчик напора 3, выдающий электрический сигнал в САУ ГПА.
На запуске заполнение маслом двигателя производится от основного маслобака по байпасной линии через открытый кран — «хлопушку 6» Расходный бачок вентелем 5 отключен и в заполнении двигателя маслом и подпитке не участвует.
После выхода двигателя на режим последовательно вручную открывается вентиль 5 и перекрывается кран — «хлопушка 6». Расходный бачок заполняется маслом по принципу сообщающихся сосудов из маслобака двигателя, в нем устанавливается практически постоянный уровень масла независимо от уровня масла в основном маслобаке. При естественных потерях масла в маслосистеме двигателя компенсация этих потерь идет из расходного бачка, уровень масла в котором поддерживается подпиткой из основного маслобака через дроссельную шайбу.
При постоянном уровне масла в расходном бачке или колеблющемся в незначительных пределах контакты в датчике напора 3 разомкнуты (мембрана датчика под действием столба масла в расходном бачке приподнята) и положительный сигнал в САУ ГПА не поступает. При отказе любого из откачивающих насосов маслосистемы двигателя образуются безвозвратные потери масла из-за переполнения маслом опоры двигателя и ухода его через лабиринтные или контактно-торцевые уплотнения в газовоздушный тракт. При этих потерях резко падает уровень маола в расходном бачке, так как подпитка расходного бачка через дроссельную шайбу с d =II мм не успевает компенсировать падение уровня в нем. Датчик напора реагирует на падение уровня масла в расходном бачке (мембрана датчика опускается и замыкает эл.контакты) и выдает сигнал в САУ ГПА.
Источник