Ограничитель приемистости ГТК-10-4 (принципиальная схема назначения элементов, принцип действия)
Вопрос № 5-15 Вопрос № 5-15
Вопрос: Необходимость ограничения температуры газов после КС. Ограничители приёмистости.
Для быстрого и надёжного ограничения температуры газов перед турбиной широко применяют ограничители приемистости (ОП). Они реализуют косвенный, но быстродействующий способ регулирования температуры. Непосредственно температура газов при этом способе не измеряется. ОП поддерживают определённое соотношение м.у. расходом топлива и расходом воздуха после ОК.
Рассмотрим действие принципиальной схемы ограничителя приемистости ГТУ при увеличении нагрузки (рис.1). При этом угловая скорость ротора турбины уменьшается, муфта датчика скорости 1 смещается вниз и перемещает золотник 6. После этого СМ 10 идёт вверх и открывает регулирующий клапан 11. Однако он может открыться в первый момент лишь на величину зазора Q между штоком сервомотора 10 и подвижным упором 9. Подвижный упор 9 перемещается СМ 8 более мощным, чем сервомотор 10. По этой причине увеличение расхода топлива будет небольшим, и температура газов перед турбиной увеличится незначительно. С увеличением подачи топлива в камеру сгорания 14 растет мощность ГТУ и давление за компрессором 13. Это, в свою очередь, вызовет смещение вниз мембраны ограничителя приемистости 3, которая сожмет пружину 2 и через рычаг 7 переместит вниз золотник 5. В результате поршень сервомотора 8 поднимется вверх на некоторую небольшую величину, за ним какое-то время будет следовать поршень сервомотора 10, прижимаясь к упору 9.
Поскольку муфта датчика скорости неподвижна, то поршень сервомотора 10 остановится, как только его золотник 6 вернется в среднее положение. По мере роста давления воздуха за компрессором поршень сервомотора 8 продолжает перемещаться, что приведет к образованию зазора между штоком сервомотора 10 и упором 9. Зазор Q будет наибольшим на режиме холостого хода и исчезнет полностью при максимально допустимой температуре, что обеспечивается настройкой регулятора приемистости. Упор 4 нужен для более надежного ограничения перемещения рычага 7 на режиме максимальной температуры. Регулятор приемистости не позволяет ГТУ слишком быстро увеличивать мощность, что предохраняет ее от недопустимого роста температуры. Поскольку регулятор приемистости поддерживает определенное соотношение между расходом топлива и воздуха, то его иногда называют регулятором соотношения.
Вопрос: Необходимость ограничения температуры газов после КС. Ограничители приёмистости.
Для быстрого и надёжного ограничения температуры газов перед турбиной широко применяют ограничители приемистости (ОП). Они реализуют косвенный, но быстродействующий способ регулирования температуры. Непосредственно температура газов при этом способе не измеряется. ОП поддерживают определённое соотношение м.у. расходом топлива и расходом воздуха после ОК.
Рассмотрим действие принципиальной схемы ограничителя приемистости ГТУ при увеличении нагрузки (рис.1). При этом угловая скорость ротора турбины уменьшается, муфта датчика скорости 1 смещается вниз и перемещает золотник 6. После этого СМ 10 идёт вверх и открывает регулирующий клапан 11. Однако он может открыться в первый момент лишь на величину зазора Q между штоком сервомотора 10 и подвижным упором 9. Подвижный упор 9 перемещается СМ 8 более мощным, чем сервомотор 10. По этой причине увеличение расхода топлива будет небольшим, и температура газов перед турбиной увеличится незначительно. С увеличением подачи топлива в камеру сгорания 14 растет мощность ГТУ и давление за компрессором 13. Это, в свою очередь, вызовет смещение вниз мембраны ограничителя приемистости 3, которая сожмет пружину 2 и через рычаг 7 переместит вниз золотник 5. В результате поршень сервомотора 8 поднимется вверх на некоторую небольшую величину, за ним какое-то время будет следовать поршень сервомотора 10, прижимаясь к упору 9.
Поскольку муфта датчика скорости неподвижна, то поршень сервомотора 10 остановится, как только его золотник 6 вернется в среднее положение. По мере роста давления воздуха за компрессором поршень сервомотора 8 продолжает перемещаться, что приведет к образованию зазора между штоком сервомотора 10 и упором 9. Зазор Q будет наибольшим на режиме холостого хода и исчезнет полностью при максимально допустимой температуре, что обеспечивается настройкой регулятора приемистости. Упор 4 нужен для более надежного ограничения перемещения рычага 7 на режиме максимальной температуры. Регулятор приемистости не позволяет ГТУ слишком быстро увеличивать мощность, что предохраняет ее от недопустимого роста температуры. Поскольку регулятор приемистости поддерживает определенное соотношение между расходом топлива и воздуха, то его иногда называют регулятором соотношения.
Ограничитель приемистости предназначен для ограничения максимальной температуры продуктов сгорания. Ограничитель приемистости устанавливает максимально возможное открытие регулирующего клапана по подаче топлива в камеру сгорания в зависимости от давления воздуха за компрессором.
Ограничитель (Рис.15) собран в корпусе, в котором запрессована втулка. Корпусом и крышкой по внешнему контуру обжата мембрана. По внутреннему контуру мембрана обжата дисками, стянутыми с помощью штока и гайки. На штоке имеется буртик, который пружиной прижимается к втулке с отверстиями для выпуска воздуха в атмосферу. Натяжение пружины регулируется перестановкой тарелки гайками. Пружина закрывается кожухом, имеющим внизу отверстие.
Над мембраной в крышке установлены два рычага, которые могут проворачиваться на валиках, укрепленных в крышке. Нижний рычаг опирается на шток. Над верхним рычагом установлен сильфон, приваренный к кольцу и тарелке. Кольцо зажато между крышкой и фланцем. Тарелка опирается на верхний рычаг через шарик. Между рычагами размещен второй шарик, положение которого можно отрегулировать смещением корректора в расточке крышки. Корректор позволяет менять передаточное отношение по усилию от сильфона к мембране. Фиксация корректора осуществлена винтом.
В подмембранную полость подведен воздух из проточной линии. Внутренняя полость сильфона сообщена с нагнетанием компрессора. Надмембранная полость через отверстие в крышке сообщена с атмосферой.
Рис. 15. Ограничитель приемистости:
1-пружина; 2-шток; 3-корпус; 4-мембрана; 5-корректор; 6-винт;
7-крышка; 8-фланец; 9-сильфон; 10-шарики; 11-рычаги;
12-диски; 13-втулка; 14-тарелка
Работает ограничитель приемистости по принципу ограничения давления в проточной линии в зависимости от давления за компрессором. При отсутствии давления за компрессором устанавливается такое натяжение пружины, чтобы давление в проточной линии не могло быть более 0,07 МПа. При этом регулирующий клапан может максимально открыться примерно на 3 мм. Если давление превысит это значение, то мембрана приподнимает шток и буртик, отойдя от втулки, выпустит часть воздуха из проточной линии в атмосферу.
Увеличением давления за компрессором автоматически будет перестраиваться и ограничитель приемистости на ограничение более высокого давления в проточной линии, т. е. на ограничение и большего хода регулирующего клапана.
В нормальных условиях, когда перемещение регулирующего клапана не вызывает отклонений параметров сверх максимально допустимых, действительные открытия регулирующего клапана несколько меньше тех, которые ограничивают с помощью ограничителя приемистости. Ограничитель не должен вступать в работу. Вступление в работу ограничителя приемистости происходит только в переходных процессах работы при наборе нагрузки турбиной в недопустимо быстром темпе. Надежная работа ограничителя находится в зависимости от точности поддержания необходимого давления топливного газа и точности исполнения профиля регулирующего клапана.