Устройство для измерения расхода
Патент 447559
Авторы
Устройство для измерения расхода
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пп 447559
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Зависимое от авт, свидетельства (22) Заявлено 24.04.72 (21) 1777320/18-10 с присоединением заявки Ие (32) Приоритет
Опубликовано 25.10.74. Бюллетень Ме 39
Дата опубликования описания 10.06.75 (51) М. Кл. G 011 1/00 б Old 17/00
Государственный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретений (53) УДК 681.121.89 (088.8) и открытий (72) Авторы изобретения
И. А. Петрова и Н. П. Вирковский (71) Заявитель
Белорусский филиал Государственного научно-исследовательского энергетического института им. Г. М. Кржижановского (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА
Изобретение относится к тепловой энергетике и может быть использовано при эксплуатации теплофикационных паровых турбин на электрических станциях в качестве измерителя расхода пара через последний отсек турбины (под последним отсеком понимается группа ступеней, расположенных между последним по ходу пара отбором и конденсатором).
Замер расхода пара, проходящего через последний отсек теплофикационной турбины, необходим потому, что электрическая нагрузка турбоагрегата и суммарный расход пара, которые достаточно полно характеризуют загрузку отдельных частей конденсационной турбины, из-за отбора регулируемых количеств пара не определяют загрузки последнего отсека.
Последний отсек может или перегрузиться, если при максимальной электрической нагрузке уменьшить расход регулируемого отбора пара, или черезмерно разгрузиться, если при средней величине электрической нагрузки увеличить расход пара.
Это снижает надежность работы устройства.
В то же время для многих ТЭЦ характерен режим, когда для повышения экономичности в конденсаторы теплофикационных турбин необходимо пропускать минимальное количество пара.
Расходомер на линии отвода конденсата из конденсатора не может служить указателем загрузки последнего отсека турбины, так как не характеризует его режима.
5 Устройство для замера расхода пара через последний отсек турбины обычно представляет собой датчик давления и вторичный прибор, замеряющий давление пара на входе отсека, проградуированный в единицах расхода.
l0 Такое устройство неработоспособно при малых расходах пара и может при определенных режимах давать значительную погрешность.
Это объясняется тем, что в нем не учитывается характер истечения пара в элементах пос15 леднего отсека (критический или докритический) и в случае докритического режима не учитывается влияние давления за последним отсеком.
Цель изобретения — увеличение точности измерения и расширение диапазона измерений в сторону малых расходов пара через последний отсек турбины.
Для этого в предлагаемое устройство введен делитель напряжения, соединенный с выходом датчика давления, второй датчик давления и соединенный с его выходом синуснокосинусный преобразователь с вторым исполнительным органом, одна из обмоток которого включена между выходом первого датчика и входом усилителя, а другая соединена по
447559
01 юРщ Т, P
А+ К1P! (3) Р1 Р2
А+ <Р1 (4) ледовательно с обмоткой возбуждения ферродинамического преобразователя и выходом усилителя, переключатель, с одним неподвижным контактом которого соединен второй вход синусно-косинусного преобразователя, с другим — средняя точка делителя напряжения, а подвижный контакт подключен к входу ферродинамического преобразователя.
Расход пара, проходящего через отсек турбины при критическом режиме, определяется выражением где Do, P, Тю — расход, давление и абсолютная температура пара при исходном режиме;
Юю, P>, Ti — то же, при критическом режиме.
При докритическом режиме
a=a — 1/т„
P0> — Ро2 где Рю2, P> — давление пара за отсеком при исходном и критическом режимах соответственно.
При эксплуатационных изменениях нагрузки турбины пар в последнем отсеке всегда остается влажным и его температура определяется давлением, Так как величины ю, Рюь Рюь
Тю являются постоянным, то выражения (1) и (2) могут быть переписаны в следующем виде: где К1 и К вЂ” коэффициенты пропорциональности.
Тип режима работы (критический или докритический) для конкретного отсека можно определить по отношению давлений пара на входе и выходе отсека.
На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.
Установленный на входе 1 отсека турбины датчик 2 преобразует величину давления в напряжение переменного тока.
Выходное напряжение датчика поступает на делитель напряжения, образованный резисторами 3 и 4, и на вход усилителя 5 (через обмотку обратной связи 6 преобразователя 7).
Выходное напряжение усилителя 5 питает последовательно включенные обмотки возбуждения 8 и 9 преобразователей 7 и 10. При данном способе включения усилителя его выходной ток пропорционален выходному напряжению датчика 2 и, следовательно, давлению пара, воздействующему на датчик.
Синусно-косинусный ферродинамический преобразователь 7 состоит из магнитопровода 11, обмоток возбуждения 8 и обратной свя5
60 б5
4 зи 6 и двух рамок 12 и 13. Последние жестко скреплены и могут поворачиваться вокруг, общей оси, а их плоскости образуют между собой прямой угол.
Преобразователь 7 содержит также переключатель 14, перекидной контакт которого в исходном положении (когда рамка 13 занимает горизонтальное положение) замкнут с верхним неподвижным контактом, а при повороте рамки против часовой стрелки на некоторый фиксированный угол замыкается с нижним.
На датчик 15 по каналу 16 действует давление пара, выходящего из последнего отсека турбины. Как и датчик 2, датчик 15 преобразует давление в пропорциональную величину напряжения переменного тока.
Усилитель 17 с двигателем 18 образуют исполнительный орган и приводят в соответствие напряжение рамки 13 с выходным напряжением датчика 15 путем поворота рамки 13.
1 1з выходного напряжения датчика 15 вычитают напряжение рамки 13 и их разность подают на вход усилителя 17. Выходное напряжение усилителя питает реверсивный двигатель
18. Двигатель 18 неподвижен, когда напряжение на входе усилителя равно нулю, и вращается при появлении входного сигнала, причем направление вращения зависит от знака поступающего на вход сигнала. Двигатель 18 механически связан с рамками 12 и 13 и, вращаясь, поворачивает их, Линейный ферродинамический преобразователь 10 состоит из магнитопровода 19, поворотной рамки 20 и двух обмоток возбуждения
9 и 21.
Обмотку возбуждения 9 питают током усилителя 5, а на обмотку 21 подают переменный ток постоянной амплитуды. К выходу усилителя 22 подключен реверсивный двигатель 23, ротор которого механически связан с рамкой
20 и стрелкой 24. Последняя может перемещаться вдоль шкалы 25. Усилитель 22 и двигатель 23 аналогичны усилителю 17 и двигателю 18 и также, как и последние, образуют исполнительный орган, который приводит путем поворота напряжение рамки 20 в соответствие с напряжением, снимаемым с резистора 3, когда контакт переключателя 14 находится в верхнем положении, или с напряжением рамки 12, когда контакт переключателя 14 занимает нижнее положение.
Усилитель 22 и двигатель 23 вместе со шкалой 25, стрелкой 24 и преобразователем 10 составляют исполнительный орган расходомера.
Устройство работает следующим образом.
Преобразователь 7 вместе с усилителем 17 и двигателем 18 предназначен для определения отношения давлений Р2(Р,, действующих на датчики 2 и 15, по которому определяют режим работы отсека турбины. Контакт переключателя 14 устанавливают таким образом, чтобы он переключался при угле поворота рамок 12 и 13, соответствующем изменению ре447559 жима работы отсека турбины от докритического на критический.
Преобразователь 10, усилитель 22 и двигатель 23 выполняют операцию, эквивалентную операции деления в выражениях (1), (2).
При критическом режиме подвижный контакт переключателя 14 замкнут с верхним контактом, и на усилитель 22 поступает сигнал, пропорциональный разности напряжения на резисторе 3 и выходного напряжения усилителя 5. Двигатель 23 вращает рамку 20 до тех пор, пока эта разность не станет равной нулю.
Резисторы 3 и 4 выбраны таким образом, чтобы падение напряжения на резисторе 3 быравно Кр/Кз U, rue U — s ixogtHoe Напряжение датчика 2.
При докритическом режиме перекидной контакт переключателя 14 занимает нижнее положение, и на усилитель 22 поступает разность напряжений рамок 12 и 20.
Предмет изобретения
Устройство для измерения расхода пара, содержащее датчик давления, соединенный»е5 рез усилитель и ферродинамический преобразователь с исполнительным органом, отл ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона и повышения точности измерения, в него введен делитель напряжения, соединен10 ный с выходом датчика давления, второй датчик давления и соединенный с его выходом синусно-косинусный преобразователь с вторым исполнительным органом, одна из обмоток которого включена между выходом первого дат15 чика и входом усилителя, а другая соединена последовательно с обмоткой возбуждения ферродинамического преобразователя и выходом усилителя, переключатель, с одним неподвижным контактом которого соединен второй вход
20 синусно-косинусного преобразователя, с другим — средняя точка делителя напряжения, а подвижный контакт подключен к входу ферродинамического преобразователя.