Система дистанционного автоматизированного управления режимами работы комплекса "главный" судовой турбоагрегат- винт регулируемого шаганавешенный генератор

Патент 779179

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I (61) Дополнительное к авт. свид-ву я 383651 (22) Заявлено 081277 (21) 2552561/27-11

Союз Советских

Социалистических

Республик о>779179 (51)М. Кл.3

В 63 Н 23/00

В 63 Н 21/22 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР яо делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 1511.80. Бюллетень М 42 (53) УДК 621.3. .028(088.8) Дата опубликования описания 1511.80 (72) Авторы изобретения

М. Э. Гольдберг, М. Н. Грабовский, В. М. Дерябин, О. П. Корсаков и A. И. Шраер

Б тийсХ. (ц4 (71) Заявитель (54) СИСТЕМА ДИСТАНЦИОННОГО АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ

РЕЖИМАМИ РАБОТЫ КОМПЛЕКСА "ГЛАВНЫЙ СУДОВОЙ ТУРБОАГРЕГАТ

БИНТ РЕГУЛИРУЕМОГО ШАГА вЂ” НАВЕШЕННЫЙ ГЕНЕРАТОР"

Изобретение относится К судостроению.

По основному авт. св. В 383651 известна система дистанционного автоматизированного управления режимами работы комплекса "главный судовой турбоагрегат-винт регулируемого шага вЂ” навешенный генератор", содержащая чувствительный элемент регулируемой величины вЂ” числа оборотов гребного винта, задатчик, усилитель, блок управления следящей системы управления механизмом изменения шага винта и маневровый клапан турбоагрегата, причем один из датчиков оборотов подключен к пропорциональноинтегральному корректору шага винта, выход которого через ограничитель подключен к входу усилителя следящей системы управления механизмом изменения шага винта, а другой вЂ” через пропорциональный регулятор к маневровому клапану 1„13, В известной системе управление режимами работы комплекса осуществляется воздействием на шаг винта. Поддержание оборотов винта из условия обеспечения работы валотурбогенератора от главного турбоагрегата в пределах 85 4 об/мин йа всех возможных стационарных. и переходных рех<имах работы комплекса обеспечивается с помощью регулятора. оборотов главного судовбго турбоагрегата и корректора

5 шага винта. Статическая ошибка регулятора оборотов, определяемая величи- . ной степени неравномерности регулятороа, приводит к необходимости введения "жесткой" коррекции по фактичес10 кому шагу.

Контур "жесткой" коррекции оборотов турбоагрегата по фактическому шагу винта, как правило, реализуется посредством датчиков электрического сигнала, соединяемых с механизмом изменения шага винта с помощью профилированного кулачка, подгонка профиля которого при работающей установке в процессе согласования характеристик

20 главного оборудования достаточно сложна, требует продолжительного времени и при этом не мох<ет обеспечить. достижения заданной линии статических режимов работы комттлекса, а именно, 25 постоянного значения оборотов гребного вала на всех нагрузках. Достигается определенная зона, в пределах которой изменяются обороты винта и, соответственно, частота электросети

Зр валотурбогенератора.

779179

Помимо снижения точности поддержания оборотов гребного нинта имеет место вероятность обесточивания элект роэнергетической установки при отключении валотурбогенератора от главной турбины. При переводе установки в режим с пониженным значением оборотов винта, используемом при прохождении судном узкостей и швартовных операциях, производится включение валотурбогенератора на параллельную работу с автономным турбогенератором . В соответствии с инструкцией по обслуживанию электроэнергетической установки параллельная работа валотурбогенератора с любым из генераторов электростанции нозмо>кна только при. враще- $5 нии валотурбогенератора от антонОмной турбины..При этом процедура перевода налотурбогенератора на параллельную работу с автономным.турбогенератором заключается в отключении gg валотурбогенератора от главной турби.ны, выравнивании напряжений и частот генераторов и распределении вручную активных нагрузок e помощью системы управления серводвигателями регуляторов скорости первичных двигателей

25 генераторов.

В процессе эксплуатации судов с установками этого типа происходит обесточивание электроэнергетической установки при отключении валотурбогенератора от главной турбины из-за отКазов гидравлических элементов системы управления автономным турбоприводом валогенератора, расположенным в районе значительной вибрации.З5

Эти .отказы приводят к несвоевременному срабатыванию регулирующего клапана турбопривода, провалу частоты электросети и последующему срабатыванию аварийной защиты валотурбоге- 4О нератора по данному параметру.

Принципиально возможен скачкообразный перевод нагрузки с валогенератора на автономный турбогенератор беэ отключения от главной турбины, однако это связано с разрывом под боль.шим током генераторных автоматов, провалом частоты сети в процессе приема. нагрузки автономным турбогенератором и не предусматривается инст- 5р рукцией по обслуживанию электроэнергетической установки. Постепенный перевод активной нагрузки с валогенератора на автономный турбогенератор бе отключения валогенератора от главной турбины при имеющейся схеме управления энергетическим комплексом и электроэнергетической установкой невозможен вследствие "жесткой" характеристики главной турбины, работающей при постоянном значении оборотов. ф)

Целью предлагаемого изобретения является увеличение надежности системы на всех эксплуатационных режимах работы и сокращение времени наладки системы при работающей уста- 65 нонке в процессе согласования динамических характеристик основного оборудования.

Цель достигается тем, ччто система снабжена блоком выбора устанки оборотой и подключенным к его выходу через. элемент рассогласования интегральным корректором оборотов, выход которого соединен со,входом блока управления задатчиком оборотов.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемой системы.

Система содержит блок управления винтом регулируемого шага, бпок управления задатчиком оборотов главно-. го судового турбоагрегата, корректор шага винта и регулятор оборотов турбоагрегата.

Блок управления нинтом регулируемого шага включает н себя задатчик 1 шага винта, усилитель 2, электрогидранлический механизм 3 управления, привод 4 золотника механизма изменения шага, датчик 5 сигнала обратной связи по положению привода золотника, золотника 6 механизма изменения шага, механизма 7 изменения шага с выходом на винт 8.

Блок управления задатчиком оборотов главного судового турбоагрегата включает в себя усилитель 9, исполнительный механизм 10, привод 11 задатчика 12 оборотон, корректор 13 г оборотов по фактическому шагу, интегральный корректор 14 оборотов и блок 15 выбора уставки оборотов.

Регулятор оборотов турбоагрегата состоит из задатчика 12 оборотов, регулирующего золотника 16 и привода 17 маневрового клапана 18.

Корректор шага винта содержит тахогенератор 19, ограничитель 20 сигнала отклонения фактических оборотов гребного винта от заданных и интегрирующий блок 21. Привод 11 снабжен датчиком 22 обратной связи.

Управление режимами работы энергетического комплекса осуществляется от рукоятки 23 машинного телеграфа пульта рулевой рубки, воздействующей на задачтик 1. К входу золотника 16 подключен масляный насос 24, к навешенному генератору 25 подключен автономный турбогенератор 26.

Электрический сигнал, пропорциональный углу поворота задатчика 1, поступает на вход усилителя 2, где суммируется с сигналом противоположной фазы датчика 5. Разность сигналов, усиленная усилителем 2, поступает на механизм 3, где преобразуется в перепад данлений, управляющий сервомотором привода 4. Привод перемещается, поворачивая жестко связанный с ним датчик 5. При равенстве нулю разности сигналов задатчика 1 и датчика 5 привод 4 останавливается в положении, соответствующем заданному. Перемещение привода 4 нызывает

779179 изменение положения золотника 6 механизма 7 изменения шага. Подцержание оборотов винта осуществляется с помощью регулятора оборотов главного судового турбоагрегата и. корректора шага винта, причем настройка системы выполняется следующим образом: на промежуточных нагрузках комплекса поддержание оборотов гребного винта осуществляется гидродинамическим . регулятором оборотов; на режимах,.связанных с передачей на винт полной мощности установки, когда маневровый клапан полностью открыт, функции поддержания оборотов выполняет корректор шага вийта.

Уставка регулятора оборотов (п цд„) формируется с помощью блока управления задатчиком оборотов. ЭлектричесKB сигHRJI IIpOIIOpIjHOHBJIE HbIA и >

Уставка регулятора оборотов nlod обеспечивает полное Открытие маневрового клапана 18 на режиме полного хода, что исключает дросселирование пара.

Для улучшение динамических харак40 теристик гидродинамический регулятор оборотов выполнен статическим, что .приводит при изменении нагрузки на гребном винте (при изменении шага вин та) к появлению статической ошибки, которая компенсируется с помощью сигнала "жесткой" коррекции по фактическому шагу винта, формируемым корректором 13Ä связанным с механизмом

7,. сигнал с которого поступает на 50 вход усилителя 9. Этим достигается определенная зона поддержания оборотов гребного винта в пределах +0,05 номинального значения оборотов.

Устранение указанной зоны и обеспечение требуемой линии статических режимов работы комплекса на промежуточных нагрузках обеспечивается введением в блок управления задатчиком оборотов главного судового турбоаг- 60 регата интегрального корректора 14, вход которого подключен к измерителю рассогласования заданных и фактических оборотов винта, а выход вЂ” к усилителю 9. Выбор необходимой уставки 65 заданных оборотов производится блоком 15.

На всех эксплуатационных режимах работы установки блок 35 находится в положении, при котором формируется уставка. В этом случае сигнал инте- грального корректора позволит достичь точйо заданную линию оборотов главной турбины и, соответственно, постоянного значения частоты электросети валотурбогенератора. Интегратор пропорционально-интегрального коррек- тора шага винта, настроенный на число оборотов и д при этом находится на упоре и выключен иэ действия.

Такая схема управления и регулирова. ния позволяет снизить требования к точности подгонки профиля кулачка корректора 9 и сократить процесс наладки системы при работающей установке в процессе согласований динамических характеристик основного оборудования.

При необходимости изменить режим работы комплекса (а, следовательно, ход судна) с помощью блока управления винтом регулируемого шага изменяется положение лопастей винта 8 и соответственно, упор и момент винта, что вызывает отклонение числа оборотов от заданного. Отклонение оборотов преобразуется в отклонение давления . масла импульсного масляного насоса

24, приводимого от турбоагрегата. Изменение импульсного давления через регулирующий золотник 16 вызывает перемещение привода 17 и маневрового клапана 18, регулирующего подвод па ра к главному судовому турбоагрегату. При некотором положении лопастей винта нагрузка на винт и валопровод достигает номинального значения. Маневровый клапан 18 открывается полнрстью и выходит на упор. Дальнейшая перегрузка вызывает снижение числа оборотов винта, что недопустимо как с точки зрения перегрузки вращающихся частей турбины и винта регулируемого шага, так и с точки зрения работы навешенного генератора 25.

При снижении оборотов ниже n > > разность сигналов тахогенератора 19 и п да поступает через ограничитель

20 на вход усилителя 2 системы управления винтом регулируемого шага. Тем самым коррект .о шага уменьшает заданное от задатчика 1 шага значение шага, что приводит к уменьшению момента сопротивления на винте и восстановлению числа оборотов.

Корректор шага выполнен пропорционально-интегральным. Сигнал рассогласования поступает на вход интегрирующего блока 21, который на стационарных режимах сводит статическую ошибку корректора к нулю. Таким образом, выполнение корректора пропорционально-интегральным повышает точ/

779179

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 9287

Тираж 497 Подписи ность поддержания оборотов на стационарных режимах. Следовательно, наличие коллектора шага позволяет осуществить так называемые "следящие" разгон и реверс судна при постоянных значениях момента сопротивления, упора и числа оборотов винта, что является оптимальным с точки зрения времени разгона и реверса и выбега суд на при реверсе.

На режиме полного переходного хода и режимах маневрирования, когда обороты гребного винта поддерживаются корректором шага, интегральный корректор 14 блока управления о6оротами турбины, настроенный на п д находится на упоре и выключен из действия;

При необходимости плавно перевести нагрузку с генератора 25 на автономный турбогенератор 26 без отключения генератора 25 от главной турбины необходимо блоком 15 перейти íà ус» тавку и, при этом от интегрального корректора 14 на вход усилителя

9 поступает изменяющийся во времени сигнал, который приводит к постепен, ному уменьшению оборотов главной турбины, в процессе которого возможен полный перевод активной нагрузки генератора 25 на автономный турбогенератор 26 воздействием на систему управления серводвигателем регулятора скорости первичного двигателя автономного турбогенератора. После перевода нагрузки генератор 25 отключается от главной турбины беэ обесточивания, активная нагрузка распределяется между ним и автономным турбогенератором и блок 15 устанавливается в филиал ППП Патент, г. ужгород, ул, Проектная, 4 исходное положение, соответствующее п, д„.

Система обеспечивает достижение увеличения надежности электроэнергетической установки, заключающейся в воэможности перевода нагрузки с валогенератора на автономный турбо генератор без отключения вадогенератора от главной турбины и повышением точности поддержания оборотов винта на промежуточных нагрузках, позволяющим улучшить условия рабо.вЂ” ты валотурбогенератора и сократить время наладки системы при работающей установке в процессе согласования динамических характеристик 5 основного оборудования.

Система дистанционного автоматизированного управления режимами работы комплекса "главный судовой турбоагрегат вЂ” винт регулируемого шагавЂ” навешенный генератор" по авт. св..

Р 383651, отличающаяся тем, что, с целью .увеличения надежности на всех эксплуатационных режимах, она снабжена блоком выбора уставки оборотов и подключенным к его выходу через элемент рассогласования

ЗО интегральным корректором оборотов, выход которого соединен со входом блока управления задатчиком оборотов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

35 1. авторское свидетельство СССР

Р 383651, кл. В 63 Н 23/00, 1970 (прототип)..