Способ контроля технического состояния осевого компрессора

(19) 01) Зс 5 С 01 М 15/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ/" ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 987443, кл. С 01 Г 1 15/00, 1981.(54) (57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГОСОСТОЯНИЯ ОСЕВОГО КОМПРЕССОРА поавт. св. У 987443, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности при больших радиальныхзазорах между концами лопаток и корпусом компрессора, дополнительно измеряют относительный перепад температуры торможения потока в теж жеточках компрессора и по этому перепаду температур корректируют сигналтехнического состояния.1121Изобретение относится к диагностике осевых компрессоров газотурбинныхдвигателей и их автоматическому регулированию или других силовых и энергетических установок с осевым компрес, сором.По основному авт. св. В 987443,известен способ контроля технического состояния осевого компрессорагазотурбинного двигателя, заключа Оющийся в измерении относительного перепада полного давления потока воздуха между средним и периферийнымрадиусами за компрессором:Ф к 15Ркср. Рк. перир,рф ф)к.ср р н.ср.где Р - полное давление потокамсовоздуха за компрессоромна среднем радиусе;20Р е- полное давление потокак оерирвоздуха за компрессорому периферии;Р в .полное давление потокан,со 25воздуха перед компрессором на среднем радиусе,и в формировании электрического сигнала технического состояния, пропорционального этому отношению, характеризующего величину относительного радиального зазора на периферии компрессора при его работе, среднего по всей группе ступеней компрессоРа ИеОднако этот способ дает достаточно точные результаты определения ра- . . диального зазора только при малых расстояниях между концами лопаток 40 ротора и корпусом, а при больших радиальных зазорах точность определения зазора таким способом ухудшается: ошибка может составлять +53 от линейной зависимости, заложенной в сравнивающий блок устройства.Целью изобретения является повышение точности определения радиального зазора при больших радиальных зазорах .между концами лопаток и корпусом комО прессора, имеющих место при эксплуатации осевых компрессоров при работе,ЬПоставленная цель достигается тем, что согласно способу контроля технического состояния осевого компрессо ра газотурбинного двигателя, заключающемуся в измерении относительного перепада полного давления потока 594 гвоздуха между средним и периферийнымрадиусами за компрессором и формировании сигнала технического состояниякомпрессора, дополнительно измеряютотносительный перепад температуры торможения потока в тех же точках компрессора и по этому перепаду температур корректируют сигнал техническогосостояния компрессора,На чертеже представлена схема .устройства для реализации способа контроля технического состояния компрессора.Устройство содержит датчики 1, 2и 3 для измерения полного давленияпотока воздуха и три датчика (закрытые термопары) 4, 5 и б для измерения температуры торможения потокавоздуха, из которых датчики 1, 2,4 и 5 установлены за компрессором(или за группой ступеней компрессора), причем одни из них (1 и 4) расположены на радиусе, близком к периферии проточной части, другие датчики (2 и 5) - на среднем радиусе,третьи датчики (3 и б) установленыперед компрессором (или перед группой ступеней) на среднем радиусе. Устройство содержит также дифференциальные блоки 7 и 8, к двум входам которых подключены датчики 1 и 2 полного давления и датчики 4 и 5 соответственно; дифференциальные блоки 9 и 10, к которым подключены датчики 2 и 3 полного давления и термопары 5 и 6 соответственно; решающие блоки 11 и 12 для вычисления отношений указанных перепадов полных давлений и температур торможения потока воздуха в отдельности; сравнивающие блоки 13 и 14; запоминающий блок 15, в котором заложена связь между режимом работы компрессора; частотой вращения ротора и коэффициентом расхода воздуха при входе в ротор, с одной стороны, и величиной фактических относительных радиальных зазоров между лопатками ротора и корпусом, с другой стороны; суммирующий блок 16, в котором производится выработка скорректированного суммарного электрического сигнала; индикатор 17 величины радиальных зазоров и исполнительный механизм 18 регулирования радиальных зазоров, Выходы дифференциальных блоков 7, 9 и 8, 10 соединены с входами решающИх блоков 11 и 12, выходы которых подключены к одному3 1121из входов сравнивающих блоков 13 и14, к другому входу которых подключенвыход запоминающего блока 15, Выходблоков 13 и 14 соединен с суммирующим блоком 16, который соединен синдикатором 17 величины зазоров иисполнительным механизмом 18 регулирования радиальных зазоров.Емкостные импульсные датчики 19,20 и 21, непосредственно измеряющие 10;фактические радиальные зазоры, ставятся только при экспериментальном исследовании опытного экземпляра ком.прессора, а при эксплуатации серийныхкомпрессоров они не устанавливаются.Предлагаемый способ осуществляютследующим образом,Дифференциальные блоки 7, 9 и 8,10 получают сигналы соответственноот датчиков 1, 2 и 3 полного давления и от термопар 4, 5 и 6 н передают свои сигналы в решающие блоки11 и 12,.которые вычисляют отношение сигналов полного давления и,температуры торможения потока. Они подают свои сигналы на один из входовв блоки 13 и 14, на другой вход которых подается сигнал с блока 15 о режиме работы компрессора. В сравнивающих блоках 13 и 14 происходит сопоставление величины сигналов по каждому из двух параметров потока в отдельности с заранее запрограммированным сигналом. Сигналы с блоков13 и 14 подаются на суммирующийблок 16, в котором происходит их35преобразование в третий результирующий сигнал. С блока 16 результирующий откорректированный сигнал подается в индикатор 17 величины радиального зазора и на механизм 18 регулирования зазоров.При экспериментальном исследовании опытного экземпляра компрессора,оборудованного такой же системойдатчиков и блоков, проводят, крометого, прямые измерения фактическихрадиальных зазоров с помощью емкостных импульсов датчиков 19, 20 и 21на различных режимах работы компрес 50сора, которые после доводки опытногоэкземпляра компрессора снимаются и 594 4в эксплуатации серийных компрессоров данного типа не ставятся, При этом режимы работы компрессора однозначно,задаются только двумя критериями подобия, например относительной приведенной частотой вращения роторов компрессора и коэффициентом расхода воздуха при входе в ротор. По результатам опытных экспериментов для каждого из возможных режимов работы компрессора.в эксплуатации определяется по меньшей иере четыре значения фактического радиального зазора (средне-го по ступеням компрессора) и находятся соответствующие осредненные функции, связывающие фактические радиальные зазоры, измеренные датчиками 19, 20 и 21,:и относительные перепады полного давления и температуры торможения, измеренные с помощью датчиков 1-6.Эти функции в общем случае зависят от конкретных параметров компрессора.Указанные функции при различных режимах работы компрессора записываются в запоминающем блоке, 15 и переда. ются в сравнивающие блоки 13 и 14, В последних блоках по этим связям и по величине сигналов, поступивших из решающих блоков 11 и 12 во время эксплуатации компрессоров данного типа, вычисляются величины среднего радиального зазора на данном режиме работы. Соответствующие сигналы передаются в суммирующий блок 16. Результирующий сигнал с блока 16 передается на индикатор откорректированной средней величины радиального зазора и в исполнительный механизм 18 регулирования радиальных зазоров.Корректировка сигнала технического состояния компрессора по относительному перепаду температур на среднем и периферийном радиусе компрессора позволяет повысить точность определения радиальных зазоров между концами лопаток и корпусом и использовать этот сигнал для цели регулирования зазоров в новых компрессорах при их эксплуатации, что важно для увеличения КПД компрессора на крейсерном режиме работы двигателя.1121594 Составитель А. ЗосимоТехред М. Гергель Редактор М, Дыльп орректор М.Ро аж 822 Подпитвенного комитета СССРбретений и открытий-35, Раушская наб., д, 4/ Заказ 7973/34 сное ВНИИПИ Государс по делам изо13035, Москва, Ж ил ППП "Патент", г . Ужгород, ул. Проектная, 4