Система дистанционного автоматизированного управления режимами работы комплекса “главный” судовой турбоагрегат винт регулируемого шаганавешенный генератор

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскииСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М, Кл.В 63 Н 23/00 В 63 Н 21/22 с присоединением заявки М Госуаарствеииый комитет СССР яо дедам изобретений и открытий(53) УДК 621.3, .028(088.8) Дата опубликования описания 1511.80(71) Заявитель 4) СИСТЕМА ДИСТАНЦИОННОГО АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМАМИ РАБОТЫ КОМПЛЕКСА "ГЛАВНЫЙ СУДОВОЙ ТУРБОАГРЕГ БИНТ РЕГУЛИРУЕМОГО ШАГА - НАВЕШЕННЫЙ ГЕНЕРАТОР" О шагаг- обоонта,ь Изобретение относится К судостроению.По основному авт. св. Р 383651известна система дистанционного автоматизированного управления режимами работы комплекса "главный судовойтурбоагрегат-винт регулируемого шага - навешенный генератор", содержащая чувствительный элемент регулируемой величины - числа оборотовгребного винта, задатчик, усилитель,блок управления следящей системыуправления механизмом изменениявинта и маневровый клапан турбоарегата, причем один из датчиковротов подключен к пропорциональнинтегральному корректору шага вивыход которого через ограничителподключен к входу усилителя следящей системы управления механизмом 2 Оизменения шага винта, а другой - через пропорциональный регулятор кманевровому клапану Я,В известной системе управление режимами работы комплекса осуществляется воздействием на шаг винта. Поддержание оборотов винта из условияобеспечения работы валотурбогенератора от главного турбоагрегата в пределах 8514 об/мин йа всех возможных 3 стационарных. и переходных режимах работы комплекса обеспечивается с помощью регулятора. оборотов главного судовбго турбоагрегата и корректора шага винта. Статическая ошибка регулятора оборотов, определяемая величиной степени неравномерности регулятороа, приводит к необходимости введения "жесткой" коррекции по фактическому 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 главного оборудования достаточно сложна, требует продолжительного времени и при этом не мохет обеспечить. достижения заданной линии статическихрежимов работы комплекса, а именно, постоянного значения оборотов гребного вала на всех нагрузках. Достигается определенная зона, в пределах которой изменяются обороты винта и, соответственно, частота электросети валотурбогенератора.Помимо снижения точности,поддержания оборотов гребного винта 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 со ответствии с инструкцией по обслуживанию электроэнергетической установки параллельная работа валотурбогенератора с любым из генераторов электростанции возмокна только при. враще нии валотурбогенератора от автонбмной турбиныПри этом процедура перевода валотурбогенератора на параллельную работу с автономным.турбогенератором заключается в отключении 2 р валотурбогенератора от главной турбины, выравнивании напряжений и частот генераторов и распределении вручную активных нагрузокс помощью системы управления серводвигателями регуляторов скорости первичных двигателей25 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,з 5 Эти .отказы приводят к несвоевременному срабатыванию регулирующего клапана турбопривода, провалу частоты электросети и последующему срабатыванию аварийной защитывалотурбоге О 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. нагрузкиавтономным турбогенератором и не предусматривается инст- р 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. 40Целью предлагаемого изобретения является увеличение надежности системы на всех эксплуатационных режимах работы и сокращение времени наладки системы при работающей уста новке в процессе согласования динамических характеристик основного оборудования,Цель достигается тем, 1 что системаснабжена блоком выбора уставки оборотов и подключенным к его выходучерез. элемент рассогласования интегральным корректором оборотов, выходкоторого соединен со,входом блокауправления задатчиком оборотов.На чертеже представлена функциональная схема предлагаемой системы.Система содержит блок управлениявинтом регулируемого шага, блок управления задатчиком оборотов главно-.го судового турбоагрегата, корректоршага винта и регулятор оборотов турбоагрегата.Блок управления винтом регулируемого шага включает в себя задатчик 1 шага винта, усилитель 2, электрогидравлический механизм 3 управления, привод 4 золотника механизмаизменения шага, датчик 5 сигнала обратной связи по положению приводазолотника, золотника 6 механизма изменения шага, механизма 7 измененияшага с выходом на винт 8.Блок управления задатчиком оборотов главного судового турбоагрегатавключает в себя усилитель 9, исполнительный механизм 10, привод 11 задатчика 12 оборотов, корректор 13 гоборотов по фактическому шагу, интегральный корректор 14 оборотов иблок 15 выбора уставки оборотов.Регулятор оборотов турбоагрегатасостоит из задатчика 12 оборотов,регулирующего золотника 16 и приводФ 17 маневрового клапана 18.Корректор шага винта содержит тахогенератор 19, ограничитель 20 сигнала отклонения фактических оборотовгребного винта от заданных и интегрирующий блок 21. Привод 11 снабжендатчиком 22 обратной связи.Управление режимами работы энергетического комплекса осуществляетсяот рукоятки 23 машинного телеграфапульта 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 давлений, 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 вызываетУстранение указанной зоны и обеспечение требуемой линии статических режимов работы комплекса на промежуточных нагрузках обеспечивается введением в блок управления задатчиком оборотов главного судового турбоагрегата интегрального корректора 14, вход которого подключен к измерителюрассогласования заданных и фактических оборотов винта, а выход - к усилителю 9. Выбор необходимой уставки 60 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 систе мы 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 (пцд) формируется с помощью блока управления задатчиком оборотов. Электричесьный иф поступает на вход усилителя 9, где суммируется с сигналом противополож ной фазы датчика 22 сигнала обратной связи по положению привода задатчика оборотов, Усиленный усилителем 9 сигнал поступает на механизм 10, где преобразуется в перепад давлений, 25 управляющий сервомотором привода 11 задатчика оборотов, С приводом 11 хестко связан эадатчик 12, маханическое перемещение которого преобразуется в сигнал давления, который 30 через регулирующий золотник 16 воздействует на.привод 17 маневровогоклапана 18. Последний открыт при этомв соответствии с ии нагрузкой на винте 8. 35Уставка регулятора оборотов пд обеспечивает полное Открытие маневрового клапана 18 на режиме полного хода, что исключает дросселирование пара.Для улучшение динамических харак 40 теристик гидродинамический регулятор оборотов выполнен статическим, что ,приводит при изменении нагрузки нагребном винте (при изменении шага винта) к появлению статической ошибки, которая компенсируется с помощью сигнала нежесткой" коррекции по фактическому шагу винта, формируемым корректором 13, 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. заданных оборотов производится блоком 15.На всех эксплуатационных режимах работы установки блок 15 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 пол-. нрстью 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 иразность сигналов тахогенератора 19 и п д поступает через ограничитель 20 на вход усилителя 2 системы управления винтом регулируемого шага, Тем самым корректс.р 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 ВНИИПИТираж 49 каз 928Подпис ность поддержания оборотов на стационарных режимах. Следовательно,наличие коллектора шага позволяетосуществить так называемые "следящие"разгон и реверс судна при постоянныхзначениях момента сопротивления, упора и числа оборотов винта, что является оптимальным с точки зрения времени разгона и реверса и выбега суд "йа при реверсе.На режиме полного переходного хода и режимах маневрирования, когдаобороты гребного винта поддерживаются корректором шага, интегральныйкорректор 14 блока управления оборотами турбины, настроенный на п днаходится на упоре и выключен издействия;При необходимости плавно перевести нагрузку с генератора 25 на автономный турбогенератор 26 без отключения генератора 25 от главной турбинынеобходимо блоком 15 перейти на уставку и , при этом от интегрального корректора 14 на вход усилителя9 поступает изменяющийся во временисигнал, который приводит к постепен, ному уменьшению оборотов главной тур. бины, в процессе которого возможенполный перевод активной нагрузки генератора 25 на автономный турбогенератор 26 воздействием на систему управления серводвигателем регулятораскорости первичного двигателя автономного турбогенератора, После перевода нагрузки генератор 25 отключается от главной турбины беэ обесточивания, активная нагрузка распределяетсямежду ним и автономным турбогенератором и блок 15 устанавливается в илиал ППП Патент, ужгород, ул, Проектная, 4 исходное положение, соответствующее и ,д.Система обеспечивает достижениеувеличения надежности электроэнергетической установки, заключающейсяв воэможности перевода нагрузки свалогенератора на автономный турбогенератор без отключения вадогенератора от главной турбины и повышением точности поддержания оборотоввинта на промежуточных нагрузках,0 позволяющим улучшить условия рабо. -ты валотурбогенератора и сократитьвремя наладки системы при работающей установке в процессе согласования динамических характеристик15 основного оборудования,Система дистанционного автоматизированного управления режимами работы комплекса "главный судовой турбоагрегат - винт регулируемого шага -навешенный генератор" по авт. св.,Р 383651, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью .увеличения надежности на всех эксплуатационных режимах, она снабжена блоком выборауставки оборотов и подключенным к еговыходу через элемент рассогласованияЗО интегральным корректором оборотов,выход которого соединен со входом блока управления задатчиком оборотов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе35 1. авторское свидетельство СССРР 383651, кл. В 63 Н 23/00, 1970