Во время запуска двигателя с управлением КПВ 1 и 4 по
advertisement
СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ НК-14СТ Конспект лекций Екатеринбург 2013 Эксплуатация газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц-8Б Содержание Перечень условных обозначений и сокращений ................................................. 3 Система регулирования двигателя ........................................................................ 5 Агрегаты топливо-регулирующей системы ......................................................... 7 Ограничитель оборотов ОГ-8-4 ............................................................................. 7 Работа ограничителя оборотов ОГ-8-4 ................................................................. 9 Редукционный клапан РК-14 ................................................................................. 9 Сигнализатор давления МСТ-15С ......................................................................... 9 Стопорный клапан................................................................................................. 10 Дозатор управления стационарный с блоком управления шаговым двигателем.............................................................................................................. 13 Агрегаты системы механизации компрессора двигателя ................................. 13 Агрегат управления АУ-10................................................................................... 13 Синхронизатор мощности СО-40 ........................................................................ 16 Агрегаты управления перепуском АУП-10 ........................................................ 18 Воздушный редуктор ............................................................................................ 18 Гидроусилитель ВНА............................................................................................ 20 Работа агрегатов механизации компрессора в системе регулирования и управления двигателя ........................................................................................ 23 Работа агрегатов системы регулирования в процессе двигателя .................... 26 2 Эксплуатация газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц-8Б Перечень условных обозначений и сокращений АЗ – автомат запуска ДГ-12, АУ-10 – агрегат управления ВНА и КПВ, АУП-10 – агрегат управления перепуском, БУШДМ-1 – блок управления шаговым двигателем, БТПГ – блок подготовки топливного и пускового газа, ВНА – входной направляющий аппарат, ВОУ – входное очистительное устройство, ВС-12 – воздушный стартер, ГГ – газогенератор, ГПА – газоперекачивающий агрегат, ГУ ВНА – гидроусилитель ВНА, ГМФ – главный масляный фильтр, Д – дроссельный пакет, ДГ-12 – дозатор газа, ДУС-3МС – дозатор управления стационарный, ДОТ – дозатор основного топлива ДГ-12, ЗИП – запасной инструмент и приспособления, ЗОСТ – задняя опора свободной турбины, КАО – кнопка аварийного останова, КНО – кнопка нормального останова, КОВ – клапан отбора воздуха, КП – коробка приводов, КПВ – клапан перепуска воздуха, КПСТ – коробка приводов свободной турбины, КТ – картер турбины, КС – камера сгорания; компрессорная станция, МКПТ-12А – электромагнитный клапан пускового топливного газа, МСТ-15С – сигнализатор минимального давления масла, ОГ-8-4 – ограничитель оборотов свободной турбины, ОГ-12 – регулятор оборотов, ПОСТ – передняя опора свободной турбины, ППЗУ – перепрограммируемое запоминающее устройство, ПрО – промежуточная опора двигателя, ПУ – пульт управления, РК-14 – редукционный клапан, РПГ – регулятор подачи газа, РС-2 – регистратор стружки, САР – система автоматического регулирования, СК – стопорный клапан; сигнал на останов двигателя, выдаваемый УРТ-19АЗУ, 3 Эксплуатация газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц-8Б СО-40 – синхронизатор мощности, ССК – сигнализатор давления дифференциальный, СТ – свободная турбина, УРТ – регулятор температуры, Ф-С – фильтр-сигнализатор, ЧС – сигнал на частичную срезку топливного газа, Ш, ШР – штепсельный разъем, ШД – шаговый двигатель, ЭМТ-243 – электромагнит, ЭПК – электропневмоклапан, Мкр – крутящий момент, Рн – давление атмосферного воздуха, Р2 – давление воздуха за компрессором, Р10 – давление воздуха из-за 10-й ступени компрессора, Р15ред. – редуцированное давление воздуха из-за 15-й ступени компрессора, Рм.вс – давление масла в ВС-12, Рм.гг – давление масла на входе в двигатель, Рм.ст – давление масла на входе в СТ, Тн, tн – температура масла на входе в двигатель, Т5 – температура газов перед СТ, Тм вх – температура масла на входе в двигатель, Тм вых – температура масла на выходе из двигателя, nгг – частота вращения газогенератора, nгг пр – приведенная частота вращения газогенератора, nст пр – приведенная частота вращения свободной турбины. 4 Эксплуатация газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц-8Б Система регулирования двигателя Система автоматического регулирования двигателя HK-14/12CT предназначена для подачи топливного газа в камеру сгорания и для получения требуемых параметров в заданных диапазонах изменения внешних факторов и рабочих характеристик двигателя. К внешним факторам относятся условия окружающей среды (температура и давление воздуха), количество и параметры топливного газа и масла, загрузка свободной турбины и т. п. Диапазоны изменения рабочих характеристик (частоты вращения ротора газогенератора и свободной турбины, температуры газов перед турбиной и др.) установлены, исходя из условия оптимизации газодинамических и тепловых режимов, обеспечения прочности и безопасной эксплуатации. Основным регулируемым параметром системы является частота вращения ротора газогенератора, величина которой устанавливается в зависимости от потребной мощности газового нагнетателя и автоматически поддерживается постоянной при изменении внешних условий. Для расширения диапазона изменения мощностной характеристики двигателя предусмотрено регулирование угла установки лопаток ВНА газогенератора в зависимости от приведенной частоты вращения (приведенных оборотов). Система регулирования выполняет следующие функции: - автоматическое изменение подачи топлива по времени при запуске и выводе двигателя на режим; - автоматическое поддержание минимальной частоты вращения газогенератора – на режиме холостого хода; - управление механизацией компрессора – клапанами перепуска воздуха и входным направляющим аппаратом; - ограничение максимальной частоты вращения газогенератора и свободной турбины; - ограничение статического давления воздуха за компрессором (мощности двигателя); - ограничение температуры газов перед свободной турбиной на запуске и рабочем режиме; - прекращение подачи топлива по командам от агрегатов системы защиты двигателя и с пульта управления агрегатом. Рабочим телом системы регулирования является масло, подаваемое из масляной системы двигателя насосом агрегатов регулирования. Систему регулирования структурно можно разделить на топливную систему и систему управления механизацией компрессора. Структурная схема топливопитания и управления представлена на рис. 1. 5 Эксплуатация газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц-8Б Рис. 1. Структурная схема топливопитания и управления 6 Эксплуатация газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц-8Б Агрегаты топливо-регулирующей системы К агрегатам топливо-регулирующей системы относятся: - дозаторы управления стационарные ДУС-ЗМС и ДУС-1,5М комплектно с блоками управления шаговым двигателем БУШД-М-1; - ограничитель оборотов ОГ-8-4; - стопорный клапан СК; - редукционный клапан РК-14. Ограничитель оборотов ОГВ-8-4 Агрегат ОГВ-8-4 (рис. 2) предназначен для ограничения расхода топливного газа при повышении допустимого значения максимальной частоты вращения свободной турбины, т.е. при NСТ 8500±50 об/мин. Ограничитель оборотов ОГВ-8-4 работает совместно с редукционным клапаном РК-14, который служит для поддержания постоянного давления в агрегатах системы регулирования двигателя. Агрегат установлен на коробке приводов свободной турбины. На агрегате установлены штуцер подвода масла «03» от РК-14, штуцер слива масла из агрегата «02» и штуцер дренажа «04». Корпус агрегата 17 литой с системой каналов для подвода, слива и дренажа масла. В корпусе размещен датчик частоты вращения. Датчик частоты вращения центробежного типа состоит из центробежных грузиков 8, закрепленных в вилке 10, блока подшипников 11, поводка 13 и рессоры 12. На рессоре установлено торцевое уплотнение, которое дренажируется через штуцер «04». Фиксацию датчика в корпусе осуществляет стопорное кольцо 9. К корпусу пристыкована крышка 5, уплотненная по фланцу прокладкой. Рычажный механизм состоит из рычага 7 и иглы 18. Рычаг закреплен на оси подшипника 6. В рычаге завальцована опора иглы и закреплена опора ползушки 16. Термокомпенсатор 20 представляет собой набор биметаллических пластин, закрепленных на регулировочном винте 22. Термокомпенсатор изменяет свою длину при изменении температуры масла. Между рычагом и термокомпенсатором установлена пружина 19. Золотниковый клапан состоит из золотника 15, в котором выполнены четыре отверстия для слива масла (при превышении заданной частоты вращения), и ползушки 16 с отверстиями, предупреждающими образование гидроупора в полости над золотником. Золотник ввернут в корпус на резьбе. На подводе масла к золотнику установлен фильтр. Положение ползушки относительно сливных отверстий золотника при сборке регулируется подбором толщины регулировочных колец. 7 Эксплуатация газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц-8Б Механизм изменения настройки, обеспечивающий возможность проверки ограничителя оборотов на работающем двигателе на пониженной частоте вращения, размещен в расточке крышки 5, прикрепленной на шпильках к корпусу ограничителя. В механизм входят крышка 3, регулирующая втулка 4, рычаг 1 с фиксатором 2 и сектор 21. Крышка 3, прикрепленная к крышке 5, имеет паз «07», резьбу для установки регулирующей втулки 4 и поясок для установки сектора 21. На регулирующей втулке на шлицах установлен рычаг 1 с фиксатором 2. Рычаг зафиксирован на втулке винтом. Сектор 21, надетый на крышку 3, имеет паз «06». Сектор фиксируется в крышке замком, что обеспечивает при сборке необходимое относительное положение пазов «06» и «07». Рис.2. Ограничитель частоты вращения ОГ-8-4: 1, 7 – рычаги; 2 – фиксатор; 3, 5 – крышка; 4 – регулирующая втулка; 6 – подшипники; 8 – центробежные грузики; 9 – стопорное кольцо; 10 – вилка; 11 – блок подшипников; 12 – рессора; 13 – поводок; 14 – шариковый клапан; 15 – золотник; 16 – ползушка; 17 – корпус; 18 – игла; 19 – пружина; 20 – термокомпенсатор; 21 – сектор; 22 – регулировочный винт; «02» – штуцер слива масла; «03» – штуцер подвода масла от МСТ-15С; «04» – штуцер дренажа; «06» – положение «контроль»; «07» – положение «рабочее» 8 Эксплуатация газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц-8Б Установка фиксатора в паз «07» соответствует положению рычага – «рабочее», в паз «06» – «контроль». Шариковый клапан 14, установленный в канале подвода масла к золотнику, служит для стравливания воздуха из масляной магистрали. Работа ограничителя оборотов ОГ-8-4 При превышении допустимой частоты вращения свободной турбины грузики 8 датчика, преодолевая усилие затяжки пружины 19, через иглу 18 поворачивают рычаг 7 вокруг оси. Это приводит к перемещению ползушки 16, которая открывает слив масла из полости под сигнализатором МСТ-15С, что приводит к выдаче электрического сигнала на аварийный останов двигателя. Редукционный клапан РК-14 Редукционный клапан (рис. 3) установлен справа снизу под углом 120º в вертикальной оси (со стороны выхлопа) на передней опоре двигателя и закреплен на шести шпильках. Редукционный клапан состоит из золотника 4 с втулкой, пружины 5, пробок и двух жиклеров. Втулка 8 редукционного клапана имеет два сливных окна и уплотнена в корпусе клапана двумя резиновыми кольцами. Пружина 5 опирается одним торцом в буртик золотника, а другим в донышко пробки 9. Между донышком пробки и торцом пружины устанавливаются регулировочные шайбы 6. Пробка 9 фиксирует втулку золотника 8 от осевого перемещения, уплотнена резиновым кольцом. Пружинная полость золотника сообщается с полостью передней опоры через канал в корпусе РК-14. Для предотвращения пульсации постоянного давления пружинная полость золотника задемпфирована жиклером 10. Постоянное давление подводится в полость сигнализатора минимального давления масла (МСТ-15С) через жиклер 10, а затем трубопроводом к штуцеру «03» агрегата ОГ-8-4 (рис. 2). При превышении давления 35+1 кгс/см2 открываются окна во втулке, и избыток масла сбрасывается на слив через отверстие 2. Сигнализатор давления МСТ-15С Малогабаритный сигнализатор давления МСТ-15С выдает электрический сигнал при достижении давления масла 15 кгс/см2 за редукционным клапаном РК-14 в процессе автоматического запуска (размыкание цепи 27В) и при падении давления масла ниже 15 кгс/см2 на рабочем режиме (замыкание цепи 27В). Замыкание цепи на рабочем режиме 9 Эксплуатация газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц-8Б приводит к срабатыванию системы защиты и аварийному останову двигателя. Принцип работы сигнализатора основан на способности чувствительного элемента (мембраны) прогибаться на определенную величину в зависимости от величины давления. Прогибаясь, мембрана перемещает пружину с подвижным контактом, и контакты замыкаются или размыкаются. Сигнализатор установлен в корпусе редукционного клапана РК-14. Рис. 3. Редукционный клапан РК-14: 1 – штуцер подвода масла высокого давления (Рм); 2 – отверстие для отвода масла на слив (Рсл); 3 – штуцер отвода масла к агрегатам системы (Ртк); 4 – золотник; 5 – пружина; 6 – шайба регулировочная; 7 – разделка под установку датчика MCT-15C; 8 – втулка; 9 – пробка; 10 – жиклеры Стопорный клапан Стопорный клапан (рис. 4) предназначен: ̵ для надежного запирания канала подвода топливного газа к двигателю в период предпусковой подготовки и при запуске до подачи электрической команды на открытие клапана; 10 Эксплуатация газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц-8Б ̵ открытия подвода топливного газа при запуске (при подаче напряжения на электромагнит ЭМТ-243). ̵ прекращение подвода топливного газа и запирания канала при аварийном и нормальном остановах; ̵ автоматического останова работающего двигателя при исчезновении электропитания 27В в системе управления агрегата. Стопорный клапан установлен в газоперекачивающем агрегате в магистрали подачи топливного газа к дозатору ДУС-ЗМС. Стопорный клапан включает в себя следующие узлы: запорный клапан, электропневмоклапан (ЭПК) и соединительные трубопроводы. Запорный клапан состоит из корпуса, клапана и фильтра. Корпус запорного клапана литой, из алюминиевого сплава, состоит из двух частей, входного корпуса 1 и выходного корпуса 5. Крепление одной части к другой осуществлено восемью шпильками. Между собой корпуса уплотнены резиновым кольцом 4. Оба корпуса имеют фланцы для крепления фланцев трубопровода подвода газа. Входной корпус имеет два канала. Канал «в» сообщает входную полость с ЭПК через фильтр управляющего газа 12, трубопровод и штуцер 17. Канал «а» сообщает управляющую полость «б» через трубопровод с полостью «ж» ЭПК. Клапан 8 является запорным элементом и выполнен из стали. Уплотнение по конусному седлу корпуса 5 и по торцевому седлу корпуса 1 осуществляют резиновые кольца 6 и 9, завулканизированные в тело клапана. Клапан 8 поджимается пружиной 7 к седлу корпуса 5, обеспечивая герметичность посадки на седло в закрытом положении клапана. Для подсоединения трубопроводов в корпусе 1 ввернуты штуцеры 3 и 10. Уплотнение штуцеров осуществляют резиновые кольца 2 и 11. Для фильтрации управляющего газа в корпусе 1 установлен сетчатый фильтр 12, зафиксированный заглушкой 16. Заглушка 16 ввернута в стальную футорку 13, которая предохраняет алюминиевый корпус с от повреждения при регламентных осмотрах фильтра. Крышка и футорка уплотнены резиновыми кольцами 14 и 15. Электропневмоклапан (ЭПК) имеет следующие основные элементы: корпус 20, электромагнит ЭМТ-243 24, разгрузочный клапан 27 и основной сдвоенный клапан 33. Корпус 20 штампованный, из алюминиевого сплава, имеет два канала «г» и «д» для подвода давления газа в полость «е» при отключенном электромагните и отвода газа из полости «е» через канал «д» и отверстие в переходнике 22 в атмосферу при включенном электромагните 24. В корпусе с одной стороны установлен штуцер 17 для подсоединения трубопровода подвода газа, с другой – заглушка 30, являющаяся опорой пружины 29. 11 Эксплуатация газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц-8Б Рис.4. Стопорный клапан: 1, 5 – корпуса входной и выходной; 2, 4, 6, 9, 11, 14, 15 – резиновые уплотнительные кольца; 3, 10, 17 – штуцеры; 7, 28, 29 – пружина; 8, 19, 33 – клапан; 12 – фильтр; 13 – футорка; 16, 30 – заглушка; 18, 21, 31 – уплотнительные кольца; 20 – корпус; 22, 35 – переходники; 23 – кольцо; 24 – электромагнит; 25 – толкатель; 26 – седло; 27 – клапан разгрузочный; 32 – манжета; 34 – трубопровод; 36 – колпачок; 37 – кольцо; а, в, г, д – каналы; б, е, ж – полости 12 Эксплуатация газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц-8Б В верхней части корпуса ввернут переходник 22, к которому крепится электромагнит 24. Переходник 22 прижимает седло 26 к корпусу через алюминиевое кольцо 21, с помощью которого осуществляется регулировка хода разгрузочного клапана и уплотнение. Дозатор управления стационарный с блоком управления шаговым двигателем Описание и работа дозатора ДУС-3МС и ДУС-1,5 с БУШД М1 изложены в РЭ на агрегат (2507 РЭ), приложенном к двигателю. Агрегаты системы механизации компрессора двигателя Система механизации компрессора предназначена для оптимизации газодинамических и прочностных характеристик компрессора на различных режимах его работы путём перепуска части воздуха через специальные клапаны перепуска воздуха при запуске двигателя, а также для обеспечения регулирования по мощности за счет изменения положения лопаток регулируемого входного направляющего аппарата. Для осуществления указанных функций в системе регулирования и управления двигателя предусмотрены следующие агрегаты: ̵ агрегат управления АУ-10; ̵ агрегат управления перепуском АУП-10; ̵ воздушный редуктор; ̵ клапаны перепуска воздуха (гидроприводы); ̵ гидроусилитель ВНА. Агрегат управления АУ-10 Агрегат управления АУ-10 (рис. 5) предназначен для управления механизацией компрессора: поворотом лопаток ВНА, закрытия и открытия КПВ. Агрегат управления работает совместно с АУП-10 (рис. 6), воздушным редуктором (рис. 8), гидроприводами КПВ и гидроусилителем ВНА (рис. 9). Агрегат установлен на нижней половине картера компрессора. Конструктивно он состоит из электрогидравлического узла 6, переходника 1 и синхронизатора мощности 3. Электрогидравлический узел 6 (рис. 5) состоит из трех золотниковых механизмов управления клапанами перепуска воздуха, смонтированных в литом алюминиевом корпусе и двух электромагнитов ЭМТ-4А (10). Два золотниковых механизма, управляющих КПВ 2 и 3, переключаются с помощью электромагнитов 10. Каждый из них состоит из 13 Эксплуатация газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц-8Б втулки 22, золотника 23, пружины 21, наконечника 25 и гайки 24, фиксирующей втулку 22 от осевого перемещения. Третий золотниковый механизм, управляющий КПВ 1 и 4, переключается по гидравлической команде от агрегата АУП-10 на определенной приведенной частоте вращения компрессора. Золотниковый механизм состоит из втулки 17, золотника 18, пружины 15 с опорой 14, наконечник 13 и переходника 11, фиксирующего втулку от осевого перемещения. Втулки 17 и 22 устанавливаются в корпус и уплотняются каждая тремя резиновыми кольцами 16. Втулки 22 имеют три ряда отверстий – «Г», «Д» и «Е». Втулка 17 имеет два ряда отверстий «Г» и «Д». Отверстия ряда «Г» соединены сверлениями в корпусе с подводом рабочего масла от входного штуцера-угольника 2 на переходнике 1. Отверстия рада «Д» соединены сверлениями в корпусе со штуцерамиугольниками 4,8,9 отвода масла к гидроприводам КПВ. Отверстия ряда «Е» предназначены для слива масла из гидроприводов КПВ 2, 3, 4 через сверления в корпусе и тройник 5. Для слива масла из гидроприводов КПВ 1 и 4 в золотнике 18 имеется канал «Ж», соединенный сверлениями в корпусе с тройником 5. В торце золотника 23 сделано отверстие под пружину 21, которое соединено со сливом. Хвостовики золотников (со стороны электромагнитов) имеют резьбовую часть и шариковый фиксатор для навертывания и контровки наконечников 13 и 25. Наконечники служат для регулирования положения кромок золотников 18 и 23 относительно проточек втулок 17 и 22 при сборке агрегата. Кроме того, наконечник служит направляющей для опоры 14 пружины 15. Золотниковые пары изготовлены из высоколегированной цементируемой стали. Электромагнит ЭМТ-4А предназначен для управления перемещением золотников электрогидравлического узла. Электромагнит ЭМТ-4А – толкающего типа, т.е. при подаче напряжения шток перемещается в сторону золотника, передвигая его и сжимая пружину. При снятии напряжения пружина возвращает золотник в исходное положение. Электромагнит ввернут на резьбу в корпусе и уплотняется резиновым кольцом. 14 Эксплуатация газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц-8Б Рис. 5. Агрегат управления АУ-10: 1, 11 – переходник; 2 – угольник подвода рабочего масла; 3 – синхронизатор мощности; 4, 8, 9 – угольник отвода масла к КПВ 1 и 4, к КПВ 2, к КПВ 3; 5 – тройник отвода масла на слив; 6 – электрогидравлический узел; 7 – штуцер отвода масла к ГУ ВНА; 10, 19 – электромагнит ЭМТ-4А, МКТ-14; 12 – штуцер подвода командного масла от АУП-10; 13, 25 – наконечник; 14 – опора пружины; 15, 21 – пружина; 16 – кольцо уплотнительное; 17, 22 – втулка; 18, 23 – золотник; 20 – седло; 24 – гайка; Г, Д, Е – отверстия; Ж – канал 15 Эксплуатация газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц-8Б Синхронизатор мощности СО-40 Синхронизатор мощности СО-40 (рис. 6) состоит из мембранного и золотникового узлов. Мембранный узел состоит из корпуса 27 и крышки 1, между которыми зажата мембрана 7. К мембране шестью заклепками прикреплен металлический диск 6, который имеет углубление для установки опорной иглы 26. Другой конец иглы входит в углубление рычага 25. Рычаг установлен во втулке 20 и на оси 22 и может свободно поворачиваться вокруг оси на величину хода золотника. Рычаг во втулке уплотнен резиновым кольцом 23, чтобы предотвратить попадание воздуха в масляную полость. Втулка рычага вставлена в корпус 27, крепится к нему штифтами и уплотняется резиновым кольцом 24. Между втулкой и корпусом 8 установлена регулировочная шайба 19. Корпуса мембранного и золотникового узлов скреплены между собой шпильками и уплотнены резиновым кольцом 21. Золотниковый узел состоит из корпуса 8, втулки 9, золотника 15. В колодце корпуса установлены втулка 9, уплотнение которой осуществлено резиновыми кольцами 14. Фиксацию втулки от осевого перемещения обеспечивает пробка 10, законтренная гайкой. Втулка имеет два ряда отверстий. К первому ряду отверстий через фильтрующую сетку, напаянную на втулку, и через жиклер подведено масло от переходника 1 (рис. 5). Второй ряд отверстий соединен со сливом. В центральное сверление втулки, в котором перпендикулярно оси выполнены проточки, установлен золотник (рис. 7). В торцах золотника сделаны глухие отверстия под опорные иглы 12 и 17. С помощью пружин 2 и 11 устанавливается нейтральное положение мембраны и золотника. Требуемая затяжка пружины 2 осуществляется регулировочным винтом 4, ввернутым в футорку 3 крышки 1 мембранного узла. Регулировочный винт контрится гайкой и закрывается колпачком 5. Все ввернутые в корпуса детали уплотнены резиновыми кольцами. Полость под золотником и полость пружины в золотниковом узле соединены между собой продольным сверлением 18 в корпусе 8. Переходник 1 (рис. 5) отлит из алюминиевого сплава, с помощью шпилек соединяет синхронизатор мощности и электрогидравлический агрегат. В проставке 1 имеются каналы (рис. 7) для подвода и отвода масла к электрогидравлическому узлу и синхронизатору мощности и резьбовые отверстия для размещения жиклера 4 и электромагнита 9 (МКТ-14). Масло к синхронизатору мощности поступает через отверстия в жиклере 4 и седло электромагнита. К гидроприводам КПВ масло подводится от переходника через золотник электрогидравлического агрегата, минуя жиклер. 16 Эксплуатация газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц-8Б Рис. 6. Синхронизатор мощности СО-40: 1 – крышка; 2, 11 – пружины; 3 – футорка; 4 – регулировочный винт; 5 – колпачок; 6 – диск мембраны; 7 – мембрана; 8 – корпус золотникового узла; 9 – втулка; 10 – пробка; 12, 17, 26 – опорные иглы; 13 – штуцер; 14, 21, 23, 2 – резиновые уплотнительные кольца; 15 – золотник; 16 – втулка золотника; 18 – сверление; 19 – регулировочная шайба; 20 – втулка рычага; 22 – ось рычага; 25 – рычаг; 27 – корпус мембранного узла 17 Эксплуатация газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц-8Б Агрегат управления перепуском АУП-10 Агрегат управления перепуском АУП-10 (рис. 7) предназначен для выдачи гидравлической команды на управление КПВ 1 и 4 на определенной приведенной частоте вращения ротора газогенератора. Агрегат установлен на передней опоре. Агрегат управления перепуском состоит из электрогидравлического узла 5, синхронизатора мощности 12 и электромагнитного клапана 9 (МКТ-14). Корпус электрогидравлического узла отлит из алюминиевого сплава, к нему с помощью шпилек крепится синхронизатор мощности 12. В корпусе 5 изготовлены гнезда для установки электромагнитного клапана (МКТ-14) 9, его седла 8, жиклеров 4 и 11 с проставкой 1 и штуцеров 2, 3, 6 и 7 подвода и отвода масла от агрегата. Уплотнение ввернутых деталей выполнено резиновыми кольцами. Воздушный редуктор Воздушный редуктор (рис. 8) установлен на верхней половине картера компрессора и предназначен для понижения давления воздуха, поступающего к синхронизатору мощности СО-40 агрегатов АУ-10 и АУП10 из-за пятнадцатой ступени компрессора на заданную величину для управления положением лопаток ВНА и КПВ. Воздушный редуктор состоит из сварного корпуса 1 и ввернутой в него регулировочной иглы 2. От перемещений игла законтрена гайкой 3 и закрыта колпачком 4. Для обеспечения герметичности редуктора, вворачиваемые детали уплотнены металлическими прокладками 5. Воздушный редуктор снижает давление воздуха при изменении режимов на одну и ту же величину, называемую коэффициентом редукции. Это достигается созданием критического перепада в сечении между корпусом и иглой. Игла имеет специальный профиль. Коэффициент редукции зависит от величины зазора между корпусом и иглой, который определяется в сечении, совпадающем с выходными отверстиями в корпусе. Он подбирается в процессе отладки двигателя из условия соответствия начала перекладки ВНА (с угла 36º на 24º) требуемой частоте вращения ротора газогенератора. Регулирование коэффициента редукции осуществляется изменением вылета иглы. При заворачивании иглы коэффициент редукции увеличивается. 18 Эксплуатация газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц-8Б Рис. 7. Агрегат управления АУП-10: 1 – проставка; 2 – штуцер командного масла к АУ-10; 3 – штуцер подвода масла к АУП-10; 4, 11 – жиклер; 5 – корпус; 6 – штуцер слива; 7 – штуцер отвода масла к синхронизатору мощности; 8 – седло; 9 – электромагнит МКТ-14; 10 – пробка; 12 – синхронизатор мощности 19 Эксплуатация газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц-8Б Рис. 8. Воздушный редуктор (продольный разрез): 1 – корпус; 2 – регулировочная игла; 3 – гайка; 4 – колпачок; 5 – прокладки Гидроусилитель ВНА Гидроусилитель ВНА установлен на передней опоре и предназначен для изменения угла установки лопаток входного направляющего аппарата двигателя по командам агрегата управления АУ-10. Гидроусилитель (рис. 9) состоит из силового механизма, фильтра 2 и сигнализатора крайних положений поршня. Все узлы и детали смонтированы в корпусе 1. Силовой механизм состоит из втулки 9, поршня 12, тяги 15, валика 17, пружин 4 и 5, упорных винтов 7 и 16. Втулка силового механизма смонтирована в корпусе с зазором и уплотнена резиновыми кольцами 13. Во втулке перемещается поршень двухстороннего действия. Для уменьшения утечек масла в поршне и во втулке установлены резиновые 10 и фторопластовые 11 уплотнительные кольца. На боковой поверхности втулки имеются кольцевые проточки и лыски для перепуска масла. К поршню прикреплено корончатой гайкой 8 ушко14, в расточку которого завальцован сферический подшипник. Внутреннее кольцо подшипника штифтом 26 соединено с тягой. Другим концом тяга соединена с внутренним кольцом сферического подшипника, завальцованного в расточку рычага. 20 Эксплуатация газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц-8Б Рычаг имеет удлинённую втулку, упирающуюся своими концами на шариковые подшипники 27. Один из них установлен в крышке 24 и зафиксирован стопорным кольцом 19. Рычаг зафиксирован относительно этого подшипника стопорным кольцом 20. Другой подшипник установлен в корпусе. Во втулке рычага выполнены шлицы, которые входят в зацепление со шлицами на валике 17. Втулка 23, свободно надетая на валик и зафиксированная шплинтами 22, ограничивает перемещение рычага влево (по чертежу). На другом конце валика выполнены внутренние шлицы, которыми он входит в зацепление с валиком привода ВНА. Полость рычага в корпусе закрыта крышкой 24, которая центрируется относительно корпуса с помощью двух втулок 25 и крепится шпильками. Крышка 24 имеет с наружной стороны прилив с резьбой, на которую навертывается крышка 21. Полость поршня закрыта крышкой 6, которая прикреплена к корпусу при помощи шпилек. Между крышкой и поршнем установлены пружины 4 и 5. В крышку ввернут упорный винт 7, ограничивающий перемещение поршня. С помощью винта устанавливается максимальное открытие РВНА. Минимальное открытие РВНА устанавливается винтом 16, ввернутым в корпус и служащим ограничителем поворота рычага. Оба винта имеют четырехгранник под ключ. На входе масла в расточке корпуса помещен сетчатый фильтр 2, закрытый крышкой 3. Герметичность агрегата по крышкам и штуцерам достигается резиновыми уплотнительными кольцами и паронитовыми прокладками. Для крепления агрегата на передней опоре корпус имеет фланец с одним глубоким отверстием под болт и с тремя отверстиями под шпильки. При монтаже гидроусилителя на двигатель снимается крышка 21, и валик 17 выводится из зацепления со шлицами рычага 18. После установки рычага на упор, а валика привода ВНА в определенное положение, валик снова вводится в зацепление. Крышка 21 ограничивает осевое перемещение валика. Схема работы гидроусилителя РВНА следующая. Масло, подводимое к гидроприводу (Рп), через фильтр поступает в полость над поршнем 12 гидроусилителя, при этом полость пружины соединена со сливом. При повышении командного давления масла поршень 12, преодолевая усилие пружин 4 и 5, перемещается, и лопатки РВНА устанавливаются на угол, соответствующий данному режиму работы двигателя. При достижении поршнем упора 7 («открыт») угол установки РВНА становится равным 24º, при дальнейшем увеличении командного давления масла угол установки РВНА не изменяется. 21 Эксплуатация газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц-8Б Рис. 9. Гидроусилитель ВНА (продольный разрез): 1 – корпус; 2 – фильтр; 3, 6, 21, 24 – крышка; 4, 5 – пружина; 7, 16 – винт упорный; 8 – гайка корончатая; 9, 23, 25 – втулка; 10, 13 – кольцо уплотнительное; 11 – кольцо защитное; 12 – поршень; 14 – ушко; 15 – тяга; 17 – валик; 18 – рычаг; 19, 20 – кольцо стопорное; 22 – шплинт; 26 – штифт; 27 – шарикоподшипник 22 Эксплуатация газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц-8Б При понижении давления в полости над поршнем под действием усилия пружин происходит обратное перемещение поршня. Промежуточное положение лопаток РВНА определяется соотношением величин командного давления и суммарного усилия пружин 4 и 5. Положение РВНА «прикрыт» соответствует достижению поршнем упора 16 (угол установки РВНА становится равным 36°). Работа агрегатов механизации компрессора в системе регулирования и управления двигателя Рабочее масло Рм к агрегатам механизации компрессора поступает от насоса САР под постоянным давлением 3 МПа (30 кгс/см2), которое поддерживается редукционным клапаном РК-14. Рабочее масло, поступающее к агрегату АУП-10 (рис. 7), проходит через систему из двух последовательно расположенных жиклеров к синхронизатору мощности, формирующему командное масло для управления клапанами перепуска воздуха КПВ 1 и 4. Командное масло поступает от агрегата АУ-10. Рабочее масла, поступающее к агрегату АУ-10, разделяется: одна часть подводится к электрогидравлическому узлу управления КПВ, а другая – через жиклер к синхронизатору мощности системы управления ВНА. Подвод воздуха к обоим синхронизаторам мощности осуществляется из-за одиннадцатой ступени (Р11) компрессора (рис. 10). Воздух из-за пятнадцатой ступени компрессора перед подачей к синхронизаторам мощности редуцируется воздушным редуктором (Р15ред.). Мембранные полости синхронизаторов мощности объединены трубопроводами: полость «А» одного – с полостью «Б» другого. Это позволяет для отладки систем управления КПВ 1 и 4 и ВНА пользоваться одним регулировочным элементом – воздушным редуктором. Во время проведения отладки интервал по приведенной частоте вращения между клапанами на управление КПВ 1 и 4 и ВНА остается неизменным, т.к. он задан затяжкой пружин синхронизатора мощности регулировочными винтами. Регулировка затяжки пружин синхронизатора мощности производится при отладке агрегатов АУ-10 и АУП-10. Поэтому регулировка системы управления КПВ и ВНА в составе двигателя заключается в отладке только оборотов открытия КПВ 1 и 4 на заданной приведенной частоте. Управление КПВ 2, 3. При отсутствии напряжения на электромагнитах 2 и 3 золотники 10 и 13 усилием пружин 11 и 12 смещаются по схеме (рис. 10) в верхнее положение, открывая при этом каналы подвода рабочего масла Рм к гидроприводам клапанов перепуска, – КПВ 2, 3 открываются. 23 Эксплуатация газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц-8Б Рис. 10. Схема управления КПВ и ВНА: 1, 6, 11, 12, 17 – пружина; 2, 3 и 9, 21 – электромагниты ЭМТ-4А и МКТ-14; 4, 15, 20 – жиклер; 5, 16 – синхронизатор мощности; 7, 10, 13, 14, 18 – золотник; 8, 19 – рычаг; А, Б – воздушные полости синхронизатора мощности; В – отверстия, дросселирующие слив масла из гидроприводов КПВ 1 и 4; Р11 – подвод статического давления за 11 ст. компрессора; Р15 ред. – подвод редуцированного давления за 15 ст. компрессора; Рм – подвод масла от системы регулирования двигателя; КПВ 1,4 – отвод масла к КПВ 1 и 4; КПВ 2, 3 – отвод масла к КПВ 2 и 3; ГУВНА – отвод масла к гидроусилителю ВНА 24 Эксплуатация газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц-8Б Для закрытия клапанов необходимо подать напряжение на электромагниты 2 и 3 (ЭМТ-4А). Штоки управления электромагнитов, преодолевая усилие пружин 11 и 12, перемещают золотники 10 и 13 (по схеме) в нижнее положение, перекрывая подвод рабочего масла к гидроприводам клапанов перепуска, – КПВ 2, 3 закрываются. Напряжение на электромагниты агрегата АУ-10 подается по командам от системы автоматики газоперекачивающего агрегата. Управление КПВ 1 и 4. Управление открытием и закрытием КПВ 1 и 4 производится по приведенной частоте вращения компрессора в зависимости от соотношения давлений воздуха за одиннадцатой и пятнадцатой ступенями компрессора. Датчиком командного давления масла является синхронизатор мощности 16 агрегата АУП-10. При превышении усилия от давления воздуха в полости «А» (Р11) над усилием затяжки пружины 17 и давлением воздуха в полости «Б» (Р15ред.) мембрана синхронизатора прогибается и перемещает золотник 18 с помощью рычага 19 (по схеме) влево. Золотник 18 своей кромкой перекрывает слив масла из канала за жиклерами 15 и 20, – канала, в котором формируется командное давление масла, отводимое к агрегату АУ-10 для управления КПВ 1 и 4. Уменьшение слива приводит к увеличению командного давления. При этом происходит перемещение вниз золотника 14 агрегата АУ-10. Золотник 14 своими кромками закрывает слив из полости над поршнями гидроприводов КПВ 1 и 4 через отверстия «В» золотника 14 и открывает подвод к ним рабочего масла, – КПВ 1 и 4 открываются. При повышении режима работы двигателя давление воздуха в полости «Б» (Р15 ред.) возрастает более интенсивно, чем в полости «А» (Р11). Это приводит к перемещению золотника 18 (по схеме) вправо. Золотник своей кромкой увеличивает слив масла за жиклерами 15 и 20. Командное давление масла уменьшается до величины давления слива. Золотник 14 агрегата АУ-10 под действием пружины 1 перемещается (по схеме) вверх, отсекая подвод рабочего масла к поршням гидроприводов КПВ 1 и 4 и подсоединяя их к сливу отверстия «В» золотника 14. КПВ 1 и 4 закрываются. Время закрытия КПВ 1 и 4 увеличено до 2…3 секунд за счет дросселирования масла через сечения отверстий «В». Во время запуска двигателя с управлением КПВ 1 и 4 по приведенной частоте компрессора перестройка регулятора частоты вращения газогенератора заканчивается после полного закрытия КПВ 1 и 4 – по сигналу концевиков «закрытого» положения. В результате этого увеличение времени закрытия КПВ 1 и 4 позволяет после окончания запуска двигателя получить более высокую приведенную частоту вращения компрессора, чем та, на которой происходит открытие КПВ 1 и 4. На агрегате предусмотрено принудительное открытие КПВ 1 и 4 в случае возникновения аварийной ситуации. Для этого на агрегате АУП-10 25 Эксплуатация газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц-8Б установлен электромагнитный клапан 21 (МКТ-14). При подаче на него напряжения клапан отсекает слив масла через золотник 18 синхронизатора мощности 16. Командное давление масла возрастает до величины давления рабочего масла, и КПВ 1 и 4 открываются. Управление ВНА. Изменение угла установки лопаток ВНА компрессора в заданном диапазоне производится по приведенным оборотам ротора газогенератора. В качестве сигнала приведенных оборотов используется соотношение давлений воздуха за одиннадцатой и пятнадцатой ступенями компрессора. Датчиком командного давления масла, пропорционального отношению давлений воздуха, является синхронизатор мощности СО-40 агрегатов АУ-10 и АУП-10. Перепад давления воздуха на мембране синхронизатора СО-40 определяет величину командного давления масла и соответственно угол установки лопаток ВНА. При превышении давления редуцированного воздуха в полости «А» над давлением в полости «Б» мембрана синхронизатора СО-40 прогибается и перемещает золотник через рычаг (рис. 10). Это приводит к увеличению давления масла, подводимого к гидроусилителю ВНА за счет уменьшения слива через отверстия во втулке 16 синхронизатора мощности (рис. 6). Повышение давления масла приводит к перемещению поршня гидроусилителя ВНА, а через привод – к изменению угла установки лопаток ВНА. При снижении режима работы двигателя давление воздуха в полости «А» синхронизатора уменьшается. Это приводит к перемещению золотника на увеличение слива масла, а поршня гидроусилителя ВНА – на увеличение угла установки лопаток ВНА. Перекладку лопаток ВНА в диапазоне от угла 36º («прикрыт») до угла 24º («открыт») в процессе работы двигателя обеспечивает синхронизатор мощности СО-40. Запуск двигателя производится с установкой лопаток ВНА на угле 36º. Работа агрегатов системы регулирования в процессе запуска двигателя Запуск двигателей автоматический. Управление процессом запуска двигателя осуществляется системой автоматики ГПА. По готовности агрегата к запуску и после выполнения необходимых пусковых операций по системе нагнетателя и компрессорной станции подается напряжение на электромеханизм МПК-17 для открытия заслонки регулятора подачи газа (РПГ) в воздушный стартер ВС-12 и электромагнитный клапан МКТ-4А для открытия подвода масла от маслосистемы двигателя к ВС-12. 26 Эксплуатация газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц-8Б Под действием давления газа турбина стартера через редуктор и привод ВС-12 раскручивает ротор газогенератора двигателя. Одновременно подается напряжение 27В на следующие агрегаты: - электромагнитные клапаны МКТ-14 агрегата управления АУП-10 для открытия КПВ 1 и 4; - дифференциальный датчик ССК для контроля герметичности дозатора газа. После достижения ротором газогенератора частоты вращения 1800...2000 об/мин, открытия крана 6 выдается команда на включение электромагнитного клапана МКПТ-12А и агрегата зажигания КНПС-22. Воспламеняется пусковой топливный газ в двух воспламенителях камеры сгорания двигателя. С воспламенителей пламя перебрасывается по кольцевой камере сгорания в остальные головки, в ней начинается рабочий процесс и вступает в работу турбина газогенератора, более интенсивно раскручивая ротор газогенератора. С момента поступления газа на рабочие форсунки система автоматики ГПА или УРТ-19А-3У обеспечивает ограничение температуры газов перед свободной турбиной Т5. При достижении ротором газогенератора частоты вращения 4500...5000 об/мин отключается воздушный стартер и подается команда на разрыв следующих цепей питания: - электромагнитного стопора электромеханизма МПК-17 для закрытия подвода газа к воздушному стартеру ВС-12; - клапана МКПТ-12А, который перекрывает доступ газа к пусковым форсункам воспламенителей камеры сгорания; - электромагнита МКТ-4А, перекрывающего подвод масла к ВС-12 от маслосистемы двигателя. Одновременно подается напряжение: - на электромагнит ЭМТ-4А агрегата управления АУ-10 для закрытия клапана перепуска воздуха № 3 через специально доработанный кабельный план. Через 10 сек после достижения ротором газогенератора частоты вращения 4500...5000 об/мин выполняется следующее: - подается питание на электромагнит ЭМТ-4А агрегата управления АУ-10 для закрытия клапана перепуска воздуха № 2. Двигатель выходит на режим малого газа, соответствующий частоте вращения ротора газогенератора 6200 об/мин. 27
