Вспомогательные системы автоматического управления газотурбинными газоперекачивающими агрегатами.

Агрегатная САУ кроме непосредственного управления включа­ет в себя подсистемы контроля, электрической защиты и сигнали­зации. Перечень обязательно контролируемых параметров опреде­лен ГОСТ 23690-79. Там же указан и способ их контроля (за­пись, сигнализация, импульс в САУ и т. д.).

Наиболее важными величинами, характеризующими режим ра­боты ГГПА и подлежащими контролю, являются: частота враще­ния роторов; температура газа за турбиной (или за камерой сго­рания), воздуха перед и за компрессором; температура подшипни­ков; давление газа перед и за нагнетателем; температура перека­чиваемого газа; давление смазочного масла; уровень масла в мас­ляных баках, разрежение на входе в компрессор.

Один из наиболее сложных вопросов - определение темпера­туры газа перед турбиной. Непосредственное измерение с помощью стандартных промышленных хромель-алюмелевых термопар было возможно только при умеренных температурах газа (700-750 °С). При более высокой температуре хромель-алюмелевые термопары с течением времени снижают э. д. с. и занижают показания. Поэто­му температуру рабочего тела измеряют за турбиной или между газогенератором и силовой турбиной. При встроенной КС число этих измерений, проводимых по всей окружности, должно равнять­ся, например, числу горелочных устройств КС. При необходимо­сти определения средней температуры среды широко используют параллельное соединение термопар и более сложные усредняю­щие устройства. Температуру подшипников измеряют платиновы­ми или медными малогабаритными термометрами сопротивления.

Система контроля выдает обширную информацию о работе маслосистемы агрегата и состоянии САР (в основном в виде величин давлений в различных точках). Контролируют также расход газа через нагнетатель, обычно путем измерения перепада давлений на входном конфузоре.

Вторичные приборы могут быть показывающими, регистрирую­щими или по вызову. В новых системах контроля первичный им­пульс от датчика нередко преобразуется дважды: в электрический сигнал и унифицированный электрический сигнал, который позво­ляет передать различные по характеру замеры на один вторичный прибор. Вторичные приборы по вызову системы контроля могут быть общими для всех ГПА одного цеха.

Система контроля тесно увязывается с системами защиты и сигнализации. Наиболее важными защитами, осуществляемыми обычно электрическими связями, являются:

- от превышения допустимой величины: температуры газа за турбиной (перед турбиной), частоты вращения роторов турбин и турбодетандера, вибрации роторов или подшипников, температуры подшипников;

- от падения ниже допустимой величины: давление масла на смаз­ку, давления топливного газа, перепада давлений «масло- газ» в уплотнениях нагнетателя, уровня масла в маслобаке;

- от самопроизвольной перестановки кранов обвязки НПГ;

- от помпажа нагнетателя;

- от погасания факела в камере сгорания.

Защиты воздействуют на узел САР, обеспечивающий прекра­щение подачи топлива в КС. Предусматривают предупредитель­ную звуковую и световую сигнализацию на каждую из защит с со­ответствующей расшифровкой.

Для обеспечения защиты от превышения температуры газа не­обходимо использование малоинерционных термопар с постоянным контролем их показаний на вторичном приборе. К защитному уст­ройству по температуре подшипников предъявляют требование от­сутствия ложного сигнала при обрыве цепи.

Агрегатная САУ выполняет следующие функции:

- обеспечивает автоматический пуск, нормальный и аварийный остановы ГПА;

- осуществляет дистанционное управление режимом работы аг­регата;

- предохраняет ГПА от развития аварийных ситуаций на рабо­чих режимах и при переходных процессах;

- осуществляет связь с агрегатной САР и цеховой САУ;

- обеспечивает режимную сигнализацию о работе агрегата и тех­нологическую сигнализацию о состоянии отдельных узлов («пуск», «работа», «включен - выключен», «открыт - закрыт»);

- обеспечивает связь с цеховой системой управления и выдает данные в систему сбора информации цехового уровня.

Пуск и останов агрегатная САУ выполняет по заложенной в ней программе. Построение программы проводят по последова­тельности прохождения операций, но возможно и по времени. Сле­дующая операция начинается после завершения предыдущей и при наличии нужных параметров.

В связи с разнообразием применяемых САУ невозможно дать им одно общее описание.

Важный элемент САУ - мнемо-схема ГПА с нанесенными на нее точками расположения регулирующих и управляющих органов с указанием их фактического рабочего состояния (например, «от­крыт - закрыт»). Щит управления располагают в отдельном по­мещении, в котором поддерживают комфортную температуру и низкий шумовой фон. Щит имеет одну-две оперативные панели или пульт управления и агрегатные панели, несущие необходимую ин­формацию. На оперативной панели (пульте) находятся кнопки пус­ка, останова, аварийного останова, ключ выбора режима управле­ния, другие ключи, оперативная информация.

Некоторые САУ перед запуском агрегата проводят проверку защит автоматически без участия персонала.

Пуск ГГПА - наиболее сложный и ответственный набор опера­ций для САУ. Во время работы агрегата САУ обычно обеспечивает возможность изменения режима эксплуатации от цеховой или стан­ционной систем управления. Во время нормального останова САУ также выполняет по программе большое число операций, начиная с переключения нагнетателя на станционное кольцо и разгрузки ГПА и кончая выключением пускового насоса на остывшем агре­гате. При аварийном останове после срабатывания защиты или нажатия персоналом на кнопку аварийного останова САУ мгно­венно закрывает стопорный и регулирующий клапаны, сигнализи­рует о вызвавшей останов причине или причинах, проводит необ­ходимые переключения арматуры и следит за обеспечением маслоснабжения ГПА, включая при необходимости резервный масля­ный насос. В случае отсутствия нормального внешнего электро­снабжения функционирование САУ обеспечивается от цеховой ак­кумуляторной.

К вспомогательным системам ГГПА можно отнести систему электроснабжения, охлаждения и вентиляции кожухов и пожаро­тушения.

Система электроснабжения агрегата - составная часть систе­мы электроснабжения КЦ. Она осуществляет питание САУ с ее подсистемами, различных электродвигателей, обеспечивает осве­щение. Для питания САУ, содержащей многие контрольно-изме­рительные приборы и устройства защиты, необходим переменный (220 В) и постоянный (220 и 24 В) ток. Для питания электродви­гателей насосов уплотнений и пускового, вентиляторов охладителей масла и газа используют переменный ток (380 В), а для аварий­ного маслонасоса смазки - постоянный ток (220 В). Резервирова­ние электроснабжения постоянным током осуществляют от акку­муляторной. Для повышения автономности ГПА по электроснаб­жению в ГТУ конструкции «Дженерал-Электрик» в соответствии с требованиями заказчика применяют генератор собственных нужд, приводимый от вала турбины прибора компрессора. При этом САР агрегата поддерживает постоянную частоту вращения этого вала.

Статор ГТУ обычно закрыт декоративным кожухом, выполняю­щим одновременно шумозащитные и теплоизолирующие функции. Пространство под кожухом должно хорошо вентилироваться. Для этого его соединяют с газоотводной шахтой, где во время ра­боты имеется устойчивое разрежение, или вентилируют с помощью эжекторов, иногда специальных вентиляторов. Интенсивность об­мена воздуха под кожухом определяется' заводом-изготовителем ГТУ (ГТД), так как она связана с конструкцией высокотемпера­турной части статора. Должна быть исключена возможность попа­дания топливного газа в вентилируемое пространство, а также от­сасываемого горячего воздуха в воздухоприемный тракт компрес­сора. Предпочтительно не пользоваться электроприводными отса­сывающими устройствами, так как их останов может вызвать ис­кажение проектного температурного поля статора с различными отрицательными последствиями.

Система пожаротушения ГПА - часть системы пожаротуше­ния КЦ. В нее входят средства обнаружения загорания, углекислотные установки, обеспечивающие при необходимости поступле­ние углекислого газа в полости масляных баков, установки пода­чи высокократной пены. Агрегатные средства пожаротушения дол­жны включаться автоматически, особенно при расположении ГПА в индивидуальных зданиях, когда агрегаты не видны из помеще­ния операторной. В систему пожаротушения также входят пенные и углекислотные огнетушители. Действие углекислого газа основа­но на том принципе, что при понижении содержания кислорода в воздухе с 21 до 15% горение затруднено. В связи с опасностью пребывания людей в атмосфере с повышенным содержанием уг­лекислого газа при пользовании углекислотной системой пожаро­тушения необходимо строгое соблюдение мер предосторожности.