Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Гительман А.И. Динамика и управление судовых газотурбинных установок

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

25.10.2023

Размер:

15.08 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 3132 / 3232

Указанная выше потребность в ручной корректировке отдельных режимов Мало сказывается на условиях и затратах труда, поскольку система обеспечивает дистанционное управление из ЦПУ, имеющего постоянную вахту с хорошими усло виями обитаемости. Однако это не позволяет без дальнейшего совершенствования перейти к безвахтенному обслуживанию.

Для турбовинтового комплекса такое обслуживание можно обеспечить с помощью введения контура регулирования температуры газа и частоты вращения ТКНД на установившихся режимах. Однако при этом следует учитывать, что надежное, быстродействующее и точное регулирование температуры продуктов сгорания тяжелых сортов топлива является весьма сложной задачей, требующей преодоления ряда трудностей, связанных с отработкой динамической коррекции в условиях нерегулярного изменения динамических констант термоизмерительных элементов при их заносе, повышенным ресурсом и др. (см. § 31).

Непрерывное регулирование частоты вращения винта также связано с рядом особенностей, обусловленных непрерывными небольшими перекладками и требо ванием высокой точности дистанционной системы пульт — ВРШ. В процессе экс плуатации ГТХ «Парижская коммуна» указанные микроперекладки наблюдались почти все время (см. § 16). При ревизии ВРШ после трех лет эксплуатации заметного износа деталей не было отмечено, что свидетельствует о допустимости такого режима для механизма поворота лопастей. Однако микроперекладки происходили в преде лах, не вызывавших включения насоса перекладки, т. е. сделанный вывод относится лишь к малому углу поворота (0,2—0,3 м шага) и работе только отдельных кон струкций системы ВРШ. Поэтому допустимость непрерывных перекладок при обе спечении процесса регулирования требует специального анализа.

Как показали испытания, проведенные на судне «Парижская коммуна», и наблю дения в эксплуатации, введение дистанционной связи между пультом в ЦПУ и меха низмом изменения шага с малой нечувствительностью (менее 1%) обеспечивает устой чивую работу контура регулирования частоты вращения ВРШ на всех рабочих режимах, включая полный ход и апериодический процесс выхода на эти режимы.

Однако эксплуатационное увеличение нечувствительности по сравнению с ис

ходной приводит	к значительным колебаниям шага в процессе регулирования.'
В частности, при	повышенной нечувствительности (до 5%) в период наладочных

испытаний такие колебания наблюдались, причем с большой амплитудой при выходе почти на все рабочие режимы (особенно в диапазоне малых ходов). Поэтому необ ходимы специальные мероприятия, надежно обеспечивающие длительную эксплуа тационную стабильность системы дистанционной связи с исходной малой нечув ствительностью.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Как показывает практика, вопросы динамики и управления с первых этапов проектирования газотурбинных установок до их ввода в эксплуатацию неизменно оказываются в числе важнейших задач. Условия морской эксплуатации и требование высокого уровня авто матизации существенно усложняют решение этих задач, что особенно сказывается при создании главных ГТУ, входящих в состав турбо винтовых комплексов современных крупнотоннажных и быстроход ных транспортных судов. Эти суда обычно находятся в непрерывной эксплуатации, связанной с длительными режимами полной мощности

вплановых рейсах и систематическим маневрированием в грузу и балласте при проходе узкостей, швартовках в портах и т. п. Именно

вэтих условиях накапливается наиболее ценный опыт и возникают различные проблемы, которые должны решаться при проектировании

314

и отработке новых ГТУ. Основные задачи динамики при этом обуслов лены обычно свойствами ГТУ как объекта управления и необходи мостью учета большого числа эксплуатационных факторов, влияющих на эти свойства. Широкие диапазоны работы главной судовой ГТУ требуют организации оптимальных рабочих зон (зон управления) для установившихся и переходных режимов с необходимыми запасами по помпажу, по собственной устойчивости двигателя, а также по предельным уровням температуры газа, частоты вращения, нагру зок, термических напряжений и др. Длительное безвахтенное обслу живание выдвигает ряд специфических требований к вновь строя щимся ГТУ — таких, как высокая надежность систем управления и их элементов; способность самонастраиваться при изменении внеш них условий и эксплуатационного состояния ГТУ; наличие самовключающихся резервных контуров, предотвращающих вывод ГТУ из действия при отдельных отказах. Обеспечение этих требований может быть обусловлено лишь широким комплексом проектных и производственных работ — в частности, дальнейшим совершен ствованием расчетов и моделирования с помощью комплексного использования цифровых и аналоговых машин, созданием надежных конструкций, таких, например, как чувствительные элементы регу ляторов температуры газа, способные длительно работать на продук тах сгорания тяжелых сортов топлива, одноимпульсные противопомпажные устройства, самоочищающиеся топливные фильтры и др. Важным направлением является увеличение периодов времени, не требующих проверки настроек и различных профилактических работ, общее увеличение ресурса всех элементов. Большую роль играет также обработка результатов испытаний путем непосредственной передачи информации от датчиков, установленных на испытуемой ГТУ, в ЭВМ, что существенно сокращает длительность испытаний, упрощает анализ опытных данных, расширяет возможности выбора оптимальных режимов и программ. Осуществление и дальнейшее развитие намеченного комплекса задач будет способствовать совер шенствованию динамики и управления судовых ГТУ.

УКАЗАТЕЛЬ ЛИТЕРАТУРЫ

1.	А б и а н ц В. X.		Теория газовых турбин				реактивных двигателей. М.—Л ,
«Машиностроение»,		1965.
2.	А л а б и н	М. А.,	К а ц Б. М. . Л и т в и н о в					Ю. А. Запуск авиационных
газотурбинных двигателей,				М.—Л.,	«Машиностроение», 1968.
3.	А р с е н ь е в Л.		В. Организация приемистости транспортных газотурбин
ных двигателей. — «Энергомашиностроение»,						1962,		№ 5.
4.	А ф а н а с ь е в В. В.			Об изменении эффективных площадей тканевых мем
бран.	— В кн. Системы,		устройства		и элементы		пневмогидроавтоматики.		М., АН
СССР,	1959.		3.,	Г о л ь д б е р г		Ф.	И., Р а б и н о в и ч И.		А. Ухуд
5.	Б а г е р м а н А .
шение	характеристик компрессоров				вследствие		загрязнения проточной		части. —
«Судостроение», 1971, № 6.				и др. Некоторые характеристики переходных процес
6.	Б а н н и к о в А.		И.

сов и пульсаций температур в камерах сгорания ГТУ. — «Энергомашиностроение»

1972, № 11.

7. Б и ч а е в Б. П. Аналоговые и цифровые модели морских газотурбинных установок. Л., «Судостроение», 1969.

8.Вертолетные газотурбинные двигатели. Сб. под. ред. М. М. Масленникова. М., «Машиностроение», 1966.

9. В л а д и м и р о в В. Г.	Выбор программы регулирования мощности судо
вых ГТД на установившихся	режимах. — «Судостроение», 1965, № 2.

10.Газотурбинные установки морских судов. Под ред. А. Г. Курзона. М., «Транспорт», 1967.

11.Г е ц о в Л. Е. и др. Расчетный метод оценки прочности сопловых лопаток

ГТУ при импульсных тепловых режимах. — «Проблемы прочности», 1970, № 10.

12.Г и т е л ь м а н А. И. Доводка аппаратуры управления и питания газо турбинных двигателей на электронно-математических моделях. —«Энергомашино строение», 1958, № 10.

13.Г и т е л ь м а н А. И. Опыт проектирования и экспериментальной разра ботки системы автоматического управления и топливопитания морской газотурбин ной установки ГТУ-20. — В кн. Судовые газовые турбины, М., «Морской транспорт», 1961.

14.Г и т е л ь м а и А. И. Опыт отработки запуска и маневренности судовой


газотурбинной		установки ГТУ-20 ЛКЗ. — Труды ЦКТИ, 1964, вып.						50.
15.	Г и т е л ь м а н А. И.			Результаты работ по автоматическому				регулирова
нию судовой		газотурбинной		установки	ГТУ-20. — «Судостроение»,			1966, № 3.
16.	Г и т е л ь м а н		А. И.	Газотурбинный двигатель			как объект	регулирова
ния. — В кн.		Газотурбинные установки			морских судов.		Под ред. А.	Г. Курзона,
М., «Транспорт», 1967.
17.	Г и т е л ь м а н		А. И., Г о л ь д е н б е р г В .			Л. Некоторые вопросы ра
боты судовой газотурбинной установки ГТУ-20 ЛКЗ						в условиях штормового пла

вания. В кн. Машиностроение и металлургия Кировского завода. М.—Л., «Машино

строение», 1970, вып. 2.
18. Г и т е л ь м а н	А. И., Пусковые режимы,		регулирование приемистости,
измерение параметров переходных режимов ГТУ. -			В кн.	Переходные процессы
в газотурбинных установках.		Под ред. И. В. Котляра.		М.—Л.,	«Машинострое
ние», 1973.	А.	И. Автоматическое регулирование			ГТ У .— В кн.
19. Г и т е л ь м а н

Л. И. Кутьин, Автоматическое регулирование судовых ДВС и ГТУ. Л ., «Судостроение», 1973.

20.Г и т е л ь м а н А. И ., С ы р о Д о е в В. И. О влиянии протечек на харак теристики пневматического угла силовой компенсации. — «Автоматика и телеме ханика», 1961, т. XXII, № 9.

21.Г и т е л ь м а н А. И ., Щ е н н и к о в К. А. Пневматическая система авто матического управления ГТУ-20. — В кн. Машиностроение и металлургия Киров ского завода. М.—Л., «Машиностроение», 1971, вып. 3.

22.Г о л ь д е н б е р г В . Л. О передаточной функции противоточного регене

ратора для исследования системы регулирования. — «Энергомашиностроение», 1970, № И.

23.Д е й ч М. Е., Т р о я н о в с к и й Б. М. Исследование и расчеты ступеней осевых турбин. М.—Л., «Машиностроение», 1964.

24.Д ы б а н Е. П. и др. Исследование системы охлаждения ротора ТВД глав

ного образца ГТУ-4—750. — «Теплоэнергетика», 1966, № 5 .

25. Д ы б а н	Е. П.	и др. Экспериментальное исследование температурного
состояния статора	ТВД	ГТУ-9—750. — «Энергетическое машиностроение», 1970,
вып. 9.

26.Е р ш о в В. Н. Неустойчивые режимы .турбомашин. М., «Машиностро-

ние», 1961.

27.3 о т и к о в Г. И. Методика расчета судовых газотурбинных установок при


	частичных нагрузках. — Труды НТО Судостроительной промышленности, 1958,
	т. VIII, вып. 1.		И.	Е.	Справочник	по гидравлическим сопротивлениям.
	28.	И д е л ь ч и к
	М., Госэнергоиздат, 1960.			Работа ГТЗА без регулятора числа оборотов в условиях
	29.	И с а к о в Л.	Н.
	качки. Л., «Морской транспорт», 1966. (Труды ЦНИИМФ, вып. 71).
	30.	К и р и л л о в	И. И.		Теория турбомашин. М.—Л.,		«Машиностроение»,
/	1964.	К и р и л л о в	И.	И. . К и р и л л о в		А. И. Характеристики турбинных сту
	31.
	пеней в широком диапазоне изменения. «Энергомашиностроение», 1964, № 4.
	32.	К о н д р а т ь е в		Г.	М. Регулярный тепловой режим.		М., Гостехтеорет-
	издат,	1954.	В.	Частичные и переходные режимы работы судовых ГТУ.
	33.	К о т л я р И.

М.—Л., «Судостроение», 1966.

34.К у з н е ц о в А . Л. Опытные и расчетные характеристики газовых турбин.— «Энергомашиностроение», 1966, № 5.

35.К у з н е ц о в Л . А., Л а м м Ю. А. Опыт эксплуатации газовых турбин

НЗЛ на магистральных газопроводах. — «Теплоэнергетика», 1966, № 5.

36.К у р з о н А. Г. и др. Судовые паровые и газовые турбины. Л., Судпром-

гиз, 1958, т. 1 и 1963, т. II.

37.М а с л о в Л. А. О работе газотурбинных установок на частичных нагруз

	ках. — «Судостроение»,			1948,		№ 3.
	38.	М а с л о в	Л.	А.	Рациональный метод расчета проточных частей турбин
	газотурбинных установок на номинальном и промежуточных режимах. — Труды
/	ВНИТОС, 1955, т. VI,			вып. 3.
	39.	М а у р и т ц К- Рабочий процесс турбины с противодавлением при перемен-
'ном числе оборотов. М.—Л., Госэнергоиздат, 1933.							М.—Л., Госэнергоиздат,
	40.	М и х е е в	М.		А.	Основы теплопередачи.
	1956.	М у х т а р о в		М.	X.,	К р и ч а к и н В . И. Методика оценки потерь в про
	41.
точной		части осевой		турбины. — «Теплоэнергетика»,			1969, № 7.
	42.	Н е б е с н о в В.			И. Вопросы совместной работы двигателей, винтов и кор
пуса. Л., «Судостроение»,					1965.

3 1 7

43.Н и к о л а е в Ю. П. Расчет и моделирование произвольных и оптимальных переходных режимов газотурбинных двигателей. — Известия АН СССР «Энергетика

иавтоматика», 1961, № 2.

44.О г л о б л и н Г. А. Судовые газотурбинные установки.— «Судостроение»

1961, № 10.

45. О л ь х о в с к и й Г, Г., Ф р и д р и х А. М. Экспериментальное исследо вание режимов пуска газотурбинной установки ГТ 25-700 ЛМЗ. — «Теплоэнерге

тика», 1966, № 5.	коммуна»)
46. Опыт технической эксплуатации (газотурбоход «Парижская	коммуна»)
М., ЦБНТИ ММФ СССР, 1971, вып. 77 (230). Авт.: Р о з е н б е р г Г.	Ш., К о з 1

ло в А. И ., Ч и ж о в В. И. и др.

47.Отработка систем автоматического управления газотурбинных двигателей на электронно-моделирующей установке.— Информационный сборник ЦНИИМФ,

вып. 94. «Морской транспорт», 1963.		Авт.: Г и т е л ь м а н	А.	И.,	Г о л о -
ще к и н А. С,, Ми н ч и н М. А. , Х а р и т о н о в А. А.				нормальной
48. П о п о в	И. С. Обработка	тяжелого топлива фильтрами		нормальной
очистки.— В кн.	Машиностроение и	металлургия Кировского	завода.		М.—Л.,
«Машиностроение»,	1971, вып. 3.

49.П о т я е в В. А. Автоматика судовых газотурбинных установок. Л., «Су достроение», 1972.

50.Р о х л и н Д. Г. Вопросы измерения и обработки параметров с целью оп ределения устойчивости ГТУ на переходных режимах. — В кн. Машиностроение и металлургия Кировского завода, М.—Л., «Машиностроение», 1971, вып. 3.

51.Р у с е ц к и й А. А. Гидродинамика винтов регулирующего шага. Л., «Судостроение», 1968.

52.С а м о й л о в и ч Г. С . , Т р о я н о в с к и й Б. Н. Переменный режим ра боты паровых турбин. М.—Л., Госэнергоиздат, 1955.

53.С е л е з н е в К. П . , Ш к а р б у л ь С. Н. Некоторые критерии, определяю

щие течение в проточной части турбомашин. — «Энергомашиностроение», 1972,

№9.

54.Т е л ь н о в К- А. и др. Влияние тепловой инерции тракта ГТУ на работу

малоинерционного регулятора	температуры. — «Теплоэнергетика»,	1968, № 7.
55. Т е л ьчн о в К. А. Уравнения динамики противоточного		регенератора
ГТУ. — «Энергомашиностроение»,	1968, № 8.

56.Т о п у н о в А. М. и др. Исследование работы турбинных ступеней при ре версе. Л., ЛКИ, 1964.

57.Ч е р к а с о в Б. А. Автоматика и регулирование воздушно-реактивных двигателей. М., «Машиностроение», 1965.

58. Ш е р с т ю к А. М. Осевые компрессоры. М.—Л., Госэнергоиздат", 1955.

59.Щ и г о л е в Б. М. Математическая обработка наблюдений. М., «Наука»,

1969.

60.Ю д о в и н Б. С. Энергетические установки ледоколов. Л., «Судостроение»,

1967.

61.	К г e u t e r К.	BWK, 1956,		№ 1.	Turbine in a Thipboard Environment.
62.	R о w е n W. J.		Controlling	the Gas
A Shedy in Propulsion		Dynamics. — ASME,			Paper	70—GT—121.
63.	R o w e n . W.	J.	Marine Engineers		Review	1971, № 7.
64.	V a n N e s t F.		H. The Control of a Marine Gas Turbine, — ASME, № 58,

GTP—10.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие ....................................................................................
Условные обозначения..............................................................................................										6
Введение			......................................................................................................................							7
Г л а в а	I. Характеристикитурбинной г р у п п ы .........................................
§ 1. Основные задачи расчета и исследований.......................................										—
§ 2.			Определение пропускной способности и распределения степе							21
§ 3.			ней расширения в турбинной группе ...........................................
			Определение крутящего момента в составе турбинной группы . .							41
§ 4.			Влияние дополнительных факторов на характеристики турбин							48
§ 5.			ной группы ..........................................................................................			пропускной	способности		турбин
			Приближенное определение							57
§ 6.			ной группы и крутящего моментатурбин......................................
			Аккумулирующие свойства турбиннойгруппы .................................							59
Г л а в а	II. Характеристики компрессоров.......................................................									68
§ 7.Определениеосновныхпараметров компрессора . . . . . . .										—
§ 8.			Срывные режимы и граница пом п аж а...........................................						компрес	74
§ 9.			Влияние различных факторов на характеристики							80
§			сора ......................................................................................................		характеристик		компрессора		в дина
	10. Квазистационарность									85
			мике ...............................................................................................................
Г л а в а		III. Характеристики камер				горения,теплообменных аппаратов,				90
			трактов, гребных в и н то в ...........................................................
§	11.		Характеристики	камер	го р ен и я ......................................................					—-
§ 12. Характеристики теплообменных аппаратов ...............................										95
§ 13. Гидравлические потери в трактах ...............................................										103
§	14.		Аккумулирующая способность газовоздушных трактов . . . .							105
§	15.		Характеристики	газовоздушных перепускных и				регулирующих		109
§ 16.			о р г а н о в ...........................................	системы типа винт—корпус
			Характеристики							113
Г л а в а		IV. Совмещение характеристик агрегатов					......................................			124
§	17.		Совмещение расходных		характеристик		турбин	и компрессо		—
§	18.		ров . .......................................................................................................
			Совмещение мощностных характеристик турбин и компрессо							131
			ров. Моментные характеристики.......................................................

3 1 9

19.

Выходные характеристики ГТУ.

Анализ программ управления

§ 20.

и работы на частичных режимах....................................................

139

Выбор запаса по помпажу компрессоров........................................

147

Г л а в а

Работа турбовинтовой группы на переходных режимах . . .

. ]5б

§ 21.

Уравнения неустановившегося движения. Метод квазистацио

§ 22.

нарности

...............................................................................................

Приближенный анализ динамики при малых отклонениях .

. ]58

§ 23.

Приемистость и режимы остановки

Г Т У ........................................

164

§ 24.

Работа турбовинтовой группы при реверсе....................................

165

§ 25.

Переходные режимы при за п у с к е ...................................................

1 6 9

§ 26. Пусковые моментные характеристики ............................................

180

§ 27.

Термическое состояние элементов ГТУ на переходных режи

§ 28.

мах ...........................................................................................................

189

Расчет переходных режимов. Применение моделирующих

вычислительных машин

...................................................................

202

Г л а в а

VI. Системы

запуска управления и

топливопитания....................

211

§ 29.

Системы з а п у с к а ....................................................................................

§ 30.

Системы приемистости ........................................................................

219

§ 31.

Регулирование температуры г а з а ....................................................

223

§ 32.

Системы топливопитания....................................................................

230

§ 33.

Регуляторы расхода т о п л и в а ............................................................

235

§ 34.

Элементы конструкций........................................................................

240

§ 35. Системы управления зарубежных ГТУ ........................................

260

Г л а в а

VII. Системы

автоматической защиты

............................................

267

§ 36.

Защита по предельным парам етрам ................................................

—

§ 37.

Противопомпажные системы ...................................................

280

§ 38.

Блокирующие устройства

................................................................

291

Г л а в а

VIII. Отработка динамики

и управления Г Т У ................................

293

§ 39.

Отработка систем управления ГТУ на электронно-модели-

§ 40.

рующих установках

...........................................................................

управления

установки

—.

Отработка

динамики и

ГТУ-20 ЛКЗ

в составе турбовинтового комплекса газотурбохода «Париж

ская коммуна»........................................................................................

305

Заклю чение...................................................................................................................

314

Указатель ли тетатуры ...............................................................................................

-316

ГИТЕЛЬМАН АБРАМ ИОСИФОВИЧ

Д И Н А М И К А

И УП РАВЛЕНИЕ С УД О В Ы Х ГА ЗО ТУР Б И Н Н Ы Х УС ТАН О ВО К

Техническийi

Редактор А. И. Варковецкая

Шипина

редактор А. П. Ширяева

Корректоры: Л. Г. Шемякова, Н. ‘П.

Переплет художника В. В. Маркова

Сдано в набор 13/1X

1973 г.

Подписано к печати 13/Ш

1974 г.

М-07309.

Формат издания 60X 90Vie

л. 23,0

Бумага типографская № 3.

Физ. печ. л.

20,0. Уч.-изд.

Тираж 1600 экз.

Заказ

№ 528.

Цена 1

руб.

коп.

Изд. № 2787-72

Издательство «Судостроение», 191065,

Ленинград,

ул.

Гоголя, 8.

Ленинградская

типография № 6 Союэполиграфпрома

при Государственном комитете Совета Министров СССР

по делам издательств, полиграфии и книжной торговли

193144, Ленинград,

С-144, ул.

Моисеенко, 10

<<< < Предыдущая 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 3132 / 3232

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ