В настоящее время предприятие выпускает серийно 4 типа дозаторов газа ДУС в зависимости от расхода, и 4 модификации (М, МС, МН, МП) в зависимости от подсоединения, дозаторы жидкого топлива ДТО, а также отсечные клапана ОГК и стопорные СК. Для гидравлических систем управления шестеренные насосы НШ-18, НШ-32, редукционные клапана РК-14, ограничители оборотов ОГВ, ОГТ, ОГН и командные агрегаты КА-18.
ОАО «МПО им. Румянцева» имеет сертификат соответствия, разрешение Госгортехнадзора и лицензию на право изготовления, ремонта и применение на объектах газового хозяйства изготавливаемой аппаратуры.
На предприятии «Научно-производственное предприятие «Электронно-гидравлическая автоматика» разработана целая гамма дозаторов для жидкого и газообразного топлив.
1. Дозаторы для газообразного топлива.
1.1 ДУС - всех модификаций с давлением газа на входе в агрегат 2,4 МПа и
с диапазоном расходов от 600 кг/ч до 6000 кг/ч.
1.2 ДСМ - всех модификаций с давлением газа на входе от 1,2 МПа до 4,5
МПа и с диапазоном расходов от 300 кг/ч до 3400 кг/ч. (Для двухзонных камер
сгорания и маломощных силовых приводов).
1.3 ДГС-3 - дозатор с давлением газа на входе 1,6 МПа, с расходом 4000
кг/ч с потерями давления по тракту дозатора при максимальном расходе через него 0,2 МПа. (Что позволяет эксплуатировать силовые привода при давлений газа на входе, немного превышающем давление в камере сгорания).
Питание блоков:
- основное, номинальным напряжением при ƒ 50 Гц, 220 В
- аварийное, 27В.
На блок приходит управляющий сигнал от электронно-цифрового регулятора или АСУ ТП - 4...20 мА, где он сравнивается с сигналом от датчика обратной связи 4..: 20 мА.
При равенстве данных сигналов, дозирующий элемент неподвижен. При рассогласовании этих сигналов он двигается в сторону уменьшения или увеличения расхода до момента пока они не сравняются по величине.
Максимальная скорость перекладки дозирующего элемента при аварийных ситуациях от минимального упора до максимального не более 0,3 с.
Дозатор и блок управления устанавливаются по отдельности. Дозатор в более суровых условиях с температурой окружающей среды от минус 40°С до плюс 120°С. Блок в отсеке электронной аппаратуры. Соединяются между собой двумя кабелями.
В настоящее время такими дозаторами оснащены более 20 типов двигателей, которые работают как в странах СНГ, так и за границей (Бельгия, Болгария). Дозаторы размещены на силовых приводах, которыми оснащены ГПА, электростанции, морские суда и т.д.
В настоящее время идут работы по переходу на работу дозаторов при давлении газа на входе до 7,5 МПа, что позволит снять на ГПА в системе подготовки газа редуктора поддерживающие давление на входе 2,4 МПа. Испытания намечены на январь 2003 года на Вязниковской КС, совместно ОАО «Авиадвигатель» (НК-16-18СТ). Привода изготовления «СНТК им. Н.Д. Кузнецова» НК-14СТ (ГПА-Ц-6,3) и НК-36СТ (ГПА-Ц-25) имеют наработку 4000 ч. и 7000 ч., соответственно, на давлениях топливного газа на входе 65...75 кгс/см2.
Ведутся работы по внедрению дозаторов подобного типа на газораспределительных станциях.
ДОЗАТОР УПРАВЛЕНИЯ СТАЦИОНАРНЫЙ С БЛОКОМ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ
ОПИСАНИЕ И РАБОТА
Общие сведения
1. Дозатор управления стационарный ДУС предназначен для подачи дозированного газообразного топлива к форсункам камеры сгорания силовых приводов наземных установок.
2. Управление ДС (в/м) осуществляется блоком БУШДМ-1, который в свою очередь управляется ЭЦР.
3. ДС устанавливается на раме силового привода, а БУШДМ-1 в отсеке автоматики.
4. Механическая часть ДС (в/м) и шаговый двигатель, который закрыт технологической крышкой, составляют один агрегат.
5. Допустимая длина соединительных кабелей:
- между ДС и БУШДМ-1 - не более 20 м;
- между базовой системой управления и БУШДМ-1 - не более 100 м.
6. БУШДМ-1 представляет собой электронный блок, вырабатывающий импульсы
тока для ШД агрегата ДС согласно управляющему току, который поступает от ЭЦР.
Описание
Основные технические данные ДУС (ДС и БУШДМ-1).
1. Диапазон изменения расхода топливного газа, кг/ч
- для ДС-6.5М, ДС-6.5МН, ДС-6.5МП ............................. 20......... 5900
- для ДС-ЗМ, ДС-ЗМС, ДС-ЗМП........................................ 20........ 3000
- дляДС-1.5М, ДС-1.5МП.................................................... 20......... 1500
- дляДС-0.6М,ДС-0.6МП.................................................... 20.......... 700
2. Давление топливного газа на входе в агрегат ДС, МПа (кгс/см2)
Рвх.............................................................................................................. 2,4 ±0,1 (24 ±1)
Примечание. Агрегат работоспособен при давлении на входе, МПа (кгс/ см2)
Рвх........................................................................................ 7,5 (75)
3. Температура при эксплуатации, °С
а) Для ДС(в/м)
- топлива на входе в агрегат, не более.............................................. + 120
- окружающей среды:
рабочая.................................................................................. от-40 до +80
предельная........................................................................... от-60 до +180
б) Для БУШДМ-1
- окружающей среды................................................................ от-40 до +70
4. Относительная влажность при эксплуатации:
- для ДС при температуре 35°С, %, не более......................................... 98
- для БУШ ДМ-1 при температуре 30°С, %, не более............................ 95
5. Применяемое топливо............................................................... природный газ
по ГОСТ 5542-87
6. Номинальная тонкость фильтрации
топливного газа на входе в агрегат, (мкм)........................................... 40
7. Питание БУШДМ-1 осуществляется:
а) Основное - переменным током 220В, г=50 Гц.
Нормы качества электроэнергии по ЕОСТ13109-87
(220±22В, 49...50,5Ец)
б) Резервное- постоянным током 24(27) В
Нормы качества электроэнергии по ЕОСТ19705-74 и ЕОСТ13109-87 (24 (27) ±10 %В, при этом ток не более 10А)
8. Входные сигналы БУШДМ-1:
сигнал управления - постоянный ток, (мА)....................................... 4...20
9. Выходные сигналы БУШДМ-1
а) Сигналы управления обмотками ШД
амплитудное значение, (В), не менее...................................................... 100
в) Информационный сигнал положения дозатора, ток, (мА).............. 4 - 20
10. Время перекладки дозирующего органа
в аварийном режиме, с, не более…………………………………………………………...0,3
(при этом изменение сигнала управления на величину, равную 90% полного диапазона изменения сигнала, не должно превышать 0,1 с).
11. При обрыве линии входного сигнала управления и сигнала ДОС блок обеспечивает фиксацию положения ДС (в/м).
12. Потребляемая мощность, ВА, не более……………………………………………………...600
13. Потребляемый ток от сети постоянного тока. А, не более……………………..10
14. Вибрационные нагрузки ДС (синусоидальные)
- амплитуда ускорения, м/с2 (g), не более ……………………..….294 (30)
- амплитуда перемещения, (мм)……...5
- диапазон частот, (Гц)………………………………………………...5...2000
15. Масса ДС (в/м) сухого, без консервирующей смазки и транспортировочных устройств, (кг), не более ………………………………………………………...30
16. Масса БУШДМ-1, (кг), не более…………………………………………………16
17. Ресурс 6000 часов. После выработки ресурса 6000 часов допускается эксплуатация системы по техническому состоянию до наработки 30000 часов с контролем состояния системы при проведении регламентных работ по двигателю.
18. В период эксплуатации системы по техническому состоянию гарантийные обязательства не сохраняются, и перестановка системы на другие двигатели не допускается.
19. Основные функциональные узлы ДС (в/м)
- игла дозирующая ^
- муфта
- шаговый двигатель
- датчик обратной связи
20. Игла дозирующая.
Игла, дозирующая, 5 предназначена для дозирования топливного газа в камеру сгорания силового привода.
21. Муфта 11 передает вращение от ШД 8 к валу 12, который является гайкой в передаче между ним и иглой 5.
22. ШД 8 получает команду от БУШДМ-1 через вилку 13 и приводит во вращение муфту 11 и вал 12.
23. Датчик обратной связи 2 выдаёт сигнал через вилку 14 в БУШДМ-1, определяющий положение дозирующей иглы 5.
24. На ШД ДС (в/м) предусмотрен технологический вал 50 с шестигранником 3=12 мм, закрытый транспортировочной крышкой. При необходимости предусмотрена возможность вращать технологический вал 50 вручную (т. е. перемещать иглу дозирующую 5) от минимального упора до максимального и обратно. Контроль положения иглы дозирующей осуществляется по механическому указателю 9 положение иглы дозирующей 5, имеющему риски, соответствующие минимальному и максимальному механическим упорам ДС (в/м).
Работа.
Дозатор стационарный работает совместно с блоком управления шаговым двигателем, получая управляющий сигнал от электронно-цифрового регулятора силового привода наземной установки.
Получив управляющий сигнал от ЭЦР в диапазоне от 4 до 20 мА, БУШДМ-1 сравнивает этот сигнал с опорным сигналом ДОС. При рассогласовании сигналов БУШДМ-1 выдаёт команду на шаговый двигатель для того, чтобы он установил дозирующую иглу 5 в положении, соответствующее равенству управляющего и опорного сигналов рис.3.
Шаговый двигатель 8 через муфту 11 приводит во вращение вал 12, который ' через передачу "винт-гайка", приводит в поступательное движение иглу 5. От вращательного движения дозирующая игла 5 удерживается шлицами 15. Если рассогласование сигналов отрицательное, то игла 5 идёт к минимальному упору, если же оно положительное, то к максимальному.
Время перекладки иглы при аварийных режимах не более 0,3с, обеспечивается линейно нарастающей частотой импульсов тока для шагового двигателя, которые вырабатываются БУШДМ-1.
Подготовка к работе ДС и БУШДМ-1.
1. При не установленной скобе между клеммами Х6 и Х9 на блоке БУШДМ-1 цепь
(-27В) будет гальванически изолирована от общего контура заземления, а при установленной скобе цепь замкнута на общий контур заземления.
2. Сначала ДС подсоедините к трубопроводам подвода топливного газа и дренажа;
затем ДС, БУШДМ-1 и ЭЦР соедините кабелями согласно рис. 1.
ВНИМАНИЕ: Все кабельные соединения, снятие и установка скобы между клеммам! Х6 и Х9 производить при отключённых напряжениях как основной питания 220В, 50 Гц, так и резервного питания ±27В.
Порядок включения и выключения БУШДМ-1.
1. При работе от сети 220В; 50 Гц обязательно использование резервного питания
+27В. В этом случае кратковременное или длительное пропадание сетевого питания не приведёт к неработоспособности блока.
Порядок включения БУШДМ-1
1. Включите резервный источник питания 27В, при этом на БУШДМ-1 должен загореться светодиод 22 "27В".
Установите посредством ЭЦР величину управляющего тока 0...1 мА.
Нажмите и отпустите кнопку 23 "СБРОС". Светодиод 27 "ОШИБКА" должен мигать.
Установите посредством ЭЦР величину управляющего тока 10 мА.
Светодиод 27 "ОШИБКА" должен гореть постоянно.
Включите основное питание 220В; 50 Гц. Должен загореться светодиод 21
"СЕТЬ 220".
2. При нажатой кнопки 23 "СБРОС" включите тумблер 20 вертикально вверх должен загореться светодиод 24 "ПИТАНИЕ ШД", отпустите кнопку 23 "СБРОС". При этом исполнительный механизм установит дозирующую иглу ДС в положение, соответствующее величине управляющего тока. Светодиод 27 "ОШИБКА" должен погаснуть. Продолжительное горение светодиода 27 "ОШИБКА" говорит о неисправности блока или кабеля 5. В этом случае необходимо выключить БУШДМ-1.
СУДТ-7 и ДГ
1.1 Настоящее руководство по эксплуатации предназначено для изучения правил эксплуатации прибора управления электроприводом (ЭП) исполнительного механизма (ИМ) дозатора топлива (ДТ), регулирующего подачу топлива в различных устройствах промышленного назначения.
1.2 Прибор разработан НПП «Южком ЛТД» ООО в соответствии с техническим заданием Заказчика: ОАО «Волчанский агрегатный завод», Украина.
Изготовление прибора осуществляет НПП «Южком ЛТД» ООО.
1.3 Прибор прошел типовые (контрольные), приемосдаточные, а также добровольные сертификационные испытания на соответствие параметрам технического задания СУДТ – 7 13 455 334.5110.000.00 ТЗ.
В объеме ПСИ каждый прибор проходит электрическую тренировку в течение 8 часов непрерывно при нормальных климатических условиях.
1.4 Испытания проводились с участием бюро технического контроля (БТК) Изготовителя, а также Днепропетровского регионального Центра сертификации по программе – методике (ПМ), согласованной с Заказчиком.
1.5 Испытания проводились с применением аттестованного технологического ДТ, поставленного Заказчиком.
В состав технологического дозатора входят:
- серийный электропривод (ЭП) дозатора, содержащий двухфазный шаговый двигатель (ШД) типа 2ДШР 116 - 2,5 -1,8 (ТУ ФМКР. 525 173.001), производства предприятия «Микмар», Россия, а также зубчатый редуктор с передаточным отношением 1:8;
- серийный датчик положения ИМ (синусно-косинусный вращающийся трансформатор типа 2,5 БВТ – Д ЛШ3.010.518 производства предприятия «Фиолент», Украина) с абсолютной погрешностью от минус 5 до + 5 угловых минут в полном диапазоне перемещений ИМ;
- два серийных герконовых путевых выключателя (ИМ закрыт, ИМ открыт);
- серийный исполнительный механизм с механическими упорами;
1.6 При проведении испытаний применялось измерительное оборудование, прошедшее в установленням порядке метрологическую аттестацию. Автоматизация испытаний и протоколирования их результатов обеспечивались с помощью типового персонального компьютера, оснащеного стандартной платой сбора данных.
1.7 По результатам добровольной сертификации прибору присвоен код ДКПП 31.20.31.73 (Устройства для управления электроприводами и щиты распределительные силовые) и он может применяться для управления электроприводами различных пожаровзрывобезопасных или взрывозащищенных объектов.
1.8 Согласно требованию Заказчика условное сокращенное название прибора принято в виде: «прибор СУДТ – 7».
Наименование прибора при заказе: «Прибор управления электроприводом исполнительного механизма»
СУДТ - 7 13455334.5110.000.00.
Условное сокращенное название прибора: «СУДТ - 7».
Прибор выполнен на базе встроенного перепрограммируемого микропроцессорного контроллера.
Программирование контроллера осуществляет Изготовитель на этапе изготовления прибора до проведения ПСИ.
1.10 В руководство по эксплуатации прибора входят:
- краткое техническое описание;
- порядок и правила эксплуатации;
- схема электрическая структурная;
- схема электрическая соединений;
- схема электрическая принципиальная;
- схема электрическая подключения к источнику основного и резервного первичного питания, к дозатору топлива и внешней системе автоматического управления (САУ).
- алгоритмы управления электроприводом ИМ дозатора топлива;
- габаритно – монтажный чертеж;
- характерные неисправности и типовые методы их устранения.
1.11 Перед эксплуатацией прибора необходимо ознакомиться также с паспортом на прибор и сделать в нем соответствующие отметки эксплуатирующей организации.
1.12 Настоящее РЭ рассчитано на обслуживающий персонал, имеющий группу электробезопасности не ниже третьей, прошедший обучение и соответствующую аттестацию Изготовителя.
ВНИМАНИЕ!
Перед началом любых работ по монтажу и демонтажу дозатора газа и прибора СУДТ-7, перед подключением и отключением кабелей к прибору и дозатору необходимо снять основное и резервное питание с прибора, установив выключатель ВК1 в положение «ВЫКЛЮЧЕНО»
2.1 Назначение
2.1.1 Прибор предназначен для пропорционального управления положением ИМ дозатора по внешнему командному токовому сигналу (4 – 20мА), аналоговому сигналу от датчика положения ИМ, а также по релейным сигналам от герконовых путевых выключателей «ИМ открыт», «ИМ закрыт» дозатора (в случаях оснащения ими дозатора).
При этом току 4мА соответствует положение «ИМ закрыт» (0 град), а току 20 мА - положение «ИМ открыт» (80 град).
В рабочем режиме при выходе внешнего командного сигнала за пределы 4 – 20 мА прибор автоматически ограничивает его величину на уровнях 3,9 и 20,1 мА соответственно.
2.1.2 Входной командный сигнал преобразуется прибором в управляющие синусно – косинусные биполярные токовые сигналы, поступающие соответственно на первую и вторую фазные обмотки ЭП дозатора.
Регулирование частоты вращения вала ЭП осуществляется изменением частоты коммутации фазных обмоток ЭП, при этом также изменяется амплитуда фазных токов согласно реализованным алгоритмам управления.
Прибор обеспечивает защиту от короткого замыкания в цепях управления электроприводом.
2.1.3 При исчезновении командного сигнала в зависимости от заказанного исполнения прибора он формирует следующие управляющие сигналы:
- на приведение ИМ дозатора в исходное положение (0 град);
- на приведение ИМ дозатора в максимальное рабочее положение (80 град);
- на фиксацию ИМ дозатора в момент исчезновения командного сигнала.
Фиксация ИМ осуществляется подачей управляющих токов в фазные обмотки ЭП.
2.1.4 Сигнал обратной связи, поступающий от датчика положения исполнительного механизма дозатора, преобразуется прибором в выходной телеметрический сигнал 4 – 20 мА, при этом току 4мА соответствует исходное положение (ИМ закрыт, 0 град), а току 20 мА – максимальное рабочее положение (ИМ открыт, 80 град).
Нулевая позиция датчика положения ИМ совмещена с исходным положением исполнительного механизма Заказчиком при изготовлении дозатора.
2.1.5 Основное первичное питание прибора осуществляется от однофазной промышленной сети переменного тока, или от источника бесперебойного питания, активной мощностью не менее 600Вт, полной мощностью не менее 1 кВА и синусоидальной формой выходного напряжения с коэффициентом содержания высших гармоник не более 8%.
2.1.6 Резервное первичное питание производится от источника постоянного тока, мощностью не менее 600Вт, при номинальном напряжении 27В или 220В в зависимости от заказанного исполнения прибора.
2.1.7 Переход с основного первичного питания на резервное и с резервного на основное в приборе осуществляется автоматически, при этом перерегулирования в тракте «командный сигнал – прибор – дозатор» практически отсутствуют (безударное переключение).
2.1.8 Прибор обеспечивает вторичное питание:
- датчика положения ИМ (переменным синусоидальным напряжением с защитой от короткого замыкания в цепях нагрузки);
- путевых выключателей дозатора (постоянным напряжением с ограничением тока через их контакты с целью повышения надежности и ресурса работы герконов).
2.1.9 После подачи первичного питания (при отключенных кабелях в цепях командного и телеметрического сигнала) прибор осуществляет автоматическое тестирование работоспособности системы «прибор – дозатор», которое завершается приведением ИМ дозатора в исходное положение.
2.1.10 Прибор формирует для внешней САУ релейную команду «ГОТОВНОСТЬ» замыканием контактов реле:
- в случае тестирования – после приведения ИМ в исходное положение и при рассогласовании между командным и телеметрическим сигналом ниже порогового (допустимого) значения;
- в случае штатной работы в составе САУ – при рассогласовании между командным и телеметрическим сигналом ниже порогового (допустимого) значения.
2.1.11 При штатной работе прибор формирует для внешней САУ релейную команду «АВАРИЯ» размыканием контактов реле, если входной командный сигнал выйдет за границы диапазона 4 – 20мА.
2.1.12 В приборе реализована следующая наружная световая индикация:
- светоиндикатор «Основное питание ~ 220В» загорается при подаче основного питания на прибор;
- светоиндикатор «Резервное питание» загорается при подаче резервного питания на прибор;
- светоиндикатор «РАБОТА» загорается с «миганием» при наличии первичного питания на приборе, а низкочастотные «мигания» свидетельствуют о нормальной работе встроенного контроллера;
- светоиндикаторы «ГОТОВНОСТЬ», «АВАРИЯ» загораются при сформированных соответствующих релейных командах;
- светоиндикатор «ОШИБКА» загорается при превышении рассогласованием между командным и телеметрическим сигналом порогового (допустимого) значения.
- светоиндикаторы «АВАРИЯ ИМ ОТКРЫТ», «АВАРИЯ ИМ ЗАКРЫТ», загораются при срабатывании путевых выключателей (для соответствующей модификации прибора).
2.2 Основные технические характеристики
2.2.1 Основное первичное питание – однофазная сеть переменного тока частотой 49 – 51 Гц, напряжением 187 – 242В. Допускается питать прибор от источника бесперебойного питания активной мощностью не менее 600Вт, полной мощностью не менее 1кВА и напряжением синусоидальной формы с коэффициентом содержания высших гармоник не более 8%.
2.2.2 Резервное первичное питание – сеть постоянного тока мощностью не менее 600Вт, напряжением 187 – 242В или напряжением 23 – 30В в зависимости от заказанной модификации прибора.
2.2.3 Потребляемая мощность при работе с ненагруженным дозатором не более 600Вт.
2.2.4 Командный сигнал, принимаемый от внешней САУ: аналоговый, пропорционально - токовый, изменяющийся в диапазоне 4 – 20 мА.
Прибор обеспечивает в штатном режиме работы ограничение командного сигнала в диапазоне 3,9 - 20,1 мА.
2.2.5 Управляющий сигнал на фазные обмотки ЭП, токовый, синусоидальной формы, амплитудой 0 – 6А.
2.2.5 Диапазон частот коммутации электропривода 0 – 2200шаг/с.
2.2.6 Зависимость амплитуды управляющего сигнала от частоты коммутации – согласно реализованным алгоритмам.
2.2.8 Выходной телеметрический сигнал о фактическом положении ИМ дозатора: аналоговый, пропорционально - токовый, 3,9 – 20,1мА, при этом значение 4 мА соответствует исходному положению ИМ (0 град), а значение 20 мА - максимальному рабочему положению ИМ (80 град).
2.2.9 Вращающий момент, обеспечиваемый совместно с ЭП дозатора:
- на частотах коммутации до 100шаг/с не менее 20 Нм;
- на частотах коммутации выше 100шаг/с не менее 8 Нм.
При проверках прибора совместно с технологическим дозатором данные параметры подтверждаются косвенно: путем измерения токов в фазных обмотках ЭП.
2.2.10 Время полной перекладки (0 - 80 град) ИМ при работе прибора с дозатором не более 0, 25с.
2.2.11 Суммарная погрешность отработки командного сигнала, проверенная при работе прибора совместно с технологическим дозатором в рабочем диапазоне перемещений ИМ, не более 1%.
2.2.12 Порог трогания ИМ, проверенный при работе прибора с технологическим дозатором и измеренный косвенно по телеметрическому сигналу, не более 0,08мА.
2.2.13 Пороговое рассогласование, при котором загорается светосигнализатор «Ошибка» прибора: менее минус 0,3мА и более +0,3мА.
2.2.14 Время формирования релейных команд «ГОТОВНОСТЬ», «АВАРИЯ», «ОШИБКА» 0,2 – 0,5с.
Напряжение на контактах данных реле, поступающее от внешней САУ должно быть не более 33В, при токе через контакты не более 0,3А.
2.2.15 Постоянное напряжение питания путевых выключателей 23 – 33В при ограничении коммутируемого тока в диапазоне 0,01 – 0,1А.
2.2.16 Напряжение питания датчика положения ИМ – переменного тока, частотой 400 – 600 Гц, амплитудой 7 – 9В с защитой от короткого замыкания в цепях питания датчика.
2.2.17 Такт коммутации опроса цепей командного сигнала и датчика положения ИМ не более 0,01с.
2.2.18 Рабочая температура окружающей среды 5 – 50оС.
Температура транспортирования – от минус 20 до +50оС.
2.2.19 Относительна влажность воздуха не более 80%, без содержания агрессивных примесей и токопроводящей пыли.
2.3 Состав
2.3.1 В состав прибора входят следующие основные узлы (блоки):
- микропроцессорный блок управления, содержащий плату перепрограммируемого контроллера и плату индикации;
- блок усиления управляющих сигналов для ЭП по мощности, содержащий плату усиления, плату фильтров и наружные теплоотводящие радиаторы с установленными силовыми транзисторами;
- блок основного питания, содержащий силовой трансформатор с предохранителем и выключателем в цепи первичной обмотки, плату выпрямителей и фильтров низкой частоты;
- блок преобразователя резервного питания;
- наружные светоиндикаторы: «РАБОТА», «ГОТОВНОСТЬ», «ОШИБКА», «АВАРИЯ», «АВАРИЯ ИМ ОТКРЫТ», «АВАРИЯ ИМ ЗАКРЫТ», «Основное питание ~ 220В», «Резервное питание»;
- наружный зажим заземления с его условным графическим изображением;
- наружная маркировочная табличка с обозначением параметров прибора и данных предприятия – изготовителя;
- промаркированные наружные соединители с защитой от неадресной стыковки внешних кабелей:
- Х5, розетка 2РМТ22Б10Г1В1 для подключения электропривода дозатора;
- Х6, розетка 2РМДТ24Б10Г5В1 для подключения датчика положения ИМ дозатора;
- Х7, вилка 2РМТ18Б7Ш5В1 для подключения электропривода дозатора;
- Х8, вилка 2РМДТ24Б10Ш5В1 для подключения внешней САУ;
- Х9, вилка 2РМТ14Б4Ш1В1 для подключения источника основного первичного питания;
- Х10, вилка 2РМТ22Б4Ш3В1 для подключения источника резервного первичного питания.
2.4 Устройство и работа
2.4.1 Прибор выполнен в навесном контейнере переднего обслуживания со степенью защиты от воздействия окружающей среды IP54. Габаритно – монтажный чертеж прибора с указанием присоединительных размеров приведен в приложении Е.
2.4.2 Крепление прибора – настенное, в вертикальном положении с помощью четырех болтов М10.
2.4.3 На лицевой панели прибора установлены указанные ранее светоиндикаторы, замок, маркировочная табличка, а также нанесены маркировочные надписи согласно ТУ на прибор.
2.4.4 На нижней стенке контейнера закреплен выключатель с возможностью доступа при закрытой дверке, входной предохранитель, указанные ранее соединители, зажим заземления с его условным графическим изображением.
2.4.5 Для увеличении эффективности отвода тепла радиаторы выходных (силовых) транзисторов выполнены с выступом наружу.
Совместно с дозатором топлива прибор работает следующим образом.
2.4.6 После подачи первичного питания (основного или резервного) переводом выключателя ВК1 в положение ВКЛ загорается светоиндикатор «Основное питание ~ 220В» при подаче основного питания и «Резервное питание» при подаче резервного питания, происходит автоматическое включение прибора и осуществляется его функционирование в соответствии с алгоритмом, приведенным в Приложении Г.
При этом загорается с «миганием» светоиндикатор «РАБОТА» («мигания» свидетельствуют о нормальной работе микропроцессора).
2.4.7 Устанавливаются сигналы соответствующие погашенным состояниям светоиндикаторов «ГОТОВНОСТЬ» и «АВАРИЯ».
2.4.8 В течение первых 0,256с происходит установление электрических режимов в блоках прибора.
2.4.9 В течение последующих 0,064 сек запускается усилитель мощности ЭП.
2.4.10 На третьем временном интервале 0.256 с прибор тестирует состояние кабеля управления и накапливает для осреднения текущие значения командного тока.
2.4.11 Если к соединителю Х8 не подключен кабель управления, запускается режим самотестирования прибора и проверяется правильность функционирования путевых выключателей, дозатора, датчика положения ИМ дозатора, после чего запускается приведение в исходное (нулевое) положение исполнительного механизма.
2.4.12 Если к соединителю Х8 подключен кабель внешней САУ, происходит приведение ИМ дозатора в положение, соответствующее осредненному за предыдущие 0,256с командному току.
2.4.13 После успешного завершения приведения ИМ дозатора происходит замыкание контактов реле «ГОТОВНОСТЬ» и «АВАРИЯ», загорается светоиндикатор «ГОТОВНОСТЬ». Осуществляется переход прибора в режим штатного функционирования, при котором ИМ дозатора устанавливается в соответствии с входным командным сигналом 4-20 мА. Выходной сигнал датчика положения ИМ преобразуется в выходной телеметрический сигнал 3,9 – 20,1мА.
2.4.14 При аномальном завершении работы по п. п. 2.4.11 и 2.4.12 контакты реле «ГОТОВНОСТЬ» и «АВАРИЯ» не замыкаются, светоиндикатор «ГОТОВНОСТЬ» не загорается и штатное функционирование прибора прекращается.
2.4.15 При выходе внешнего командного сигнала за пределы диапазона 4-20 мА контакты реле «АВАРИЯ» размыкаются при этом загорается индикатор «АВАРИЯ». Прибор продолжает функционировать с внутренним ограничением командного сигнала 3,9 – 20,1мА.
После возврата внешнего командного сигнала в рабочий диапазон 4-20 мА, контакты реле «АВАРИЯ» замыкаются, а индикатор «АВАРИЯ» тухнет. Осуществляется дальнейшее функционирование блока в штатном режиме.
2.4.16 При превышении рассогласованием между командным и телеметрическим сигналом порогового значения 0,3мА загорается индикатор «ОШИБКА».
2.4.17 Структурная схема системы «прибор – дозатор» приведена в Приложении Д.
2.4.18 Блок питания обеспечивает преобразование энергии первичных источников (основного или резервного) в набор напряжений для питания внутренних узлов.
2.4.19 Блок ввода командного сигнала осуществляет преобразование тока 4-20 мА в 12-ти битное слово и передает его через элементы гальванической развязки в микропроцессорный блок.
2.4.20 Блок вывода информационного сигнала осуществляет передачу 16-ти битного слова через элементы гальванической развязки и преобразование его в телеметрический ток 3,9 – 20,1 мА.
2.4.21 От блока питания датчика положения ИМ на обмотку возбуждения датчика подается синусоидальное напряжение амплитудой 7 - 9В и частотой 400 - 600Гц.
2.4.22 Блок ввода сигналов от датчика положения ИМ принимает напряжения, формируемые синусной и косинусной обмотками датчика. Микропроцессорный блок под управлением программы преобразует сигналы синусной и косинусной обмоток датчика в 12-ти битовые слова с номинальной частотой 30 кГц каждый. После фильтрации и преобразования создается информация о фактическом положении ИМ дозатора.
2.4.22 Блок формирователей фазных токов ЭП преобразует сигналы микропроцессорного блока в управляющие токи электропривода амплитудой 0 – 6А, зависящей от частоты коммутации согласно реализованным алгоритмам.
Сигналы микропроцессорного блока управления представляют собой пропущенные через элементы гальванической развязки 8-ми битовые ШИМ-сигналы, частота которых составляет 20 кГц, а скважность зависит от командного значения угла поворота ротора ЭП, причем ток в одной из фаз пропорционален синусу командного угла, а ток в другой – его косинусу.
2.4.23 Блок ввода информации от путевых выключателей осуществляет ввод в микропроцессорный блок двух релейных сигналов, соответствующих состоянию данных выключателей (в случае оснащения ими дозатора).
10. ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ
В качестве исполнительных органов в системе ССС служат регулирующие клапаны. Подсистема противопомпажной защиты нагнетателей природного газа управляет антипомпажными клапанами (АПК) фирмы MOKVELD. Подсистема управления режимом работы газотурбинной установки использует регулирующий клапан CV фирмы BAUMANN с шаговым приводом фирмы JORDAN CONTROLS. Подсистема регулирования режима работы компрессорного цеха для подержания равномерной загрузки газоперекачивающих агрегатов с необходимым удаление рабочей точки всех нагнетателей от зоны помпажа управляет клапаном холодной рециркуляции (КХР). В качестве клапана КХР использует также регулирующий клапан фирмы MOKVELD.
10.1. Антипомпажный клапан MOKVELD
Регулирующие клапаны типа RZD фирмы MOKVELD (рис. 11) спроектированы и созданы для использования в качестве отсечного и регулирующего элемента. Представляют собой устройство поршневого типа. Клапаны оснащены специально сконструированными гильзами (тримами). Внутри трима движется поршень.
Антипомпажный клапан MOKVELD
1-шток поршня; 2-поршень; 3-направляющая втулка;
4-корпус клапана; 5-шпиндель; 6-корпус привода; 7-упрор;
8-перегородка; 9-рессивер; 10-тарелка; 11-пружина; 12-шток;
13-поршень ручного гидропривода; 14-сепаратор
Поршень уравновешен по давлению так, что даже для клапанов большого размера при большом перепаде давлений, требуется незначительное усилие для его привода.
Дросселирование потока газа в клапане происходит между кромкой поршня и отверстиями сепаратора трима. Движение поршня изменяет площадь сечения отверстий сепаратора. Поток всегда идет с наружной стороны трима таким образом, что зоны, в которых скорость потока газа высока, всегда находятся в триме. Соответствующий выбор материалов элементов проточной части предотвращает эрозионный износ, поэтому даже после продолжительного периода эксплуатации в режиме высокой степени дросселирования работа клапана остается надежной.
Отсечение потока осуществляется передней кромкой поршня. В этом положении уплотнение обеспечивается за счет перепада давления на поршне. Это давление разжимает специальное кольцо уплотнения и таким образом полностью отсекает поток. Кольцо уплотнения выполнено в виде трапецеидального нейлонового кольца, что гарантирует незначительный износ этого элемента и длительный срок службы без обслуживания.
Корпус имеет внутри обтекаемую форму, что сводит к минимуму турбулентность, обтекающего его потока газа и в конечном итоге исключает вибрацию и шум клапана.
Поршень клапана перемещается с помощью передачи состоящей из двух расположенных под углом 90° зубчатых скользящих реек с наклонными зубьями. Рейки расположены на штоке клапана и штоке поршня. При движении штока клапана вверх поршень перемещается назад и открывает клапан.
Работа регулирующего клапана осуществляется за счет возвратно-поступательного движения штока пневмопривода фирмы MOKVELD. Ручное управление в случае неисправности пневмопривода может быть осуществлено гидравлическим ручным насосом.
Привод устанавливается непосредственно на корпусе клапана. Шток клапана соединен с штоком приводного механизма с помощью муфты. Соединительная муфта находится в нижней части опорной плиты корпуса привода. Опорная плита является также основанием для установки большинства вспомогательных устройств системы управления приводом клапана.
Подпружиненый привод обеспечивает быстрое открытие клапана при нарушении работы системы управления клапаном. Открытие клапана осуществляется за счет подачи природного газа в пневмоцилиндр. Увеличение давления, поданного на привод, заставляет шток с поршнем двигаться вниз, преодолевая сопротивление сжимаемых пружин.
Управление скоростью и направлением движения клапана осуществляет пневматическая система (рис. 12) по электрическим импульсам регуляторов UIC и MUIC. Система управления работает от источника природного газа высокого давления, величина которого может быть в пределах 4,5 - 6,5 МПа. Отбор газа производится со стороны входного патрубка нагнетателя через небольшой сосуд с электроподогревом, в котором крупные частицы загрязнений будут удалятся из газа за счет гравитационной сепарации. Электроподогрев предотвращает попадание в питающий газ капельной влаги и гидратов.
Система управления клапаном MOKVELD
Ф-фильтр; РД-регулятор давления; РС-рессивер; ПК-предохранительный
клапан; НЭ-нагревательный элемент; КК-клемная коробка; ПЗ- позиционер; ЭП-электропневмопреобразователь; БУ-бустер;
ДР-дроссель; КБС-клапан быстрого сброса; ПП-пневматический привод; ГЦ-гидроцилиндр; ГН-гидронасос; ВК-выключатель конечный; АПК-антипомпажный клапан; SIC-противопомпажный регулятор
Газ высокого давления для системы управления клапаном MOKVELD поступает в рессивер через фильтр и регулятор давления. В рессивере с помощью регулятора поддерживается давление 1,2 МПа. При повышении давления газа в рессивере до 1,5 МПа срабатывает предохранительный клапан и сбрасывает излишнее давление через свечу в атмосферу. Подачей необходимого количества газа к пневмоприводу осуществляет бустер через регулируемый дроссель. Бустер предназначен для преобразования низкорасходного управляющего сигнала поступающего от позиционера в более высокорасходный выходной сигнал.
Позиционер представляет собой универсальное клапанное устройство с рычажным элементом обратной связи. Обеспечивает с высокой точностью подачу управляющего пневматического сигнала через бустер для приведение в действие поршня привода клапана до положения заданным ему управляющим прибором – электропневмопреобразователем. Позиционер также удерживает заданную клапану позицую за счет получения от него информации с помощью обратной рычажной связи. Таким образом, заданное положение клапана удерживается независимо от сил, которые пытаются изменить его положение. Питание позиционера осуществляется по линии от рессивера через регулятор с фильтром, настроенный на давление 0,8 МПа.
Задание на изменение управляющего пневматического сигнала поступает от электропневмопреобразователя, который питается по параллельной импульсной линии. На этой линии установлен свой регулятор с фильтром, настроенный на давление 0,14 МПа. Электропневмопреобразователь получает электрический сигнал от противопомажного регулятора и преобразует его в пневматический импульс, который приводит к изменению управляющего сигнала поступающего от позиционера.
Контроль крайних положений АПК осуществляется двумя конечными выключателями, которые передают свои сигналы регуляторам системы ССС и штатной системе управления ГПА.
Защита элементов системы управления от обледенения при низких температурах окружающего воздуха осуществляется ленточными нагревательными элементами с автоматическим ограничителем теплопроводности. Нагревательный элемент с температурно-зависимым электрическим сопротивлением регулирует и ограничивает выход тепла обогревающей ленты в соответствии с окружающей температурой. Если окружающая температура повышается, то выход тепла от ленты уменьшается.
