Глава 12 - Системы ГТД

12.1.2.7 - Особенности системы контроля и диагностики наземных ГТД

Состав и структура системы контроля и диагностики.

Как правило, состав и структура систем контроля и диагностики (СКД) всех наземных ГТД являются одинаковыми и состоят из подобных элементов.

Типовой состав системы контроля наземных ГТД:

-датчики контроля параметров ГТД;

-сигнализаторы контроля предельных значений параметров и исполнительных механизмов ГТД;

-электропроводка;

-аппаратная часть в составе САУ ГТД (входит

âсостав САУ ГПА или САУ ГТЭС);

-пульт оператора ГПА или ГТЭС.

Датчики, применяемые в составе ГТД, предназначены для непрерывного измерения контролируемых параметров, преобразования измеренных значений параметров в пропорциональные электрические сигналы и их выдачи в САУ ГТД в аналоговом виде.

Сигнализаторы, применяемые в составе ГТД, предназначены для непрерывного контроля како- го-либо параметра ГТД и выдачи дискретного сигнала при достижении контролируемым параметром значения уставки срабатывания сигнализатора.

Элементы контроля крайних положений исполнительных механизмов ГТД входят в конструкцию исполнительных элементов, таких как различные заслонки, стопорные клапаны и предназначены для выдачи в САУ дискретных сигналов о положении рабо- чего органа исполнительного механизма в виде замыкания пары нормально разомкнутых контактов или в виде напряжения постоянного тока +27 В.

Электропроводка ГТД предназначена для обеспечения электрической связи между САУ ГТД и дат- чиками, сигнализаторами и исполнительными механизмами, в том числе подвода электропитания от САУ и выдачи электрических сигналов в САУ.

САУ ГТД, осуществляет непрерывный контроль аналоговых параметров и дискретных сигналов, поступающих от датчиков, сигнализаторов и исполнительных механизмов ГТД, преобразует полученную информацию в цифровой код и обрабатывает эту информацию по алгоритмам контроля. По результатам обработки информации САУ ГТД формирует предупреждающие или аварийные сообщения о достижении контролируемыми параметрами предельных значений, формирует управляющие воздействия на исполнительные механиз-

мы для выполнения останова ГТД.

Пульт оператора ГПА (ГТЭС) предназначен для отображения информации, поступающей из САУ ГТД (САУ ГПА или САУ ГТЭС) в цифровом виде, в том числе - текущих значений контролируемых параметров, сигналов и положения исполнительных механизмов; архивирования полученной информации; выдачи информации о параметрах и сигналах в виде графиков с возможностью вывода графиков на принтер.

Аппаратура СКД.

При выборе аппаратуры контроля и диагностики наземных ГТД, в том числе датчиков, сигнализаторов и электроагрегатов, необходимо учитывать связанные с условиями работы ГТД особенности. Высокие температуры, давления, вибрация, нали- чие масел и продуктов сгорания топлива обусловливают предъявление высоких требований к механической прочности датчиков, сигнализаторов и электроагрегатов, размещаемых непосредственно на ГТД. Применяемые в них материалы и покрытия должны быть стойкими к высокой температуре, коррозии, маслам и природному газу.

К датчикам и агрегатам также предъявляются следующие требования:

-работоспособность в течение длительного срока службы – не менее 25000 часов в течение среднего срока службы 12 лет и более;

-поддержание стабильности метрологических характеристик в течение всего срока службы;

-большой межповерочный интервал (не менее одного года) для датчиков и сигнализаторов, имеющих нормируемые метрологические характеристики;

-обеспечение точности преобразования параметра, (основной и дополнительной погрешностей), достаточной для управления и контроля параметров наземного ГТД;

-контролепригодность для обеспечения проверки их основных технических характеристик в условиях эксплуатации;

-возможность работы в среде природного газа, то есть они должны иметь взрывозащищенное исполнение.

Для обеспечения указанных выше требований практически все датчики, сигнализаторы и агрегаты, применяемые на ГТД, разрабатываются и изготавливаются на специализированных предприятиях по ТЗ предприятия-разработчика ГТД.

Особенности измерения параметров.

При контроле параметров наземных ГТД учи- тываются следующие особенности:

737

Глава 12 - Системы ГТД

-САУ осуществляет допусковый контроль параметров – т.е. параметры контролируются с уче- том диапазонов измерения датчиков и с учетом рабочих диапазонов изменения параметров;

-осуществляется контроль целостности линий связи между датчиками и САУ ГТД, при этом

âслучае обрыва линии связи САУ формирует сообщение и в зависимости от типа контролируемого параметра его значение может быть обнулено или может принять верхнее значение диапазона измерения;

-параметры давления по газовоздушному тракту ГТД отображаются в единицах абсолютного давления, при этом измерение давлений осуществляется датчиками избыточного давления, а затем

âСАУ к этим измеренным значениям прибавляется значение атмосферного давления.

-в САУ ГТД применяются входные преобразователи, имеющие наименьшие погрешности преобразования для обеспечения необходимой точности по управлению и контролю параметров наземного ГТД;

-опрос входных преобразователей контролируемых параметров осуществляется с частотой не менее 4 Гц (диагностические параметры) и не менее 50 Гц (параметры управления ГТД);

-в САУ ГТД входные сигналы фильтруются для повышения достоверности информации, поступающей с датчиков и сигнализаторов, а также вводятся временные задержки по выполнению вынужденных или аварийных остановов для уменьшения ложных остановов ГТД.

12.1.3 - Англо-русский словарь-ми- нимум

amplification factor – коэффициент усиления amplification factor – коэффициент усиления anti ice valve – клапан ПОС

astatic governor – астатический регулятор automatic regulation – автоматическое регулирование

built – in test system (BITS) – система встроенного контроля (СВК)

boost impeller – подкачивающий насос boost[er] pump – подкачивающий насос

control – 1 управление, регулирование, контроль

–2 регулятор, система управления

–3 регулирующий

control accuracy – точность регулирования control action – управляющее воздействие controller – регулятор

control system – система управления, система регулирования

control unit - агрегат(ы) управления, блок управления

detector – чувствительный элемент, датчик drains system – дренажная система

drip velve – сливной клапан dump velve – сливной клапан

electronic control system – электронная система управления

Electronic Control Unit (ECU) – электронное управляющее устройство, электронный регулятор Electronic Engine Control (EEC) – электронный регулятор двигателя (РЭД), управляющий блок системы электронного управления двигателем Electronic Propulsion Control System (EPCS) – электронная система управления силовой установкой Engine Control System (ECOS) – система управления двигателями

Engine Monitoring System (EMOS) – система контроля двигателя

Engine Supervisory Control – супервизорная система управления двигателем

Engine Vane Control (EVC) – система управления поворотными лопатками НА

fluidic control unit – пневматический регулятор Fuel Control Unit (FCU) – гидромеханический регулятор подачи топлива

Fuel Flow Governor (FFG) – регулятор расхода топлива

Fuel Flow Regulator (FFR) – регулятор расхода топлива

Fuel Metering Unit (FMU) – регулятор расхода топлива

fuel metering valve – клапан управления подачей топлива; дроссельный кран (игла)

fuel pump – топливный насос

Fuel Pump Unit (FPU) – блок топливных насосов Fuel Return Valve (FRV) – клапан слива (сброса) топлива

Fuel Spray Nozzle (FSN) – топливная рабочая форсунка

fuel system – топливная система

Full Authority Digital Engine Control (FADEC) – цифровая система управления двигателем с полной ответственностью

governor – регулятор

HР bleed valve – клапан перепуска воздуха КВД hydromechanical control – гидромеханическая система управления

LP bleed valve – клапан перепуска воздуха КСД LP bleed valve – клапан перепуска воздуха КНД low pressure fuel pump – топливный подкачивающий насос

Main Engine Control (MEC) – основной регулятор двигателя

738

Глава 12 - Системы ГТД

Mechanical Fuel Control (MFC) – механический (гидромеханический) регулятор расхода топлива metering valve – дозирующая игла, дозирующий клапан

optical pyrometer – оптический пирометр Overspeed Governor (OSG) – ограничитель оборотов

pickup – чувствительный элемент, датчик pneumatic actuator – пневматический привод (пневмоцилиндр)

power [control] lever – рычаг управления двигателем

Power Management Control (PMC) – электронный регулятор (в супервизорной системе)

probe – датчик, зонд

redundant system – дублирующая система responder – срабатывающий (чувствительный) элемент

Rotor Active Clearance Control (RACC) – система управления радиальными зазорами ротора

RPM governor – регулятор оборотов sensing element – чувствительный элемент sensor – датчик, чувствительный элемент solenoid valve – электромагнитный клапан

speed [control] governor – регулятор оборотов spill valve – сливной клапан

static governor – статический регулятор stator vane actuator – привод ВНА

throttle lever – рычаг управления двигателем (РУД) Tthrust (throttle) Lever Angle (TLA) – угол положе-

íèÿ ÐÓÄ (αÐÓÄ)

transducer – датчик, преобразователь transmitter – датчик

turbine blade cooling valve – клапан охлаждения рабочих лопаток турбины

turbine case cooling air valve – клапан воздушного охлаждения корпуса турбины

turbine vane cooling air valve – клапан воздушного охлаждения сопловых лопаток турбины

valve – клапан

12.1.4 – Перечень использованной литературы

12.1.4.1.Черкасов Б.А. Автоматика и регулирование воздушно-реактивных двигателей. 3-е изд. – М.: Машиностроение. 1988. – 360с.: ил.

12.1.4.2.Интегрированное управление силовой установкой многорежимного самолета/ О.С.Гуревич, Ф.Д.Гольберг, О.Д.Селиванов; Под общ, ред. О.С. Гуревича. – М.: Машиностроение, 1993.- 304 с.

12.1.4.3.Матов В.И. и др.Бортовые цифровые вы- числительные машины и системы: Под ред. В.И. Матова. – М.: Высш. шк., 1988. 216с.: ил.

12.1.4.4.Раздолин М.В., Сурков Д.Н. Агрегаты воз- душно-реактивных двигателей. – М.: «Машиностроение», 1973, 352с.

12.1.4.5.Надежность и эффективность в технике: Справочник: В 10 т / Ред. совет: В.С. Авдуевский (пред.) и др. – М.: Машиностроение, 1988. – В пер. Т. 3: Эффективность технических систем / Под.общ. ред. В.Ф.Уткина, Ю.В.Крючкова. – 328 с.: ил.

12.1.4.6.Формирование технических объектов на основе системного анализа / В.Е.Руднев, В.В, Володин, К.М. Лучинский и др. - М.: Машиностроение, 1991. - 220с.

12.1.4.7.Теория и расчет воздушно-реактивных двигателей . Под ред. С.М. Шляхтенко. – М.: Машиностроение, 1987, 568 с.

12.1.4.8.Теория автоматического управления силовыми установками летательных аппаратов /Под ред. А.А. Шевякова. – М.: Машиностроение, 1976. 344 с.

12.1.4.9.Литвинов Ю.А., Боровик В.О. Характеристики и эксплуатационные свойства авиационных турбореактивных двигателей. – М.: Машиностроение, 1979. – 288с., ил.

12.1.4.10.Нечаев Ю.Н. Законы управления и характеристики авиационных силовых устанок: - М.: «Машиностроение», 1995. – 400с.: ил.

12.1.4.11.Добрянский Г.В., Мартьянова Т.С. Динамика авиационных газотурбинных двигателей. – М.: Машиностроение, 1975.-216ñ.:èëë.

12.1.4.12.Сосунов В.А,.Литвинов Ю.А. Неустановившиеся режимы работы авиационных газотурбинных двигателей. – М.: «Машиностроение», 1975. - 216 с.

12.1.4.13.Надежность авиационных двигателей и силовых установок. – 2-е изд. - М.: Машиностроение, 1988. – 272 с.: ил.

12.1.4.14.Надежность и эффективность в технике: Справочник: В 10 т / Ред. совет: В.С.Авдуевский (пред.) и др. – М.: Машиностроение, 1986. – В пер. Т. 1: Методология. Организация. Терминология/ Под.ред. А.И. Рембезы. – 224 с.: ил.

12.1.4.15.ÃÎÑÒ 28775-90 Агрегаты газоперекачи- вающие с газотурбинным приводом. Общие технические условия

12.1.4.16.ÃÎÑÒ 29328-92 Установки газотурбинные для привода турбогенераторов. Общие техни- ческие условия

12.1.4.17.Ольховский Г.Г. Энергетические газотурбинные установки. М., Энергоатомиздат, 1985

12.1.4.18.ÐÄ 34.20.501-95 Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации

12.1.4.13.Федеральный закон ¹184-Ф3 «О техни- ческом регулировании» от 27 декабря 2002 года.

739