[發明專利]使用千斤頂確定渦輪機變幾何設備位置的裝置和方法

有效

• 申請號: 201080028862.5
• 申請日: 2010-06-23
• 公開（公告）號: CN102803735A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 布魯諾·羅伯特·高利;吉恩-阿爾伯特·保羅·馬克·羅伯特
• 申請（專利權）人: 斯奈克瑪
• 主分類號: F04D27/02
• 分類號: F04D27/02;F04D29/32;F04D29/56;F01D17/16;F01D17/24;F02C9/22;F16C7/06
• 代理公司: 中國商標專利事務所有限公司 11234
• 代理人: 萬學堂

技術領域

本發明的領域是變幾何設備領域和這些設備定位控制，特別是安裝在渦輪機上的變幾何設備領域。

背景技術

渦輪機上的幾個設備可以安裝成能夠旋轉或平移，不論其是諸大體沿高壓壓縮機氣流方向朝向的可調整定子葉片，還是打開或關閉以便必要時增加壓縮機喘振裕度的排出閥或壓縮機動葉片或變螺距螺旋槳。

這些變幾何設備通過由千斤頂或任何其他驅動器驅動的傳動系統來傳動，正如本申請人在EP1724472號專利申請中所說明的那樣，設備位置由千斤頂行程和所述變幾何設備期望位置之間建立關系定律來確定。此外，人們已知變幾何設備位置控制裝置，正如EP1988259專利申請中所描述的那樣，其中，設備位置由行程端點傳感器來檢測。

所述定位常常是由在所需位置上循環運動的閉環控制裝置驅動。千斤頂桿位置通過LVDT(線性可變位移傳感器)傳感器獲得，這種傳感器會隨千斤頂桿移動并將移動動作傳遞給傳動系統位置控制裝置。這些傳感器通常為絕對定位型傳感器，也就是說，它們指示千斤頂桿相對于固定基準位置的位置，與千斤頂本體或與設備本身相關。

這種閉環控制通常在千斤頂桿位置上而不是在所述設備位置上循環運動。千斤頂行程得到良好控制，但如果在機器壽命期間因磨損而出現間隙時，或如果位于千斤頂下游的傳動系統出現諸如斷裂這樣的重大損壞時，所述行程會對應于變幾何設備的非正確位置。

例如，可調整定子葉片(或稱變距定子葉片--VSV)的固定襯套常常會出現磨損，結果，在其定位位置會出現相當大的間隙，且該變幾何設備會失去控制精度。

由于當前系統定位精度的不夠，渦輪機設計師們會考慮在確定變幾何設備控制裝置尺寸時留有余量。具體來講，他們必須考慮在設備使用壽命期間其真實位置和控制系統期望位置之間可能出現的差異。在壓縮機設備的具體情況下，這種設備在使用時需要防止出現喘振現象，因為壓縮機配套所產生的相應余量并不是很理想，為了考慮將來的磨損和因磨損而引起的與葉片調整精度喪失相關的容差，工作點的選擇遠離其本應所在的喘振線。

此外，在安裝期間，操作者必須確保所述變幾何設備的精確定位，以避免使用時定位精度不足的進一步增加。這種操作很費時間，而且會造成可能的操作誤差。

發明內容

本發明的目的是提出一種變幾何設備及其相關控制系統的定位裝置以解決這些缺陷，這種裝置不會再產生現有裝備所存在的某些缺陷，特別是，對這些設備的非精確定位不敏感。另外，本發明還提出了相關裝置定位方法。

為此，本發明的目的是提供一種渦輪機變幾何設備定位控制裝置。所述裝置包括計算機，通過計算機驅動所述變幾何設備的驅動器，和傳動系統。所述驅動器包括活動組件，該活動組件設有可測量其延伸率的傳感器。所述傳動系統的其中一端連接到所述活動組件聯接點(coupling?point)上，而另一端連接到所述設備的附著點(attachment?point)上，附著點在驅動器的動作下會沿著對接點(abutment)所限定的行程(stroke)移動，當附著點處在對接點上時，傳動系統在驅動器的作用下會出現彈性變形，其特征在于，計算機提供給所述活動組件的延伸設定值定義為相對于活動組件延伸值的差值，而延伸值則對應于附著點與對接點的接觸處。

將對應于對接點的延伸值作為基準使用，可消除傳動系統內可能存在的間隙，而且，還可檢測出傳動系統內可能存在的破裂情況。因此，減小了為確保渦輪機正確操作所需之余量。

優選地，計算機通過向驅動器發送其活動組件動作的至少一個設定值，該設定值超過對應于附著點的對接置放位置，來檢測該活動組件的延伸值，該值對應于附著點與對接點處的接觸位置。

向驅動器發送動作指令，會引起千斤頂在穿過該對接點時至少其中一個工作特性的改變，這樣，就可以檢測出到達變幾何設備附著點對接處的實際值。根據所獲得的實際延伸值，該延伸值對應于對接點的接觸情況，以及根據控制邏輯內出現的情況，可以重新設定控制邏輯，并進而在該控制邏輯設計期間來減少余量。

有利的是，該裝置還包括測量驅動器所輸出的力裝置，所述計算機采集活動組件移動期間隨著時間變化的扭矩(活動組件延伸，--驅動器所輸出的力)，以響應所述活動組件在對應于附著點對接置放位置之外所發送的設定值。

在具體實施例中，所述計算機適合檢測曲線上轉折點，該曲線給出驅動器隨著時間變化而提供的力。

更優選地，在其傳動系統定位控制的控制邏輯中，所述計算機重新設定活動組件的延伸率，在實現驅動器傳送對應于所述轉折點位置的力，該延伸率對應于附著點與對接點的接觸。