Устройство для детектирования и визуализации процесса горения в камере сгорания стенда испытаний турбокомпрессора

Полезная модель относится к области энергетики, в частности к конструкциям камер сгорания газовых турбин и управлению сгоранием в них, и может быть использовано на стенде для испытания турбокомпрессоров двигателей внутреннего сгорания. Технический результат состоит в повышении точности определения наличия факела внутри камеры сгорания в процессе испытания турбокомпрессоров на стенде. На стенде испытания турбокомпрессоров двигателей внутреннего сгорания размещена прямоточная камера сгорания газотурбинной установки, сообщенная с топливо- и воздухоподающей системами и системой зажигания, снабженная внутри жаровой трубой, выполненная с принудительным регулируемым охлаждением камеры сгорания путем подключения к полости между ней и жаровой трубой напорного патрубка компрессорной установки мощностью, предпочтительно, равной 500 квт. Камера сгорания установки снабжена рабочей топливной форсункой, ориентированной центрально в камере сгорания вдоль продольной оси камеры сгорания, и пусковой топливной форсункой, выполненной в одном корпусе со свечой зажигания и расположенной под острым углом к продольной оси камеры сгорания. Кроме того камера сгорания снабжена двумя круглыми, жестко связанными с жаровой трубой смотровыми окнами, в одном из которых размещен выполненный в виде трубы элемент визуального наблюдения за процессом сгорания внутри жаровой трубы камеры сгорания, а в другом смотровом окне установлен электронный модуль наблюдения за высокотемпературным процессом внутри камеры сгорания, размещенный в цилиндрическом корпусе, включающий последовательно соединенные фотоэлектрический транзисторный датчик, например, марки ФТГ-5, установленный на расстоянии, предпочтительно, равном 100-200 мм. от продольной оси камеры сгорания в зоне высокотемпературного процесса, и ориентированный в центр камеры сгорания в зону, приближенную к инжектору рабочей форсунки. Электронный модуль наблюдения за высокотемпературным процессом размещен снаружи камеры сгорания. Установка также содержит систему обработки сигнала датчика, усилитель «полезного» сигнала, каналы фиксации розжига и погасания факела рабочей форсунки, имеющие каждый в своем составе сумматор с двумя входами, элемент «слежение-запоминание» и аналого-дискретный преобразователь. 1 нз. п. ф-лы, 3 зп. ф-лы; 3 илл.

Предлагаемое техническое решение относится к области энергетики, в частности к конструкциям камер сгорания газовых турбин и управлению сгоранием в них, и может быть использовано на стенде для испытания турбокомпрессоров двигателей внутреннего сгорания.

И известно устройство для детектирования и визуализации высокотемпературного процесса в огне-технической установке, в частности плавильной печи, в которой производится процесс вакуумной дуговой плавки металла, причем устройство содержит элемент визуального наблюдения за процессом, включающий прямоугольное смотровое окно с термостойким стеклом, через которое наблюдают процесс плавки металла. В смотровом окне предусмотрены два отверстия для герметичной установки двух металлических трубок, выполненных в виде элементов визуального и электрического наблюдения за высокотемпературным процессом (RU 2191839 C1, 27.10.2002).

Смотровые окна расположены так, чтобы видимость происходящего высокотемпературного процесса на всем протяжении плавки была хорошей.

Стекла смотровых окон значительно затемняются в процессе плавки летучими веществами горения, что вызывает необходимость частой замены стекол.

В качестве элемента электрического наблюдения известное устройство содержит металлический стержень, металлическую трубку с боковыми отверстиями, отклоняющие металлические пластины и металлическую сетку, катушку индуктивности со свободно перемещающимся ферромагнитным сердечником, генератор импульсного тока, источник постоянного высокого напряжения, при этом металлическая трубка с жестко прикрепленной отклоняющей пластиной вставлена герметично в отверстие стекла, металлический стержень с жестко прикрепленными отклоняющей пластиной, металлической сеткой и ферромагнитным сердечником вставлен через уплотняющую резину в другое отверстие стекла, причем плоскости отклоняющих пластин установлены параллельно друг другу, металлическая сетка установлена параллельно плоскости стекла, боковые отверстия трубки расположены между стеклом и сеткой, при этом отклоняющие пластины и сетка находятся с внутренней стороны смотрового окна, а катушка индуктивности с ферромагнитным сердечником - с внешней стороны окна, к катушке индуктивности подключен генератор импульсного тока, а к металлической трубке и стержню - источник высокого постоянного напряжения.

Кроме того известное устройство дополнительно содержит волоконный световод и оптическую линзу, при этом входная часть волоконного световода с оптической линзой помещена в металлическую трубку, а выход волоконного световода подведен к оптическому спектрографу.

Используемый в известном устройстве элемент электрического наблюдения за высокотемпературным процессом, размещен частично внутри самой огне-технической установки, что невозможно в случае использования его в камере сгорания на испытательном стенде. Кроме того в известном устройстве не предусмотрена защита от воздействия высоких температур стенок огне-технической установки. В связи с указанными недостатками точность определения наличия факела внутри исследуемой высокотемпературной зоны значительно снижается.

Техническим результатом полезной модели является повышение точности определения наличия факела внутри камеры сгорания в процессе испытания турбокомпрессоров на стенде.

Технический результат достигается тем, что устройство для детектирования и визуализации процесса горения в камере сгорания стенда испытаний турбокомпрессора содержит корпус огне-технической установки, включающий, по меньшей мере, одно смотровое окно, снабженное термостойким стеклом и двумя металлическими трубками, герметично размещенными в его стенке и выполненными в виде элементов визуального и электрического наблюдения за высокотемпературным процессом, согласно предлагаемой полезной модели, в качестве устройство для детектирования и визуализации процесса горения взята размещенная на стенде испытания турбокомпрессоров двигателей внутреннего сгорания прямоточная камера сгорания газотурбинной установки, сообщенная с топливо- и воздухоподающей системами и системой зажигания, снабженная внутри жаровой трубой, выполненная с принудительным регулируемым охлаждением корпуса камеры сгорания путем подключения к полости между ней и жаровой трубой напорного патрубка компрессорной установки мощностью, предпочтительно, равной 500 квт., при этом камера сгорания установки снабжена рабочей топливной форсункой, ориентированной центрально в камере сгорания вдоль продольной оси камеры сгорания, и пусковой топливной форсункой, выполненной в одном корпусе со свечой зажигания и расположенной под острым углом к продольной оси камеры сгорания, и камера сгорания снабжена двумя круглыми смотровыми окнами, жестко и герметично связанными с жаровой трубой, и электрический элемент наблюдения за высокотемпературным процессом, выполнен в виде электронного модуля наблюдения за процессом внутри камеры сгорания, размещенного снаружи камеры сгорания и включающего последовательно соединенные фотоэлектрический транзисторный датчик, например, марки ФТГ-5, установленный на расстоянии, предпочтительно, равном 100-200 мм. от продольной оси камеры сгорания в зоне высокотемпературного процесса внутри камеры сгорания, и ориентированный в центр камеры сгорания в зону, приближенную к инжектору рабочей форсунки, систему обработки сигнала датчика, усилитель «полезного» сигнала, каналы фиксации розжига и погасания факела рабочей форсунки, имеющие каждый в своем составе сумматор с двумя входами, элемент «слежение-запоминание» и аналого-дискретный преобразователь.

Канал погасания факела содержит схему мониторинга ситуации в камере сгорания, включающую два аналого-дискретных преобразователя, элемент выдержки времени, и логический элемент «ИЛИ».

Электронный модуль наблюдения за процессом внутри камеры сгорания включает последовательно соединенные фотоэлектрический транзисторный датчик, например, марки ФТГ-5,

Устройство для детектирования и визуализации процесса горения в камере сгорания стенда испытаний турбокомпрессора снабжено блоком формирования дискретной информации о состоянии второго запорного устройства на подаче топлива в рабочую форсунку, например «закрыто-открыто», при этом выход усилителя полезного сигнала подключен к первым входам сумматоров и к аналоговым входам элементов «слежение-запоминание» каждого канала со знаком «плюс», выходы элементов «слежение-запоминание» подключены ко вторым входам сумматоров со знаком «минус», выход каждого сумматора подключен к аналого-дискретному преобразователю соответствующего канала, выход блока формирования дискретной информации о состоянии второго запорного устройства на подаче топлива в рабочую форсунку подключен к дискретному входу элемента «слежение-запоминание» канала розжига рабочей форсунки непосредственно, а к дискретному входу элемента «слежение-запоминание» в канале погасания рабочей форсунки - через элемент «ИЛИ», на второй и третий входы которого подключены выходы аналого-дискретных преобразователей схемы мониторинга ситуации в камере сгорания, входы которых соединены с выходом сумматора канала погасания, при этом выход одного из них подключен ко второму вход) элемента «ИЛИ» непосредственно, выход другого - на третий вход элемента «ИЛИ» через элемент «выдержки времени».

Угол между осями цилиндрических корпусов элементов визуального и электронного наблюдения за процессом сгорания в камере сгорания может быть выполнен предпочтительно, равным, 120 градусов в плоскости, перпендикулярной продольной оси камеры сгорания.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется графически.

На фиг. 1 схематично представлено устройство для детектирования и визуализации процесса горения в камере сгорания стенда испытаний турбокомпрессора.

На фиг. 2 представлена электрическая схема- электронного модуля наблюдения за процессом внутри камеры сгорания.

На фиг. 3 представлен поперечный разрез камеры сгорания предлагаемого устройства.

Представленное на фиг. 1 предлагаемое устройство для детектирования и визуализации процесса горения в камере сгорания стенда испытаний турбокомпрессора содержит корпус огне-технической установки с высокотемпературным процессом, в качестве которой взята размещенная на стенде испытания турбокомпрессоров двигателей внутреннего сгорания прямоточная камера 1 сгорания газотурбинной установки, снабженная внутри жаровой трубой 2, выполненная с принудительным регулируемым охлаждением корпуса 3 камеры 1 сгорания путем подключения к полости 4 между ней и жаровой трубой 2 напорного патрубка 5 компрессорной установки 6 мощностью, предпочтительно, равной 500 квт. и сообщенная с топливо- и воздухоподающей системами 7, 8 (соответственно) и системой 9 зажигания.

Камера 1 сгорания имеет два круглых смотровых окна 10 и 11 с термостойкими стеклами 12 и 13 (соответственно). Окна 10 и 11 герметично размещены в стенке корпуса 3 камеры 1 сгорания и жестко связаны с жаровой трубой 2.

Камера 1 сгорания установки снабжена рабочей топливной форсункой 14, ориентированной в камере 1 сгорания центрально вдоль ее продольной оси 15, и пусковой топливной форсункой 16, выполненной в одном корпусе 17 со свечой 18 зажигания и расположенной под острым углом к продольной оси 15 камеры 1 сгорания.

В одном из окон 10 камеры 1 сгорания размещен выполненный в виде трубы элемент 19 визуального наблюдения за процессом сгорания внутри жаровой трубы 2 камеры 1 сгорания. В другом смотровом окне 11 размещено электронный модуль 20 наблюдения за процессом внутри камеры 1 сгорания, установленный в цилиндрическом корпусе 21.

Электронный модуль 20 наблюдения включает последовательно соединенные фотоэлектрический транзисторный датчик 22, систему 23 обработки сигнала датчика, усилитель 24 «полезного» сигнала, каналы фиксации розжига и погасания факела рабочей форсунки 14, имеющие каждый в своем составе элемент 25 «слежение-запоминание», сумматор 26 с двумя входами, и аналого-дискретный преобразователь 27 (АДБ - формирующий на выходе дискретный сигнал, когда величина аналогового сигнала на входе больше величины уставки и АДМ - когда величина аналогового сигнала на входе меньше величины уставки).

Кроме того канал погасания факела камеры 1 сгорания снабжен системой мониторинга в камере 1 сгорания, включающей аналого-дискретные преобразователи 27, один из которых АДБ связан непосредственно с логическим элементом ИЛИ 28, второй АДМ - через элемент 29 выдержки времени, причем логический элемент ИЛИ 28 связан с блоком 30 формирования информации о состоянии второго запорного устройства на подаче топлива в камеру 1 сгорания, выход которого подключен к дискретному входу элемента «слежение-запоминание 25 канала розжига камеры сгорания непосредственно, а к дискретному входу элемента 25 «слежение-запоминание» в канале погасания камер 1 сгорания - через элемент выдержки времени 29.

Канал погасания факела содержит схему мониторинга ситуации в камере 1 сгорания, включающую два аналого-дискретных преобразователя 27, элемент 29 выдержки времени, и логический элемент «ИЛИ» 28.

Кроме того, устройство снабжено блоком 30 формирования дискретной информации о состоянии второго запорного устройства на подаче топлива в рабочую форсунку 14, например «закрыто-открыто».

Выход усилителя 24 полезного сигнала подключен к первым входам сумматоров 26 и к аналоговым входам элементов 25 «слежение-запоминание» каждого канала со знаком «плюс».

Выходы элементов 25 «слежение-запоминание» подключены ко вторым входам сумматоров 26 со знаком «минус».

Выход каждого сумматора 26 подключен к аналого-дискретному преобразователю 27 соответствующего канала.

Выход блока 30 формирования дискретной информации о состоянии второго запорного устройства на подаче топлива в рабочую форсунку 14 подключен к дискретному входу элемента 25 «слежение-запоминание» канала розжига рабочей форсунки 14 непосредственно и к дискретному входу элемента 25 «слежение-запоминание» в канале погасания рабочей форсунки 14 - через элемент «ИЛИ» 28, на второй и третий входы которого подключены выходы аналого-дискретных преобразователей 27 схемы мониторинга ситуации в камере 1 сгорания, входы которых соединены с выходом сумматора 26 канала погасания.

Выход одного из аналого-дискретных преобразователей 27 подключен ко второму входу элемента «ИЛИ»28 непосредственно, выход другого - на третий вход элемента «ИЛИ» 28 через элемент 29 «выдержки времени».

Угол между осями цилиндрических корпусов элементов визуального и электронного наблюдения за процессом сгорания в камере 1 сгорания выполнен предпочтительно, равным, 120 градусов в плоскости, перпендикулярной продольной оси 15 камеры 1 сгорания.

Фотоэлектрический транзисторный датчик 22 может быть взят, например, марки ФТГ-5, и установлен на расстоянии, предпочтительно, равном 100-200 мм. от продольной оси 15 камеры 1 сгорания в зоне высокотемпературного процесса внутри камеры 1 сгорания и ориентирован в центр камеры 1 сгорания, в зону приближенную к инжектору 31 рабочей форсунки 14.

Существенным для получения достоверной информации о факте появления факела рабочей форсунки в канале розжига и о факте исчезновения факела в канале погасания является:

- использование элемента «слежение-запоминание, имеющего аналоговый и дискретный входы. При наличии на дискретном входе логической единицы аналоговый сигнал, поступающий на аналоговый вход, без изменений транслируется на выход. В момент переключения сигнала на дискретном входе с единицы на ноль сигнал на аналоговом выходе «запоминается», т.е. остается неизменным все время, пока на дискретном входе сигнал равен логическому нулю, при этом на аналоговый вход подается сигнал с выхода усилителя «полезный» сигнал;

- использование сумматора, на первый вход которого подается сигнал с выхода усилителя «полезного сигнала» со знаком «плюс», а на второй вход - сигнал с выхода элемента «слежение-запоминание» со знаком «минус»;

- использование блока формирования дискретной информации о состоянии последнего по ходу подачи топлива в рабочую форсунку запорного устройства: «закрыто» - логическая единица, «не закрыто» - логический ноль.

Дискретный сигнал с выхода блока формирования дискретной информации о состоянии второго запорного устройства на подаче топлива в рабочую форсунку, например, «закрыто-открыто», поступает к дискретному входу блока «слежение-запоминание» в канале розжига непосредственно, а в канале погасания через элемент ИЛИ.

Когда рабочая форсунка отключена (второе запорное устройство по ходу подачи топлива закрыто) на дискретных входах элементов «слежение-запоминание» присутствует логическая единица, сигнал с выхода усилителя полезного сигнала без изменений транслируется на выходы элементов «слежение-запоминание» и соответственно на вторые входы сумматоров со знаком «минус». На первые входы сумматоров поступает тот же сигнал с выхода усилителя полезного сигнала, но со знаком «плюс», т.е. на выходах сумматоров разность этих сигналов равна нулю, и соответственно на входах аналого-дискретных преобразователей каналов аналоговый сигнал равен нулю. Таким образом, вся информация о ситуации в зоне измерения датчика контролируемой рабочей форсунки («шум») до момента ее розжига обнуляется и появление ложного сигнала о факте розжига рабочей форсунки исключается.

При начале розжига рабочей форсунки второе запорное устройство открывается, дискретный сигнал на выходе блока формирования информации о состоянии этого устройства изменяется с логической единицы на логический ноль, соответственно изменяются сигналы на дискретных входах элементов «слежение-запоминание» и аналоговый сигнал на выходах этих элементов «запоминается», т.е. остается равным на величину той, которая была на момент до начала открытия второго запорного устройства.

На выходах сумматоров разность сигналов в этот момент еще равна нулю, но теперь любое изменение ситуации в точке измерения транслируется на выходы сумматоров.

В канале розжига: на выходе усилителя «полезного» сигнала происходит изменение этого сигнала на величину, характеризующую изменение ситуации в топке по факту появления факела рабочей форсунки. Сигнал, равный этой величине, появляется на выходе сумматора канала и соответственно на аналоговом входе аналого-дискретного преобразователя, который формирует дискретную информацию о факте появления факела.

В канале погасания задача та же, что и в канале розжига: на выходе сумматора канала должен быть нуль дл момента погасания факела рабочей форсунки. В этом канале фиксируется факт уменьшения величины сигнала о ситуации в топке, «очищенный» от шумов, т.е. от нуля в минусовую область (соответственная и уставка у аналого-дискретного преобразователя канала).

Канал работает в режиме, когда на дискретном входе элемента «слежение-запоминание» присутствует логический ноль (второе запорное устройство открыто), т.е. исходное состояние на выходе сумматора и на входе аналого-дискретного преобразователя канала - «плавающий» сигнал, величина которого постоянно изменяется в обе стороны от нуля в зависимости от общей ситуации в топке.

Чтобы поддерживать величину сигнала на аналоговом входе «аналого-дискретного» преобразователя близкой к нулю, канал содержит систему мониторинга ситуации в камере сгорания. Данная схема формирует импульсный сигнал и логическую единицу, который через элемент ИЛИ канала поступает на дискретный вход элемента «слежение-запоминание», на время импульса переводит элемент в режим слежения, тем самым обнуляет сигнал на выходе сумматора и на входе в аналого-дискретный преобразователь.

Импульсный сигнал формируется с помощью двух аналого-дискретных преобразователей, на аналоговый вход которых поступает тот же сигнал с выхода сумматора, что и на аналого-дискретный преобразователь канала, а уставки поставлены у одного из них на «плюс», у другого - на «минус» - незначительной величины. Аналого-дискретный преобразователь с уставкой «плюс» формирует импульс без выдержки времени, а аналого-дискретный преобразователь с уставкой «минус» - с выдержкой времени на проверку, не изменялась ли ситуация в камере сгорания в результате погасания рабочей форсунки, т.е. не сработал ли аналого-дискретный преобразователь канала, соответственно защита горелки должна закрыть второе запорное устройство и произойдет общее обнуление.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

Подключение напорного патрубка компрессора создает непрерывный поток воздуха вокруг камеры 1 сгорания и интенсивно охлаждая стенки ее корпуса 3 и не позволяет нагреваться фотоэлектрическому транзисторному датчику 22. При этом жаровая труба 2 снаружи вся охвачена воздухом и часть воздуха поступает в зону горения, обогащая ее кислородом и создавая избыточное давление воздуха.

Пусковая форсунка 16 установлена в одном корпусе вместе со свечой 18 зажигания.

Во время розжига происходит выброс пламени в зону факела топлива, распыленного рабочей форсункой 14 топлива, которое испаряясь воспламеняется при избыточном давлении воздуха в камере 1 сгорания. При этом большая часть воздуха проходит дальше, обедняя и охлаждая топливо-воздушную смесь и, тем самым локализуя область горения плазмы в зоне, близкой к инжектору 31 рабочей форсунки 14, т.е. в первой трети жаровой трубы 2, считая от инжектора рабочей форсунки 14.

Работает предлагаемое устройство наличия факела следующим образом.

Фотодатчик 22 измеряет сигнал, характеризующий ситуацию в камере сгорания в месте измерения, который различными способами обрабатывается (фазочастотная, амплитудно-фазовая характеристика в различных частотах спектра), выделяется его полезная составляющая в системе 23, которая усиливается в усилителе 24.

Аналоговый сигнал с выхода усилителя 24 поступает в каналы розжига и погасания рабочей форсунки. В канале розжига рабочей форсунки: сигнал с выхода усилителя 24 подается на первый вход сумматора 26 со знаком «плюс» и на аналоговый вход элемента «слежение-запоминание» 25. Сигнал с выхода элемента «слежение-запоминание» подается на второй вход сумматора 26 со знаком минус. Разность сигналов с выхода сумматора подается на вход «аналого-дискретного» преобразователя 27.

До тех пор, пока второе запорное устройство на линии подвода топлива к рабочей форсунке закрыто (не показано), сигнал с блока 30, формирующего информацию о положении второго запорного устройства на линии подачи топлива в рабочую форсунку(или другой сигнал, фиксирующий факт отключения топлива от рабочей форсунки), на дискретном входе элемента «слежение-запоминание» 25 присутствует логическая «1», при этом сигнал с аналогового входа транслируется на выход элемента «слежение-запоминание» 25 без изменения. Таким образом, на входах сумматора 26 присутствуют сигналы, равные по величине, но с противоположными знаками, т.е. выходной сигнал с сумматора 26 (и сигнал на входе аналого-дискретного преобразователя 6) равны нулю. Следовательно, независимо от того, что происходит в камере сгорания(розжиг факела пусковой форсунки контролируемой рабочей форсунки и т.д.), устройство не выдаст ложную информацию о факте наличия факела контролируемой рабочей форсунки.

По факту начала подачи топлива в рабочую форсунку (второе запорное устройство открыто) сигнал с блока 30 изменит значение с «1» на «0», на дискретном входе элемента «слежение-запоминание» 25 логическая «1» сменится на логический «0», и на его выходе аналоговый сигнал «запомнится». Т.е. независимо от изменений сигнала на аналоговом входе элемента 25, сигнал на выходе будет постоянным, равным тому, который был на момент переключения логических сигналов на дискретном входе элемента 25.

Величина аналогового сигнала на выходе сумматора 26 будет равна разности сигнала переменной (текущей) величины на его «плюсовом» входе и постоянной величины на его «минусовом» входе.

По факту появления факела рабочей форсунки:

- сигнал на «плюсовом» входе сумматора 26 увеличится;

- разность сигналов на выходе сумматора 26 будет равна величине сигнала на его «плюсовом» входе и будет характеризовать изменение общей ситуации в камере сгорания, вызванное именно появлением факела контролируемой рабочей форсунки;

- сигнал на входе аналого-дискретного преобразователя АДБ 27 изменяется от нуля до величины сигнала на выходе сумматора 26 заведомо большей величины уставки срабатывания, и АДБ 27 надежно формирует дискретный сигнал «Факел рабочей форсунки есть».

Канал фиксации погасания факела рабочей форсунки работает аналогично каналу розжига, т.е. до тех пор, пока второе по ходу топлива запорное устройство закрыто, сигнал с блока 30 передачи дискретной информации с запорного устройства равен «1», на выходе сумматора 26 и соответственно на входе АДМ 27 аналоговый сигнал равен «0». После открытия запорного устройства сигнал на выходе элемента «слежение-запоминание» 25 «запоминается» и на выходе сумматора 26 появляется уже не нулевой сигнал, а разность между переменным сигналом о ситуации в камере сгорания на «плюсовом» входе и сигналом постоянной величины о ситуации в камере сгорания перед розжигом рабочей форсунки на «минусовом» входе.

Разница между каналом розжига и каналом погасания - в исходном состоянии перед фиксацией события:

- в канале розжига исходное состояние на входе АДБ 27 перед фиксацией факта появления факела рабочей форсунки аналоговый сигнал равен нулю. Розжиг рабочей форсунки - регламентная операция, которую производит либо оператор, либо система автоматизации и, естественно, в этот период никаких других изменений в общей ситуации в камере сгорания не происходит. Если появился факел рабочей форсунки, то на входе АДБ 27 появился сигнал, и факт его появления - свидетельство того, что факел есть. Таким образом, требования к величине уставки срабатывания АДБ 27 минимальные - отстройка от помех.

- канал погасания работает в «стерегущем» режиме и исходное состояние на входе АДМ 27 канала - «плавающий» сигнал, величина которого постоянно изменяется в обе стороны от нуля в зависимости от общей ситуации в камере сгорания.

Чтобы поддерживать величину сигнала на входе АДМ 27 близкой к нулю, канал содержит схему мониторинга ситуации в камере сгорания.

Схема содержит два аналого-дискретных преобразователя АДБ 27 и АДМ 27 с возможно минимальными уставками срабатывания, на входы которых подается тот же сигнал, что и на вход АДМ 27 канала погасания факела рабочей форсунки. Выходы АДБ 27 и АДМ 27 подключаются к входам элемента ИЛИ 28, причем выход АДБ 27 - напрямую, а выход АДМ 27 - через элемент «выдержка времени» 28.

При срабатывании АДБ 27 или АДМ 27 схемы на вход «д» элемента «слежение-запоминание» 25 через элемент ИЛИ 28 приходит сигнал (логическая «1»), который запускает функцию «слежение», что, в свою очередь, приводит к обнулению аналогового сигнала на выходе сумматора 26 и на входе АДМ 27 канала «погасание факела рабочей форсунки» и на входе АДМ 27 схемы, т.е. схема постоянно поддерживает исходное состояние сигнала на входе АДМ 27 канала близким к нулю. Элемент «выдержка времени» 29 на выходе АДМ 27 схемы обеспечивает возможность срабатывания АДМ 27 канала при погасании рабочей форсунки.

Уставка срабатывания АДМ 27 канала выбирается такой величины, которая «отсекает» изменение сигнала на выходе сумматора 26, вызванное отключением соседних горелок и уменьшением расхода топлива на установку, т.е. значительно больше, чем уставка срабатывания АДМ 27 схемы, и в то же время позволяет надежно зафиксировать факт значительного изменения сигнала, вызванного погасанием факела контролируемой рабочей форсунки, и формировать дискретный сигнал «Факел рабочей форсунки погас».

При отключении рабочей форсунки(оператором или системой автоматизации, в том числе защитой) второе запорное устройство на подводе топлива к рабочей форсунке закрывается, дискретный сигнал на выходе блока 30 становится равным «1», элементы «слежение-запоминание» 25 обоих каналов переходят в режим «слежение», на выходах сумматоров 26 и, соответственно, на входах АДБ 27 и АДМ 27 каналов розжига и погасания аналоговые сигналы становятся равными нулю. Дискретные сигналы на выходах АДБ 27 и АДМ 27 тоже становятся равными нулю, и устройство приходит в исходное состояние, соответствующее отключенному состоянию рабочей форсунки.

Предлагаемое устройство успешно прошло испытания и рекомендовано к внедрению в производство.

Использование предлагаемого технического решения позволит существенно повысить точность определения наличия факела внутри камеры сгорания в процессе испытания турбокомпрессоров на стенде.

1. Устройство для детектирования и визуализации процесса горения в камере сгорания стенда испытаний турбокомпрессора, содержащее корпус огне-технической установки, включающий по меньшей мере одно смотровое окно, снабженное термостойким стеклом и двумя металлическими трубками, герметично размещенными в его стенке и выполненными в виде элементов визуального и электрического наблюдения за высокотемпературным процессом, отличающееся тем, что в качестве устройства для детектирования и визуализации процесса горения в камере сгорания стенда испытаний турбокомпрессора взята размещенная на стенде испытания турбокомпрессоров двигателей внутреннего сгорания прямоточная камера сгорания газотурбинной установки, сообщенная с топливо- и воздухоподающей системами и системой зажигания, снабженная внутри жаровой трубой, выполненная с принудительным регулируемым охлаждением корпуса камеры сгорания путем подключения к полости между ней и жаровой трубой напорного патрубка компрессорной установки мощностью, предпочтительно, равной 500 кВт, при этом камера сгорания установки снабжена рабочей топливной форсункой, ориентированной центрально в камере сгорания вдоль продольной оси камеры сгорания, и пусковой топливной форсункой, выполненной в одном корпусе со свечой зажигания и расположенной под острым углом к продольной оси камеры сгорания, и камера сгорания снабжена двумя круглыми смотровыми окнами, жестко и герметично связанными с жаровой трубой, и электрический элемент наблюдения за высокотемпературным процессом выполнен в виде электронного модуля наблюдения за процессом внутри камеры сгорания, размещенного снаружи камеры сгорания и включающего последовательно соединенные фотоэлектрический транзисторный датчик, например, марки ФТГ-5, установленный на расстоянии, предпочтительно равном 100-200 мм от продольной оси камеры сгорания в зоне высокотемпературного процесса внутри камеры сгорания, и ориентированный в центр камеры сгорания в зону, приближенную к инжектору рабочей форсунки, систему обработки сигнала датчика, усилитель "полезного" сигнала, каналы фиксации розжига и погасания факела рабочей форсунки, имеющие каждый в своем составе сумматор с двумя входами, элемент "слежение-запоминание" и аналого-дискретный преобразователь.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что канал погасания факела содержит схему мониторинга ситуации в камере сгорания, включающую два аналого-дискретных преобразователя, элемент выдержки времени и логический элемент "ИЛИ".

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено блоком формирования дискретной информации о состоянии второго запорного устройства на подаче топлива в рабочую форсунку, например "закрыто-открыто", при этом выход усилителя полезного сигнала подключен к первым входам сумматоров и к аналоговым входам элементов "слежение-запоминание" каждого канала со знаком "плюс", выходы элементов "слежение-запоминание" подключены ко вторым входам сумматоров со знаком "минус", выход каждого сумматора подключен к аналого-дискретному преобразователю соответствующего канала, выход блока формирования дискретной информации о состоянии второго запорного устройства на подаче топлива в рабочую форсунку подключен к дискретному входу элемента "слежение-запоминание" канала розжига рабочей форсунки непосредственно, а к дискретному входу элемента "слежение-запоминание" в канале погасания рабочей форсунки - через элемент "ИЛИ", на второй и третий входы которого подключены выходы аналого-дискретных преобразователей схемы мониторинга ситуации в камере сгорания, входы которых соединены с выходом сумматора канала погасания, при этом выход одного из них подключен ко второму входу элемента "ИЛИ" непосредственно, выход другого - на третий вход элемента "ИЛИ" через элемент "выдержки времени".

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что угол между осями цилиндрических корпусов элементов визуального и электронного наблюдения за процессом сгорания в камере сгорания выполнен предпочтительно равным 120° в плоскости, перпендикулярной продольной оси камеры сгорания.