Les capteurs de position LVDT répondent aux exigences sévères des applications de turbines
6 septembre 2024
Le contrôle des performances des vannes est essentiel pour améliorer l'efficacité des turbines à gaz. Comme les vannes régulent le flux de carburant à travers les différents composants de la turbine à gaz, une surveillance et un contrôle précis de ces flux permettent à la turbine de fonctionner plus efficacement tout en minimisant le gaspillage d'énergie.
Les turbines à gaz contiennent une grande variété de vannes de contrôle, d'aubes directrices d'entrée, de vannes de transfert, de vannes à guillotine, de vannes de purge, etc. Chacune de ces vannes effectue une opération différente. Par exemple, une vanne de purge "purge" une petite quantité de combustible, tandis qu'une vanne à guillotine permet ou empêche le flux de gaz, mais n'est normalement pas utilisée pour réguler le flux. L'ouverture et la fermeture correctes de ces vannes dépendent du programme de contrôle de l'installation.
En règle générale, les centrales électriques à turbine à gaz fonctionnent selon des algorithmes de contrôle très précis. Par conséquent, la position des vannes doit être surveillée à tout moment pour garantir un fonctionnement correct. Alors que de nombreux utilisateurs de vannes n'ont besoin que de savoir si une vanne est ouverte ou fermée, certains systèmes de contrôle ont besoin de connaître la position exacte dans leur application. Par exemple, une soupape de décharge étant une soupape modulante, elle doit être ouverte à une position spécifique en fonction de la puissance générée. En s'assurant que les vannes sont ouvertes ou fermées au bon degré, les usines peuvent fonctionner plus efficacement.
Pendant que l'actionneur déplace la vanne, un dispositif de retour traduit la position de la vanne vers le système de contrôle de la turbine, indiquant "si" et "de combien" la vanne est ouverte ou fermée. Les capteurs LVDT (Linear Variable Differential Transformer) sont utilisés comme dispositifs de retour de position pour fournir des mesures de la position de la vanne afin d'assurer le bon fonctionnement de la turbine. Fabriqués en acier inoxydable et certifiés à sécurité intrinsèque pour fonctionner dans des environnements à haute température, difficiles et potentiellement explosifs, ces capteurs convertissent le mouvement linéaire d'un objet (couplé mécaniquement à l'objet) en un signal électrique correspondant qui est utilisé par le contrôleur dans le cadre du système de contrôle.
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Les capteurs de position LVDT sont montés en double ou triple redondance sur l'actionneur d'une vanne à guillotine ou d'une vanne rotative à bille/papillon. Les capteurs "indiquent" au système de contrôle de la turbine si la position de la vanne est "ouverte" ou "fermée" et dans quelle proportion. Le capteur indique au système de commande de la turbine si la vanne est "ouverte" ou "fermée" et dans quelle proportion. Grâce au retour d'information sur la position du LVDT, le système de commande détermine s'il faut plus ou moins de carburant pour assurer le bon fonctionnement de la turbine et signale à l'actionneur de déplacer la vanne à opercule, la vanne à bille ou la vanne papillon pour effectuer les réglages nécessaires de la vanne. Lorsque l'actionneur commence à déplacer la vanne, le capteur correspondant envoie au système de contrôle un signal électrique analogique proportionnel à l'ouverture de la vanne. En fournissant un retour d'information du capteur LVDT en temps réel, l'actionneur peut être ajusté en continu jusqu'à ce que l'ouverture souhaitée soit atteinte.
Les capteurs de position LVDT sont conçus pour résister à des niveaux élevés de chocs et de vibrations et pour fonctionner même dans des environnements extrêmement difficiles.
La séparation de l'électronique LVDT (conditionneur/transmetteur de signaux) et des capteurs LVDT dans le système de commande de la turbine est l'une des principales raisons pour lesquelles ces capteurs fonctionnent si bien dans les centrales électriques. Grâce à l'éloignement de l'électronique, le LVDT peut supporter des températures élevées de 150°C à 200°C sur la turbine.
Le SCAC06 Series LVDT Signal Conditioner peut correspondre à la plupart des capteurs LVDT du marché, quels que soient les 3 fils, 4 fils, 5 fils, 6 fils et la position des noyaux LVDT, il peut être calibré en fonction de l'ouverture de la position de la vanne. Les positions maximale et minimale correspondent aux signaux analogiques de sortie.
En raison de la présence de vapeurs gazeuses dans les turbines à gaz, les LVDT installés dans les turbines doivent respecter des paramètres de sécurité et être approuvés par un organisme de certification antidéflagrant. Ces exigences établissent la norme pour la conception de capteurs basés sur un environnement de "courbe d'allumage", où l'inductance du capteur LVDT est conçue pour être inférieure à la courbe d'allumage, et où il n'y a jamais assez de puissance pour enflammer toute vapeur gazeuse présente, que ce soit dans des conditions de fonctionnement standard ou dans des conditions de défaut.
La technique LVDT utilise le principe du transformateur pour mesurer le déplacement linéaire dans une turbine à gaz. La bobine primaire est excitée par un signal CA. Le noyau est couplé en courant alternatif à deux bobines secondaires qui sont enroulées à 180° hors phase. Si la position du noyau est telle que la tension couplée à un secondaire est supérieure à celle de l'autre, la sortie augmente de façon linéaire en fonction du déplacement du noyau.
À propos d'ABEK SENSORS
ABEK SENSORS conçoit des solutions de mesure de position pour de nombreuses applications difficiles dans des environnements hostiles. Il s'agit notamment d'indicateurs de position de vannes (capteurs de déplacement LVDT) résistants aux radiations et aux ultra-hautes températures pour les vannes utilisées dans les applications d'énergie nucléaire (vannes de sécurité pilotées par le régulateur, vannes de pulvérisation du régulateur.) Les capteurs de déplacement LVDT peuvent être utilisés individuellement ou en tant que partie d'un ensemble. Abeck peut concevoir l'interface du capteur LVDT en fonction des exigences de la structure de l'installation du client, et peut fournir une gamme complète de solutions entièrement localisées à partir de capteurs de déplacement LVDT, de conditionneurs de signaux LVDT, d'équipements d'acquisition et de traitement des signaux.
ABEK SENSORS conçoit et fabrique des capteurs de position pour des environnements exigeants. N'hésitez pas à nous contacter pour toute question concernant vos défis en matière de mesure de position !
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