燃气轮机作为现代发电和航空动力的核心设备,其运行效率直接关系到能源利用率和运营成本。而燃气轮机的效率,很大程度上取决于其内部 各种阀门的精确控制。
从控制燃料流量的调节阀,到管理气体流动的闸阀,再到确保系统安全的放气阀,每个阀门都必须按照严苛的控制算法准确执行开闭动作。实现这种精密控制的关键技术之一,就是 LVDT(线性可变差动变压器)位置传感技术。
燃气轮机内部阀门系统复杂多样,在发电厂的实际运行中,仅仅知道阀门“开或关”远远不够,还需要对阀门开度进行精准的控制。现代控制系统需要知道阀门的精确位置信息。例如,放气阀需要根据功率输出调整到指定开度,燃料调节阀需要根据负荷变化进行连续调节。
这种对阀门位置的实时精确监测,正是燃气轮机实现高效率、低排放运行的技术基础。
LVDT技术:阀门位置感知
LVDT传感器作为位置反馈装置,在阀门控制系统中扮演着核心角色。它将阀门的机械位移转换为标准的电信号,反馈给控制系统。
LVDT的工作原理
LVDT基于变压器原理工作:
初级线圈由交流信号激励
铁芯在两个次级线圈间移动,改变磁耦合
两个异相180°的次级线圈产生差分电压输出
输出信号与铁芯位移成精确线性关系
为何LVDT特别适合燃气轮机应用?
耐极端环境:使用环境条件严苛,其不锈钢结构,能耐受200℃高温
抗振动冲击:能在高振动环境下保持测量精度
本质安全设计:电感设计低于点火曲线,无法点燃气态蒸气
防爆认证:符合ATEX/IECEx等国际防爆标准
系统集成:从传感器到控制决策
在实际的燃气轮机控制系统中,LVDT的应用远不止单个传感器那么简单。
冗余设计确保可靠性
关键阀门通常采用双冗余或三冗余LVDT配置:
多个传感器同时监测同一阀门位置
控制系统通过比较多个信号确保数据可靠性
单个传感器故障不影响系统正常运行
分体式电子设计
ABEK SENSORS的解决方案采用了传感器与电子元件分体布置的创新设计:

这种设计的优势:
LVDT传感器可耐受涡轮机表面150-200℃高温
电子设备在远端常温环境下工作,可靠性大幅提高
维护和校准可在控制室内完成,无需停机
通用兼容性
SCAC06系列信号调理器的设计充分考虑了现场应用的复杂性:
支持3线、4线、5线、6线多种LVDT传感器接口
自动适应不同LVDT的电气特性
可根据阀门实际行程灵活标定位置与输出信号关系
实际应用:闭环控制实现高效运行
在燃气轮机运行过程中,LVDT传感器参与的闭环控制流程如下:

通过这一闭环过程,燃气轮机能够:
实时调整燃料供应,响应负荷变化
保持最佳空燃比,提高燃烧效率
减少阀门过度调节,降低机械磨损
最小化能源浪费,提升整体效率
结语
在追求能源效率最大化的今天,燃气轮机阀门的精确控制已不再是“锦上添花”,而是决定发电效率和安全运行的关键因素。
LVDT传感器技术,以其卓越的环境适应性、高精度和可靠性,在这一领域确立了不可替代的地位。从常规发电厂到核电站,从航空发动机到工业驱动,这项看似简单的技术正在复杂系统中发挥着关键作用。