Система противопомпажной защиты компрессорной установки
СИСТЕМА ПРОТИВОПОМПАЖНОЙ ЗАЩИТЫ КОМПРЕССОРНОЙ УСТАПОВКИ с приводом от газотурбинного двигателя , содержащая датчики давления газа на входе и выходе из компрессора, снабженного заолитной сеткой, датчик перепада давления на защитной сетке, регуляторы плавного и релейного перепуска газа, клапан аварийной отсечки топлива, клапаны плавTonmSo ного и релейного перепуска газа и последовательно соединенные датчик оборотов ротора компрессора, вычислитель, логическое устройство, регулятор оборотов ротора компрессора и топливный клапан, причем датчик перепада давления на защитной сетке, регулятор оборотов, выходы регуляторов релейного и плавного перепуска газа и клапаны плавного и релейного перепуска газа и аварийной отсечки топлива подключены к логическому устройству, отличающаяся тем, что, с целью повыщения надежности защиты , она содержит блок деления, подключенный входами к датчикам давления газа на входе и выходе из компрессора, а выходом - к вычислителю, причем выходы последнего подключены к регуляторам плавного и релейного перепуска газа. « (Л о оо Ci го N3 СО
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (su F 04 U 27/02
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ ного и релейного перепуска газа и последовательно соединенные датчик оборотов ротора компрессора, вычислитель, логическое устройство, регулятор оборотов ротора компрессора н топливный клапан, причем датчик перепада давления на защитной сетке, регулятор оборотов, выходы регуляторов релейного и плавного перепуска газа и клапаны плавного и релейного перепуска газа и аварийной отсечки топлива подключены к логическому устройству, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности защиты, она содержит блок деления, подключенный входами к датчикам давления газа на входе и выходе из компрессора, а выходом— к вычислителю, причем выходы последнего подключены к регуляторам плавного и релейного перепуска газа. акоп
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2! ) 3423172/25-06 (22) 15.04.82 (46) 15.04.84. Бюл. № 14 (72) В. Н. Макаренко и P. М. Мельниченко (71) Киевский институт автоматики нм. ХХУ съезда КПСС (53) 621.515 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 808702, кл. F 04 D 27/02, 1979, (54) (57) СИСТЕМА ПРОТИВОПОМПАЖНОИ ЗАЩИТЫ КОМПРЕССОРНОЛ УСТАНОВКИ с приводом от газотурбинного двигателя, содержащая датчики давления газа на входе и выходе из компрессора, снабженного защитной сеткой, датчик перепада давления на защитной сетке, регуляторы плавного и релейного перепуска газа, клапан аварийной отсечки топлива, клапаны плавÄÄSUÄÄ 1086229 A
1 08622:i. Ii<)a )If(I К 33,:,.;: . Т П
,". .". j!! ы i (,"I 3)) о(вон.
): 3 IIÎÒÎ 1.1 i! pOTИ Вопох! I!() . к I! ОII за—
М ., )II )-I T!I!!OI31 I нli :;IT(. Iи "() < . . ж3 и Яи!! :) 3:! (i! I-: "(. И и Газ() !i 3 H. ();) Е И ВЫХОДЕЕ ,)м и р((3 i) -- . (1() Ож(II!Io! 0 за ц(итной сстКОИ,;иll l!:: Р(И l,! 3 .ЦЯ Н, I(I! I i)I l! II ЗЯ И, ИТ НО И р -и(! < р.;. Ii.13HH(); )) (релейного перег,;",,!I г:):::, клапан Явариинои отсечки топлива, .:1 .: — ;лавHîãî и релейного переи).:, .) ii;!ОГ :<, OH;ITO.IÜHO СОЕДИНЕННЫЕ дя(ч. к обор<)тов ротора компрессора, вы:ис,)итель, логическое устройство, регуляТир оборотов ротора компрессора и топливный клапан, причем датчик перепада давления на защитной сетке, регулятор оборотов, выходы регуляторов релейно о и плавного перепуска газа и клапаны плавного и релейно(.о II(.p(.I!yc!3 газа и аварийной отсечки To!I.!IèHà подключены к логическому устройству (1J. Однако система не обеспечивает требуе15 20 мои надежно(ти защиты 01 помпажа компрессорнои установки. Целью изобретения является повышение надежности защиты. Указанная пел достигается тем, что сис25 Гома противопомпажнои защиты компрессорнои .становки с l j>HBogloM от газотурбинно)О двигателя, содержащая датчики давления,.; вариинои отсечки топлива подключены к Io! I!I(<.êoìó устройству, дополнительно со !)жит блок деления, подключенный входа: и к датчикам дннления газа на входе и вы.:.де из компрес: Ора, а выходом — к вы)и(литело, причем выходы последнего под,.(ючены к регуляторам плавного и релейного перепуска газа. На чертеже представлена блок-схема сисгемы. Си< г(ма противопомпажной защиты ком 50 прессорнои установки с приводом от газотурбинного двигателя содержит датчик 1 давления газа на входе и датчик 2 давления газа на выходе из компрессора 3, снабженного защитной сеткой 4, датчик 5 перепада давления на загцитной сетке, регулятор 6 .,лавного перепуска газа и регулятор 7 pe.l éíîãî перепуска газа, клапан 8 аварийной ; .i i и» входе и н.:(ходе из компрессора, снаб.:);(!l! l ной сеткой, датчик перепада 30 .3) н. Ие) ия II!i защитной сетке, регуляторы )3:,:. )) < и релеи ого перепуска газа, кла, н:)риинои О(сечки топлива, клапаны и j)(,;< j! I!oi.o перепуска газа и но":.:,:...,но < оединенные датчик оборокомнрессора, вычислитель, логи- 35, роиство, регулятор оборотов рото.. H!)..((opa и топливный клапан, причем . к е р i! Häà,13âления на защитной сет. I(I!()p оборотов, выходы регуляторов но и плавного перепуска газа и клаплавного и релейного перепуска газа
21, второй сумматор 22, функциональный преобразователь 23 и задатчик 24, входящие в состав вычислителя, первый усилитель 25, первый триггерный модуль 26 и первый модуль 27 обратной связи, входящие в состав регулятора плавного перепуска. третий сумматор 28, второй усилитель 29, второй триггерный модуль 30, второй модуль 31 обратной связи и привод 32 топливного клапана, входящие в состав регулятора оборотов ротора компрессора, а также первая, вторая, третья и четвертая схемы И 33 — 36, схема ИЛИ 37, схема HE 38, привод 39 клапана релейного перепуска газа, привод 40 клапана плавного перепуска газа и узел 41 коммутации, входящие в состав логического устройства. Система работает следующим образом. При работе компрессорной установки датчики 1 и 2 измеряют давление газа во входном и выходном патрубкях компрессора 3. Сигналы датчиков 1 и 2 поступают на входы блока 16 деления, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный отношению сигнала датчика 2 к сигналу датчика 1. Выходной сигнал блока !6 деления, соответствующий величине степени сжатия компрессора, и выходной сигнал датчика 1! оборотов ротора компрессора поступают на входы вычислителя 12, в котором определяется положение рабочей точки на газодинамической характеристике компрессора, т. е. режим работы компрессора. Выходные сигналы вычислителя 12 формируются путем сравнения вычисленного значения параметра, характеризующего рабочий режим с заданными значениями, соответствующими предпомпажной и предельно допустимой предпомпажной гра ницам работы компрессора. В качестве параметра, характеризующего рабочий режим, используется число оборотов ротора компрессора, которое сравнивается в первом сумматоре 21 с предельно допустимым значением, формируемым на выходг функционального преобразователя 23, реализующего зависимость и — Ж, где k —— )к)стоянный коэффициент; j)< — степень сжатия ком((рессора. При из.,:еиении режима работы компрессора и смешении рабочей точки за предпомпажную границу сигнал рассогласования с BI l_#_o:(а вычислителя 12 поступает на входы! 08622i3 Составитель А Ьарыьиников Техред И. Верее Корректор .М. JL lfнил Тираж 624 11о:)иисиое ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раугнская наб., л. 4, 5 Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул Проектная, 4 Релактор М. Циткина Заказ 2218/36 регулятора 6 плавного перепуска газа I! ioгического устройства !3. Регулятор 6 плавного перепуска газа реализует функцию y(t) = <Х (Е(С) + — .1 «) 4 ), где y(t) -выходной сигнал регулятора; -коэффициент передачи; Fat) -сигнал рассогласования, определяемый как алгебраическая сумма входных сигналов; -)ь — постоянная времени интегрирования. Требуемый пи-закон регулирования реализуется первым усилителем 25 с первым модулем 27 обратной связи íà RC-элементах и первым триггерным модулем 26, который представляет собой трехпозиционное реле и состоит из нуль-органа с регулируемой зоной возврата и двух ключей, коммутирующих в зависимости от полярности сигнала рассогл асова ния соответствующую внешнюю цеп ь. При отсутствии поступающего на третью схему И 35 от регулятора 14 сигнала снижения оборотов (с выхода второго триггерного модуля 30) логическое устройство 13 подключает выход регулятора 6 к приводу 40 клапана 9, реализуя тем самым плавный перепуск газа. При наличии поступающего на четвертую схему И 36 от регулятора 14 сигнала снижения оборотов логическое устройство 13 подключает выход вычислителя 12 через узел 41 коммутации и третий сумматор 28 ко входу регулятора 14 оборотов ротора компрессора, который, воздействуя на топливный клапан 15, ограничивает дальнейшее снижение частоты вращения. 1: I :„.!>IIe! I.!Ie ii !!3 и, I i) + (к т и! 1. ) м I l p e e e o p 3 ! e м с . i e i i i l! I 1) ы О О - I e I ( ки 3 I предельно допустим) к) !!реди!)мпы.кHVI() Граннцу СИГНап раССОГЛае()ваипя с В!)1хода второго ci м зlатора 22 (c % II. Годl с и! Il;l5 ла задатчика 24) поступает на Boor;)eел !Hтора 7 релейного перепуска газа, на вторую схему И 34, и с ее выхода — на !!ривод 39 клапана 10, реализуя релейный нерепуск газа. 10 Регулятор 7 релейного перепуска газа является двухпозиционным устройством, реализующим функцию при х)с( 0 при х се<-д где Я вЂ” выходной логический сигнал регулятора; лг — входной сигнал; х — порог срабатывания; д -зона возврата. При поступлении на вход логического 20 устройства 13 сигнала от датчика 5. соответствующего засорению защитной сетки 4, и при наличии сигнала на выходе регулятора релейного перепуска на выходе первой схемы И 33 формируется сигнал блокировки приводов 32, 39 и 40 и отсечки топлива путем 25 закрытия клапана 8, вследствие чего происходит аварийный останов компрессора. Таким образом, введение в систему блока деления, подключенного входами к датчикам давления газа на входе и выходе из 30 компрессора, а выходом — к вычислителю, позволило повысить надежность защиты компрессора за счет вычисления степени сжатия и более точного определения текущего режима работы компрессора.
