Способ защиты компрессора от помпажа и устройство для его осуществления

 

Изобретение касается защиты компрессоров от помпажа и позволяет повысить надежность защиты за счет формирования сигнала управления противопомпажным клапаном пропорционально разности текущего и заданного относительных запасов устойчивости работы компрессора с учетом скорости изменения текущего относительного запаса устойчивости работы компрессора. Текущий относительный запас устойчивости определяется как отношение разности текущего приведенного расхода и предельного расхода газа к величине предельного расхода газа, определяемой через степень сжатия по измеренным величинам давления газа на входе и выходе из компрессора. Текущий приведенный расход газа определяется по измеренным величинам частоты вращения ротора компрессора, перепада давления газа на входе в компрессор и температуры и давления газа на входе в компрессор с помощью соответствующих датчиков 2, 1, 3 и 13, первого блока 4 деления, первого блока 5 умножения, третьего функционального преобразователя 23, первого задатчика 6, второго блока 7 умножения, второго задатчика 10, четвертого блока 24 деления и третьего блока 8 умножения. Предельный расход газа определяется по сигналам датчиков 13 и 14 давления газа на входе и выходе из компрессора с помощью второго блока 15 деления и первого функционального преобразователя 16. Формирование сигналов управления противопомпажным клапаном обеспечивается первым сумматором 9, третьим блоком 17 деления, блоком 18 дифференцирования, третьим задатчиком 11, вторым сумматором 12, четвертым задатчиком 19 и вторым функциональным преобразователем 20, подающим сигнал на привод 21 исполнительного механизма 22 противопомпажного клапана. Такое управление обеспечивает плавное регулирование перепуска газа с выхода на вход компрессора и вывод режима работы компрессора из зоны неустойчивой работы компрессора. 2 с.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19 (11) А1 (Si)S F 04 0 27/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

45 а ) фЪ

Г ОСУДАРСТВЕННЦЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4432818/24-06 (22) 30.05.88 (46) 07.09.90. Бюл. № 33 (71) Киевский институт автоматики им. XXU съезда КПСС, (72) В.И.Истомин и В.И.Рудоманов (53) 621.515(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1377461, кл. Р 04 D 27/02, 1986.

2 (54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ КОМПРЕССОРА ОТ ПОИПАЖА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУ1ЦЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение касается защиты компрессоров от помпажа и позволяет повысить надежность защиты за счет формирования сигнала управления противопомпажным клапаном пропорционально разности текущего и заданного относиl

1590676

Изобретение относится к защите ком-30 прессоров от помпажа.

Целью изобретения является повышение надежности защиты.

На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующего предла35 гаемый способ.

Устройство содержит датчик 1 пере-. пара давления газа на входе в ком.прессор, датчик 2 частоты вращения ротора компрессора, датчик 3 температуры газа на входе в компрессор, первый блок 4 деления, первый блок 5 умножения, первый задатчик 6, HtopQfi 7 и третий 8 блоки умножения, первый сумматор 9, второй 10 и третий 11 задатчики, второй сумматор 12, датчик

13 давления газа на входе в компрессор, датчик 14 давления газа на выгходе иэ компрессора,, второй блок 15 деления, первый функциональный преобразователь 16, третий блок 17 деления, блок 18 дифференцирования, четвертый задатчик 19, второй функциональный преобразователь 20, привод 21 исполнительного механизма противопомпажно55 го клапана, исполнительный механизм

22 противопомпажного клапана, третий функциональный преобразователь 23 и четвертый блок 24 деления. тельных запасов устойчивости работы компрессора с учетом скорости изменения текущего относительного запаса устойчивости работы компрессора. Текущий относительный запас устойчивости определяется как отношение разности текущего приведенного расхода и предельного расхода газа к величине предельного расхода газа, определяемой через степень сжатия по измеренным величинам давления газа на входе и выходе из компрессора. Текущий приведенный расход газа определяется IIQ

:измеренным величинам частоты вращения ротора компрессора, перепада давления газа на входе в компрессор и. температуры и давления газа на входе в компрессор с помощью соответствующих датчиков 2, 1,3 и 13, первого блока 4 деления, первого блока 5 умножения, третьего функционального преобразователя 23, первого задатчика 6, второго блока 7 умножения, второго

20 задатчика 10, четвертого блока 24 деления и третьего блока 8 умножения.

Предельный расход газа определяется по сигналам датчиков 13 и 14 давления газа на входе и выходе из компрессора с помощью второго блока 15 деления и первого функционального преобразователя 16. Формирование сигналов управления противопомпажным клапаном обеспечивается первым сумматором 9, третьим блоком 17 деления, блоком 18 дифференцирования, третьим задатчиком 11, вторым сумматором 12, четвертым эадатчиком 19 и вторым функциональным преобразователем 20, подающим сигнал на привод 2 1 исп,кчннтельного механизма 22 противопомпажного клапана. Такое управление обеспечивает плавное регулирование перепуска газа с выхода на вход компрессора и вывод режима работы компрессора из зоны неустойчивой работы компрессора. 2 с.п ° ф-лы, 1 ил.

Способ реализуется в устройстве следующим образом.

Сигналы датчиков 3 и 13 температуры и давления газа на входе в компрессор поступают на входы первого блока 4 деления, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный

Р1/Т к, где Р„- давление газа на входе в компрессор, Т вЂ” температура газа на входе в компрессор, С выхода первого блока деления сигнал поступает на первый блок 5 умножения, на другой вход которого поступает сигнал датчика 1 перепада давления газа ДР на измерительной диафрагме, установленной на входе в компрессор. Сигнал, пропорциональный h,P P /T, поступает на вход третьего функционального преобразователя 23, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный

Г

hP P

7 умножения, на другой вход которого подается сигнал первого задатчика 6.

На выходе второго блока 7 умножения формируется сигнал, пропорциональный ко Р /Р,. тие к — коэффициент. с выхода второго блока 7 умножения сигнал поступает на третий блок 8 умно" жения, на другой вход которого посту5 159 ,пает сигнал с выхода четвертого блока

24 деления, на входы которого поступают сигналы второго задатчика 10 и . датчика 2 частоты вращения ротора компрессора. На выходе третьего блока умножения формируется сигнал, пропорциональный приведенному текущеи< ДР Pi му расходу газа ЯК вЂ” —— и Т, где Q — - приведенный текущий расход газа; n — коэффициент; n — частота вращения ротора компрессора.

С выхода третьего блока 8 умножения сигнал поступает на первый сумматор 9, на другой вход которого поступает сигнал с выхода первого функционального преобраэователя 16. На вход последнего подается сигнал, пропорциональный степени сжатия ;, с выхода второго блока 15 деления, на входы которого поступают сигналы датчиков

13 и 14 давления газа на входе и вьг . ходе из компрессора. На выходе первого функционального преобразователя формируется сигнал, пропорциональный фА +БЕ+С, где Q > — предельное значение расхода газа; А,В,С вЂ” коэффициенты.

На выходе первого сумматора 9 формируется сигнал, пропорциональный разности Q --Q текущего и предельного расхода газа, который поступает на третий блок 17 деления, на другой вход которого поступает сигнал, пропорциональный Q>. На выходе третьего блока 17 деления формируется сигнал, пропорциональный Z=--"- где Z — от :Ъ

Э носительный текущий запас устойчивости работы компрессора.

С выхода третьего блока 17 деления сигнал, пропорциональный Z через блок 18 дифференцирования и непосредственно поступает на второй сумматор 12, на другой вход которого поступает сигнал четвертого задатчика 19.

На выходе второго сумматора 12 формируется сигнал, пропорциональный

y=Z-Z -mZ где у — контрольный сиг- . нал, йспользуемый для управления противопомпажным клапаном; Z > — заданное значение относительного запаса устойчивости, Š— скорость изменения текущего относительного запаса устойчивости; m — коэффициент.

С выхода второго сумматора 12 сигнал поступает на второй функциональпана с линейной характеристикой пло-, щади открытия от угла поворота), что обеспечивает плавное регулирование перепуска газа с выхода на вход компрессора и вывод режима работы компрессора из зоны неустойчивой работы.

Формула изобретения

1. Способ защиты компрессора от помпажа путем измерения на входе в компрессор перепада. давлений газа на измерительной диафрагме, температуры и давления газа, измерения частоты вращения ротора компрессора и давления газа на выходе из компрессора, форьирования по измеренным величинам контрольного сигнала и формирования сигнала открытия противопомпажного клапана по величине контрольного сиг"

45 нала, отличающийся тем, 50 что, с целью повышения надежности защиты, дополнительно по измеренным значениям" перепада давления газа, температуры и давления газа на входе в компрессор определяют величину приведенного текущего расхода газа через компрессор, по измеренным величинам давления газа на входе и выходе из компрессора определяют степень

0676 6 ный преобразователь 20, на другой вход которого поступает сигнал четвертого задатчика 19, равный о и оп5 ределяющий величину зоны нечувствительности, в пределах которой при выполнении условия )у (4,3 выходной сигнал второго функционального преобра» зователя 20 равен нулю. При увеличе

1ð нии модуля входного сигнала и выпол некии условия у > 3 на выходе второг@ функционального преобразователя формируется сигнал, пропорциональный входному сигналу x=Diy, где х — сиг15 нал, характеризующий степень открытие противопомпажного клапана; D — коэффициент.

С выхода второго функционального преобразователя 20 сигнал поступает

20 а привод 21 исполнительного механизма 22 противопомпажного клапана.

В качестве привода ?1 может быть использован, например, стандартный импульсный ПИД вЂ” регулятор типа РБИ1-П

25 совместно с магнитным усилителем

УИД-25. Исполнительный механизм 22 (например, типа МЭО-25/100) формирует сигнал перемещения противопомпажного клапана (например, шарового кла1590676

Составитель Л. Барышников

Редактор И.Горная Техред Л.Олийнык . Корректор Л. Патай.

Заказ ?673 Тираж 496 Подписное

РчИИПИ Государственного комитета ло изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская ваб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина,101 сжатия компрессора, по величине степени сжатия определяют значение предельного расхода газа, по полученным значениям текущего и предельного рас5 ходов газа определяют величину текущего относительного запаса устойчивости и скорость изменения относительного запаса устойчивости работы компрессора, контрольный сигнал форФ руют пропорциональным разности теКущего и заданного относительного

1 запаса устойчивости и величине скорости изменения относительного запаса у1стойчивости а сигнал открытия про тивопомпажного клапана формируют проПорциональным величине контрольного сигнала при превышении последним заданной величины.

2. Устройство для защиты компресСора от помпажа, содержащее датчик перепада давления газа на входе в компрессор, датчик частоты вращения ротора компрессора, последовательно со- 25 фдиненные датчик температуры газа на

Входе в компрессор, первый блок деления и первый блок умножения, последовательно соединенные первый задатчик, гитарой блок умножения, третий блок 3р умножения и первый сумматор, а также

Ьторой и третий задатчики, второй сумМатор и датчики давления газа на входе и выходе иэ компрессора, подключенные к второму блоку деления, о тл и ч а ю щ е е с я -тем, что оно дополнительно содержит последовательно соединенные первый функциональный преобразователь, третий блок деления и блок дифференцирования, последовательно соединенные четвертый задатчик, второй функциональный преобразователь и привод исполнительного механизма противопомпажного клапана, а также третий функциональный преобразователь и четвертый блок деления, подключенный входами к датчику частоты гращения и второму задатчику, а выхо-„ дом — к второму входу третьего блока умножения, причем первый сумматор подключен вторым входом к первому функциональному преобразователю, а выхо".. дом — к третьему блоку деления, второй сумматор подключен вторым и треть им входами к третьим задатчику и блока деления, а выходом — к второму функциональному преобразователю, датчики перепада давления, давления и температуры газа на входе в компрессор подключены соответственно к первому блоку умножения и первому блоку деления, третий функциональный преоб- . разователь подключен входом к первому блоку умножения, а выходом — к второму блоку умножения, вход первого функционального преобразователя подключен к второму блоку деления.