Способ защиты компрессора от помпажа и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к защите компрессоров от помпажа. Цель изобретения - повышение надежности защиты компрессора, подключенного к линиям потребителей, снабженным регулирующими клапанами. Это достигается тем, что, кроме измерения давления газа на входе и выходе из компрессора датчиками 4 и 5, частоты вращения ротора компрессора датчиком 10 и температуры окружающей среды датчиком 6, дополнительно измеряют давление, температуру и перепад давления газа на измерительной диафрагме в каждой линии потребителя датчиками 17-19, определяют фактический расход газа в каждой линии с помощью вычислителя 20 и регулируют этот расход регулятором 26 по рассогласованию между сигналом четвертого задатчика 24 и сигналом коррекции, поступающим с выхода противоположного регулятора 9, общего для всех потребителей. Сигнал на вход регулятора 9 подается от селектора 15 только в случае, если рассогласование суммарного расхода с заданным превышает пороговую величину, причем указанные величины определяются в зависимости от величин, измеренных датчиками 4,5,6 и 10 и от выходных сигналов вычислителей 20 в линиях 2. 3 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<я>5 F 04 0 27/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4696404/06 (22) 11,04.89 (46) 30,11.91. Бюл. ¹ 44 (71) Киевский институт автоматики им. XXY съезда КПСС (72) В,И. Истомин и Н.А. Ганич (53) 621;515 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1590676, кл. F 04 D 27/02, 30.05.1989. (54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ КОМПРЕССОРА 0Т

ПОМПАЖА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к защите компрессоров от помпажа. Цель изобретения— повышение надежности защиты компрессора, подключенного к линиям потребителей, снабженным регулирующими клапанами, Это достигается тем, что, кроме измерения давления газа на входе и выходе из компрессора датчиками 4 и 5, частоты вращения

Изобретение относится к защите компрессоров от помпажа.

Целью изобретения является повышение надежности защиты компрессора, подключенного к линиям потребителей, снабженным регулирующими клапанами.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства, реализующего данный способ; на фиг.2 — блок-схема блока контроля.

Устройство, представленное на фиг.1, для защиты от помпажа компрессора 1, подключенного к линиям 2 потребителей, снабженным регулирующими клапанами 3, содержит датчик 4 давления газа на входе в компрессор. датчик 5 давления газа на выЬ ходе из копрессора, датчик 6 температуры ок0ужающей среды, первый функциональ„„SU „„1694991 А1 ротора компрессора датчиком 10 и температуры окружающей среды датчиком 6, дополнительно измеряют давление, температуру и перепад давления газа на измерительной диафрагме в каждой линии потребителя датчиками 17 — 19, определяют фактический расход газа в каждой линии с помощью вычислителя 20 и регулируют этот расход регулятором 26 по рассогласованию между сигналом четвертого задатчика 24 и сигналом коррекции, поступающим с выхода противоположного регулятора 9, общего для всех пстребителей. Сигнал на вход регулятора 9 подается от селектора 15 только в случае, если рассогласование суммарного расхода с заданным превышает пороговую величину, причем указанные величины определяются в зависимости от величин, измеренных датчиками 4,5,6 и 10 и от выходных сигналов вычислителей 20 в линиях 2. 3 ил. ный преобразователь 7, первый блок срав- 0 нения 8, противопомпажный регулятор 9, Q датчик 10 частоты вращения ротора комп- фь рессора, блок деления 11 (фиг.3), умножи- ЧО тель 12 (фиг,3), второй блок сравнения 13, со .",умматор 14 (фиг.3), селектор 15, второй д функциональный преобразователь 16, датчик 17 давления газа в линии, датчик 18 температуры газа в линии, датчик 19 перепада давления газа на измерительной диафparve, вычислитель 20, первый задатчик 21, второй задатчик 22, третий задатчик 23, четвертый задатчик 24, третий блок сравнения

25, регулятор 26 расхода и привод 27 регулирующего клапана. Кроме того, на фиг.1 показаны блок 28 контроля, привод 29 компрессора, а на фиг.2 — первый, второй, тре1694991

10

Р«ЛР« с « «т л р

50

55 тий и четвертый блоки умножения 30 — 33, делитель 34 и блок извлечения квадратного корня 35, входящие в состав вычислителя, Способ осуществляют следующим образом, Газ, нагнетаемый компрессором 1 с приводом 29, поступает к линиям 2 потребителей, снабженным регулирующими клапанами 3, например, к нагнетательным газовым скважинам, В линиях подачи газа к потребителям установлены также датчики 18 температуры, датчики 17 давления газа и датчики 19 перепада давления на измерительных диафрагмах. Сигналы с выходов датчиков температуры, давления и перепада давления и первого задатчика 21 коэффициента расхода газа, второго задатчика 22, коэффициента сжимаемости и третьего задатчика 23 плот ности газа поступают на соответствующие входы вычислителя 20 расхода газа, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный расходу газа: где Q« — расход газа к I-ому потребителю;

Р« — давление газа, hP« — «1e er« «1eH «. 3 ;«a )-ой измерительной диафрагме, Т« — температура газа; коэффициент сжимаемости газа; р — плотность газа;

К« — коэффициент расхода газа через

I-ую измерительную диафрагму.

На вход первого блока умножения 30 поступают сигналы, пропорциональные давлению и перепаду давления газа, а на выходе формируется сигнал, пропорциональный величине произведения параметров P«ЛР«, поступающий на первый вход делителя 34, На вход третьего блока умножения 32 поступают сигналы, пропорциональные температуре и коэффициенту сжимаемости газа, а на выходе формируется сигнал, пропорциональный величине произведения Ti Z, поступающий на вход четвертого блока умножения 33. На второй вход последнего поступает сигнал, пропорциональный коэффициенту плотности газа. На выходе формируется сигнал, пропорциональный величине произведения Ti Z P, поступающий на второй вход делителя 34.

На выходе делителя 34 формируется сигнал, пропорциональный величине отношения параметров P«Л P«/T«Z р, который поступает на вход блока извлечения квадратного корня 35. На выходе последнего формируется сигнал, пропорциональный величине «««р, поступающий на первый вход второго блока умножения 31, на второй вход которого поступает сигнал, пропорциональный коэффициенту расхода газа по каждому и отреби тел e. H a выходе второго блока умножения 31 формируется сигнал и опо иональный величине

K«PI Л Р«/Т«2 р, который является выходным сигналом вычислителя 20 расхода газа и поступает параллельно на первый вход третьего блока сравнения 25 и на соответствующий вход сумматора 14 в блоке 28 контроля.

Сигналы с выхода вычислителя 20 и четвертого задатчика 24 расхода газа поступают на соответствующие входы третьего блока сравнения 25, на выходе которого формируешься разностный сигнал, поступающий на вход регулятора 26. Последний формирует сигнал управления на перемещение привода 27, регулирующего клапан 3 на линии 2 подачи газа к потребителю в сторону уменьшения разности сигналов заданного и фактического значений расхода газа до нулевого значения, Давление газа на входе и выходе из компрессора измеряется датчиками 4, 5 давления и поступает в виде электрических сигналов на соответствующие входы первого блока сравнения 8, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный разности входных сигналов, поступающий на вход первого функционального преобразователя 7. На выходе последнего формируется сигнал предельного значения суммарного приведенного расхода газа к потребителям по соотношению:

Qnp =- Qo a1(P2 Р1)+ B2(P2 Р1), где Q««p — и редел ьное значение суммарного приведенного расхода газа к потребителям;

Qo — базовое значение расхода газа; в1, в2 — постоянные коэффициенты;

Р1 — давление газа на входе турбокомпрессора;

P2 — давление газа на выходе турбокомпрессора.

Сигнал с выхода первого функционального преобразователя 7 поступает на первый вход второго блока сравнения 13, на второй вход которого поступает сигнал с выхода умножителя 12 в блоке 28 контроля пропорциональный величине:

/ пн н

16 4991

«j 0

Ла=Q-. Q 0 где nH — номинальное значение часготь, Вращения турбокомпрессора; п — частота вращения турбокомпресвора, Q — суммарный приведенный расход газа к потребителям;

N — количество потребителей, СИГналы с ВыхОДОВ Вычислителей 20 расхода газа в линиях поступают на соо.!ветствующие входы сумматора 14, а выходной сигнал последнего поступает на первый вход умножителя 12, на второй вход которого поступает сигнал с выхода блока деления

11, на первый и второй входы которого поступают сигналы с выходов второго функционального преобразователя 16 и датчика 10 частоты вращения турбокомпрессора.

Сигнал с выхода датчика 6 температуры окружающего воздуха поступает на вход второго функционального преобразователя 16, на выходе которого формируется сигнал по соотношению:

nH = no + а1То + а2Т, 2 где nH — номинальное зГ ачение астоты вращения турбокомпрессо,-ë.:::

no — базовое значение частоты вращения турбокомпрессора, Tg — температура окружа ощего воздуха; а1,32 — постоянные коэффицие1п ь

На выходе второго блока сравнения 13 формируется разностный сигнал предельного и фактического значений суммарного приведенного расхода газа к потребителям, который поступает на вход селектора 15. При выполнении условия сигнал с выхода селектора 15 проходит на вход противопомпажного регулятора 9, который формирует сигнал управления на изменение расхода газа по отдельным потребителям, поступающий на третьи входы группы третьих блоков сравнения 25. При выполнении условия, что Л Q О устройство скорректирует расходы газа по отдельным потребителям в сторону уменьшения разности сигналов до нулевого значения, Таким образом, введение в предлагаемый способ в качестве сигнала, характеризующего помпаж, импульса изменения суммарного приведенного расхода газа к потребителям позволяет повысить надежность защиты турбокомпрессора от помпажа.

4,0

Формула изобретения

1. Способ зашиты компрессора от помп; >ка путем измерения давления газа на

Входе и выходе из компрес Ора, часто-ь. вращения ротора компрессора и темпе,-ату ры окружающей среды, определения nv измеренным параметрам величины контрольного сигнала и сравнения с зада,;1;».fl

;;>:,ачением, а также формирования сигнала коорекции по результатам сравнения. о тп и ч а!o шийся тем, что, с цель;О повь,ц;ения надежности защиты компрессора, подключенного к линиям потребителей, снабженным регулирующими клапан-..ми, ДОПОЛНИтЕЛЬНO ИЗМЕРЯЮТ ДаВЛЕНИЕ, тЕМВЕратуру и пере ад давления газа на изм рительной диафрагме в каждой линии, определяют по измеренным величинам и регулируют расход Газа в каждой линии зависимости от сигнала корре..oçè полученногo расхода газа В этой линии. причем заданное значение контрольного сиГнала формирff!o! В ="ßýèñ!hìoñTè От часто ты Вращения ротора компрессора, температуры окружающей среды и сумм, расходов газа в линиях потребителей, а .-.игнал коррекции пorают на ре.улировани . pýoxoä В

ЛинияХ При ПРЕВЫШЕНИИ раЗНОС.ьЮ ГГОЛ4 1енно О!h заданно, о значений кон-,:;ОльноГО СИГhÝËЭ ПОPOÃOВО!! ЕЕЛ YЧИНЫ.

2, Устpo!hcTBo для заши ы комп оессооа

О- помпажа, содео. -.Вщее датчикv: давления газа на входе и af!xoде иэ компоессора, датчик температуры Окр жзющей среди, Г:ерВ b! é (i. у;-. к ц и о н е л ь н ы и п р е О б р а з О.-.. атель, первый блок сравнения, np:."тивопсмпажнь!й реГулятоэ, 3 -.1KAi последовательно соединенные датчик частоты Вращения ротооа компрессора. блок деления, блок умножения и второй блок сравнения, О т л ич а ю щ е е с я тем, что оно дополнительно содержит сумматор, селектор, второй функциональный преобразователь и Для каждой линии потребителя — датчики Давления, температурь, :и перепада давления газа на измерительной диафрагме, установленной в линии, вычислитель, первый, sTopoA и тре.ий задатчики и последовательно соединенные четвертый задатчи.с, блок сравнения и регулятор расхода. подключенный к приводу регулирующего клапана, причем датчики давления, температурь., перепада давления газа в линии, первый, второй и трет. и задатЧИКИ ПОДКЛЮЧЕНЫ К ВЫЧИСЛИТЕЛЮ, ВЫХОД ПОследнего подключен к блоку сравнения, входы первого блока сравнения подключены к датчикам давления газа на входе и выходе из компрессора, а выход подключен к первому функциональному преобразова1694991 телю, входы сумматора подключены к выходам вычислителей, а выход — к блоку умножения, вход второго функционального преобразователя подключен к датчику температуры окружающей соеды, а выход — к 5 второму входу блока деления, второй вход второго блока сравнения подключен к первому функциональному преобразователю, а выход — к селектору,. вход противопомпажного регулятора подключен к селектору, а выход- к блокам сравнения линий потребителей.

1694991

Составитель А. Барышников

Техред М. Моргентал Корректор О,Кравцова

Редактор Н.Горват

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101

Заказ 4147 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5