Система управления аппаратами воздушного охлаждения


 


Владельцы патента RU 2532536:

Общество с ограниченной ответственностью "НПК "ОйлГазМаш" (RU)
Общество с ограниченной ответственностью "Газхолодтехника" (RU)

Изобретение относится к вентиляторным установкам регулируемой производительности. Система управления аппаратами воздушного охлаждения содержит регуляторы, датчики температуры, вентиляторы и теплообменники в аппаратах воздушного охлаждения, а также входной коллектор и выходной коллектор для охлаждаемой среды. В систему дополнительно введены датчик температуры охлаждаемой среды, установленный на входном коллекторе, датчик температуры охлажденной среды, установленный на выходном коллекторе, и администратор верхнего уровня, электрически связанный со всеми аппаратами воздушного охлаждения системы, а также с датчиками температур охлаждаемой среды и охлажденной среды, установленными на входном и выходном коллекторах. Администратор верхнего уровня включается в работу системы исключительно в случае планового или аварийного отключения одного или нескольких аппаратов воздушного охлаждения. Изобретение направлено на надежное обеспечение отказоустойчивости системы, упрощение ее аппаратного оформления. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к вентиляторным установкам регулируемой производительности, может быть использовано в системах транспортировки газа и в энергетических установках, где требуется охлаждение воздухом прокачиваемой через теплообменник рабочей среды для поддержания ее заданной температуры.

Необходимое понижение температуры природных и попутных нефтяных газов на газовых сборных пунктах, компрессорных станциях магистральных газопроводов и газоперерабатывающих заводах производят в том числе и за счет использования атмосферного воздуха в качестве охлаждающего агента.

Известна «Система автоматического управления аппаратами воздушного охлаждения природного газа», патент РФ №2291474, МПК G05D 1/00, F28F 27/00, содержащая частотно-регулируемый привод, управляющий работой электродвигателей вентиляторов и электрически связанный через блок обработки измерительной информации и автоматического управления с датчиками температуры, а также электронный блок датчиков температуры, вычислительный блок и два исполнительных устройства, электрически связанных с блоком обработки измерительной информации и автоматического управления и частотно регулируемым приводом.

Одним из недостатков вышеприведенной системы является достаточная сложность ее аппаратного оформления, что может влиять на снижение отказоустойчивости, надежности работы системы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению является «Система управления аппаратами воздушного охлаждения», патент РФ №2330993, МПК F04D 27/00, содержащая регулятор и датчик температуры охлаждаемой среды, вентиляторы с приводом, группу теплообменников, трубопроводы подвода к ним охлаждаемой среды и ее отвода в коллектор, из которого охлажденная среда поступает в отводящий трубопровод. Приводы имеют устройство изменения их частоты вращения, на вход которых поступает сигнал с выхода регулятора температуры, на первый вход регулятора поступает сигнал с датчика температуры, а на второй вход - сигнал о требуемой температуре охлаждаемой среды, при этом в качестве привода вентиляторов используются асинхронные электродвигатели.

Основным недостатком вышеприведенной системы является низкое обеспечение отказоустойчивости, поскольку при аварийном отключении центрального регулятора температуры, задающего базовую скорость вращения рабочих колес вентиляторов, прекращается работа всей системы охлаждения в целом.

Техническая задача заявляемого технического решения - надежное обеспечение отказоустойчивости системы, упрощение ее аппаратного оформления.

Технический результат достигается в системе управления аппаратами воздушного охлаждения, содержащей регуляторы, датчики температуры, вентиляторы и теплообменники в аппаратах воздушного охлаждения, а также входной коллектор и выходной коллектор для охлаждаемой среды, при этом в систему дополнительно введены датчик температуры охлаждаемой среды, установленный на входном коллекторе, датчик температуры охлажденной среды, установленный на выходном коллекторе, и администратор верхнего уровня, электрически связанный со всеми аппаратами воздушного охлаждения системы, а также с датчиками температур охлаждаемой среды и охлажденной среды, установленными на входном и выходном коллекторах. Администратор верхнего уровня включается в работу системы исключительно в случае планового или аварийного отключения одного или нескольких аппаратов воздушного охлаждения. Также при воздушном охлаждении в аппаратах системы используются электронно-коммутируемые вентиляторы со встроенной системой регулирования и управления.

Такое конструктивное выполнение заявляемой системы позволяет значительно повысить отказоустойчивость системы за счет введения Администратора верхнего уровня и датчиков температуры на входном и выходном коллекторах, т.е. появляется возможность контроля за работоспособностью независимых блоков аппаратов воздушного охлаждения (АВО), а также, при необходимости, появляется возможность оперативного вмешательства в работу независимых блоков АВО, корректировки уставки температуры охлажденной среды в выходном коллекторе с целью обеспечения надежной бесперебойной работы системы воздушного охлаждения в целом. Использование в заявляемой системе электронно-коммутируемых вентиляторов со встроенной системой регулирования и управления, то есть интегрирование приборов управления непосредственно в конструкцию электронно-коммутируемых вентиляторов, исключение большого объема кабельной продукции, значительно упрощает аппаратное оформление системы, положительно влияет на повышение ее отказоустойчивости.

Изобретение иллюстрируется рисунком, на котором показана схема системы управления аппаратами воздушного охлаждения, где:

ABO1 - ABOn - независимые блоки аппаратов воздушного охлаждения;

Д1 - Дn - датчики температуры охлажденной среды в независимых блоках аппаратов воздушного охлаждения;

Двх - датчик температуры охлаждаемой среды на входном коллекторе;

Двых - датчик температуры охлажденной среды на выходном коллекторе;

САУ - администратор верхнего уровня.

Система управления аппаратами воздушного охлаждения работает следующим образом. Объектом управления являются независимые блоки аппаратов воздушного охлаждения (АВО1, АВО2,…ABOn). Через входной коллектор по системе трубопроводов на вход каждого блока АВО подводят охлаждаемую среду, например природный газ, а через выходной коллектор - отводят. В каждом блоке АВО, на выходе, устанавливают датчики температуры (Д1, Д2…Дn определяющие температуру охлажденного природного газа, выходящего соответственно из блоков АВО1, ABO2,…ABOn. При этом каждый блок АВО в системе независим, имеет свою систему управления, автоматически регулирует и поддерживает заданную температуру охлажденного природного газа (Д1, Д2…Дn) независимо от других АВО. На выходном коллекторе системы управления устанавливают датчик температуры Двых, определяющий среднюю температуру охлажденного природного газа, т.е. окончательную температуру, с которой охлажденный природный газ отводят из выходного коллектора. Одновременно на входном коллекторе устанавливают датчик температуры Двх, показывающий первоначальную температуру природного газа, поступающего из магистрального трубопровода в систему управления независимыми блоками АВО. В систему управления вводят Администратор верхнего уровня, на входы которого подключают датчики температуры Двх и Двых, а выходы которого по интерфейсной линии связаны с системами управления каждого независимого блока АВО.

Администратор верхнего уровня не включается в рабочий процесс охлаждения в блоках АВО, а вводится в систему исключительно для контроля за ее работоспособностью и надежного обеспечения ее отказоустойчивости. Показания датчиков температур Двх и Двых постоянно поступают на вход Администратора верхнего уровня, который анализирует значения температур и, при необходимости, по интерфейсной линии, связывающей его со всеми системами управления всех работающих независимых блоков АВО, он включается в рабочий процесс, меняя уставку температуры в независимых блоках АВО.

При работе системы возможно плановое или аварийное отключение одного или нескольких блоков АВО. Администратор верхнего уровня определяет выключенный или вышедший из строя блок АВО посредством опроса по интерфейсной линии. Критерии выхода из строя следующие:

- 1. полностью отключен,

- 2. оставшихся рабочих вентиляторов недостаточно для поддержания температуры на заданном уровне (все рабочие вентиляторы АВО работают на номинальной частоте).

Для того чтобы сохранить температуру охлажденного природного газа в выходном коллекторе на заданном уровне, необходимо изменить уставку температуры оставшихся работоспособных блоков АВО в сторону уменьшения на определенное, вычисляемое, значение. Новая уставка температуры вычисляется Администратором верхнего уровня и передается по интерфейсной линии в системы управления всех оставшихся работоспособными блоков АВО.

В общем случае, при выходе из строя (выключении) m АВО, необходимо пересчитать уставку температуры (для датчиков Д1, Д2…Дn, за исключением датчиков температуры неработоспособных блоков АВО) выходного коллектора по формуле:

Ti=(n*Туст- m*Твх)/(n-m), где:

Ti - новая уставка каждого блока АВО,

Туст - уставка температуры на выходном коллекторе (для датчика Двых),

Твх - температура на входном коллекторе (показания датчика Двх),

n - общее число АВО системы,

m - количество вышедших из строя АВО системы.

Изменение уставки температуры каждого независимого блока АВО происходит один раз, после каждого изменения конфигурации системы. Остальное время работы системы Администратор верхнего уровня находится в режиме контроля за работоспособностью каждого блока АВО.

В составе каждого блока АВО заявляемой системы управления используются электронно-коммутируемые вентиляторы со встроенной системой регулирования и управления. Использование электронно-коммутируемых вентиляторов позволяет сконцентрировать приборы управления, интегрировать их непосредственно в конструкцию электронно-коммутируемых вентиляторов, отказаться от большого объема кабельной продукции, т.е. значительно упростить аппаратное оформление системы управления аппаратами воздушного охлаждения.

Введение в состав заявляемой системы управления Администратора верхнего уровня, электрически связанного с системами управления каждого независимого блока АВО, а также с датчиками температур охлаждаемой среды и охлажденной среды, установленными на входном и выходном коллекторах системы, который контролирует бесперебойную работу всей системы управления и, при необходимости, корректирует эту работу, надежно обеспечивает высокую отказоустойчивость системы управления в целом. Применение в заявляемой системе электронно-коммутируемых вентиляторов со встроенной системой регулирования и управления, то есть интегрирование приборов управления непосредственно в конструкцию электронно-коммутируемых вентиляторов, исключение большого объема кабельной продукции, значительно упрощает аппаратное оформление системы, положительно влияет на повышение ее отказоустойчивости.

Таким образом, использование заявляемого технического решения при воздушном охлаждении, например, природного газа, позволяет надежно обеспечить отказоустойчивость системы управления, значительно упростить ее аппаратное оформление.

1. Система управления аппаратами воздушного охлаждения, содержащая регуляторы, датчики температуры, вентиляторы и теплообменники в аппаратах воздушного охлаждения, а также входной коллектор и выходной коллектор для охлаждаемой среды, отличающаяся тем, что в систему дополнительно введены датчик температуры охлаждаемой среды, установленный на входном коллекторе, датчик температуры охлажденной среды, установленный на выходном коллекторе, и администратор верхнего уровня, электрически связанный со всеми аппаратами воздушного охлаждения системы, а также с датчиками температур охлаждаемой среды и охлажденной среды, установленными на входном и выходном коллекторах, при этом администратор верхнего уровня включается в работу системы исключительно в случае планового или аварийного отключения одного или нескольких аппаратов воздушного охлаждения.

2. Система управления по п.1, отличающаяся тем, что при воздушном охлаждении в аппаратах системы используются электронно-коммутируемые вентиляторы со встроенной системой регулирования и управления.



 

Похожие патенты:

Способ регулирования компрессора, включающего себя компрессорный элемент. При переходе от полной нагрузки или частичной нагрузки к нулевой нагрузке осуществляется процесс А, включающий в себя следующие этапы: снижение давления на входе в компрессорный элемент; снижение частоты вращения и/или крутящего момента, и/или при переходе от нулевой нагрузки к частичной или полной нагрузке осуществляется процесс В, включающий в себя следующие этапы: повышение частоты вращения или крутящего момента и повышение давления на входе в компрессорный элемент.

Предложена система для регулирования скорости вращения каждого из N двигателей с регулируемой скоростью вращения с помощью напряжения возбуждения, где N является целым числом, равным или превышающим 1.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в электронных системах (САУ) автоматического управления газотурбинными двигателями (ГТД).

Изобретение относится к компрессоростроению и касается конструкции диффузоров с регулируемым положением лопаток. Регулируемый диффузор центробежного компрессора содержит расположенные в корпусе компрессора между диафрагмой и стенкой диффузора лопатки, установленные с возможностью поворота и снабженные цапфами, размещенными в стенке диффузора и кинематически связанными с приводным валом посредством рычагов, поворотного диска и приводного рычага, размещенного между стенкой диффузора и торцевой стенкой корпуса и взаимодействующего с кривошипом и пальцем, установленными соответственно на торце приводного вала и периферии поворотного диска.

Изобретение относится к компрессоростроению. Описана система для сжатия газа, которая в некоторых вариантах осуществления содержит блок входных направляющих лопаток.

Изобретение относится к транспортировке многофазной углеводородной смеси по трубопроводам, проложенным по морскому дну. Перекачивающая станция на морской платформе содержит контейнер.

Компрессор газотурбинного двигателя содержит лопатки с изменяемым углом установки, содержащие лопасть, связанную посредством пластины (17) кольцевого контура с опорой, удерживаемую при повороте в отверстии кожуха (14).

Изобретение относится к области управления турбоагрегатами, в частности нефтеперекачивающими, водоотливными и компрессорными установками. Система автоматического управления турбоагрегатом содержит центробежный насос, электродвигатель, устройство для изменения частоты вращения ротора центробежного насоса, систему автоматического регулирования, обеспечивающую заданную частоту вращения ротора насоса, блок переключения входных сигналов частот, датчик давления на входе в насос и датчик давления на выходе из насоса, устройство измерения расхода жидкости, блок вычисления параметра, блок задания формы напорной характеристики насоса, блок задания формы характеристики КПД насоса, блок формирования режимных параметров насоса, определитель фактических режимных параметров насоса и трубопровода, блок вычисления фактической частоты вращения ротора, блок задания проектной характеристики трубопровода, определитель проектных режимных параметров насоса и трубопровода, блок вычисления проектной частоты вращения ротора.

Изобретение относится к области управления турбоагрегатами, в частности нефтеперекачивающими, водоотливными и компрессорными установками, включающими центробежные или осевые машины, и предназначено для обеспечения их работы с максимально возможным коэффициентом полезного действия независимо от изменения характеристики трубопровода.

Изобретение относится к области управления турбоагрегатами и направлено на обеспечение их работы с максимально возможным коэффициентом полезного действия не зависимо от изменения характеристики трубопровода.

Изобретение относится к воздушно-азотным компрессорным станциям, может быть использовано преимущественно в ракетно-космических стартовых комплексах для обеспечения потребителей сжатыми газами. Компрессорная станция дополнительно снабжена обратными клапанами 2 и запорными вентилями 11, 16, позволившими получать сжатый воздух требуемой кондиционности по содержанию паров масла и влаги при работе воздушных передвижных компрессорных установок 13 с использованием имеющихся в технологических линиях влагомаслоотделителей 3 и блоков осушки 4 и подавать его потребителям как через запорные вентили 7 и ресиверы 8, так и в обход ресиверов 8 через запорный вентиль 11 непосредственно по трубопроводу к пневмощиту выдачи 12. Кроме того, с целью повышения надежности обеспечения работы влагомаслоотделителей 3 и блоков осушки 4 на трубопроводах слива охлаждающей воды из влагомаслоотделителей установлены измерители скорости воды, которые выдают сигнал на пульт управления системы электроснабжения при уменьшении скорости воды ниже допустимой величины. Изобретение направлено на повышение эффективности использования технологического оборудования для получения требуемой кондиционности сжатых газов содержанию паров масла и влаги для обеспечения всех потребителей и самого ракетоносителя в процессе штатной подготовки к пуску. 3 ил.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания (ДВС) с турбонаддувом. Техническим результатом является расширение диапазона регулирования турбонаддува ДВС. Сущность изобретения заключается в изменении частоты вращения ротора с использованием гидроторможения для изменения количества масла, подводимого к подшипнику ротора, установленного в корпусе турбокомпрессора. Отвод масла регулируется путем поворота золотника, управляемого исполнительным механизмом. 1 ил.

Изобретение относится к области управления работой газотурбинных двигателей и может быть использовано для регулирования положения направляющих аппаратов компрессора авиационного газотурбинного двигателя. Система управления положением направляющих аппаратов компрессора двухвального газотурбинного двигателя содержит сумматор, имеющий возможность связи выходом с механизмом управления положением направляющих аппаратов, переключатель, выход которого связан с первым входом сумматора, первый и второй программные блоки, блок вычисления приведенной частоты вращения ротора низкого давления, связанный с датчиком частоты вращения ротора низкого давления и датчиком температуры воздуха на входе в двигатель. Система оснащена датчиком положения направляющих аппаратов и датчиком частоты вращения ротора высокого давления, компаратором, электрогидравлическим клапаном системы охлаждения турбины. Вход компаратора связан с датчиком частоты вращения ротора высокого давления, выход компаратора связан с электрогидравлическим клапаном системы охлаждения турбины. Переключатель имеет управляющий вход, который связан с выходом электрогидравлического клапана, а также первый и второй входы, связанные соответственно с выходами первого и второго программных блоков. Входы программных блоков связаны с выходом блока вычисления приведенной частоты вращения ротора низкого давления. Датчик положения направляющих аппаратов связан со вторым входом сумматора. Технический результат - повышение эффективности регулирования газотурбинного двигателя, позволяющее обеспечить снижение удельного расхода топлива при полете на крейсерских режимах. 1ил.

Изобретение относится к области перекачки газа и может быть использовано на компрессорных станциях при транспортировке газа через магистральные трубопроводы. Компрессорная станция для перекачки газа содержит газоперекачивающий агрегат с технологическим компрессором, приводом которого служит газотурбинная установка, включающая в себя осевой компрессор. На входе в технологический компрессор установлен охладитель газа. На входном тракте осевого компрессора газотурбинной установки установлен теплообменный аппарат, входной и выходной патрубки полости холодного теплоносителя которого соединены с выходным патрубком полости холодильного агента охладителя газа и входным патрубком компрессора теплоиспользующей холодильной машины, частью которой является охладитель газа. Изобретение направлено на снижение затрат энергии при сжатии газа в технологическом компрессоре и воздуха в осевом компрессоре газотурбинной установки, повышение эффективности работы компрессорной станции. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения температуры в первичном потоке двухвального двухконтурного турбореактивного двигателя. Изобретение предоставляет устройство для измерения температуры на входе компрессора в проточном канале первичного потока двухконтурного турбореактивного двигателя. Устройство содержит воздухонепроницаемую пустотелую конструкцию, образующую соединительный кронштейн (36b) разделительного корпуса (30) турбореактивного двигателя и выполненную с возможностью радиально проходить через проточный канал (16) для первичного потока, и проточный канал (18) для вторичного потока турбореактивного двигателя. Соединительный кронштейн (36b) имеет по меньшей мере одно воздухозаборное отверстие (44), открывающееся в проточный канал первичного потока на входе компрессора, и по меньшей мере одно воздуховыпускное отверстие (46), выполненное так, чтобы вести в зону турбореактивного двигателя, где окружающее давление меньше давления в проточном канале первичного потока на входе компрессора. Устройство включает в себя датчик (48) температуры, чувствительный элемент которого размещен внутри соединительного кронштейна. Технический результат - повышение точности получаемых данных. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к способу управления компрессором. Способ содержит следующие этапы: а) передача по меньшей мере одного заданного значения параметра компрессора, b) определение по меньшей мере двух значений регулирующего воздействия по меньшей мере двух исполнительных элементов компрессора на основе заданного значения, с) определение основанного на модели теоретического состояния компрессора на основе значений регулирующего воздействия, d) итерационная коррекция по меньшей мере одного из значений регулирующего воздействия в зависимости от теоретического состояния, е) управление по меньшей мере одним из исполнительных элементов на основе значения регулирующего воздействия. Изобретение направлено на повышение КПД. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления электродвигателем вентилятора, имеющего большой момент инерции. Технический результат заключается в уменьшении потребления электроэнергии из сети за счет использования энергии инерционных масс вентилятора. В способе управления электродвигателем вентилятора производительность вентилятора регулируют по среднему значению скорости электродвигателя между минимальными и максимальными скоростями. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к турбокомпрессорам. Новым в устройстве является то, что газоприемный корпус содержит профилированные фронтальный и радиальный каналы для подвода газов, соединенные с нижними левым и правым нагнетательными каналами газоприемного корпуса соответственно, верхние каналы которого являются перепускными для отвода газов, при этом каналы для подвода газов соединяются попарно с перепускными каналами через устройство управления производительностью турбины в виде двух параллельных поворотных задвижек, установленных на валиках на входе газоприемного корпуса с управлением посредством пневмодвигателей, а рабочее колесо при этом представляет комбинацию лопаток специального профиля выполненного на цилиндрической и тороидальной части с переходами от одной геометрической поверхности к другой. В данном устройстве достигается технический результат, выраженный в повышении КПД и вращающего момента на валу двигателя. Кроме того, достигается эффективное управление турбиной. 2 ил.

Изобретение относится к области эксплуатации цеховых регуляторов на компрессорных цехах компрессорных станций. В способе регулирования компрессорного цеха, включающем контроль расхода топливного газа, поочередно изменяют нагрузки групп ГПА, работающих в трассу, для чего двум ГПА группы одновременно меняют частоты вращения роторов турбин низкого давления в противоположных направлениях на одинаковую величину. Для нейтрализации влияния шумов на измерение КПД применяют программные фильтры с большими постоянными времени. Измерение измененного КПД производят после выдержки времени, превышающей не менее чем в 3…5 раз наибольшую постоянную времени фильтров. Направление каждого шага изменения частот вращения роторов турбин низкого давления определяют по знаку приращения КПД, полученного на предыдущем шаге, при этом окончанием оптимизации группы считают малое приращение КПД либо приближение рабочей точки ГПА к технологическому ограничению. Техническим результатом заявляемого способа является снижение расхода топливного газа, повышение КПД компрессорного цеха. 1 ил.
Наверх