194223

Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 21 1.1966 ( 1050510/24-6)с присоединением заявкил. 27 с, 13/О ПК Г 04 риоритет Комитет по делам изобретений н открытийик звания описания 24 Л.196 ПАСА БЕСПОМПАЖНОЙ РАБОКОМПРЕССОРА ИНДИКА нагнетате щих стан До последри после Настоящее изобретение относится к области защиты компрессоров от помпажа. Известно несколько типов антипомпажных устройств: одноимпульсные, двухимпульсные и двухимпульсные с коррекцией по третьему импульсу.Существующие одноимпульсные антипомпажные устройства не обеспечивают необходииого предохранения нагнетателя от помпажа при изменении, например, числа оборотов нагнетателя, температуры и давления засасы ваемого газа. Более сложные, двухимпульсные устройства, работающие например, по соотношению степень сжатия - расход газа, предполагают линейную или другую, заранее предопределенную зависимость характеристики границы помпажной зоны от регулирующего импульса. Кроме того, они не реагируют на изменение температуры газа перед нагнетателем, что в некоторых случаях приводит к такой настройке регулятора, которая не позво ляет использовать полностью зону возможных устойчивых режимов работы нагнетателя, Двухимпульсные устройства конструктивно сложны. Еще более сложными и дорогими являются устройства двухимпульсные с коррекцией по третьему импульсу.Одноступенчатые центробежныели применяются на газоперекачиваюциях магистральных газопроводов.него времени их устанавливали по т 30 довательно оез каких-либо предохранительных устройств из-за неэффективности существующих приборов. Параметры газа перед нагнетателями могут изменяться в широком диапазоне. В зависимости от количества перекачиваемого газа могут работать или все три нагнетателя, или два, или один, причем два нагнетателя могут работать в сочетаниях - первый и третий, первый и второй, второй и третий. В этих условиях невозможно создать простое универсальное устройство типа двухимпульсного и даже трехимпульсного, получающее регулирующие импульсы от внеш. них измерителей, реагирующих на изменение параметров газа в патрубках нагнетателя.Существенным недостатком является и то, что во время работы персонал станции не знает, как далеко режим работы нагнетателя находится от границы помпажа.Г 1 редложенный индикатор запаса беспомгажной работы компрессора выполнен в виде фазочувствительного усилителя, работающего в ключевом режиме с установленным на валу генератором опорных электрических импуль. сов для преобразования фазового сигнала переменной составляющей давления, поступающего от одного или двух малоинерционных электрических датчиков давления, в пропорциональный постоянный ток для указывающих приборов или антипомпажной защиты, Датчи 19422360 65 ки дявлеци 5 размещены В диффузОре компрессора за рабочим колесом.Описываемый индикатор может быть использован для создания автоматической антипомпажной защиты одноступецчатых нагнетателей ца газоперекачивающих станциях и в других областях техники. Кроме того, индикатор позволит обслукивающему персоналу станции наблюдать за положением режимной точки работы нагнетателя и удаления ее от зоны помпажа.На фиг. 1 приведена принципиальная схема индикагора; на фиг. 2 - эпюры скоростеи потока за рабо 1 им колесом при изменении режима работы цагнетателя,Индикатор содержит малоццерццонный электричсский приемник 1 (датчик) полного давления газа, вставле 5 цый в диффузор цагнетателя за рабочим колесом, маломощный генератор 2 опорных электрических импульсов, приводимый во вращение валом цагцетателя, два или один усилительца полупроводниках, фазочувствительное электронное устройство 4, встроенное в усилитель, и указывающий прибор (ца чертеже не показан), расположенный на пульте управления. Сложное взаимодействие между пограничным слоем и ядром потока приводит к тому, что кинетическая энергия затормокенного потока в пограничном слое оказывается недостаточной для преодоления возрастающего противодавления в диффузорном участке. В результате на лопатке турбомашицы в диффузорном участке, т. е. в месте восстановления давления, происходит срыв пограничного слоя,В зависимости от угла атаки дпффузорный участок цаблюдастся либо на задней, либо на передней сторое лопатки турбомашины. В предпомпажном режиме работы компрессора диффузорный участок образуется с задней стороны, у выходной кромки, в режиме торможений - с передней, у носика лопатки. В зоне срыва давление потока зависит от центробежных сил, действующих на частицы газа, а также От лияния массооомецаром потока и зоной срыва,В точке А (фиг, 2), где начинается срыв потока, относительная скорость потока в по 1 сЭГГРаццч 1101 с,1 ое 11 11 РО 11 звОД 1 Я 51, ---- 1 11д, / равня 1 отся нулю (и -- нормаль к поверхности лопатки). При изменении угла атаки противодавленце ц скорость потока в диффузорном участке изменяются, что ведет к изменению положения точки срыва, На положение точки срыва влияют также свойства газа, т. е. показатеп а 1111101 Ты и безмернь 1 е критер 11 ИО- добия Ре и М. В Явтомодс.1 ь 1 гой ооласти 11 и неизменном составе газа влияние Я, и М невелико, поэтому положенце точки срыва заьч 1- сит главным образом от угла натекания потока на лопатку.Срывная зона, изменяя циркуляцию ця ло 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 натке, влияет на перекос потока в выходном сечении лопаточцого канала рабочего колеса. Перекос потока за колесом определяется в пределах автомодельности по Й, и М (режимными параметрами работы ступени). Распределение приведенной безразмернойК,.скорости ,. =- -- :- на лопатке раоочего колесаКЧ,определяется коэффициентом напора который,как известно из практики, при неизменном показателе адиабаты зависит от дроссельногосопротивления в нагнетании и не меняется (впределах явтомодельности по Р, и М) отчисла оборотов ротора цагнетателя и параметров потока (давления и температуры) передцагнетатслем. При данном значении 1 существует вполне определенная эпюра безразмер 5;,ной скорости 6в выходном сеченииЮ Я.кяцяла рабочего колеса, а М не менее 0,3, т. е,цагнетатели работают в автомодельной области по й, и М. Следовательно, перекос потока в этих цагнетателях определяется режимными параметрами, Безмерная характерист 51 ка Ч: = в ,(р д данном случае однозначнаяпри всех возможных вариациях относительнотемпературы и давления перед нагнетателем,а также числа оооротов ротора (в рабочемдиапазоне),Работа индикатора. За рабочим колесомнагнетателя в диффузоре на расстоянии 8 -10 лл от колеса установлен безынерционныйэлектрический приемник 1 полного давлениягаза, например пьезоэлектрический. От датчика импульс давления через усилительподается на фазочувствительное устройство 4. Опорное напряжение для фазочувствительного каскада получается от маломощного генератора 2 переменного тока, выполненного в виде звездочки, закрепленной ца валу цагцетателя, и якоря-ярма с двумя неподвижными катушками, прикрепленного к корпусу, В одну катушку якоря подается постоянныи ток возбуждения, а со второй снимается переменный ток с частотой, возбуждаемой звездочкой. Якорь и звездочка выполнены из мягкого магнитного сплава. Число полюсов звездочки равно числу лопаток рабочего колеса нагнетателя. При вращении ротора частота возбуждаемого звездочкой переменного тока равна частоте импульсов давления, воспринимаемых датчиком-приемником полного давления. От пьезоэлектрического датчика давления, воспринимающего переменную составля 1 ощую давления, сигнал поступает на высокоомный вход электронного усилителя 3, выполненного на триоде по схеме с общим коллектором. После первого каскада сигнал, пройдя три каскада усиления, поступает на транзистор Т фазочувствительного каскада, Последний представляет собой цмпульсцыц194223 Индикатоп запаса бесГ 10 ъпакнои раоотыкомпрессора, от.ц 1 аюшГйгя тем. что, с 5 целью повышения надежности 1 нтппозажнозащиты и урощея кострукшш, о вы.олпе в виде фазочувствителыюго усилитсгя, работа 10 щего в ключевом рожмс с установленным ца валу генератором опорных элект рических импульсов для преобразовация фазового сигнала переменной составляющей давления, поступающего от одного цли двух малоицерцпоццых электрических датчков давления, помещенных в дцфс 1 узоре компрессора 15 за рабочим колесом, в проориоалыыйостояццый ток для указывающхриооров цлц анти аажно защиты. Составитель М. Миримсктор Е. Кречетова Тсхред Т, П. Курилко,оррск ы. Е, Г, Кочаиова и М, П. Ромашова Гирзь ооомитета по делам изобретений и открытий при СоветМосква, Центр, пр. Серова, д. 4 аказ 1379,ЦНИИПИ Полписнос ров СССР Мини Типография, пр. Сапунова, и каскад совпадений, Транзисторы 7, и 7 в этого каскада работают в ключевом режиме насыщения, характеризующемся прямоугольными или близими к пр 1 моугольць 1 м фронтами отсечск и ограничеГшыми токами насыщения при открытии триода (цри подаче положительной составляюГцей импульса ца базу триода). Они пропускают ток в одном направлении через нагрузку (рамку прибора или вход системы антипомпажной защиты), только при совпадеии фаз импульсов, поступающих от генератора опорных импульсов и от датчика давления. Изменение соотношения фаз прп изменении режима работы нагцетателя приводит к изменению времени протекания тока в цеп, т. е. к изменению величины результируюцего постояого тока в нагрузке. Г 1 редмет изобрете;ия