Способ защиты компрессора от помпажа и устройство для его осуществления

(19) (11) А ГОСУДАРСТВЕННЦЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМПРИ ПНТ СССР ОБРЕТ ЬСТВУ(57) Изобретение капрессоров от помпажсить надежность зарования сигнала упрпомпажным клапаномразности текущего и 18/24-06.90. Бюл, У 33кий институт автоматикиезда КПССстомин и В,И.Рудоманов15(0888)ское свидетельство ССкл. Р 04 П 27/02, 19 а и позволяет повыщиты за счет ормиления против опорциональн СР86. ого относи(21) 4432 (22) 30.0 (46) 07,0 (71) Киев им. ХХЧ съ ,(72) В.И.И (53) 621. (56) Автор В 1377461 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУЬЛИН 5)5 Р 04 0 27/ ИПРЕССОРА ОТ ПОИЕГО ОСУ 1 ЦЕСТВется защиты ком1590676 Изобретение относится к защите ком прессоров от помпажа,Целью изобретения является повышение надежности защиты.На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующего предла 35гаемый способ.Устройство содержит датчик 1 пере-.пада давления газа на входе в ком.прессор, датчик 2 частоты вращенияротора компрессора, датчик 3 температуры газа на входе в компрессор, первый блок 4 деления, первый блок 5 умножения, первый задатчик 6, второй 7и третий 8 блоки умножения, первыйсумматор 9, второй 10 и третий 11 задатчики, второй сумматор 12, датчик13 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, четвертыйзадатчик 19, второй Функциональныйпреобразователь 20, привод 21 исполнительного механизма противопомпажно 55го клапана, исполнительный механизм22 противопомпажного клапана, третийФункциональный преобразователь 23 ичетвертый блок 24 деления. тельных запасов устойчивости работыкомпрессора с учетом скорости изменения текущего относительного запасаустойчивости работы компрессора, Текущий относительный запас устойчивости определяется как отношение разности текущего приведенного расхода ипредельного расхода газа к величинепредельного расхода газа, определяемой через степень сжатия по измеренным величинам давления газа на входеи выходе из компрессора. Текущий приведенный расход газа определяется поизмеренным величинам частоты вращения ротора компрессора, перепада давления газа на входе в компрессор итемпературы и давления газа на входев 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 5 10 15 20 задатчика 10, четвертого блока 24 деления и третьего блока 8 умножения.Предельный расход газа определяетсяпо сигналам датчиков 13 и 14 давления газа на входе и выходе из компрессора с помощью второго блока 15деления и первого функциональногопреобразователя 16. Формирование сигналов управления противопомпажным клапаном обеспечивается первым сумматором 9, третьим блоком 17 деления,блоком 18 дифференцирования, третьимзадатчиком 11, вторым сумматором 12,четвертым эадатчиком 19 и вторым функциональным преобразователем 20, подающим сигнал на привод 21 испил нтельного 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.пф-лы, 1 ил. Способ реализуется в устройстве следующим образом.Сигналы датчиков 3 и 13 температуры и давления газа на входе в ком" прессор поступают на входы первого блока 4 деления, на выходе которого Формируется сигнал, пропорциональный Р 1/Т, где Р- давление газа на входе в компрессор, Т - 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 ЬРе Р /Т 1, поступает на вход третьего Функционального преобразователя 23, на выходе которого Формируется сигнал, пропорциональныйДР Р /Т, поступающий на второй блок 7 умножения, на другой вход которого подается сигнал первого задатчика 6. На выходе второго блока 7 умножения Формируется сигнал, пропорциональный К"БР Р/Т,. тие К - коэффициент, С выхода второго блока 7 умножения сигнал поступает на третий блок 8 умно" жения, на другой вход которого посту,пает сигнал с выхода четвертого блока24 деления, на входы которого посту- .пают сигналы второго задатчика 10 и .датчика 2 частоты вращения роторакомпрессора. На выходе третьего блока умножения Формируется сигнал,пропорциональный приведенному текущеи ДР Рму расходу газаК, --и Т,где 0 - приведенный текущий расходгаза; п 1 - коэффициент; и - частотавращения ротора компрессора.С выхода третьего блока 8 умножения сигнал поступает на первый сумматор 9, на другой вход которого поступает сигнал с выхода первого функцио"нального преобраэователя 16. На входпоследнего подается сигнал, пропорциональный степени сжатия ;, с выхода второго блока 15 деления, на входыкоторого поступают сигналы датчиков13 и 14 давления газа на входе и вьг.ходе из компрессора. На выходе первого функционального преобразователяФормируется сигнал, пропорциональныйфАР+В+С,где Я - предельноезначение расхода газа; А,В,С - коэффициенты.На выходе первого сумматора 9 формируется сигнал, пропорциональныйразности Я - 1 текущего и предельного расхода газа, который поступает натретий блок 17 деления, на другойвход которого поступает сигнал, пропорциональный Ц. На выходе третьегоблока 17 деления Формируется сигнал,пропорциональный Е="- где Е - от 0-0 юФносительный текущий запас устойчивости работы компрессора.С выхода третьего блока 17 деления сигнал, пропорциональный Е, через блок 18 дифференцирования и непосредственно поступает на второйсумматор 12, на другой вход которогопоступает сигнал четвертого задатчика 19,На выходе второго сумматора 12 формируется сигнал, пропорциональныйу=Е-Е -ш 2 , где у - контрольный сигнал, йспользуемый для управления противопомпажным клапаном; 2 - заданное значение относительного запаса устойчивости, Е- скорость изменения текущего относительного запаса устойчивости; щ - коэффициент.С выхода второго сумматора 12 сигнал поступает на второй Функциональ 0676 бный преобразователь 20, на другойвход которого поступает сигнал четвертого задатчика 19, равный о и определяющий величину зоны нечувствительности, в пределах которой при выполнении условия у3 выходной сигнал второго Функционального преобразователя 20 равен нулю. При увеличе 10 нии модуля входного сигнала и выполнекии условияу 3 на выходе второгофункционального преобразователя формируется сигнал, пропорциональныйвходному сигналу х=Реу, где х - сиг нал, характеризующий степень открытиапротивопомпажного клапана; Э - коэфФициент.С выхода второго Функциональногопреобразователя 20 сигнал поступает 20 на привод 21 исполнительного механизма 22 противопомпажного клапана.В качестве привода 21 может быть использован, например, стандартный импульсный ПИД - регулятор типа РБИ 1-П 25 совместно с магнитным усилителемУМД. Исполнительный механизм 22(например, типа МЭО/100) формирует сигнал перемещения противопомпажного клапана (например, шарового клапана с линейной характеристикой пло-,щади открытия от угла поворота), чтообеспечивает плавное регулированиеперепуска 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" нала, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения надежности защиты, дополнительно по измереннымзначениям" перепада давления газа,температуры и давления газа на входев компрессор определяют величину приведенного текущего расхода газа через компрессор, по измеренным величинам давления газа на входе и выходеиз компрессора определяют степень1590676 20 Составитель Л. БарышниковРедактор И.Горная Техред Л,ОлийныкКорректор Л. Патай. Заказ 2623 Тираж 496 ПодписноеРчИИПИ Государственного комитета ло изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "11 атент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 сжатия компрессора, по величине степени сжатия определяют значение предельного расхода газа, по полученным значениям текущего и предельного рас 5 ходов газа определяют величину текущего относительного запаса устойчивости и скорость изменения относительного запаса устойчивости работы компрессора, контрольный сигнал фор- Фрудт пропорциональным разности теКущего и заданного относительного запаса устойчивости и величине скорости изменения относительного запаса у 1 стОЙчивости а сигнал Открытия противопомпажного клапана формируют проПорциональным величине контрольного сигнала при превышении последним заданной величины. 2Устройство для защиты компресСора от помпажа, содержащее датчик Перепада давления газа на входе в компрессор, датчик частоты вращения ротора компрессора, последовательно со Фдиненные датчик температуры газа на Входе в компрессор, первый блок делефия и первый блок умножения, последовательно соединенные первый задатчик, Ьторой блок умножения, третий блок 3 О умножения и первый сумматор, а также Второй и третий задатчики, второй сумМатор и датчики давления газа на входе и выходе иэ компрессора, подключенные к второму блоку деления, о т"л и ч а ю щ е е с я .тем, что оно дополнительно содержит последоватеЛьносоединенные первый функциональныйпреобразователь, третий блок деленияи блок дифференцирования, последовательно соединенные четвертый задатчик, второй функциональный преобразователь и привод исполнительного механизма противопомпажного клапана, атакже третий функциональный преобразователь и четвертый блок деления, подключенный входами к датчику частотывращения и второму задатчику, а выхо-дом - к второму входу третьего блокаумножения, 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 второмуфункциональному преобразователю, датчики перепада давления, давления итемпературы газа на входе в компрессор подключены соответственно к первому блоку умножения и первому блокуделения, третий функциональный преоб- .разователь подключен входом к перво"му блоку умножения, а выходом - к второму блоку умножения, вход первогофункционального преобразователя подключен к второму блоку деления.