Способ защиты компрессора от помпажа и устройство для его осуществления

(5)5 Р 04 О 27/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОМ(71) Киевский институт автоматики им. ХХУсъезда КПСС(56) Авторское свидетельство СССРМ 1590676, кл, Р 04 О 27/02, 30,05.1989.(54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ КОМПРЕССОРА ОТ 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 выходе из копрессора, датчик 6 температуры окружающей среды, первый функциональЯО 1694991 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 пстоебителей. 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 сравнения 8, противопомпажный регулятор 9, датчик 10 частоты вращения ротора компрессора, блок деления 11 (фиг,З), умножитель 12 (фиг,З), второй блок сравнения 13, ",умматор 14 (фиг,З), селектор 15, второй функциональный преобразователь 16, датчик 17 давления газа в линии, датчик 18 температуры газа в линии, датчик 19 перепада давления газа на измерительной диафрагме, 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, тре 1694991тий 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 задатцика 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: 5 10 15 20 ния газа на 1-о Р 1 ЛР 25Сл КТ 1 гргде О - расход газа к 1-ому потребителю;Р - давление газа,ЬР 1 - перепад давле йизмерительной диафрагме,Т - температура газа;- коэффициент сжимаемости газа;р - плотность газа;К - коэффициент расхода газа через1-ую измерительную диафрагму,На вход первого блока умножения 30поступают сигналы, пропорциональныедавлению и перепаду давления газа, а навыходе формируется сигнал, пропорциональный величине произведения параметров Р ЬРь поступающий на первый входделителя 34, На вход третьего блока умножения 32 поступают сигналы, пропорциональные температуре и коэффициенту 45сжимаемости газа, а на выходе формируетсясигнал, пропорциональный величине произведения Т Л, поступающий на вход четвертого блока умножения ЗЗ, На второй входпоследнего поступает сигнал, пропорциональный коэффициенту плотности газа. Навыходе формируется сигнал, пропорциональный величине произведения Т Е Р,поступающий на второй вход делителя 34.На выходе делителя 34 формируется сигнал, 55пропорциональный величине отношенияпараметров Р Л Р/Т Е р, которыйпоступает на вход блока извлечения квадратного корня 35. На выходе последнегоформируется сигнал, пропорциональный1 р, поступаю- вход второго блока умножеой вход которого поступает рциональный коэффициенту о каждому потребителю. На блока умножения 31 формииональный величине величинещий на первыйния 31, на вторсигнал, пропорасхода газа ивыходе второгорует К 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; Рг-Р 1) пр =- Оо - в 1(Р 2 Р 1) где СЬр - и редел ьное значение суммарного приведенного расхода газа к потребителям;Оо - базовое значение расхода газа; в 1, в 2 - постоянные коэффициенты; Р 1 - давление газа на входе турбокомпрессора;Рг - 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:=0,-0 0 где пн - номинальное значение часготь( вращения турбокампрессора;п - частота вращения турбокомпресвораС( - суммарный приведенный расход газа к потребителям;Й - количество потребителей,Сигналы с выходов вычислителей 20 расхода газа в линиях поступают на соответствующие 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 вь(ходе которого формируется сигнал по соотношению: Пн = По + д 1 То " д 2 То2 где пн - номинальное з( дчение частоты вращения, турбокампрессордпо - базовое значение частоты вращения турбокомпрессора,То - температура акружд(ащега воздуха;а 1,а 2 - постоянные каэффицие(п ы.На выходе второго блока сравнения 1 (формируется разностный сигнал предельного и фактического значений суммарногоприведенного расхода газа к потребителя(и,который поступает на вход селектора 15.При выполнении условия сигнал с выхода селектора 15 проходит на вход противапампджнага регулятора 9, который формиоует сигнал управления на изменение расхода газа по отдельным потребителям, поступающий на третьи входы группы третьих блоков сравнения 25. При выполнении условия, что Л ОО устройство скорректирует расходы Газа па отдельным потребителям в сторону уменьшения разности сигналов да нулевого значения,Таким образом, введение в предлагаемый способ в качестве сигнала, характеризующего помпаж, импульса изменения суммарного приведенного расхода газа к потребителям позволяет повысить надежность защить( турбокампрессара от помпджа. 20 25 30 35 40 45 50 Формула изобретения 1, Способ зашиты компрессора от пом(.кд путем измерения давления газа на входе и выходе из компрессора, часта-ь. вращения ротора компрессора и темпе,:дту ры Окружающей среды, определения ПО измеренным параметрам величины контрольного сигнала и сравнения с заданньм значением, а также формирования сигнала коорекции по результатам сравнения. о тл и ч а (О щ и й с я тем, что, с цель,о павь(ц,ения надежности защиты компрессора, подключенного к линиям потребителей, снабженным регулирующими клапанами, дополнительно измеряют давление, температуру и перепад давления газа на изм,.рительнай диафрагме в каждой линии,определяют по измеренным величинам и регулиру(от расход газа в каждой линии в зависимости от сигнала коррек.(йи полученного расхода гдзд в этой линии. при- ЧЕМ ЗдДдННОЕ ЗндЦЕНИЕ КОНТРОЛЬНОГО сиГндлд формируют Б зависимости От чдстпты вращения ротора компрессора, температуры окружающей среды и сумм,( расходов газа в линиях потребителей, а сигнал коррекции падают нд ре(улиравание расхода в ЛИНИЯХ При П ОЕВЫШЕН ИИ рдэцасть(П Г)(1 Л- (еннага и заданно;о значений (;Онт;:,Ол(ГИОГО сигнала парОГОвай величины.устра(д(;тва для даши. ь( комп( ессс рд О пампджд, садеажащед датчики давления Газа Нд ВХОДЕ И ВЫХОДЕ ИЗ КОМПОЗССОРЗ, ДдТ- чик тдмпердтуоы Окр жзющей среды, первый 4.ункцио.(ельнь(й преабраза.-.атель, первьй блок сравнения, (1.-етивопспджныи реГулятаэ, д, дкже последовательна соединенные датчик частоты вращения ротаоа компрессора, блок деления, блок умножения и второй блок сравнения, О т л ич а,о щ е е с я тем, что оно дополнительно содержит сумматор, селектор, втаоай фу (кцианальный преобразователь и для каждой линии патребиеля - датчики давления, темпердтурь, :и перепада давления газа нд измерительной диафрагме, установленной в линии, вычислитель, первый, второй и треий зддатчики и последовательно соединенные четвертый задатчи , блок сравнения и регулятор расхода. подключенный к приводу регулирующего клапана, причем датчики давления, температурь(, перепада давления газа в линии, первый, второй и третий задатчики падклю(ены к вычислителю, выхОд последнего подключен к блоку сравнения, входы первого блока сравнения подключсны к датчикам давления газа на входе и выходе из кампоессора, а выход подключен к первому функциональному преабразавд 1694991телю, входы сумматора подключены к выходам вычислителей, э 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 гР Составитель А. БарышниковРедактор Н.Горват Техред М,Моргентал Корректор 6, Кравцова Производствен дательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10 каз 4147 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5