Способ защиты компрессора от помпажа

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН ЯЦ 13 А(57)телесзксплу ОБ ЗАЩИТЫ КОМПРЕС Изобретение троению и п тационнь ается задача о ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Патент США У 4230437кл. Г 04 Р 27/02, 1979. относится к двигазволяет улучшитьхарактеристики. Рееделения точки помам пересечения подческой хар-ки комщей во времени,пажа по координа страиваемой статпрессора, дрейфую и границы помпажа компрессора. Найценная точка помпажа задается в качестве минимально допустимого расхода для антипомпажного регулятораИзмеряются температура и давлениегаза на входе и выходе из компрессора и текущее время с момента промывки компрессора от загрязнений, ско"рость вращения вала компрессора соответствующими датчиками. По измеряе"мым величинам расхода газа и скорости вращения ротора определяетсязначение приведенного к скорости вращения ротора расхода газа, расходгаза в точке помпажа и минимальнодопустимый расход газа. Полученноезначение последнего подается на селектор 7, корректируя тем самым зтагонный сигнал регулятора 4 расхода,4 ил, 1 13054Изобретение относится к областизащиты компрессоров от помпажа.Целью изобретения является повышение надежности защиты.На Фиг. 1 представлена блок-схемаустройства, реализующего данный способ, на фиг. 2 - блок-схема первогоФункционального преобразователя,на фиг, 3 - блок-схема второго Функционального преобразователя, на 10Фиг. 4 - блок-схема третьего функционального преобразователяУстройство (Фиг, 1) для защитыкомпрессора 1 от помпажа регулированием перепуска через байпасныи клапан 2 содержит датчик 3 расхода газа, регулятор 4 расхода, датчик 5положения байпасного клапана, регулятор 6 давления, селектор 7, датчик8 давления газа на входе в компрессор, датчик 9 температуры газа навходе в компрессор, датчик 10 скорости вращения ротора компрессора, датчик 11 давления газа на выходе изкомпрессора и датчик 12 температурыгаза на выходе из компрессора, первый 13, второй 14, третий 15 и четвертый 16 Функциональные преобраэоватсли, блоки деления 17 и умножения18, второй вход 19 регулятора дав- ЗОления, входы 20-29 и выходы 30-31первого функционального преобразователя, входы 32-38 второго и входы39-45 третьего Функциональных преобразователей, 35Первый. функциональный преобразователь (фиг, 2) содержит блоки деления 46-49, умножения 50-55 и сумматоры 56-59,Второй Функциональный преобразова Отель (Фиг. 3) содержит блоки деления60-63, логарифмирования 64-66, сравнения 67 и 68, вычисления обратнойвеличины 69, возведения в степень70 и умножения 71-74. 45Третий Функциональный преобразователь (фиг. 4) содержит сумматоры 7586, блоки умножения 87-97, памяти98, деления 99-103, сравнения 104 и105 и возведения в квадрат 106-112, 50а также вход 113 сумматора 77, подключенный к источнику сигнала, равного единице,Предлагаемый способ реализуетсяследующим образом,При работе компрессора 1 сигналдатчика 3 расхода газа поступает нарегулятор 4 расхода, с выхода которо 41 2го сигнал подается на байпасныйклапан 2. Одновременно от датчика 5положения байпасного клапана, в качестве которого может быть использован датчик давления (если регулятор 4 - пневматический), сигнал поступает на регулятор 6 давления,на второй вход 19 которого подаетсяопорный сигнал, соответствующий полностью закрытому "байпасному клапану.На выходе регулятора 6 давления Формируется сигнал пропорциональноразности измеренного и опорного сигналов, который характеризует степеньзакрытия байпасного клапана и подается на вход селектора 7, на другойвход которого подается сигнал коррекции с выхода блока 18 умножения.На выходе селектора 7 Формируетсяэталонный сигнал, равный максимальному из поступающих на селектор сигналов и используемый в качестве за"дания регулятору 4 расхода,Р Т, Т- А+ В 1+ С - + Э Р Т, Т- (А - +В+С - +Э где 7. К - показатели сжимаемости ггаза,Р - измеренные значениядавления газа на входеи выходе из компрессора;Т - измеренные значениятемпературы газа навходе и выходе из компрессора,Т Коррекция эталонного сигнала осуществляется в зависимости от измеренных значений давления и температуры газа на входе и выходе из компрес" сора, текущего времени с момента промывки компрессора от загрязнений и скорости вращения ротора компрессора. Сигналы датчиков 8 и 11 давле ния газа на входе и выходе из компрессора соответственно, а также сигналы датчиков 9 и 12 температуры газа на его входе и выходе поступают на первый Функциональный преобразователь (Фиг, 2), на выходах которого Формируются сигналы, характеризующие показатели сжимаемости газа в соответствии с зависимостями1305441 А, В, С, О, Е, Р х = -,и 301- 1) 35 политропигде 40 маис мин 2 с(Т +Т,)Т -Т а 55 коэффициенты, поступающие в виде сигналовзадатчика на входы 529, 28, 27, 26, 21 и 20первого функционального преобразователя соответственно,С выходов 30 и 31 первого функцио нального преобразователя сигналы,пропорциональные Е и 2 соответ 1 Дственно, поступают на входы 34 и 35второго Функционального преобразователя (фиг. 3), на другие входы, которого поступают сигналы датчиков 8 и11 давления и датчиков 9 и 12 температуры газа на входе и выходе из компрессора (на входы 32, 37, "33 и 36 соответственно). На вход 38 второго 20функционального преобразователя поступает сигнал задатчика, пропорциональный К - газовый постоянной дан. ного газа.На входе второго функционального 25преобразователя (фиг. 3) формируется сигнал, характеризующий удельнуюполитропическую работу сжатиФ в соответствии с зависимостью ческий показатель; Н - удельная поли- тропическая работа сжатия.С выхода второго функционального преобразователя сигнал, пропорционалэ 5 ный Н, поступает на вход четвертого функционального преобразователя 16, на другой вход которого поступает сигнал датчика 10 скорости вращения ротора компрессора. На выходе четвертого Функционального преобразователя Формируется сигнал, пропорциональ- ный НУ = - 1иОгде У - работа сжатия газа 1и - скорость вращения роторакомпрессора. Одновременно сигналы датчиков расхода газа и скорости вращения ротора компрессора подаются на входы блока 17 деления, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный где Я - расход газа,Х - приведенный к скорости вращения ротора компрессорарасход газа,Сигналы, пропорциональные Х и У,с выходов блока 17 деления и четвертого функционального преобразователя поступают соответственно на входы 41 и 42 третьего Функционального.лреобразователя (фиг, 4), на вход45 которого поступает сигнал датчикатекущего времени с момента промывкикомпрессора от загрязнений, а навходы 39 и 40 - сигналы задатчика,пропорциональные ХХ , соответственно, характеризующие граничныезначения диапазона изменения Х. Навходы 44 и 43 третьего Функционального преобразователя поступают сигналы Т 1 Т , соответствующие начальномуи конечному времени интерваламежду промывками компрессора,Для учета влияния загрязнений характеристика компрессора определяется в виде функции у = Г(х, 1), аппроксимируемой полиномом второй степени:Коэффициенты а;(=1-6) полинома подстраиваются с учетом нормирования переменных х и с в диапазонах измене- ния х(х, х) и(Т, Т, ); Подстройка коэффициентов осуществляется по новому базису переменных Е (д=1,6) приводящих зависимость (1) к виду(3) макс ими )С выхода третьего функционального преобразователя сигнал, характеризую. щий приведенный к скорости вращения ротора компрессора расход в точке помпажа, поступает на блок 18 умножения, на другой вход которого подается сигнал датчика 10 скорости вра щенияротора компрессора, На выходе блока 98 умножения формируется сигнал, пропорциональный хп 3600, который характеризует минимально допустимый расход газа и подается на 45 селектор 7, корректируя тем самым эталонный сигнал регулятора 4 расхода. 13054467= а., Ей учетом зависимостиа., (ш) = а (ш)+0,5 фбУш 3-Е аш) Е ш,)к (2)Е Еш)0 где ш - текущий дискретный такт времени, подбирается экспериментально для конкретных компрессорных систем из диапазона 0,01-300 с.15Значение коэффициентов а .1 шЦ = 1-б) предыдущего такта хранятся в блоке 98 памяти и используются при расчете коэффициентов а ш 1 текущего такта в соответствии с зависимостью (2) (фиг, 4). Выходной сигнал третьего функционального преобразователя формируется в зависимости от коэффициентов а и текущего времени С с момента промывки компрессора от загрязнений в соответствии с зависимостьюа+а С2х (х -х ) +макс мин2 аЗО1Формула 6изобретения Способ защиты компрессора от помпажа регулированием перепуска через байпасный клапан газа, поступа" ющего с выхода компрессора на вход последнего, путем измерения расхода газа на входе в компрессор, сравнения измеренной величины с величиной эталонного сигнала, сформированного в зависимости от положения байпасно" го клапана., и подачи на байпасный клапан управляющего воздействия, пропорционального разности сравниваемых величин, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью повышения надежности защиты, дополнительно из" меряют скорость вращения ротора компрессора, давление газа на входе и выходе из компрессора, температуру газа на входе и выходе из компрессора и текущее время с момента промывки компрессора от загрязнений, по измеренным величинам давления и температуры газа на входе и выходе из компрессора определяют величину удельной политропической работы сжатия газа и, с учетом измеренной скорости вращенщ ротора компрессора, величину работы сжатия газа, по измеренным величинам расхода газа и скорос". ти вращения ротора компрессора определяют значение приведенного к скорости вращения ротора компрессора расхода газа, по полученным значениям последнего и .работы сжатия газа, а также по измеренному текущему времени с момента промывки компрессора от загрязнений и заданным величинам изменения во времени характеристик компрессора определяют приведенный к скорости вращения ротора ком- . прессора расход газа в точке помпажа, и, с учетом измеренной скорости вращения ротора компрессора, минимально допустимый расход газа, а по полученному значению последнего корректиру" ют величину эталонного сигнала1305441 Редактор А.Петро аказ 1412 Подписноеого комитета СССРний и открытийРаушская наб., д, 4/5 Производственно лиграфическое предприятие, г, Ужгород Погетндл 1 ИИПИ по 13035