Система противопомпажной защиты компрессорной установки Советский патент 1984 года по МПК F04D27/02 

: . .: uMik отниеиггя К з;1:; :тг от поч: : ..;.. :.. -.i.pr,-,pLbix чта11ОВ()к.

i i ;i.:-Tii;) .-sKTCMd iipoтивono ;iui/хиой заIII;::, l.....u хстановки с pi:B() ,,; ; ;: пт ;Ггг;;:-:1-м i.B iгате/1Я, ct;;ie;i t aij;.aJi :ив.Я1:ия газа на нходе и выходе 111 u;)i ijUCi4)p4. с::абже 1Н()го заи итно11 сеткой, ,i,a давдепия isa защитной сетке, piM-v.::г;(1рь: плавного и релейного перенуска га а, клапан аварийной отсечки топлива. ; лч: ;;--,1 1.тавного и релейного перепуек, r,4ui и гюг/рдовательпо соединенные оборотов ротора компрессора, ,житель, ло1ическое устройство, регулятор оборотов ротора компрессора и топливный клапан, причем датчик перепада давлепия на защитной сетке, регулятор оборотов, выходы регуляторов релейного и плавного перепуска газа и клапаны плавного и релейного перепуска газа и аварийной отсечки топлива подключены к логическому устройству 1J,

Однако система не обеспечивает требуемой 1 адежпоети защиты от помпажа компрессорной установки.

Целью изобретения является повышение надежности запипы.

Указанная пел1 достигается тем, что система противопомпажной защиты компрессоргюй устано 5ки с приводом от газотурбинного двигателя, содержащая датчики давления i аза па входе и илходе из компрессора, снаб/гш }ги .аииггной сеткой, датчик перепила ..анлепия па защитной сетке, регуляторы i.iiiiH) (1 и релейного перепуска газа, кла::Г,г арии1юй (ггсечки топлива, клапаны :,.ioro ii ре, iefiiioro перепуска газа и пое.е1г:ч.ч г;-,:ьно соединенные датчик оборот М-, e.T.i;:;; кслифессора, вычислитель, логи ;;. упройство, регулятор оборотов рото ., -,-.;iipeeeopa и топливный клапан, причем er |:е(1епада давления на защитной сет ,,-: т 1Я 1ор оборотов, выходы регуляторов : ,:..:.ijro И п,тавпо Т) перепускн газа и кла,,i i,i плавного и релейного перепуска газа л аварийной отсечки топлива подключены к логическому устройству, дополнительно со,.|е|1жит блок деления, подключенный входал;11 к датчикам давления газа на входе и выходе из компрессора, а выходом - к вычиелителю, причем выходы последнего подллючены к регуляторам плавного и релейного перепуска газа.

На чертеже представлена блок-схема системы,

Сиегема иротивопомпажной запяиты компрессорпой установки с приводом от газотурбинного двигателя содержит датчик 1 давления газа на входе и датчик 2 давления газа на выходе из компрессора 3, снабженного защитной сеткой 4, датчик 5 перепада давления на защитной сетке, регулятор 6 : лавно|-о перепуска газа и регулятор 7 релейного перепуска газа, клапан 8 аварийной

отеечки то11лива, клапан 9 плавного переиуека газа, клапан 10 релейного перепусг:я газ.а и пое,ледовате,аьно соединенные датчик 1 ; оборотов ротора компрессора, вычие,1итель 12, логическое устройство 13, регулятор 14 оборотов ротора компрессора и топливный клапан 15, а также блок 16 деления. Кроме того, на фиг, 1 показаны воздущный компрессор 17, камера сгорания 18, газовая турбина 19 и силовая турбина 20 газотурбинного двигателя, первый сум,матор 21, второй сумматор 22, функциональный преобразователь 23 и задатчик 24, входящие в состав вычислителя, первый усилитель 25, первый триггерный модуль 26 и первый модуль 27 обратной связи, входящие в состав регулятора плавного перепуска, третий сумматор 28, второй усилитель 29, второй триггерный ,модуль 30, второй модуль 31 обратной связи и привод 32 топливного клапана, входящие в состав регулятора оборотов ротора ко,мпрессора, а также первая, вторая, третья и четвертая схемы И 33-36, схема ИЛИ 37, схема НЕ 38, привод 39 клапана релейного перепуска газа, привод 40 клапана плавного перепуска газа и узел 41 ко,ммутации, входящие в состав логического устройства.

Система работает следующи,м образом. При работе компрессорной установки датчики 1 и 2 измеряют давление газа во входном и выходно,м патрубках компрессора 3, Сигналы датчиков 1 и 2 поступают на входы блока 16 деления, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный отнощению сигнала датчика 2 к сигналу датчика 1, Выходной сигнал блока 16 деления, соответствующий величине степени сжатия компрессора, и выходной сигнал датчика 11 оборотов ротора компрессора поступают на входы вычислителя 12, в котором определяется положепие рабочей точки на газодинамической характеристике компрессора, т, е, режи,м работы компрессора. Выходные сигналы вычислителя 12 формируются путе,м сравнения вычисленного значения параметра, характеризующего рабочий режим с заданными значениями, соответствующими предпомпажной и предельно допустимой предпомпажной границам работы компрессора,

В качестве параметра, характеризующего рабочий режим, используется число оборотов ротора компрессора, которое сравнивается в первом сумматоре 21 с предельно допустимы,м значением, формируемым на выходе функционального преобразователя 23, реализующего зависимость п k, где k - постоянный коэффициент; ,к - степень сжатия компрессора.

Пои из,:епении режима работы ко,мпрессора и емещ,ениирабочей точки за предпомпажную границу сигнал рассогласования с выхода вычислителя 12 поступает на входы

регулятора 6 плавного перепуска газа и : пгического устройства 13.

Регулятор 6 плавного перепуска газа реализует функцию «

y(t)«.Lt(t)+ 4 где ytt) -выходной сигнал регулятора; л -коэффициент передачи; (.i) -сигнал рассогласования, определяемый как алгебраическая сумма входных сигналов;

, постоянная времени интегрирования.

Требуемый пи-закон регулирования реализуется первым усилителем 25 с первым модулем 27 обратной связи на RC-элементах и первым триггерным модулем 26, который представляет собой трехпозиционное реле и состоит из нуль-органа с регулируемой зоной возврата и двух ключей, коммутирующих в зависимости от полярности сигнала рассогласования соответствующую внещнюю цепь.

При отсутствии поступающего на третью схему И 35 от регулятора 14 сигнала снижения оборотов (с выхода второго триггерного модуля 30) логическое устройство 13 подключает выход регулятора 6 к приводу 40 клапана 9, реализуя тем самым плавный перепуск газа. При наличии поступающего на четвертую схему И 36 от регулятора 14 сигнала снижения оборотов логическое устройство 13 подключает выход вычислителя 12 через узел 41 коммутации и третий сумматор 28 ко входу регулятора 14 оборотов ротора компрессора, который, воздействуя на топливный клапан 15, ограничивает дальнейщее снижение частоты вращения.

lipii :.; 1Ы10и:11См и,- i/ iv ч; i .;и : . 6ciTi.-i компрессора ii см(.ч:им;ии рабоче -, гс i кп яа предельно допустимую предпомпа/кную границу сигнал рассогласования с выхода второго сумматора 22 (с учетом сигнала задатчика 24) поступает на вход peiy.mтора 7 релейного перепуска газа, на нт(У)ую схему И 34, и с ее выхода - на привод 39 клапана 10, реализуя релейный перепуск газа.

Регулятор 7 релейного перепуска газа

0 является двухпозиционным устройством, реализующим функцию

М Ш М 141

.

при х(Х

О при Х(Х-Д

где Q -выходной логический сигнал регу5лятора;

X - входной сигнал; « -порог срабатывания; А -зона возврата.

При поступлении на вход логического устройства 13 сигнала от датчика 5, соответ0ствующего засорению защитной сетки 4, и при наличии сигнала на выходе регулятора релейного перепуска на выходе первой схемы И 33 формируется сигнал блокировки приводов 32, 39 и 40 и отсечки топлива путем

5 закрытия клапана 8, вследствие чего происходит аварийный останов компрессора.

Таким образом, введение в систему блока деления, подключенного входами к датчикам давления газа на входе и выходе из компрессора, а выходом - к вычислителю, позволило повысить надежность защиты компрессора за счет вычисления степени сжатия и более точного определения текущего режима работы компрессора.

СИСТЕМА ПРОТИВОПОМПАЖНОЙ ЗАЩИТЫ КОМПРЕССОРНОЙ УСТАПОВКИ с приводом от газотурбинного двигателя, содержащая датчики давления газа на входе и выходе из компрессора, снабженного заолитной сеткой, датчик перепада давления на защитной сетке, регуляторы плавного и релейного перепуска газа, клапан аварийной отсечки топлива, клапаны плавTonmSo ного и релейного перепуска газа и последовательно соединенные датчик оборотов ротора компрессора, вычислитель, логическое устройство, регулятор оборотов ротора компрессора и топливный клапан, причем датчик перепада давления на защитной сетке, регулятор оборотов, выходы регуляторов релейного и плавного перепуска газа и клапаны плавного и релейного перепуска газа и аварийной отсечки топлива подключены к логическому устройству, отличающаяся тем, что, с целью повыщения надежности защиты, она содержит блок деления, подключенный входами к датчикам давления газа на входе и выходе из компрессора, а выходом - к вычислителю, причем выходы последнего подключены к регуляторам плавного и релейного перепуска газа. « (Л о оо Ci го N3 СО