Способ регулирования турбокомпрессорной станции Советский патент 1988 года по МПК F04D27/00 

(Л

Изобретение относится к автоматическому регулированию турбокомпрес- сорной станции с группой параллельных компрессорных агрегатов и позволяет повысить точность регулирования при использовании способа на магистральном газопроводе с несколь

Фие.Г

ними турбокомпрессорными станциями. На ручных задатчиках 17-20 устанавливают заданные значения коэффициентов гидравлического сопротивления линейного участка ..газопровода, расхода газа через компрессоры, сжимаемости газа, давления газа на входе следующей компрессорной станции соответственно. На соответствующие входы задатчика 14 давления газа поступают сигналы, пропорциональные давлению и температуре газа в коллекторе 1 всасывания, и перепада давлений на измерительных устройствах 15 компрессоров 3, от датчиков 12, 13 и 16. На выходе задатчика давления газа вырабатывается сигнал заданного давления газа в общем коллекторе нагнетания согласно определенному соотношению. Сигналы, пропорциональные заданному и фактическому значениям давлеИзобретение относится к автоматическому регулированию турбокомпрес- сорной станции с группой параллельных компрессорных агрегатов.

Цель изобретения - повьппение точности регулирования при использовании способа на магистральном газопроводе с несколькими турбокомпрессорными станциями.

На фиг.1 показана блок-схема устройства для осуществления способа; на фиг.2 - задатчик давления газа в коллекторе нагнетателя.

Устройство регулирования турбо- компрессорной станции состоит из коллекторов всасывания 1, нагнетания 2 и группы параллельных центробежных компрессоров 3 с газотурбинными приводами 4, которые оснащены контурами регулирования частоты вращения компрессорных агрегатов. Последние включают нелинейный элемент 5, блок 6 сравнения, регулятор 7 частоты вращения, датчик 8 частоты вращения, вход которого соединен с центробежным компрессором 3, а выход - с входом блока 6 сравнения. Входы нелинейных элементов 5 соединены с выходом общего регулятора 9 давления газа, вход которого соединен с выходом

ния газа, поступают на два входа блока 10 сравнения, выход которого соединен с общим регулятором 9 давления в коллекторе 2 нагнетания. На выходе последнего вырабатывается сигнал управления по частоте вращения компрессоров. Сигнал управления с общего регулятора давления поступает на группу параллельных нелинейных элементов 5, которые используются для коррекции заданного значения частоты вращения с учетом индивидуальных особенностей турбокомпрессоров. Сигналы заданных значений частоты вращения с выходов нелинейных элементов поступают на индивидуальные контуры стабили.зации частоты вращения турбокомпрессоров, которые включают блок 6 сравнения, регулятор 7 частоты вращения,газотурбинный привод 4 и датчик 8 частоты вращения. 2 ил

блока 10 сравнения.Первый вход блока 10 сравнения соединен с выходом датчика 11 давления газа в коллекторе нагнетания.

tj Устройство оснащено датчиками давления 12 и температуры 13 газа в коллекторе всасывания, выходы которых соединены с соответствующими входами задатчика 14 давления газа

0 в коллекторе нагнетания. На входе компрессоров установлены измерительные устройства 15, выходы которых соединены с входами датчиков 16 перепада давления. Выходы последних

5 соединены с соответствующими входами задатчика 14 давления газа,выход которого соединен с вторым входом блока 10 сравнения.

В устройстве используются ручные

0 зздатчики 17-19 коэффициента гидравлического сопротивления линейного участка магистрального газопровода, коэффициента расхода газа через измерительное устройство, коэффициента

5 сжижаемости газа, задатчик 20 давления газа на входе следующей компрес- ,сорной станции.

Задатчик 14 давления газа на выходе компрессорной станции предназ0 начен для определения расчетного

3

значения давления газа, которое при известном расходе газа через компрессорную станцию обеспечивает заданное давление газа на входе следующей компрессорной станции. Задатчик представляет собой аналоговое вычислительное устройство (фиг.2). На схеме стрелками 12, 13, 16, 17, 18, 19, 20 показаны входы от соответствующих блоков (фиг.1). Блок-схема состоит из группы параллельных регулируемых потенциометров 21, входы которых соединены с датчиками 16 перепада

3

давления на входе компрессоров. Движ- давле йия газа в общем коллекторе нагки потенциометров соединены с задат- чиком 18 коэффициента расхода газа через турбокомпрессор.

Выходы потенциометров 21 соединены с соответствующими входами первого сумматора 22, выход которого соединен с первым входом множительного устройства 23, второй вход которого соединен с выходом регулируемого потенциометра 24. Вход последнего соединен с датчиком 12 давления газа в коллекторе всасывания. Движок потенциометра соединен с датчиком 17 коэффициента гидравлического сопротивления линейного участка магистрального газопровода.

Выход множительного устройства 23 соединен с первым входом устройства 25 деления, второй вход которого соединен с выходом регулируемого потенциометра 26. Вход последнего соединен с датчиком 13 температуры газа в коллекторе всасывания. Движок

потенциометра соединен с задатчиком 19 коэффициента сжимаемости газа. Выход устройства 25 деления соединен с вторым входом второго суммирующего устройства 27, первый вход которого соединен с выходом квадратора 28.

нетания согласно соотношению

го

-(6)

10

+ К

PLA

4Р

20

где

25

10

20

30

35

ЛР.

40

заданное давление газа на входе следующей компрессорной станции; заданное давление газа в коллекторе нагнетания; коэффициент гидравлического сопротивления линейного участка газопровода; коэффициент расхода газа через cтaнциюj коэффициент сжимаемости газа;

давление газа в коллекторе всасывания; температура газа в коллекторе всасывания; перепад давления на входе i-ro агрегата; количество работающих агрегатов.

Сигналы, пропорциональные заданному и фактическому значениям давления газа, поступают на два входа Вход последнего соединен с задатчиком . Q сравнения, выход которого

20 давления газа на входе следующей компрессорной станции. Выход второго сумматора 27 соединен с функциональным преобразователем 29, выход которого является выходом 10 задатчика 14 давления газа регулируемой турбо- компрессорной станции.

Устройство регулирования турбо- компрессорной станции работает следующим образом.

На ручных задатчиках 17-20 устанавливают заданные значения коэффициентов гидравлического сопротивления линейного участка газопровода.

соединен с общим регулятором 9 давления в коллекторе 2 нагнетания. На выходе последнего вырабатывается сигнал управления по частоте враще50 ния компрессоров.

Сигнал управления с общего регу лятора давления поступает на группу параллельных нелинейных элементов 5, которые используются для коррекции

gg заданного значения частоты вращения с учетом, индивидуальных особенностей турбокомпрессоров по отношению а

,30,

+а,Пз

Ь,п

(7)

70313

расхода газа через компрессоры, сжимаемости газа, давления газа на входе следующей компрессорной станции соответственно. На соответстпуюп1ие входы задатчика 14 давления газа поступают сигналы, пропорциональные давлению и температуре газа в коллекторе 1 всасывания, и перепада ,Q давлений на измерительных устройствах 15 компрессоров 3 от датчиков 12, 13 и 16.

На выходе задатчика 14 давления газа вырабатывается сигнал заданного

нетания согласно соотношению

-(6)

10

+ К

PLA

4Р

20

где

5

10

20

0

5

ЛР.

0

заданное давление газа на входе следующей компрессорной станции; заданное давление газа в коллекторе нагнетания; коэффициент гидравлического сопротивления линейного участка газопровода; коэффициент расхода газа через cтaнциюj коэффициент сжимаемости газа;

давление газа в коллекторе всасывания; температура газа в коллекторе всасывания; перепад давления на входе i-ro агрегата; количество работающих агрегатов.

соединен с общим регулятором 9 давления в коллекторе 2 нагнетания. На выходе последнего вырабатывается сигнал управления по частоте враще0 ния компрессоров.

Сигнал управления с общего регу лятора давления поступает на группу параллельных нелинейных элементов 5, которые используются для коррекции

g заданного значения частоты вращения с учетом, индивидуальных особенностей турбокомпрессоров по отношению а

,30,

+а,Пз

Ь,п

(7)

где

3(

513

- сигнал заданной

,

тоты вращения для i- го компрессорного агрегата:

- сигнал смещения час тоты вращения i-ro компрессорного агрегата;

п - сигнал по частоте вращения на выходе общего регулятора давления:

а, Ь - постоянные коэффициенты для i-ro комп- рессорного агрегата;

,2,..,m - порядковый номер турбокомпрессора.

Сигналы заданных значений частоты вращения с выходов нелинейных элементов поступают на индивидуальные контуры стабилизации частоты вращения турбокомпрессоров, которые включают блок 6 сравнения, регулятор 7 частоты вращения, газотурбинный привод 4 и датчик 8 частоты вращения.

Формула изобретения

Способ регулирования турбокомпрес- сорной станции с несколькими парал- лельнымп компргпсорными агрегатами, подключенными к общим коллекторам всасывания и нагнетания путем воздействия общего регулятора давления газа в коллекторе нагнетания на индивидуальные .контуры регулирования час тоты вращения компрессорных агрегатов по сигналу рассогласования фактического и заданного давлений газа в общем коллекторе нагнетания, отличающийся тем, что, с цель повышения, точности при использовании способа на магистральном газопроводе с несколькими станциями, дополнительно измеряют давление и температу,

ру газа в общем коллекторе всасыва

5

136

ния и перепад давления на входах компрессорных агрегатов, заданное давление газа Р„д в общем коллекторе нагнетания определяют по соотношению

г.

1Г

1О

.p,.

0

5

5

где

Р - заданное давление газа на входе следующей турбоком- прессорной станции; К - коэффициент гидравлического сопротивления линейного участка магистрального газопровода; А - коэффигциент расхода газа

через станцию;

р - давлен1 е газа в общем коллекторе всасывания; Т - температура газа в общем

коллекторе всасывания; Z - коэффициент см;имаемости

газа; др. - перепад давления газа на

входе i-ro агрегата; га - количество работающих агрегатов,

а индивидуальные контуры регулирования корректируют с помощью группы параллельных нелинейных элементов по соотношению

пм Пзо,+ , + Ъ.и1 ,

ю, 35

40

гдеп

31

301

45

-сигнал заданной частоты вращения i-ro компрессорного агрегата;

-сигнал смещения частоты вращения i-ro компрессорного агрегата;

п, - сигнал по частоте вращения на выходе йбщего регулятора давления; а j b - постоянные коэффициенты i-ro компрессорного агрегата.

us. 2