Устройство для защиты от помпажа компрессора Советский патент 1991 года по МПК F04D27/02 

Изобретение относится к средствам защиты компрессоров от помпажа.

Цель изобретения - повышение надежности защиты.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство для защиты помпажа от компрессора 1, снабженного клапаном 2 плавного и клапаном 3 релейного перепуска газа и защитной сеткой 4, установленной на входе в компрессор, а также газотурбинным приводом 5 с топливным клапаном 6 и клапаном 7 аварийной отсечки топлива, содержит датчик 8 давления газа на входе и датчик 9 давления газа на выходе из компрессора, блок 10 деления,датчик 11 перепада давления газа на защитной сетке, функциональный преобразователь 12, регулятор 13 плавного перепуска газа, элемент ИЛИ 14, привод 15 плавного перепуска, задатчик 16, первый сумматор 17, регулятор 18 релейного перепуска газа, элемент НЕ 19, привод 20 релейного перепуска, датчик 2 оборотов ротора компрессора, второй сумматор 22, первый ключ 23, регулятор оборотов 24, привод 25 топливного клапана, первый элемент И 26, второй элемент И 27, третий элемент И 28, четвертый элемент И 29, а также генератор 30 кодов точек, генератор 31 тактовых импульсов пятый элемент И 32, второй ключ 33, первый усилитель 34, первый аналого-цифровой преобразователь 35, формирователь 36 кодов, адаптер связи 37 индикатор 38, датчик 39 расхода газа, третий ключ 40 второй усилитель 41 и второй аналого-цифровой преобразователь 42 Кроме того, на чертеже показаны воздушный компрессор 43 газовая турбина 44, камера 45 сгорание и силовая турбина 46 газотурбинного привода,

О 10

Ы ihO СА)

оо

третий усилитель 47, первый триггерный модуль 48 и первый модуль 49 обратной связи регулятора плавного перепуска газа, третий сумматор 50, четвертый усилитель 51, второй триггерный модуль 52 и второй модуль 53 обратной связи регулятора оборотов, генератор 54, счетчик 55, блок 56 постоянной памяти, четвертый ключ 57 и пятый ключ 58 генератора кодов точек, а также формирователь 59 адреса, генератор 60, счетчик 61, блок 62 динамической памяти 62, дешифратор 63 и формирователь 64 синхросигналов.

Устройство работает следующим образом.

При работе компрессорной установки датчики 8 и 9 измеряют давление газа во входном и выходном патрубках компрессора 1. На выходе блока деления 10 формируется сигнал отношения, соответствующий текущему значению степени сжатия. Выходные сигналы блока деления 10 и датчика

21оборотов поступают на входы второго сумматора 22, в котором определяется положение рабочей точки на газодинамической характеристике компрессора путем вычитания из сигнала датчика 21 оборотов выходного сигнала функционального преобразователя 12, реализующего функцию , где у,х - его выходной и входной сигналы;k - константа.

При изменении режима работы компрессора сигнал с выхода второго сумматора

22поступает на вход регулятора 13 плавного перепуска газа и первого ключа 23. Регулятор 13 вырабатывает управляющие воздействия, реализуя ПИ-закон регулирования, которые с выхода триггерного модуля 48 через элемент ИЛИ 15 и третий элемент И 28 поступают на привод 15 клапана 2 плавного перепуска газа.

При дальнейшем изменении режима работы компрессора и смещении рабочей точки за предельно допустимую границу сигнал рассогласования с выхода первого

17сумматора поступает на вход регулятора

18релейного перепуска газа, который является двухпозиционным устройством, и с его выхода - на элемент НЕ 19 и второй элемент И 27, вызывая срабатывание привода 20 клапана 3 релейного перепуска газа.

При засорении защитной сетки 4 на выходе датчика 11 возникает сигнал, пропор- циональный перепаду давления на защитной сетке, и при наличии сигнала на выходе регулятора 18 на выходе первого элемента И 26 формируется сигнал, который вызывает срабатывание клапана 7 аварийной отсечки топлива и блокировку приводов 20, 15 и 25.

Одновременно формируются сигналы генератора 54, которые поступают на счетчик 55 и блок 56 постоянной памяти, при этом пятый элемент И 32 не пропускает им- пульсы генератора 31 тактовых импульсов, а четвертый и пятый ключи 57 и 58 замкнуты. Импульсы генератора 54 поступают на входы блока постоянной памяти 56, вызывая последовательное чтение его содержимого 0 и счетчика 55. Счетчик 55 является 16-разрядным и его выход используется следующим образом: младшие 8 двоичных разрядов (младший байт) - значение координаты х экрана индикатора 38, старшие - 5 значение координаты у, На входе блока 56 постоянной памяти синхронно формируется при каждом импульсе генератора двухразрядный код, задающий цвет точки экрана индикатора 38 с координатами 0 (х,у):00 черный, 01 - красный, 10 - синий, 11 - зеленый. Когда происходит заполнение счетчика 55 (при этом на его выходе появляется код 177777s),счетчик 55 вырабатывает сигнал, поступающий на управляю- 5 щие входы ключей 57 и 58, которые размыкаются, и на пятый элемент И 32, который начинает пропускать импульсы ге- нератора31 на ключи33 и 40. Сформированные генератором 30 кодов сигналы 0 поступают на вход адаптера 37 связи, преобразуются в адресные сигналы блока динамической памяти 62 в формирователе 59 адреса. Генератор 60 вырабатывает импульсы, поступающие на входы циклическо- 5 го счетчика 61 и формирователя 64 синхросигналов. По этому сигналу информация последовательно считывается из блока 62 динамической памяти в виде двухразрядного кода цвета, поступает на 0 вход дешифратора 63, где преобразуется в 3-разрядный сигнал управления тремя пушками электронно-лучевой трубки, который выдается на видеоканал индикатора 38 синхронно с двухразрядным кодом синхросиг- 5 нала (по кадрам и по строкам), поступающего с выхода формирователя 64. Таким образом на экране индикатора формируется визуальный образ информации, хранящейся в блоке постоянной памяти 56. 0 Этот образ включает в себя координатные оси степени сжатия (у) и приведенного расхода (х), участок экрана, окрашенный в красный цвет - область помпажных режимов, примыкающую к ней область синего цвета - 5 предпомпажную и область черного цвета - рабочую.

При работе компрессора генератор 31 тактовых импульсов с частотой смены информации, определяемой сигналом генератора 30 кодов точек, поступающим от

счетчика 55, замыкает ключи ЗЗи 40. Сигналы пропорциональные степени сжатия и расходу газа, поступают, соответственно, через ключи 33 и 40 и усилители 34 и 41 на знало- го-цифровые преобразователи 35 и 42, соот- ветственно и преобразуются в восьмиразрядные коды степени сжатия и расхода. Полученные коды вводятся в формирователь 36 кодов, на выходе которого формируется последовательность кодов, соответствующих окрестности рабочей точки с координатами х,у, равными поступившим кодам расхода и степени сжатия. В качестве,окрестности точки формируется квадрат 5x5 точек в центре которого нахо- дится рабочая точка. Формирователь по желанию оператора может работать, в одном из двух режимов-со стиранием старых значений координат, при котором высвечивается только одна, текущая окрестность рабочей точки, или без стирания, при котором старые значения координат сохраняются, образуя-на экране траекторию движения окрестности рабочей точки. С выхода формирователя 36 и выхода генератора 30 коды через адаптер 37 связи поступают на индикатор 38 и формируют на экране образ рабочей точки и положение ее относительно границы помпажа. Таким образом, в процессе работы компрессора имеется возмож- ность визуальной оценки близости режима компрессора к помпажному и своевременного принятия мер по защите.

Формула(изобретения Устройство для защиты от помпажа компрессора, снабженного клапанами плавного и релейного перепуска газа и защитной сеткой, установленной на входе в компрессор, а также газотурбинным приводом с топливным клапаном и клапаном ава- рийной отсечки топлива, содержащее датчики давления газа на входе и выходе из компрессора, подключенные к блоку деления, датчик перепада давления газа на защитной сетке, функциональный преобразователь, последовательно соединенные регулятор плавного перепуска, элемент ИЛИ и привод плавного перепуска, связанный с клапаном плавного перепуска газа, последовательно соединенные задат-

чик, первый сумматор, регулятор релейного перепуска газа, элемент НЕ и привод релейного перепуска, связанный с клапаном релейного перепуска газа, последовательно соединенные датчик оборотов ротора компрессора, второй сумматор, первый ключ, регулятор оборотов и привод топливного клапана, связанный с топливным клапаном, а также первый, второй, третий и четвертый элементы И, подключенные первыми входами соответственно к выходам датчика перепада давления газа на защитной сетке регулятора релейного перепуска газа, регулятора плавного перепуска газа и регулятора оборотов, а выходами соответственно - к клапану аварийной отсечки топлива, приводу релейного перепуска, приводу плавного перепуска и управляющему входу первого ключа, причем выход первого элемента И подключен к вторым входам второго, третьего и четвертого элементов И, выход регулятора оборотов подключен к второму входу элемента ИЛИ и к третьему входу третьего элемента И, второй вход первого элемента И подключен к регулятору релейного перепуска газа, функциональный преобразователь подключен входом к блоку деления, выходом - к второму входу второго сумматора, а выход последнего подключен к первому сумматору и регулятору плавного перепуска, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности защиты, оно дополнительно содержит генератор кодов точек, генератор тактовых импульсов, пятый элемент И, последовательно соединенные второй ключ, первый масштабирующей усилитель, первый аналого-цифровой преобразователь формирователь кодов, адаптер связи и индикатор и последовательно соединенные датчик расхода газа, третий ключ, второй масштабирующий усилитель и второй аналого-цифровой преобразователь, подключенный выходом к формирователю кодов причем пятый элемент И подключен входами к генератору тактовых импульсов и к генератору кодов точек, а выходом - к управляющим входам второго и третьего ключей, выход блока деления подключен к второму ключу, а выход генератора кодов точек - к адаптеру связи.

Изобретение касается защиты компрессоров от помпажа. Целью изобретения является повышение надежности защиты. Цель достигается введением в устройство датчика расхода газа, генератора кодов точек, генератора тактовых импульсов, пятого элемента И, второго и третьего ключей, первого и второго усилителей, первого и второго аналого-цифровых преобразователей, также формирователя кодов, адаптера связи и индикатора, что позволяет формировать на экране цветного индикатора границу и область помпажа, область предпомпажного режима работы компрессора, рабочую область, рабочую точку компрессора и положение ее относительно границы области помпажа. Таким образом, имеется возможность визуальной оценки близости режима компрессора к помпажному и своевременного принятия мер по защите. 1 ил.