Устройство для защиты компрессора от помпажа Советский патент 1992 года по МПК F04D27/02 

ч сь ел ел со со

Изобретение относится к области комп- рессоростроени Р частности к защите компрессоров от помпажа.

Известно устройство для защиты компрессора от помпажа, которое содержит датчики расхода газа на нагнетании компрессора, давления на нагнетании и функциональный блок, рассчитывающий управляющее воздействие на антипомпаж- ный клапан при отключении комплекса измеренных параметров от заданной величины (1).

Известно также устройство для защиты компрессора от помпажа, которое содержит датчик расхода газа через компрессор на входе, перепада давления на входе и выходе компрессора и функциональный блок, рассчитывающий управляющие воздействия на антипомпажные клапаны плавного и релейного перепуска газа при отклонении комплекса этих параметров от заданной величины (2).

Оба эти устройства не обеспечивают надежной защиты компрессора от помпажа при быстрых возмущениях, так как не учитывают динамических свойств компрессора, переходного процесса по расходу при возмущении со стороны, противоположной месту установки измерителя расхода.

В качестве прототипа выбрано устройство для защиты компрессора от помпажа, которое содержит датчик расхода газа через компрессор на входе, датчик перепада давления на входе и выходе компрессора, антипомпажный регулятор, который при отклонении измеренных параметров от заданной величины рассчитывает управляющее воздействие на антипомпажный клапан и привод противопомпажного клапана (3).

Недостатком этого устройства является недостаточная надежность защиты компрессора от помпажа при быстрых возмущениях со стороны нагнетания компрессора.

В стационарном режиме работы расход газа на входе компрессора равен расходу на нагнетании. Но при значительных возмущениях, возможных при изменении нагрузки, при различных нарушениях на предыдущей или последующей стадиях технологического процесса во время переходного процесса расходы на входе; и выходе компрессора будут не одинаковы.

Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности защиты компрессора от помпажа.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для защиты компрессора от помпажа, содержащее датчик расхода газа через компрессор на входе, датчик перепада давления на входе и выходе компрессора,

антипомпажный регулятор и привод анти- помпажного клапана, соединенный с выходом антипомпажного регулятора, вход которого подключен к датчику перепада

давления, дополнительно содержит датчик расхода газа на выходе компрессора и селектор минимума, имеющий два входа, один из которых подключен к датчику на входе, а другой - к датчику расхода на выходе компрессора, выход селектора минимума подключен к антипомпажному регулятору.

На фиг.1 показана динамика переходного процесса прототипа; на фиг.2 - показана динамика переходного процесса

предлагаемого устройства; на фиг.З изображена блок-схема предложенного устройства для защиты компрессора от помпажа.

Предложенное устройство содержит датчик 1 перепада давления на входе и выходе компрессора 2, датчик 3 расхода газа через компрессор на входе и датчик 4 расхода на выходе, селектор 5 минимума, антипомпажный регулятор 6 и антипомпажный клапан 7.

Устройство работает следующим образом.

Датчики расходов 3 и 4 одновременно измеряют расход газа на входе и выходе компрессора 2. Селектор 5, когда в переходном режиме расходы на входе и выходе будут не одинаковы, выделяет меньший из сигналов датчиков, который далее поступает в антипомпажный регулятор 6. Датчик 1 измеряет перепад давления на входе и выходе компрессора 2, сигнал от это го датчика также поступает в антипомпажный регулятор 6. Используя любой из известных алгоритмов, антипомпажный регулятор 6 рассчитывают управляющее воздействие,

которое поступает на привод антипомпажного клапана 7.

Устройство для защиты компрессора от помпажа реализовано на серийно выпускаемых средствах электронной ветви ГСП.

В качестве датчика перепада давления 1, датчиков расхода 3 и 4 используются приборы типа САПФИР-22ДД. Селектор 5 и антипомпажный регулятор 6 программно реализованы на базе микропроцессорного

компрессора типа ЛОМИКОНТ Л-112.

Таким образом, одновременное измерение расхода на входе и выходе компрессора и использование меньшего из этих сигналов для регулирования, позволило повысить по сравнению с прототипом, надежность защиты компрессора от помпажа за счет устранения запаздывания в работе системы антипомпажной защиты при возмущениях как со стороны входа, так и со

стороны выхода, что наглядно иллюстрируется с помощью сопоставительного анализа динамики переходных процессов прототипа (фиг.1) и предлагаемого устройства (фиг.2).

На фиг.1 показана динамика переход- ного процесса по расходу газа при резком уменьшении потребления газа, например, при отключении одного из параллельно работающих потребителей или при аварийной остановке последующей стадии произвол- ства. При этом расход газа через компрессор уменьшается с Oi до02. Кривая ; переходного процесса 1 описывает изменение расхода газа на выходе компрессора, кривая 2 описывает изменение расхода газа собственно через компрессор, кривая 3 - изменение расхода газа на входе компрессора в месте изменения расхода. Как следует из этих кривых, компрессор войдет в помпаж в точке А в момент времени ti, a система антипомпажной защиты, использующая датчик расхода на входе, вступает в работу в точке В в момент времени t2. При этом запаздывание в работе системы г составляет 0,3... 1 сек, что зависит от мощно- сти и количества ступеней компрессора. Так

как компрессор входит в помпаж практически мгновенно, за время менее 0,1 сек, такая система антипомпажной защиты, независимо от используемого для расчета управляю- щего воздействия алгоритма, не предотвращает помпаж, что может привести к значительным повреждениям компрессора. То же самое происходит при возмущениях со стороны входа, когда расход измеряется только на выходе компрессора.

Формула изобретения Устройство для защиты компрессора от помпажа, содержащее датчик расхода газа на входе в компрессор и последовательно соединенные датчик перепада давления газа на входе и выходе из компрессора, про- тивопомпажный регулятор и привод проти- вопомпажного клапана, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности защиты, оно дополнительно содержит датчик расхода газа на выходе из компрессора и селектор минимума, подключенный входами к датчикам расхода газа на входе и выходе из компрессора, а выходом - к противопомпажному регулятору.

4 t,C

fflus.f

О

ll ; t2 2 „

toe. 2

Ј/