Способ защиты от помпажа компрессора Советский патент 1993 года по МПК F04D27/02 

ел

с

Использование: защита от помпажа турбокомпрессоров. Сущность изобретения: для повышения надежности защиты дополнительно по измеренным перепаду давления газа на измерительной диафрагме и давлению газа на выходе из компрессора определяют отношение заданной величины к управляющему сигналу дроссельной заслонки и при значении отношения, большем единицы, устанавливают фиксированное положение дроссельной заслонки, а также определяют разность управляющего сигнала и заданной величины и открывают байпасный клапан пропорционально пол: ученной разности, а по сигналу наличия помпажа полностью открывают байпасный клапан. 1 ил.

Изобретение относится к компрессоро- строению, а более конкретно к регулированию и помпажной защите турбокомпрессоров.

Цель изобретения - повышение надежности компрессора от помпажа.

На чертеже представлена схема системы, реализующей предлагаемый способ.

Система включает компрессор 1 регулятор давления 2 с датчиком давления 3, дроссельную заслонку 4, байпасный клапан 5, регулятор помпажной защиты 6, блоки выбора сигнала 7, 8 и сигнализатор помпажа .9.

Система работает следующим образом.

Регулятор давления 2 и регулятор помпажной защиты 6 состоят из измерительной части, усилителя, устройства изодрома (интегрального устройства) и реле. В измерительной части сигналы.. поступающие от задатчика и от измерительного прибора

(датчика), сравниваются (суммируются), а затем усиливаются до величины, необходимой дл.я управления регулирующим органом. Пропорциональная составляющая регулятора вводится путем воздействия на отрицательную связь, интегральная составляющая вводится посредством воздействия на положительную обратную связь. С по- мощью интегральной части (изодрома)обес- печивается необходимая изодромная характеристика регулятора. Эта характеристика .подбирается с помощью настроечных параметров, пропорциональной интегральной части регуляторов.

Зависимость выходного сигнала (регулирующего воздействия) от разности сигна- лов задатчика и измерительного прибора, т.е. от сигнала рассогласования в пропорционально-интегральном регуляторе, например ПРЗ. 31. выпускаемого Московским

00

о

Ю СО СЛ СЛ

заводом Тизприбор, имеет следующий вид:

Х-ВЫх К(Хц-.Х3)+ Y- /(Хц-Хз)оЧ:

I и

где Хвых - выходной сигнал регулятора;

Хи - сигнал от измерительного прибора;

Хз --сигнал задания;

Ти время интегрирования (изодром);

К - коэффициент пропорциональности.

При работе компрессора 1 в устойчивой зоне давление нагнетания поддерживается регулятором давления 2, на который подается сигнал давления с датчика давления 3 с помощью дроссельной заслонки 4, Сигнал с регулятора давления 2 на дроссельную заслонку поступает через блок выбора сигнала 8. Сигнал задания, характеризующий нагрузку на компрессор, подается одновременно на регулятор 6 и блок выбора сигнала 8. Сигнал задания сравнивается с текущим значением регулируемого параметра для выработки управляющего воздействия на дроссельную заслонку.

В рассматриваемом случае величина сигнала задания зависит от изменения нагрузки при потреблении газа потребителем и является переменной в течение суток или смены. В то же время на определенном промежутке времени сигнал задания можно считать постоянным в связи с чем на схеме не показано, откуда поступает этот сигнал в регулятор. Сигнал задания регулятора 6 и блока 8 одинаковы, поэтому показана на блок-схеме связь между блоком 6 и блоком 8.

В блоке выбора сигнала 8 определяется отношение сигналов задания и сигнала регулятора давления 2. Если сигнал задания меньше сигнала регулятора давления 2, отношение меньше единицы, блок выбора сигнала 8 пропускает сигнал регулятора давления 2. Если сигнал задания больше сигнала регулятора давления 2, отношение больше единицы, блок выбора сигнала 8 пропускает сигнал задания., в этом случае дроссельная заслонка остается в постоянном положении, пока не изменится сигнал задания.

На регулятор помпажной защиты 6 под аются сигналы регулятора давления 2 и сигнал задания, одинаковый с сигналом задания блока выбора сигнала 8. Регулятор помпажной защиты 6 поддерживает давление нагнетания воздействием на байпасный клапан по сигналу разности между сигналом задания и сигналом регулятора давления 2. Регулятор помпажной защиты 6 начинает воздействовать на байпасный клапан 5, когда разность сигналов больше нуля.

В этом случае рабочий режим компрессора находится на границе помпажа и необходимо открытие байпасного клапана. Степень открытия и скорость открытия байпасного

клапана определяется регулятором помпажной защиты б через блок выбора сигнала 7.

В случае попадания компрессора в пом- паж быстродействия регулятора помпажной

защиты не хватает, при этом необходимо за десятые доли секунды открыть байпасный клапан. С этим может справиться сигнализатор помпажа 9. Сигнализатор помпажа представляет собой устройство, срабатывэ5 ющее только при помпаже. Сигнализатор помпажа срабатывает тогда, когда алгебраическая сумма скорости изменения расхода газа и скорости изменения давления газа при помпаже будет отрицательной.

0в этом случае сигнал с сигнализатора через блок выбора сигнала 7 запирает сигнал с регулятора помпажной защиты 6 и полностью открывает байпасный клапан 5. После исключения причин аварийной

5 ситуации байпасный клапан закрывается и система приводится в исходное состояние. Таким образом воздействие регулятора помпажной защиты в зависимости от разности значений между сигналом регулятора

0 давления и сигналом, функционально зависящим от его значения, с прекращением воздействия на дроссельную заслонку в положении, определяемом сигналом функционального блока, повышает качество

5 регулирования давления нагнетания, а полное открытие байпасного клапана лишь тогда, когда срабатывает сигнализатор помпажа, повысит надежность помпажной защиты и экономичность работы компрес0 сора.

Формула изо б р е т е н и я Способ защиты от помпажа компрессора, снабженного байпасным клапаном и дроссельной заслонкой на входе в компрес5 сор, путем измерения перепада давления газа на измерительной диафрагме и давления газа на выходе из компрессора, форми- рования управляющего, сигнала в зависимости от измеренного давления газа

0 и воздействия управляющим сигналом на дроссельную заслонку, а также формирова- . ния сигнала наличия помпажа в зависимости от измеренного перепада давления, о т- личающийся тем, что, с целью повыше5 ния надежности защиты, дополнительно определяют отношение заданной величины к управляющему сигналу и при значении от- ношения ольшем единицы, устанавливают фиксированное положение дроссельной заслонки, а также определяют разность управляющего сигнала и заданной величины и открывают байпасный клапан пропорционально полученной разности, а по сигналу

наличия помпажа полностью открывают байпасный клапан.

N- сигнал помажет