Способ защиты турбокомпрессораОТ пОМпАжА Советский патент 1981 года по МПК F04D27/02 

1

Изобретение относится к турбокомпрессоростроению и может быть использовано для противопомпажного регулирования компрессорных машин.

Известен способ защиты турбокомпрессора от помпажа путем перепуска рабочего тела по сигналу, характеризующему предпомпажное состояние турбокомпрессора и последующего его прекращения 1.

Однако способ не обеспечивает надежности подавления жесткого помпажа.

Известно из теории компрессоров и подтверждено практикой, что при определенных характеристиках компрессора может произойти жесткое возбуждение колебаний, имеющее гистерезисный характер. Эти колебания возникают внезапно и могут иметь большую амплитуду, величину которой, в связи с внезапным возникновением колебаний, невозможно своевременно ограничить, что может повлечь за собой разрушение агрегата. Границы жесткого помпажа определяются при этом зоной гистерезиса, устанавливаемой экспериментально при испытаниях компрессора. Условием надежного подавления жесткого помпажа является вывод рабочей точки за пределы зоны гистерезиса.

Известный способ обеспечивает надежное и эффективное подавление жесткого помпажа, так как закрытие исполнительного органа контура защиты осуществляют по сигналу реле времени, т.е. без учета реального, создавшегося к моменту закрытия положения

0 рабочей точки компрессора относительно гистерезисной зоны жесткого помпажа.

Цель изобретения - повышение надежности за счет эффективного подав5ления жесткого помпажа.

поставленная цель достигается тем, что формируют дополнительный сигнал, характеризующий момент выхода работы турбокомпрессора за пределы гистере0зисной зоны помпажа, и прекращение перепуска осуществляют по сформированному дополнительному сигналу.

На фиг. 1 представлена, структур5ная схема системы для осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2 гистерезисная зона помпажа; на фиг,3измерительное устройство, выполненное на гидравлических элементах совместно с блоком настройки на зону гис0

терезиса на фиг, 4 .- кривые, полученные при испытании системы.

Компрессор 1, приводимый во вращение приводом 2, обеспечивает потребителя дутьем, подаваемым в нагнетательный трубопровод 3. Во всасывающем трубопроводе 4 установлена измерительная диафрагма (не показан

Измерительное устройство 5 с помощью формирующей части регулятора б (с пи-законом регулирования или релэйной) или блока 7 настройки на зону гистерезиса помпажа упраоляет исполнительным органом 8 системы, Кривые 9 и 10 (фиг. 2) являются соответственно линиями настройки кон туров регулирования и защиты, а кривая 11 - линией закрытия исполнительного органа. Гистерезисная зона помпажа заштрихована.

Измерительное устройство 12 (фиг. 3).является двухимпульсным, чувствительный элемент которого (мебрана 13) воспринимает импульсы по давлению нагнетания компрессора и расходу через него. К соплу 14 измерительного устройства 12 поступает вода импульсной линии 15, образованной дросселированием через шайбу 16 воды постоянного давления. Заслонка 17 может перемещаться относительно сопла 14 в зависимости от соотношения измеряемых параметров, и давление воды в импульсной линии однозначно определяет положение рабочей точки компрессора относительн гистерезисной зоны помпажа.

В качестве блока настройки на зону гистерезиса в данной схеме служит установленный в импульсной ли - НИИ электроконтактный манометр 18, нижний контакт которого используется для закрытия выпускного клапана. На фиг. 4 показаны осциллограмм незатухающих помпа Ных колебаний расхода (кривая 19) при открытии выпускного клапана (кривая 20) на определенную величину.

Осциллограмма 21 показывает затухание помпажных колебаний в системе, реализующей данный способ, если конечная величина открытия выпускного клапана (кривая 22) точно такая же, как и в предьщущем случае но предварительно рабочая точка компрессора выведена за пределы зоны гистерезиса помпажа открытием выпускного клапана на необходимую величину.

Способ осуществляется следующим образом.

При приближении режима компрессо ра к линии настройки контура регулирования (кривая 9 фиг.2) заслонка 17 измерительного устройства 5 приближается к соплу 14, импульсное давление растет и вызывает открытие исполнительного органа 8, огранчивает рост сопротивления сети. При помпаже электроконтактный манометр 18 при достижении рабочей точкой кривой 10 («фиг. 2) дает команду на полное открытие исполнительного органа 8. Рабочая точка компрессора смещается в зону больших расходов и электроконтактный манометр 18, нижний контакт которого настроен на границу зоны гистерезиса (.кривая 11 фиг. 2), при выходе рабочей точки за пределы этой зоны, где помпаж уже невозможен, дает команду на закрытие исполнительного органа 8, т.е. прекращение перепуска рабочего тела.

Таким образом, данный способ основан на учете реального, создавшегося к моменту закрытия исполнительного органа положения рабочей точки турбокомпрессора относительно гистерезисной зоны помпажаJ что позволяет создать систему противопомпажного регулирования, гарантированно , выводящую компрессор из зоны неустойчивой работы.

Предлагаемый способ позволяет увеличить надежность противопомпажного регулирования и, следовательно, всего агрегата.

Технико-экономическая эффективность способа заключается прежде всего в ликвидации затрат, связанных с остановкой турбоагрегата изза возникшего помпажа.

Формула изобретения

Способ защиты турбокомпрессора от помпажа, путем перепуска рабочего тела по сигналу, характеризуюему предпомпажное состояние турбокомпрессора, и последующего его прекращения, отличающийс я тем, что, с целью повышения надежности, формируют дополнительный сигнал, характеризующий момент выхода работы турбокомпрессора за пределы гистерезисной зоны помпажа, и прекращение перепуска осуществляют по сформированному дополнительному сигналу.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 410672, кл. F О) О 27/02, 1973.

Pacvof

Us HOiHtmoffVjt

M9MnjHCCO)rO ffm ujHtpume/rtf ot/ guOippfflf Ilt

. (риеЗ Ha ynpaS/ftHue ptey uf/ytouitf OptOfffOff

13

лпг

21

А

Z2