Система противопомпажной защитыКОМпРЕССОРНОй уСТАНОВКи Советский патент 1981 года по МПК F04D27/02 

1

Изобретение относится к управлению компрессорньоми установками, в частности, нагнетателями природного газа газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций магистральных газопроводов.

Известна система противопомпажной защиты компрессорной установки, содержащая датчики расхода газа через компрессор и перепада давлений на компрессоре с защитной сеткой, соединенные через сумматор с регуляторами контуров плавного и релейного перепуска газа, выходы которых через логическое устройство подключены к исполнительным механизмам перепуска газа а также блок автоматического регулирования частоты вращения привода компрессора, связанный с исполнительным механизмом подачи топлива в камеру сгорания, и кран аварийного останова привода llj.

Недостатком известной системы является то, что в ней не учитываются характерные техаологические особенчости компрессорных установок, а именно:

для компрессорной установки с приводом от газотурбинного двигателя режим работы может изменяться

как автоматически, так и операторомпутем изменения частоты вращения ротора компрессора, При этом глубокое снижение частоты вращения может привести к возникновению неустойчивой работы компрессора. Известная система не предусматривает ограничения частоты вра1цения с точки зрения возникновения помпажных ко0лебаний компрессора;

ряд компрессорных установок по соображениям техники безопасности в отношении лопаток рабочего колеса компрессора предусматривает ус5тановку на входе компрессора защитной сетки. Сетка периодически засоряется, а это сопряжено с потерей компрессором устойчивой работы. Известная система в этом случае за0щищает компрессор от помпажа.

Цель изобретения - увеличение надежности защиты компрессора от . помпажа.

Поставленная цель достигается

5 тем, что система содержит датчик перепада давлений на защитной сетке, датчик частоты вращения ротора компрессора, вычислитель и запоминающее устройство, связанное с датчиками частоты вращения и перепада давлений на компрессоре, причем входы вычислителя соединены с датчиками расхода и частоты вращения, входы логического устройства связаны с выходами датчика перепада давлений на защитной сетке, вычислителя и запоминающего устройства, а выходы логического, устройства - со входами блока автоматического регулирования частоты вращения привода компрессора и крана аварийного останова.

На чертеже представлена блок-схем системы.

Система содержит датчики 1 и 2 расхода газа через компрессор и перепада давлений на компрессоре, сумматор 3, регуляторы 4 и 5 плавного и релейного перепуска газа,, логическое устройство б, исполнительные механизмы 7 и 8 перепуска газа, блок 9 автоматического регулирования частоты вращения привода 10 компрессора, исполнительный механизм 11 подачи топлива в камеру 12 сгорания, кран 13 аварийного останова привода, датчик 14 перепада давлений на защитной сетке, датчик 15 частоты вращения ротора компрессора, вычислител

16и запоминающее устройство 17. На чертеже изображен компрессор

18(нагнетатель) с защитной сеткой

19на входе и с газотурбинным приводом 10, состоящим из воздушного компрессора 20, газовой турбины 21 и силовой турбины 22.

Система работает следующим образом.

После выхода системы на режим в устройстве 17 запоминаются значения выходных сигналов датчиков 2 и 15. При изменении режима работы компрессора 18 запоминающее устройство

17вьщает в логическое устройство б сигнал о причине изменения режима.

При изменении режима работы компрессора, вследствие изменения нагрузки, вызванного, например,снижением потребления газа у потребителя сигналы датчиков 1 и 2 сравниваются в сумматоре 3, после чего сигналы рассогласования поступают на входы регуляторов 4 и 5. При наличии сигнала от запоминаницего устройства 17 регуляторы 4 и 5 с помощью логического устройства 6 управляют исполнительными механизмами 7 и 8. Открытие исполнительных механизмов 7 и 8 позволяет обеспечить перепуск соотвётствукяцего количества газа с выхода на вход компрессорат что способствует установлению устойчивого режима работы. При этом, если нагру ка (возмущение) изменяется медленно то по сигналу сумматора 3 включаетс контур плавного, перепуска газа, состоящий из регулятора 4 и исполнителного механизма 7, При скачкообразных .возмущениях по нагрузке по сигнлу сумматора 3 включается контур релейного перепуска газа, состоящий из регулятора 5 и исполнительного ме ханизма 8.

При изменении режима работы комп рессора, вызванного глубоким снижением частоты вращения, вычислитель 16 по сигналам датчиков ,1 и 15 и при наличии сигнала от запоминающего устройства 17 вьвдает через логическое устройство б корректирующий сигнал в блок 9 регулирования частоты вращения, управляющего исполнительным механизмом 11. Исполнительный механизм 11 изменяет дозировку количества подаваемого топлива в камеру 12 сгорания привода 10, компрессора 18 и ограничивает тем самым дальнейшее снижение частоты вращения ротора компрессора.

При засорении защитной сетки 19, когда удержание компрессора в устой чивой области работы ни байпасированием газа, ни изменением частоты вращения неэффективно, сигнал датчика 14 перепада давлений на защитной сетке 19, поступая в логическое устройство б, блокирует каналы управления исполнительными механизмами 7, 8 и 11 и управляет краном 13, пре кращающим подачу топлива в камеру 12 сгорания. Происходит аварийный останов установки.

Таким образом, полнота использования в предлагаемой системе информа ции о состоянии компрессорной установки, возможность распознавания причины ее режима работы и формирование наиболее целесообразной команды управления установкой позволя ет повысить надежность защиты компрессора от помпажа.

Формула изобретения

Система противопомпажной защиты компрессорной установки, содержащая датчики расхода газа через компрессор и перепада давлений на компрессоре с защитной сеткой, соединенные через румматор с регуляторами контуров плавного и релейного перепуска газа, выходы которых через логическое устройство подключены к исполнительным механизмам перепуска газа, а также блок автоматического регулирования частоты вращения привода компрессора, связанный с исполнительным механизмом подачи топлива в кгилеру сгорания, и кран аварийного останова привода, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, она содержит датчик перепада давлений на защитно сетке, датчик частоты вращения роТора компрессора, вычислитель и запоминающее устройство, связанное с датчиками частоты вращения и перепада давлений на компрессоре, причем входы вычислителя соединены с датчиками расхода и частоты вращения,входы логического устройства связаны с выходами датчика перепада давлений на защитной сетке, вычислителя и запоминающего устройства, а выходы логического устройства - со входами

блока автоматического регулирования частоты вращения привода компрессора и крана аварийного останова.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 408056, кл. F О D 27/02, 1975.