Система автоматического регулирования загрузки центробежного компрессора Советский патент 1982 года по МПК F04D27/00 

(54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ЗАГРУЗКИ МНОГОСТУПЕНЧАТОГО ЦЕНТРОБЕЖНОГО КОМПРЕССОРА

1

Изобретение относится к технике автоматического управления работой центробежного компрессора и может быть использовано в нефтяной, газовой, нефтехимической и химической отраслях промышленности для. компримирования газов, в частности углеводородных.

Известно устройство многопозиционного регулирования компрессоров, содержащее датчики давления и температуры в линии .всасывания, подключенные к вычислительному устройству, датчики давления и температуры в линии нагнетания, подключенные к вычислительному устройству, датчик дав- ления нагнетания подключен также через регулятор к трем исполнительным устройствам, стоящим на компрессоре, датчик нагрузки в линии нагнетания через корректор подключен к тем же трем исполнительным устройствам, вычислительное устройство последовательно через Элемент сравнения и корректор со-

единено с исполнительными устройств ми.

Устройство предусматривает управление исполнительными устройствами, срабатывающими по сигналу нагрузки при соответствующем сигнале в линии нагнетания, измерение температуры в .линии нагнетания и температуры и давления в линии всасывания, по которым с учетом сигнала давления в линии

10 нагнетания вычисляется текущий коэффициент приведения, сравнивается с заданным и по полученной разности корректируется сигнал нагрузки 11.

Недостатком известного устройства

IS является низкая точность регулирования загрузки компрессора.

Цель изобретения - повышение точ- , ности регулирования и экономичности.

Поставленная цель достигается тем,

20 что в-системе регулирования дополнительно содержится исполнительный механизм, установленный на выходе технологического аппарата, датчики 396 температур паза на линиях всасыва- ния и нагнетания каждой ступени сжатия, датчик плотности газа, датчик объемного расхода, установленные на линии нагнетания последней ступени сжатия, причем вновь введенные датчи ки также соединены с входом вычислительного устройства, подключенного к дополнительному исполнительному ме ханизму. На чертеже представлена схема системы регулирования. Система регулирования загрузки це робежного компрессора содержит вычис лительное устройство 1, регулятор 2 давления всасывания, связанный с исполнительными механизмами 3, датчик k давления всасывания, датчики 5-8 температуры газа, датчик 9 давления нагнетания, датчик 10 плотности газа, датчик 11 объемного расхода газа, датчик 12 давления в технологическом аппарате 13, связанный с исполнительным устройством 15. Датчики ч и 5 установлены на лини между исполнительным механизмом 3 и ступенью 16 низкого давления, датчик 6установлен между ступенью 16 низко го давления и газоохладителем 17, датчик 7 установлен г-,ё)«ду газоохладителем 17 и ступенью 18 высокого давления , датчики Ь11 установлены на линии между ступенью 18 высокого давления и технологическим аппаратом 13, датчик 12 стоит между технологическим аппаратом 13, датчик 12 стоит между технологическим аппаратом 13 и испол нительным устройство 15, которое установлено на линии после технологиче ского аппарата. Регуляторы 2 и I) и датчики 4-12 подключены к вычислител ному устройству 1. Датчик 5 сфединен с датчиком 6, также соединены датчик 7и датчик 8. Система работает следующим образом. В вычислительное устройство (ВУ)1 поступают сигналы, пропорциональные давлению всасывания (от датчика ), температуры газа на входе и выходе (от датчиков 5-В) каждой неохлаждаемой ступени 16 и 18 сжатия центробежного компрессора, давлению нагнетания (от датчика 9), давлению в тех нологическом аппарате 13 (от датчика 12). В соответствии с известным методом определения загрузки Центробежного компрессора (2 потребляемая мощность всего, центробежного компрессора, без учета механических потерь, определяется по формуле tp(0) (т:--;;)ТНп) 1 W где (T|t;- Tf) - повышение температуры газа в неЪхлаждаемом компрессоре; G - весовой расход газа; Ср(в)- удельная теплоемкость сжига, емого газа; 1 ккал 527кв. Z - число ступеней компрессора с промежуточным охлаждением;1р - коэффициент полезного действия редуктора;. Р,р- коэффициент полезного де ствия приводного устройства; Ср(б)- теплоемкость газа используемая в формуле (1), рассчитывается по формуле M0)..iQ) 1 где /LL-- молекулярный вес i-ro компонента;Х- молекулярная концентрация i-ro компонента; молекулярная масса смеси; Ср(б)- теплоемкость i-ro компонента при температуре смеси кДж/кг. Поскольку теплоемкость газа изменяется существенно весьма редко и может сохраниться неизменной значительные промежутки времени, например до года, то возможен ввод в память ЗУ 1 начального значения теплоемкости. С использованием указанных выше данных (сигналов) ВУ 1 определяет потребляемую центробежным компрессором мощность (нагрузку). Если текущая нагрузка меньше заданной, то ВУ увеличивает задание регулятору 2 давления всасывания (Pgc ) В-случае, если новое задание Р не больше максимально допустимого и давление нагнетания (P) менее максимально допустимого, это задание поступает на регулятор 2 давления всасывания и так до тех пор, пока загрузка центробежного компрессора не увеличится до заданной. Если же при загрузке, мень59б

ше заданной, Pg больше максимально допустимого или Р также (больше максимально допустимого, то задание регулятору 2 не увеличивается. В этом случае ВУ уменьшает задание регулятору Ц конечного давления (Р). Если при этом P)f остается большим минимально допустимого, то выдается задание регу-лятору И, 3 если нет, то возможности регулирования при заданной производительности исчерпаны и подается сигнал оператору для принятия решения. Когда загрузка центробежного компрессора больше заданной, то ВУ уменьшает Рцг, и если заданное Pg больше минимально допустимого, то выдает новое задание регулятору 2. Когда же новое заданное давление всасывания меньше минимально допустимого, то ВУ увеличивает задание регулятору И. Если при новом, Р| давление нагнетания меньше максимального допустимого, то задание проходит на регулятор , а если нет, то подается сигнал оператору об исчерпании возможностей регулирования.

При поступлении сигналов об исчерпании возможностей регулирования оператор решает вопрос об изменении задания по загрузке или о пересмотре введенных ограничений на максимум (давление нагнетания), Pgj-(давление всасывания) и минимум Р;(конечное давление) и Pg,C

Таким образом, введение в устройство датчика давления в конечном технологическом аппарате, датчиков для измерения температур газа на линиях всасывания и нагнетания каждой ступени сжатия, датчика плотности газа и датчика объемного расхода и установка дополнительного исполнительного механизма на линии после технологического аппарата позволяют повысить точность регулирования загрузки центробежного компрессора, что повышает экономичность работы приводного устройства.

Формула изобретения

Система автоматического регулирования загрузки многоступенчатого центробежного компрессора,подключенного к технологическому аппарату,содержащая датчики давления всасывания,давления нагнетания,подключенные на вход вычислительного устройства,соединенного через регулятор с исполнительным механизмом, установленным на линии всасывания, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности и экономичности, она дополнительно -сб держит исполнительный механизм, установленный на выходе технологического аппарата, датчики температур газа на линиях всасывания и нагнетания каждой ступени сжатия, датчик плотности газа, датчик объемного расхода, ус тановленные на линии нагнетания последней ступени сжатия, причем вновь введенные датчики также соединены с входом вычислительного устройства, подключенного к дополнительному исполнительному механизму.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 715823, кл. F Q , 1980.

2.Галеркин 10. Б., Рекетин Ф. С. МетЪды исследования центробежных машин. Л., Машиностроение, 19б9,

с. ЗО.