Помпаж представляет собой срыв потока газа в компрессоре с потерей динамической устойчивости. Возникающие при этом колебания расхода и давления газа могут привести к разрушению оборудования. Явление помпажа возникает, когда давление на выходе нагнетателя высокое, а расход газа через него – низкий. Для защиты центробежного нагнетателя от помпажа используется перепуск газа с выхода компрессора на его вход в количестве, необходимом для избежания помпажа. В системе антипомпажного регулирования и защиты ДКС «Западный Шатлык» используется регулирующий клапан фирмы Mokveld (Голландия).
Запас газодинамической устойчивости нагнетателя может быть оценен по положению его рабочей точки в координатах расход – степень сжатия. В этих же координатах изображается граница помпажа – линия, при нахождении рабочей точки левее которой (т.е. при низких расходах), происходит помпаж. Правее линии помпажа на заданном расстоянии, характеризующем запас по помпажу, находится линия регулирования – линия, левее которой рабочая точка находиться не должна.
Задача антипомпажного регулирования и антипомпажной защиты включает в себя поддержание запаса по помпажу не ниже заданного, обнаружение помпажа и вывод нагнетателя из зоны помпажа. Поддержание запаса по помпажу достигается путем своевременного частичного открытия антипомпажного клапана при достижении рабочей точкой линии регулирования или быстром приближении к ней. При этом рабочая точка, если она достигает линии регулирования, удерживается на ней. Степень открытия антипомпажного клапана определяется контуром антипомпажного регулирования. Возможно применение нелинейных законов регулирования.
Для устранения помпажа используется частичное или полное открытие антипомпажного клапана. Затем происходит плавное закрытие регулирующего клапана и вывод рабочей точки нагнетателя на линию регулирования. Если в течение заданного времени устранить помпаж при помощи перепуска газа не удается, система антипомпажной защиты выдает в САУ ГПА команду аварийного останова агрегата.
Общестанционный регулятор обеспечивает поддержание заданного давления на выходе КС как при работе одного ГПА, так и при совместной работе двух ГПА. Выходными сигналами общестанционного регулятора являются уставки частоты вращения для регуляторов подачи топлива работающих ГПА и открытие байпасного клапана КС.
Допустимое отклонение характеристик приводов и нагнетателей не позволяет использовать для всех работающих агрегатов одну и ту же уставку частоты вращения нагнетателя, т.к. нагрузка на них в этом случае будет не равномерна. Задача коррекции уставок индивидуальных регуляторов в зависимости от фактического состояния отдельных агрегатов и их режимов работы представляет значительный практический интерес. Она тесно связана с оптимизацией работы КС в целом. В качестве критерия оптимальности в рассматриваемой системе принят запас по помпажу, равный для всех нагнетателей.
Система управления ДКС «Западный Шатлык» построена по модульному принципу.
САУ ГПА реализованы на основе общепромышленного свободно программируемого контроллера. Применение общепромышленного оборудования позволило изготовить общестанционную и агрегатную автоматику на унифицированной технической базе, использовать общее инструментальное программное обеспечение для программирования всех контроллеров системы управления КС, шире использовать серийно выпускаемые SCADA – системы, сократить количество и ассортимент ЗИП.
Читайте также: Клапана вентиляции картерных газов subaru
ДКС «Западный Шатлык» введена в эксплуатацию в начале 2004 г. Аналогичная система управления внедрена на КС «Астара» (Азеригаз, Азербайджан). Отличие ее заключается в том, что на данном объекте используются двухсекционные нагнетатели.
Видео:Центробежный компрессорСкачать
Все о транспорте газа
Управление турбокомпрессорным оборудованием является важной частью общей архитектуры автоматизированных систем управления технологическим процессом (АСУТП), где работы турбинных агрегатов и компрессоров имеют критическое значение. Области применения турбокомпрессорного оборудования: добыча нефти и газа на шельфе, транспортировка, производство сжиженного природного газа, этилена, полипропилена, метанола, аммиака, азотной кислоты, установки глубокой переработки нефти: каталитического крекинга, гидроочистки, алкилирования и т. п.
Точность, скорость и качество управления влияют на эффективность и безопасность технологического процесса. Например, вынужденный простой турбины или компрессоры приводит к незапланированному простою целой установки и огромным экономическим потерям: так, простой установки каталитического крекинга может обходиться крупному нефтеперерабатывающему заводу (НПЗ) более 1 млн долларов США в день [2, с. 176].
В статье раскроем одну из очень важных подзадач TMC, а именно — антипомпажное управления компрессорами. Помпаж — это нестабильная работа компрессора, характеризующаяся резкими колебаниями напора и расхода. Результатом помпажа является частичное или полное реверсирование потока среды через компрессор. Назовем последствия помпажа: остановка технологического процесса в результате реверсирования расхода; повреждение уплотнений компрессора, приводящее к снижению его эффективности; многократные помпажи могут вызвать катастрофические разрушения элементов компрессора, приводящие к частичной или полной потере производительности.
Подразделение Triconex компании Schneider Electric имеет более 30-летний опыт внедрения подобного рода систем. В начале 60-х годов ХХ в. пионерами внедрения антипомпажного управления, основанного на регулировании положения рабочей точки относительно границы помпажа, не зависящей от свойства газа, были специалисты компании Foxboro®. Линия помпажа строилась на координатах АР к h, где АР — дифференциальное давление нагнетания-всасывания в компрессоре, h — перепад давления в СУ на всасывании. Уставка контроллера представлялась в виде одной линии, расположенной под безопасным углом, с отступом в рабочую зону относительно границы помпажа.
Алгоритм реализовывался на одноконтурном пневматическом контроллере. Решение, впервые опробованное компанией Foxboro, оставалось промышленным стандартом на протяжении двух десятилетий и использовалось при относительно постоянном давлении на всасывании.
Такой алгоритм и аппаратное обеспечение были достаточно эффективны для защиты компрессора и значительно расширили диапазон рабочих режимов в сравнении с простым контроллером минимального расхода.
Видео:Компоненты антипомпажного регулирующего клапана FisherСкачать
Антипомпажные регулирующие клапаны
Защитите компрессор от помпажа и повысьте его стабильность с помощью оптимизированной антипомпажной системы клапанов Fisher
Видео:Антипомпажное регулирование 02 декабряСкачать
Что вызывает помпаж компрессора?
Под помпажем понимается рабочая точка, в которой достигаются максимальный напор центробежного компрессора и пределы минимального расхода. Когда давление в камере за компрессором выше, чем давление на выходе из компрессора, среда стремится повернуть вспять или даже течь обратно в компрессор. Как следствие, давление в камере будет уменьшаться, давление на входе будет увеличиваться, и поток снова изменит направление. В результате компрессор теряет способность поддерживать максимальный напор при возникновении помпажа, и вся система теряет стабильность. Помпаж может также привести к перегреву компрессора до точки, при которой превышена максимально допустимая температура устройства, или привести к повреждению упорного подшипника за счет возвратно-поступательного смещения ротора между активной и неактивной сторонами.
Читайте также: Донный клапан для раковины простой
Видео:Обратный клапан компрессора СО 7Б.Скачать
Преимущества антипомпажных регулирующих клапанов
Видео:Многоступенчатый центробежный компрессорСкачать
Обзор
Эти клапаны обнаруживают, когда степень сжатия среды приближается к помпажу, и принимают соответствующие меры для изменения движения рабочей точки в направлении границы помпажа. Клапан уменьшает давление в камере и увеличивает поток через компрессор, что стабилизирует рабочие условия. Обычно это достигается путем открытия регулирующего клапана в линии рециркуляции и возврата нагнетаемого газа на вход компрессора через систему охлаждения на входе. Результирующее увеличение объемного расхода на входе в компрессор отодвигает рабочую точку от помпажа.
Эти сборки обычно состоят из регулирующего клапана, привода, цифрового контроллера клапана и других принадлежностей, таких как пневматические бустеры.
Видео:Принцип действия всасывающего клапана (регулятора всасывания). Intake valve compressor. How it worksСкачать
Помпаж. Неустойчивость работы.
Помпаж это неустойчивый режим работы насоса, компрессора или турбины, при котором резко изменяются подача и напор.
В системах, состоящих из центробежных и осевых машин и трубопроводов, возникновение неустойчивой работы обусловлено рядом причин
срывами потока с лопастей – при дроссельном регулировании до малых расходов.
резким изменением частоты вращения вала насоса – при изменении частоты и электрической сети
быстрым изменением расходов со стороны потребителей и т.д.
Содержание статьи
Видео:SD3615 Электромагнитный клапан компрессора 220ВСкачать
Помпаж это
Такие возмущения выводят систему из равновесия и в некоторых случаях могут привести к неустойчивой работе системы, выраженной в самопроизвольных колебаниях подачи, давления и мощности.
В тех случаях, когда такие колебания со временем затухают, система считается устойчивой. Однако при определенных условиях случайные возмущения вызывают колебания с возрастающей амплитудой, устойчивость не восстанавливается и в системе возникают автоколебания – помпаж.
Явление помпажа сходно с явлением резонанса при колебаниях механических систем.
Неустойчивость и помпаж насоса нежелательны вследствие нарушения постоянства рабочего режима установки. Помпаж опасен ввиду резкого, толчкообразного повышения давления в потоке и соответственно увеличения напряжения в рабочих частях системы.
Исследование устойчивости легко провести общеизвестным способом: если изменив одну их величин, определяющих явление, обнаруживают, что прочие величины стремятся привести процесс в исходное состояние, то процесс устойчив.
Процесс и причины помпажа.
Для иллюстрации помпажа рассмотрим вариант работы насоса на сеть с малой емкостью.
Характеристика сети в случае наличия дроссельного регулирования может занимать положение a, b, c, d и e так, что характеристика b касается характеристики насоса в точке В1, а с в точке С2. Предположим, что при работе насоса в точке D в сети произошло резкое увеличение расхода, при этом напор понизился, а сопротивление сети возросло.
Разность этих напоров уменьшит подачу до величины, соответствующей точке D. Таким образом, изменение расхода вызывает здесь такое измененеи напора, которое приводит процесс в исходное состояние.
Если предположить уменьшение расхода при работе в точке D, то возникает разность напоров, действующая со стороны машины, что приводит к возрастанию расхода до исходного (точка D).
Читайте также: Из чего сделать клапан вибрационного насоса
Это указывает на устойчивость работы машины в точке D данной характеристики.
Теперь рассмотрим произвольную точку А2 на ветке В1С2 характеристики. Увеличение подачи выше QА2 , вызванное внезапным возмущением, обуславливает рост напора насоса и дальнейшее самопроизвольное увеличение подачи до величины, соответствующей точке А3.
При уменьшении подачи сопротивление сети оказывается больше напора, создаваемого насосом, и это вызывает дальнейшее уменьшение подачи(до точки А1). Поэтому ветка В1С2 – это ветка неустойчивой части характеристики.
Если каким-то способом насос поставлен на работу в точке А2 характеристики, то малейшее изменение в сети повлечет за собой сползание режима в точку А1 или А2 . Это и есть неустойчивость.
Обобщив эти соображения, можно отметить, что неустойчивой веткой характеристики является та часть, где восходящий участок характеристики насоса проходит круче характеристики трубопровода.
Работа агрегата при помпаже
Участок неустойчивой работы не может иметь места в тех случаях, когда характеристики насоса и сети пересекаются только в одной точке.
В случае работы насоса на сеть большой ёмкости также возможен помпаж.
Предположим, что центробежный насос работает в системе, обладающей очень малыми гидравлическими сопротивлениями.
При работе установки расход Qп поступает к потребителям из емкости А. Пусть Qп Qп , то давление в емкости А будет постепенно повышаться и характеристика сети (при отсутствии сопротивления это прямая линия) будет перемещаться вверх параллельно оси абсцисс.
Рабочая точка системы будет перемещаться по характеристике насоса вверх, а подача будет постепенно уменьшаться.
В тот момент, когда точка a займет положение агр , ещё имеется неравенство Qгр > Qп , а насос уже создает максимальное давление Ргр. Благодаря инерции среды, движущейся в каналах машины и всасывающей и напорной трубах, произойдет повышение давления в емкости до Ра > Ргр.
Наличие емкости А давления РА большего, чем давление Ргр , создаваемое машиной, вызовет торможение потока и обратное течение среды из емкости А через машину наружу.
Однако, вследствие указанного и наличия Qп через некоторое время давление в емкости А падает до давления холостого хода и центробежная машина вновь начинает подавать среду с расходом Q’
Но Q’ > Qп , поэтому давление в емкости А снова начнет возрастать и описанный выше процесс повторится. Установка будет работать в режиме помпажа, т.е. с периодическими колебаниями давления и подачи.
Применяя изложенный выше метод, можно доказать, что помпаж может возникать только в трубопроводных сетях большой емкости.
Предупреждение помпажа
Причины помпажа во многих случаях обусловлены срывом потока с лопастей. Поэтому при проектировании центробежных машин применяют следующие меры
скругление входной кромки лопастей
увеличение количества лопастей
применение рабочих колес с лопастями, сильно отогнутыми назад.
В условиях эксплуатации помпаж может быть предупрежден при помощи автоматического антипомпажного клапана. При этом попадание рабочей точки, определяющей режим установки, на неустойчивую ветвь характеристики становится невозможным, поскольку при повышении давлении перед дросселем клапан автоматически откроется и перепустит часть воздуха во всасывающую трубу или выпустит его в атмосферу.
💡 Видео
Компрессор травит воздух. Как работает обратный клапан компрессораСкачать
Аэрационная колонна, компрессор AIRPUMP AP2 Из чего состоит и для чего нужнаСкачать
27) От чего бывает помпаж - почти все случаи, свои можете коментировать буду рад этомуСкачать
Компрессор со7б, решение проблемы с клапанами.Скачать
Обратный клапан для компрессора.Скачать
Обратный клапан компрессора. Можно ли поставить сантехнический клапан на компрессор.Скачать
Самый надёжный обратный клапан на компрессорСкачать
💨 Автоматика компрессора травит воздух при запуске. Как работает клапан легкого пуска компрессора.Скачать
Устройство и принцип работы регулирующего клапана Моквелд (Mokveld)Скачать
ОТ ПРОВЕРКИ ДО НАЛАДКИ / Помпажное тестирование компрессора ДКС на шестом газовом промысле ЯмбургаСкачать
Как подобрать обратный клапан для компрессора - обратный клапан для компрессора - размеры на сайтеСкачать
Модернизация (тюнинг) клапана спуска давления прессостата компрессораСкачать
Обратный клапан для компрессора из вентиляСкачать
