Что такое антипомпаж компрессора

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.

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:Антипомпажное регулирование 02 декабряСкачать

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.

Читайте также: Автомобильный компрессор для подкачки шин беркут р15

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:Устройство и принцип работы винтового компрессораСкачать

Антипомпажные регулирующие клапаны

Защитите компрессор от помпажа и повысьте его стабильность с помощью оптимизированной антипомпажной системы клапанов Fisher

Видео:Центробежный компрессорСкачать

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.​​​​​​​

Видео:ОТ ПРОВЕРКИ ДО НАЛАДКИ / Помпажное тестирование компрессора ДКС на шестом газовом промысле ЯмбургаСкачать

Преимущества антипомпажных регулирующих клапанов

Видео:Последствия эксплуатации без масляного компрессора на производствеСкачать

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:Работа винтового компрессора, его принцип действия и устройство.Скачать

Устройство и принцип работы системы антипомпажного регулирования центробежного нагнетателя с использованием регулирующего клапана.

Управление регулирующим клапаном осуществляется специальной системой антипомпажного регулирования, включающей в себя антипомпажный клапан с силовым приводом и регулятор (см. рисунок 10).

Читайте также: Куда сдать сломанный компрессор от холодильника

В качестве силового привода для антипомпажных клапанов на магистральных газопроводах применяется пневматический привод (высокое быстродействие, большие мощности, доступная пневматическая энергия), но для его надежной работы требуется газ или воздух с высокой степенью очистки и осушки.

Рисунок 10. Структурная схема системы антипомпажного регулирования центробежного нагнетателя.

Поскольку работа центробежного нагнетателя непосредственно в критической точке, находящейся на границе помпажа, недопустима из-за опасности попадания нагнетателя в помпажный режим при малейшем снижении расхода газа, то в системах антипомпажного регулирования в качестве критерия для срабатывания системы и открытия антипомпажного клапана используется степень приближения рабочей точке не к границе помпажа, а к так линии безопасных режимов работы, которая имеет 5…10 %-ый запас по помпажу.

Для определение границы помпажа и установления линии безопасных режимов работы в системах АПР применяются следующие методы:

В основном, центробежные нагнетатели оснащаются системами антипомпажной защиты на основе параметрических методов. Принцип действия таких систем основан на том, что у центробежного нагнетателя на газодинамических характеристиках в координатах расход по условиям всасывания-степень повышения давления при некоторой постоянной скорости вращения существует единственная точка, соответствующая началу помпажа (как было рассмотрено выше).

Для определения приближения к этой точке (границе помпажа) используется измерение расхода газа через нагнетатель. Измерение расхода газа производится с помощью сужающего устройства (определение расхода газа по перепаду на конфузоре). Наилучшим местом установки сужающего устройства является линия всасывания, но его установка на всасывании приводит к увеличению потерь во входном устройстве, что значительно снижает общий К.П.Д. нагнетателя. Поэтому сужающее устройство устанавливают в линии нагнетания с пересчетом расхода на условия всасывания. Требования к длинам прямых участков при монтаже сужающего устройства, как правило, не соблюдаются, поэтому измерение расхода производится с повышенной погрешностью (погрешность измерения расхода в зоне помпажа может достигать 5%).

Основными недостатками параметрических систем антипомпажной защиты являются:
— в систему зачастую закладываются характеристики не соответствующие реальным параметрам работы;

— процессы во времени протекают быстротечно, поэтому необходимо предусматривать запас по устойчивости на время реакции системы, что уменьшает эффективность использования нагнетателя;

— неверное определение уставки приводит или к недостаточному запасу устойчивости, или к еще большему уменьшению эффективности использования нагнетателя.

Перспективным направлением является создание систем АПР на основе признаковых методов распознавания границы помпажа. Данные методы основаны на обнаружении особенностей течения потока газа в проточной части нагнетателя, возникающие при нерасчетных режимах. Для этого в проточную часть устанавливают специальные датчики.

Опытное применение признаковых способов обнаружения помпажа началось с средины прошлого века. Не смотря на множество патентов они не получили широкого распространения и применяются как дополнительная мера защиты совместно с параметрическими методами.

Так, долгое время определение момента начала вращающегося срыва при использовании аналоговых средств не представлялось возможным так, как уровень полезного сигнала соизмерим с уровнем шумов, к которым еще добавляются внешние помехи. В настоящее время, в связи с развитием средств измерения и микропроцессорных контроллеров созданы все предпосылки для создания признаковых систем распознавания границы помпажа.

Видео:Как работает центробежный газовый компрессорСкачать

Система противопомпажного регулирования компрессора Woodward

Видео:Компоненты антипомпажного регулирующего клапана FisherСкачать

Описание

Помпаж – это опасный режим работы динамического компрессора, возникающий при низких расходах газа недостаточных для поддержания существующего перепада давления. Специалистами компании ООО «Комдиагностика», предлагается проверенный временем алгоритм противопомпажного регулирования на основе контроллера Micronet Plus фирмы Woodward.

Читайте также: Блок регулятора давления компрессора

Время, за которое компрессор может перейти от нормальной работы к состоянию помпажа составляет около 40 миллисекунд. При этом режиме происходит дестабилизация и срыв потока, изначально приводящие к обратному течению газа. Всем этим жестким условиям работы соответствует контроллер Micronet Plus, гарантированное время реакции на возникновение помпажного процесса которого, составляет не более 40 миллисекунд (полное время отклика на событие).
Контроллер Micronet Plus может быть сконфигурирован для работы c различными типами турбин и компрессоров с целью гибкого управления частотой оборотов и/или расхода газа на выкиде компрессора, а так же противопомпажного регулирования и защиты. С целью поддержания гибкости управления все входы и выходы (Вх/Вых) конфигурируются пользователем. При желании пользователь может добавлять модули Вх/Вых для повышения уровня резервирования и/или расширения возможностей по количеству Вх/Вых.

Система управления MicroNet Plus может работать в конфигурации резервирования Мастер/Слуга для обеспечения более высокой надежности. Синхронизированная память гарантирует, что оба процессора используют одну и ту же оперативную информацию в любой скоростной группе. Если Мастер процессор становится неработоспособным, все управления системой, включая управление Входами/Выходами, передается Запасному Центральному Процессорному Модулю за время менее 1 мс. без ущерба для работы первичного привода. После устранения неисправности Мастер ЦПМ система может продолжать работу с Запасным ЦПМ, или управление системой может быть передан обратно, основному Мастер ЦПМ. Оповещение о какой-либо передаче управления предоставляется по коммуникационным связям.

Видео:Видеоурок "Классификация компрессоров"Скачать

Антипомпажное регулирование

Центробежные и осевые компрессоры подвержены помпажу, что может привести к катастрофическим разрушениям турбокомпрессорного оборудования. Антипомпажный контроллер является одним из наиболее ответственных элементов системы регулирования турбоагрегата. Он в реальном времени непрерывно рассчитывает координату рабочей точки и ее удаленность до границы помпажа, определенной по результатам тестирования данного компрессора в реальных условиях эксплуатации на объекте заказчика.

Компания ПРОМИМПОРТ представляет лидера в сфере решений по антипомпажному регулированию, американскую компанию CCC (CompressorControlsCorporation). Мы предлагаем установку и модернизацию систем антипомпажного регулирования на объекте заказчика.

Контроллер ССС оптимально управляет положением анипомпажного клапана в линии рециркуляции или сброса в атмосферу, не допуская перехода рабочей точки за границу помпажа, поддерживая при этом прочие параметры процесса в безопасных и допустимых пределах.

Антипомпажный контроллер ССС точно определяет границу помпажа для всех режимов работы компрессора. Данный контроллер сочетает в себе функции замкнутого и разомкнутого контуров регулирования для предотвращения помпажа, не требуя большого запаса до границы помпажа. Благодаря этому уменьшается рециркуляция или сброс, снижается отклонение параметров технологического процесса. Кроме того, антипомпажный контроллер CCC может обеспечить точное предельное регулирование давления всаса или нагнетания посредством рециркуляции или сброса компримируемого газа. Благодаря взаимодействию с контроллером производительности ССС, антипомпажный контроллер позволяет безопасно работать на минимальном удалении от границы помпажа.

• Пропорционально-интегральное воздействие.
• Дифференциальное воздействие.
• Воздействие RecycleTrip® — определяет предел, при превышении которого будет ступенчато открываться антипомпажный клапан.
• Воздействие SafetyOn® — определяет предел положения рабочей точки, за которым считается, что компрессор попал в помпаж.

Адаптация для широкого спектра компрессорных установок.

От одноступенчатого воздушного компрессора до многосекционных компрессоров холодильных установок с боковыми подводами, работающих в параллели — стандартная система антипомпажной защиты ССС может быть адаптирована для работы с широким спектром технологических задач просто путем изменения параметров конфигурации.

• Свежие записи
  • Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
  • Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
  • Какие моторы бывают у стиральных машин
  • Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
  • Как снять стопорную шайбу с вала

  
  

  источники:

  https://evakuatorinfo.ru/chto-takoe-antipompazh-kompressora

  📸 Видео

  Принцип действия всасывающего клапана (регулятора всасывания). Intake valve compressor. How it worksСкачать

  

  Многоступенчатый центробежный компрессорСкачать

  

  Поршневой компрессорСкачать

  

  Анохин В. Г. Компрессор ТРД. ПомпажСкачать

  

  Все о компрессорахСкачать

  

  Центробежные компрессоры SeAH в РоссииСкачать

  

  Вся правда о компрессорах в общем и самоделках на базе компрессора ЗИЛ. Тест производительности.Скачать

  

  Винтовая пара (винтовой блок) компрессора: что это и принцип работы. Компрессор ABAC SPINN 15-10.Скачать

  

  Компрессор FUBAG OLS 280/50 CM2 31381. Причина поломки. Важно знать о безмасляных компрессорах.Скачать

  

  Устройство пневмолинии в гараже. Как избежать ошибок. Принцип устройстваСкачать

  

  Подробно о автоматике для компрессора \ Автоматика \ Пресостат \ ВклычательСкачать