Для чего нужен помпажный клапан (4 видео)

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.

Читайте также: Клапан егр как устроен

Содержание

Помпаж насосов и компрессоров
Помпаж центробежный насосов
Причины возникновения помпажа
Предупреждение помпажа
Все о транспорте газа
Помпаж двигателя самолета. Рассказывает авиационный инженер
Для чего помпажный клапан в компрессоре
Для чего помпажный клапан в компрессоре
📺 Видео

Видео:Для чего нужен АЭРАТОР и как его установитьСкачать

Помпаж насосов и компрессоров

Помпаж может наблюдаться при работе осевых, центробежных насосов, компрессоров и вентиляторов.

Видео:Компоненты антипомпажного регулирующего клапана FisherСкачать

Помпаж центробежный насосов

К помпажу более склонны тихоходные насосы, характеристика которых имеет следующий вид:

Рассмотрим систему, в которой насос, через обратный клапан подает жидкость в резервуар. Предположим, что в какой-то момент потребление жидкости из резервуара становится значительно меньше подачи насоса, вследствие чего начинает расти уровень жидкости, а значит увеличивается и статическое давление, которое должен преодолеть насос для подачи жидкости в резервуар. Получается, что напор на выходе насоса должен увеличиться, в момент когда насос уже не может развить потребный напор происходит срыв подачи, она падает до 0. Обратный клапан закрывается, поток от насоса в резервуар отсутствует. За счет потребления жидкости уровень падает, когда напора насоса будет достаточно для преодоления сопротивления, подача резко возрастет до первоначального значения.

Процесс, описанный выше, является примером помпажа динамического насоса.

Видео:Типы регулирующих клапановСкачать

Причины возникновения помпажа

Причинами возникновения помпажа могут быть измения условий работы насоса, увеличение нагрузки (давления), изменение гидравлического сопротивления, снижение частоты вращения рабочего колеса насоса (например при падении напряжения сети). Также помпаж может наблюдаться при параллельной работе насосов, если напор одного из них при нулевой подаче меньше напора второго при одиночной работе на сеть.

Видео:Антипомпажное регулирование 02 декабряСкачать

Предупреждение помпажа

Помпаж является нежелательным явлением, и может привести к поломке насосной станции и нарушению герметичности трубопроводов. Наиболее значимыми мерами по устранению эффекта помпажа являются:

использование насосов, компрессоров и вентиляторов, в характеристике которых отсутствует восходящий участок;
использование машин зона помпажа, которых сдвинута в область малых подач;
использование антипомпажного клапана, который при уменьшении расхода до границы помпажа отправляет жидкость (или газ) на всасывание или в атмосферу.

Видео:Как работают предохранительные клапаны прямого и непрямого действия?Скачать

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.

Читайте также: Тойота ярис зазоры клапанов

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:Принцип работы клапана вестгейта на примере турбонаддува двигателя Mercedes OM 651Скачать

Помпаж двигателя самолета. Рассказывает авиационный инженер

Что это такое и как с ним бороться? Теория этого процесса довольна сложна для понимания обычного человека и даже человека с техническим образованием, но она очень интересна, поэтому очень хочется рассказать максимально просто и доступно.

Помпа́ж — срывной режим работы авиационного ТРДД, нарушение газодинамической устойчивости его работы, сопровождающийся хлопками в воздухозаборнике из-за противотока газов, дымлением выхлопа двигателя, резким падением тяги и мощной вибрацией, которая способна разрушить двигатель.

Во время полета самолет может испытывать такое явление как помпаж, он может произойти как на пассажирских самолетах, так и на военных, но на военных, безусловно, он происходит гораздо чаще в силу особой маневренности самолета. На пассажирских самолетах он чаще происходит из-за погодных условий или попадания постороннего предмета в двигатель.

Рассмотрим небольшой пример.

В силу погодных условий или ошибки пилота расход воздуха через двигатель резко падает, скорость потока резко уменьшается и происходит его срыв с поверхности лопатки и турбализация , в итоге происходит некое запирание потока и дроссилизация ступени. Т.е. поток воздуха практически останавливается в компрессоре, но процессы во всем остальном двигателе продолжаются, поэтому резко возрастает температура газа за турбиной, возникает сильнейший тепловой удар, из-за которого могут рассыпаться лопатки турбины.

Поток горячего газа может пойти не в сторону турбины, а в сторону компрессора и тогда происходит сильнейшее возгорание, лопатки компрессора не рассчитаны на столь высокие температуры и все, двигатель останавливается, но. все это бы произошло, если бы не существовала специальных противопомпажных систем, на них бы и хотелось остановиться.

Применение многоступенчатого компрессора и нескольких валов. Так если в первой ступени произошел помпаж, то вторая ступень, вращаемая другим валом, будет продолжать работать и выведет двигатель из помпажа.

Лента перепуска или клапаны. Очень простой, но очень эффективный способ. При возникновении помпажа, открывается специальные клапаны или ленты и воздух из проточной части выпускается в атмосферу.

Щелевой перепуск, тоже довольно эффективен. За счет выхода воздуха из средней части лопатки и подачи его на вход, возникает некоторая циркуляция.

Поворотные лопатки направляющего аппарата. Тут все итак понятно, за счет поворота лопаток изменяется угол атаки и устраняет срыв потока. Процесс полностью автоматизирован, но в реализации не так прост.

Ну еще один довольно эффективный, но рисковый способ — это уход в пике, за счет увеличения расхода воздуха, двигатель быстро выходит из помпажа, остается только вывести самолет в горизонтальное положение.

На данный момент всеми этими противопомпажными механизмами управляет автоматика, в каждом двигателе существует сразу несколько таких систем, чтобы обеспечить стабильную работу двигателя.

Читайте также: Регулировка клапанов ниссан примера р10

Видео:Как это работает: регулирующий клапан SpiraTrolСкачать