Технічні науки / Автоматизовані системи
управління на виробництві
д.т.н. Семенцов Г.Н., Бляут Ю.Є.
Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу
СПОСІБ ВИЗНАЧЕННЯ
ПОМПАЖНОЇ
ХАРАКТЕРИСТИКИ
ВІДЦЕНТРОВОГО НАГНІТАЧА ГАЗОПЕРЕКАЧУВАЛЬНОГО АГРЕГАТУ
Для головних функцій системи
автоматичного керування газоперекачувальним агрегатом (САК ГПА) можна віднести
функції керування, контролю, регулювання, а також деякі інформаційні функції [1]. До функцій керування відносяться: керування режимом
роботи ГПА, автоматичне керування
виконавчими механізмами і кранами газової обв’язки ГПА за заданими алгоритмами,
дистанційне керування виконавчими механізмами і допоміжним обладнанням, автоматична перевірка пускової готовності, аварійна
зупинка ГПА при відмові САК або по команді оператора.
Крім цього, САК реалізує декілька додаткових функцій, які
розширюють можливості керування процесом транспортування газу на агрегатному
рівні [2,3].
Найбільш перспективними ГПА є
газотурбінні, оскільки джерелом енергії для них служить сам газ і крім цього,
газотурбінні ГПА забезпечують швидкий запуск з холодного стану, мають відносно
високий к.к.д., невеликі розміри, простоту і надійність конструкції, розвивають
велику потужність. Газотурбінні ГПА не тільки піднімають тиск в магістральному
газопроводі, але й забезпечують задану витрату газу. Автоматичне керування
головними параметрами ГПА надзвичайно важливе, оскільки оптимальні режими
роботи ГПА практично завжди є граничними, тобто знаходяться біля аварійних
режимів, а допустимі відхилення таких параметрів як температура газу, швидкість
обертання турбіни не повинні перебільшувати 1÷2% від їх номінальних
значень [1, 2].
За умов модернізації та технічного
переоснащення газотранспортної системи з використанням найбільш сучасних і
ефективних технологій однією з важливих функцій систем автоматичного керування
САК ГПА є автоматичне визначення експлуатаційних характеристик нагнітача і
агрегата в цілому. На базі таких характеристик формується висновок про необхідність
проведення профілактичних робіт на двигуні або нагнітачі, або оновлення
помпажних характеристик. Таке завдання вирішується за допомогою системи
автоматичного керування газоперекачувальним агрегатом, яка забезпечує
антипомпажне регулювання і захист від помпажу, та може забезпечити надійну
роботу відцентрового нагнітача (ВН) поблизу границі помпажної зони, тому що чим
більший запас по помпажу, тим менш ефективно працює ГПА.
Об’єктом проведених випробувань є
підсистема антипомпажного регулювання (АПР) системи автоматичного керування
газоперекачувальним агрегатом Ц-16 (САК ГПА Ц-16), що функціонує у взаємодії з
центральною частиною САК ГПА, системою керування подачею палива, швидкодіючим
антипомпажним клапаном (АПК) «Моквелд», який встановлений на вихідному
колекторі об’язки нагнітача, та призначений для антипомпажного регулювання та
захисту цього нагнітача при наближенні до помпажних явищ.
Метою випробування є уточнення помпажної
характеристики на приведеній напорно-витратній характеристиці нагнітача. Ця
характеристика формується по трьох точках на різних частотах обертання (4300
об/хв, 4600 об/хв і 4900 об/хв) силової турбіни (СТ) при роботі ГПА в
режимі «магістраль» з створенням помпажа нагнітача шляхом перекриття вихідного стаціонарного крану або шляхом
зниження обертів ГПА, що працює послідовно з ГПА №9. На час цих
випробувань відключаються системи антипомпажного захисту та регулювання.
Нагнітач ГПА №9 доводиться до помпажного
стану при швидкості обертання СТ n=4300об/хв і ідентифікується помпаж цього нагнітача.
Переривання виниклого помпажу проводиться шляхом форсованого відкриття АПК в
ручному режимі. Спосіб ідентифікації помпажу полягає в наступному: по сигналу
фіксується помпаж з наступним аналізом архівних даних, наприклад: швидкість
обертання СТ, перепаду тиску на конфузорі нагнітача, вібрації опор нагнітача і
т.д.
Початком розвитку помпажних явищ в
нагнітачі вважається комплексна зміна параметрів, наприклад: зміна швидкості
обертання СТ з подальшим коливальним процесом, падіння значення параметру
перепаду тиску на конфузорі нагнітача, зміна значення параметрів відбрації опор
нагнітача, зміна значення осьового зсуву.
Потім аналізуються архівні дані вказаних
параметрів по цьому випробуванню, встановлюється помпажна точка при швидкості
обертання СТ n=4300 об/хв і лише при позитивних результатах випробувань при цих обертах
переходимо до наступних випробувань при обертах n=4600 об/хв і n=4900 об/хв.
Після завершення випробувань
підключаються системи антипомпажного захисту та регулювання.
Отже, на основі результатів випробувань
визначається помпажна характеристика, яка є підставою для внесення змін у
програмне забезпечення САК ГПА агрегатом Ц-16.
1.
Автоматическое управление газотурбинными установками / Б.И.Аранович, Ю.Т.Лячек, В.А.Олейников, А.А.Файнштейн.
– Л.: Недра, 1974. – 216с.
2.
Ревзин Б.С. Газотурбинные газоперекачивающие агрегаты.
– М.: Недра, 1986. – 215с.
3.
Продовиков С., Макаров А., Бунин В., Черников А. Опыт
автоматизации сложных промышленных объектов на примере газокомпрессорных станций
// Системная интеграция. Нефтегазовая промышленность. 1999. – №2. –
С.16-25.