CS242692B1 - Zapojení pro antipompážní ochranu turbokompresoru Dři regulace tlaku - Google Patents

Abstract

Zapocení se týká automatické regulace a řeší zapojení pro antipompážní ochranu turbokompreeoru. Pracuje tak, že v případech, kdy regulace tlaku zavírá vstupní armaturu na hodnotu otevření menší než je nutné pro zajištění bezpečného průtoku média strojem, zavádí ee do regulace další veličina, nazvaná progresivní funkce. Progresivní funkce se odvozuje od průtoku média v sání turbokompresoru. Působí v oblasti, kdy je nebezpečí, že dojde k pompáži tak, že přizpůsobuje pohyb vstupní armatury a zabraňuje, aby průtok média kompresorem poklesl pod nastavenou mez minimálního bezpečného průtoku. Zapojení se využije při řízení turbokompresorů

Description

Vynález se týká zapojení pro antipompážní ochranu turbokompresoru při regulaci tlaku ve výtlačném potrubí prováděnou škrcením průtoku média v sacím potrubí·

Dosud běžně používaná antipompážní ochrana prováděná odpouštěním média z výtlačného potrubí turbokompresoru nevylučuje nebezpečí pompáže první sekce agregátu během dynamických dějů. kdy regulace tlaku vyžaduje zavírání škrticí armatury v sacím potrubí· Pro bezpečný provoz agregátu je nutný určitý minimální průtok, který závisí na pracovním bodě agregátu a který musí vstupní armatura propustit· Proto bývá tento regulační orgán opatřen otvorem nebo doplněn přepouštěcím ventilem. Velikost otvoru nebo přepouštěoího ventilu ale omezuje regulační rozsah vstupní armatury a záleží na vzájemném seřízení regulací a velikosti poruchy, kdy změnu průtoku v sacím potrubí vyvolanou zásahem regulaoe tlaku ve výtlačném potrubí stačí ještš antipompážní regulaoe eliminovat· Větší přivírání vstupní armatury má za následek pompáž první sekce agregátu, předčasné opotřebení stroje, případně jeho poškození·

Tyto nedostatky odstraňuje zapojení pro antipompážní ochranu turbokompresoru při regulaci tlaku podle vynálezu. Sací vstup zapojení je spojen se sacím vstupem vstupního orgánu, jehož výstup je spojen se vstupem turbokompresoru· Výstup turbokompresoru je spojen se spotřebním výstupem zapojení a s tlakovým vstupem antipompážního orgánu, jehož tlakový výstup je spojen s odpouštěcím výstupem

- 3 242 692 zapojení· Regulační vstup antipompážního orgánu je spojen β výstupem prvního regulátoru, jehož vstup je spojen s výstupem prvního sumátoru. První vstup prvního sumátoru je spojen s výstupem prvního zadávacího bloku. Druhý vstup prvního sumátoru je spojen s výstupem prvního vyhodnocovacího obvodu, jehož čidlo pro měření průtoku je umístěno ve výtlačném potrubí turbokompresoru. Ve výtlačném potrubí turbokompresoru je též uloženo tlakové Čidlo druhého vyhodnocovacího obvodu, jehož výstup je spojen se druhým vstupem druhého sumátoru. První vstup druhého sumátoru je spojen s výstupem druhého zadávacího bloku. Podstata vynálezu spočívá v tom, že výstup druhého sumátoru je spojen s prvním vstupem omezovač ího bloku, jehož druhý vstup je spojen s výstupem funkčního bloku. Druhý vstup funkčního bloku je spojen s výstupem třetího zadávacího bloku. První vstup funkčního bloku je spojen s výstupem třetího vyhodnocovacího obvodu, jehož průtokové čidlo je umístěno v sacím potrubí turbokompresoru. Regulační vstup vstupního orgánu je spojen s výstupem druhého regulátoru, jehož první vstup je spojen s prvním výstupem omezovač ího bloku. Druhý výstup omezovačího bloku je spojen s prvním vstupem opravovacího bloku, jehož výstup je spojen se druhým vstupem druhého regulátoru. Druhý vstup opravovacího bloku je spojen s výstupem polohového čidla vstupního orgánu.

v

Výhodou zapojení podle vynálezu je, že zajišťuje minimální bezpečný průtok do sání agregátu v celé -pracovní oblasti tím, že se zavede progresivní funkce odvozená od průtoku média na sání stroje, případně od odvozených veličin. Tato progresivní funkce působí proti regulační odchylce tlaku· Dosáhne-li hodnota progresivní funkce velikosti regulační odchylky tlaku, upraví se integrační

242 692 složka regulátoru tak, aby odpovídala okamžitému otevření’ akčního orgánu pro regulaci tlaku· To má za následek zpomalení, případně zastavení vstupní armatury v poloze zajištující bezpečný průtok mádla strojem po kritickou dobu poruchy a zabrání se tak nebezpečí pompáže první sekce agregátu· To umožňuje umístit čidlo pro antipompážní regulaci oo nejblíže spotřebiči, zdroji poruch, např· na výtlak turbokompresoru a zvýšit tak účinnost antipompážní ochrany· Tím se vyloučí též nebezpečí pompáže vnitřních sekcí agregátu· Vznik a působení progresivní funkce spadá do oblasti zásahu antipompážní regulace· Během pohybu pracovního bodu stroje po vnitřní charakteristice do oblasti vyššího průtoku doohází k uvolnění a vymizení progresivní funkce. V bezpečné oblasti je ve funkci pouze regulace tlaku· Zapojení podle vynálezu zabezpečuje ochranu drahého stroje před poškozením a snižuje jeho opotřebení následkem pompáží vznikajících v dynamickém stavu zavíráním vstupní klapky regulaci tlaku na hodnotu otevření menší, než je nutné pro zajištění bezpečného průtoku v sání tak, že po kritickou dobu upravuje zásah regulace tlaku a k pompáži nedojde·

Příklad zapojení podle vynálezu je znázorněn v blokovém schématu na připojeném výkrese·

Jednotlivé bloky je možno charakterizovat takto· Turbokompresor i včetně potrubní sítě tvoří regulovanou soustavu· Slouží k dodávání tlakového média· První vyhodnocovací obvod 2 obsahuje čidlo průtoku pro antipompážní regulaci, případně čidla odvozených veličin a obvody pro matematické zpracování těchto veličin, v případě číslicového provedení ještě analogově číslicové převodníky·

Slouží k dodávání informace o průtoku· Druhý vyhodnocovací obvod 2 obsahuje jeden nebo vice snímačů tlaku a matematických obvodů pro zpracování signálů z těchto snímačů,

242 692 » 5 případně analogově číslicové převodníky· Slouží k vyhodnocování tlaku ve výtlačném potrubí. Třetí vyhodnocovací obvod £ obsahuje čidlo průtoku, případně odvozených veličin a obvody pro matematické zpracování těchto veličin.

V případě číslicového provedení jeětě analogově číslicové převodníky* Slouží k měření průtoku v sacím potrubí·

Zadávací bloky 5» £, 7 obsahují potenoiometr, zdroj napětí a zesilovač, případně analogově číslicový převodník·

Vytváří signál úměrný žádané hodnotě technologické veličiny· Mohou též obsahovat snímače technologických veličin, obvody pro matematické zpracování těchto veličin včetně analogově číslicových převodníků, a slouží k vytváření signálu úměrného žádané hodnotě technologické veličiny, jako funkci měřených veličin· První regulátor 8 obsahuje proporcionální zesilovač a časové členy, případně naprogramovanou funkci požadovanou v závislosti na vstupní veličině· Slouží k regulaci průtoku· Druhý regulátor 10 obsahuje proporcionální zesilovač, časové členy a komparátor, případně program pro výpočet požadované funkce· Antipompážní orgán 2, je klapka nebo regulační ventil včetně pohonu, výkonového členu a číslioově analogového převodníku· Slouží k regulaci průtoku odpouštěním tlakového média z výtlaku· Vstupní orgán 11 je klapka nebo šoupátko včetně pohonu, výkonového členu a číslicově analogového převodníku· Slouží k regulaci tlaku škrcením v sacím potrubí· Funkční blok 12 je matematický blok obsahující operační zesilovače, oddělovací diody, potenciontetry, případně program· Slouží k výpočtu progresivní funkce, která se počítá v závislosti na skutečné velikosti průtoku v sání a na jeho žádané hodnotě, to je na výstupu 71 třetího zadávacího bloku £· Omezovači blok 13 je matomatioký blok obsahující operační zesilovač, odpory, omezovači diody, případně program· Slouží pro omezení progresivní funkce a provádí korekci regulační odchylky tlaku· Opravovaoí blok 14 je matomatioký blok obsahující — 6 —

242 892 řízený komparátor, případně program· Slouží k opravě integrační složky druhého regulátoru 10· Polohové čidlo 15 obsahuje potanoiometr se zesilovačem a případně analogově číslicovým převodníkem. Slouží k převádění pohybu vstupní armatury 11 na signál nesoucí informaci o její poloze· První aumátor 16 je operační zesilovač s odporovou sítí případně programový blok· Slouží k vyhodnocení rozdílu mezi žádanou a skutečnou hodnotou pr&toku·

Druhý sumátor 17 je operační zesilovač s odporovou sítí, případně programový blok, který provádí rozdíl mezi skutečnou a žádanou hodnotou tlaku* Do technologického zařízení patří turbokompreeor 1 se svým sacím a výtlačným potrubním systémem. Sací vstup 01 zapojení je spojen se sacím vstupem 111 vstupního orgánu 11. jehož výstup 112 je spojen se vstupem 011 turbokompresoru i· Výstup 012 turbokompresoru 1 je spojen se spotřebním výstupem 02 zapojení a s tlakovým vstupem 91 antipompážního orgánu £· Tlakový výstup 93 antipompážního orgánu £ je spojen a odpouětěcím výstupem 03 zapojení· V obvodu antipompážní regulaoe je výstup 21 prvního vyhodnocovacího bloku £ spojen se druhým vstupem 162 prvního sumátoru 16 První vstup 161 prvního sumátoru 16 je spojen s výstupem 51 prvního zadávacího bloku £· Výstup 163 prvního suraátoru 16 je spojen se vstupem 81 prvního regulátoru 8· Výstup 82 prvního regulátoru 8 je spojen s regulačním vstupem 92 antipompážního orgánu £· V obvodě regulace tlaku je výstup 31 druhého vyhodnocovacího obvodu £ spojen se druhým vstupem 172 druhého sumátoru 17. jehož první vstup 2JÍ je spojen s výstupem 61 druhého zadávací· ho bloku 6· Výstup 173 druhého sumátoru 17 je spojen b prvním vstupem 131 omezovacího bloku 13. jehož druhý vstup 132 je spojen s výstupem 123 funkčního bloku 12· Druhý vstup 122 funkčního bloku 12 je spojen s výstupem

242 692

- 7 71 třetího zadávacího bloku χ. První vstup 121 funkčního bloku 12 je spojen s výstupem 41 třetího vyhodnocovacího obvodu £· První výstup 133 omezovacího bloku 13 je spojen s prvním vstupem 101 druhého regulátoru 10. jehož výstup 103 je spojen s regulačním vstupem 113 vstupního orgánu 11. Druhý výstup 134 omezovacího bloku 13 .le spojen s prvním vstupem 141 opravovacího bloku 14. jehož výstup 143 je spojen s druhým vstupem 102 druhého regulátoru 10· Druhý vstup 142 opravovacího bloku 14 je spojen s výstupem 151 polohového čidla 15.

Zapojení pracuje takto· Signál nesoucí informaci o průtoku pro antipompážní regulaci se vyhodnotí v prvním vyhodnocovacím obvodu 2 a přichází na druhý vstup 162 prvního sumátoru 16. Na první vstup 161 prvního sumátoru 16 přichází signál žádané hodnoty průtoku z výstupu 51 prvního zadávacího bloku £· V prvním sumátoru 16 se odečte signál skutečné hodnoty průtoku od žádané hodnoty průtoku a vznikne signál regulační odchylky průtoku, který přichází na vstup 81 prvního regulátoru 8.V prvním regulátoru 8 se zpracuje signál regulační odchylky průtoku na požadovanou funkci a přivádí se na regulační vstup 92 antipompážního orgánu X, kterým se reguluje průtok stroje odpouštěním média z výtlačného potrubí turbokompresoru· Je to regulace ochranná, zasahuje až když průtok ve výtlačném potrubí poklesne pod žádanou hodnotu D antipompážní regulace (obr. 2). Při kladné hodnotě signálu regulační odchylky průtoku se působením regulátoru antipompážní orgán £ otvírá* Ve druhém vyhodnocovacím obvodu 2 se vytváří signál pro regulaci tlaku ve výtlačném potrubí· Tento signál se přivádí na druhý vstup 172 druhého sumátoru ΐχ. Na první vstup 171 druhého sumátoru 17 přichází signál žádané hodnoty tlaku z výstupu 6l druhého zadávacího bloku 6. Ve druhém sumátoru 17 se odečte signál žádané hodnoty tlaku od signálu skutečná hodnoty tlaku a vznikne signál regulační odchylky tlaku,

- 8 242 692 který přiohází na první vatup 131 omezovacího bloku 13* V případě, že pracuje turbokompresor mimo nebezpečnou oblast S (obr* 2) projde signál regulační odchylky tlaku omezovač ím blokem 13 na první vstup 101 druhého regulátoru 10> Ve druhém regulátoru 10 se tento signál zpracuje na požadovanou funkci a přivádí se na regulační vstup 113 vstupního orgánu 11, kterým se reguluje tlak na výtlaku škrcením v sacím potrubí turbokompresoru 1*

242 692

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Zapojení pro antipompážní ochranu turbokompresoru při regulaci tlaku, kde je sací vstup zapojení spojen se sacím vstupem vstupního orgánu, jehož výstup je spojen se vstupem turbokompresoru, jehož výstup je spojen se spotřebním výstupem zapojení a s tlakovým vstupem antipompážního orgánu, jehož tlakový výstup je spojen s odpouětěoím výstupem zapojení a regulační vstup antipompážního orgánu je spojen s výstupem prvního regulátoru, jehož vstup je spojen s výstupem prvního sumátoru, jehož první vstup je spojen s výstupem prvního zadávacího bloku a druhý vstup prvního sumátoru je spojen s výstupem prvního vyhodnocovacího obvodu, jehož čidlo pro měření průtoku je umístěno ve výtlačném potrubí turbokompresoru, v jehož výtlačném potrubí je též umístěno tlakové čidlo druhého vyhodnocovacího obvodu, jehož výstup je spojen se druhým vstupem druhého sumátoru, jehož první vstup je spojen s výstupem druhého zadávacího bloku, vyznačující se tím, že výstup (173) druhého sumátoru (17) je spojen s prvním vstupem (131) omezovacího bloku (13), jehož druhý vstup (132) je spojen s výstupem (123) funkčního bloku (12,) jehož druhý vstup (122) je spojen s výstupem (71) třetího zadávacího bloku (7) a první vstup (121) funkčního bloku (12) je spojen s výstupem (41) třetího vyhodnocovacího obvodu (4), jehož průtokové čidlo je umístěno v sacím potrubí turbokompresoru (1) a regulační vstup (113) vstupního orgánu (11) je spojen s výstupem (103) druhého regulátoru (10), jehož první vstup (101) je spojen s prvním výstupem (133) omezovacího bloku (13), jehož druhý výstup (134) je spojen s prvním vstupem (141) opravovacího bloku (14) , jehož výstup (143) je spojen se druhým vstupem (102) druhého regulátoru (10) a druhý vstup (142) opravovacího bloku (14) je spojen s výstupem (151) polohového čidla (15) vstupního orgánu (11).