UA62372C2

UA62372C2 - Method for protection of compressor of gas transfer unit against surge

Info

Publication number: UA62372C2
Application number: UA2003032175A
Authority: UA
Inventors: Pavlo Hryhorovych Dudko; Valerii Vasyliovy Kolodiazhnyi; Oleksandr Oleksandrovy Sorokin; Mykhailo Viktorovy Khokhriakov; Serhii Volodymyrovy Distrianov; Vladyslav Leonidovych Melnyk; Andrii Ivanovych Dotsenko
Original assignee: Subsidiary Ukrtransgaz
Priority date: 2003-03-12
Filing date: 2003-03-12
Publication date: 2007-08-10
Also published as: UA62372A

Abstract

A method for protection of compressor of gas transfer unit against surge relates to area of operation of gas transportation systems. The method is performed through measurement of current values of parameters characterizing position of working point of compressor, correction and storage of position of surge boundary, with formation of output signal of anti-surge controller in proportion to separation of working point of compressor from surge boundary. Correction of the position of surge boundary is performed through detection of transfer of working point of one or several channels of working wheel of compressor to idle section of flow rate - pressure characteristic, that for one connects sensor of differential pressure to opposite in diameter points of inlet or outlet pipe of compressor placed in cross section normal to axis of pipe. After that one periodically switches anti-surge controller to position "Correction", with gradual decrease of compressor rotation frequency, with continuous calculation of autocorrelation function of output signal of indicator of differential pressure for interval of observation, with control of emergence of set of periodically repeating sections at last part of interval of the function. At instant of detection of those sections one registers currentvalue of calculated separation as correction for separation, after that one increases compressor rotation frequency to initial value, with switching anti-surge controller to position "Operation". Control signal for anti-surge valve is formed subject to corrected value of separation.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до експлуатації компресорів, зокрема, до способів захисту компресорів від помпажу в 2 системах транспортування газуThe invention relates to the operation of compressors, in particular, to methods of protecting compressors from surges in 2 gas transportation systems

Відомий спосіб антипомпажного захисту компресора шляхом вимірювання витрати газу і перепаду тиску на лініях нагнітання та всмоктування компресора, визначення похідних за часом від перепаду тиску і від витрати газу, порівняння знаків похідних і, у випадку їх рівності, видачі сигналу на відключення компресора (11.There is a known method of anti-pumping protection of the compressor by measuring the gas flow rate and pressure drop on the discharge and suction lines of the compressor, determining the time derivatives of the pressure drop and gas flow rate, comparing the signs of the derivatives and, if they are equal, issuing a signal to turn off the compressor (11.

Даний спосіб антипомпажного захисту компресора, як і спосіб захисту компресора газоперекачувального 70 агрегату від помпажу, що заявляється, включає вимірювання поточних значень параметрів, які характеризують положення робочої точки компресора, обробку даних і, як реакцію на результати обробки, подачу сигналів на виконавчі механізми, що керують роботою компресора. Проте, в даному способі-аналогу захист спрацьовує тоді, коли помпаж вже відбувся, через те, що знаки сигналів з виходів диференціаторів збігаються при безпосередньому виникненні помпажу, а саме на такий збіг і налагоджена схема відключення компресора. Це 79 говорить про те, що компресор, знаходячись якийсь час у стані помпажу, випробовує всі негатівні наслідки даної аварійної ситуації (значні знакоперемінні змінення протидіючого моменту та осьові зусилля по валу силової турбіни, що викликають вібрацію, осьовий зсув ротора і т. ін.), особливо, якщо врахувати велику інерційність системи. Крім того, даний спосіб передбачає відключення компресора, а значить, виведення його з робочого стану, що з точки зору технологічних і економічних показників неприйнятно під час використання компресорів, наприклад, у складі цеху газоперекачувальної станції системи транспортування газу. З цих причин такий спосіб антипомпажного захисту компресора слід визнати недостатньо надійним і недостатньо якісним.This method of anti-surge protection of the compressor, as well as the method of protecting the compressor of the gas pumping unit 70 from surge, which is claimed, includes measuring the current values of the parameters that characterize the position of the operating point of the compressor, data processing and, as a reaction to the processing results, sending signals to the executive mechanisms, which control the operation of the compressor. However, in this analog method, the protection is activated when the surge has already occurred, due to the fact that the signs of the signals from the outputs of the differentiators coincide with the immediate occurrence of the surge, and the compressor shutdown scheme is set for such a coincidence. This 79 indicates that the compressor, being in a surging state for some time, experiences all the negative consequences of this emergency situation (significant alternating changes in the opposing torque and axial forces on the shaft of the power turbine, which cause vibration, axial displacement of the rotor, etc.) , especially if the large inertia of the system is taken into account. In addition, this method involves turning off the compressor, which means taking it out of working condition, which from the point of view of technological and economic indicators is unacceptable when using compressors, for example, in the workshop of a gas pumping station of a gas transportation system. For these reasons, this method of anti-pumping protection of the compressor should be considered insufficiently reliable and of insufficient quality.

Відомий також спосіб захисту від помпажу компресора, спорядженого байпасним клапаном та-дросельною заслінкою на вході в компресор, шляхом вимірювання перепаду тиску газу на діафрагмі і тиску газу на виході з компресора, формування сигналу, який керує, в залежності від виміряного тиску газу та дії сигналом, який с керує, на дросельну заслінку, а також формування сигналу наявності помпажу в залежності від виміряного Ге) перепаду тиску, при якому визначають відношення заданої величини до сигналу, який керує, і при значенні відношення більшим за одиницю встановлюють фіксоване положення дросельної заслінки, а також визначають різницю сигналу, який керує, та заданої величини і відкривають байпасний клапан пропорційно одержаній різнити, а також за сигналом наявності помпажу повністю відкривають байпасний клапан. При цьому на с регулятор помпажного захисту подаються сигнали регулятора тиску та сигнал завдання, однаковий з сигналом ча завдання блоку вибору сигналу. Регулятор помпажного захисту підтримує тиск нагнітання дією на байпасній клапан за сигналом різниці між сигналом завдання та сигналом регулятора тиску. Регулятор помпажного захисту о починає діяти на байпасний клапан, коли різниця сигналів більше нуля. В цьому випадку робочий режим Га компресора знаходиться на межі помпажу і необхідно відкриття байпасного клапана. У випадку потрапляння 3о компресора в помпаж швидкодії регулятора не вистачає, при цьому необхідно за десяті долі секунди відкрити ее, байпасний клапан. З цим справляється сигналізатор помпажу, котрий являє з себе пристрій, що спрацьовує тільки при помпажі, тобто коли алгебраїчна сума швидкості змінення витрати газу і швидкості змінення тиску газу буде від'ємною |21. «There is also a known method of surge protection for a compressor equipped with a bypass valve and a throttle valve at the inlet to the compressor, by measuring the difference in gas pressure at the diaphragm and gas pressure at the compressor outlet, generating a signal that controls, depending on the measured gas pressure and the effect of the signal , which controls, on the throttle valve, as well as the formation of a surge signal depending on the measured pressure drop, in which the ratio of the specified value to the signal that controls is determined, and if the ratio value is greater than one, a fixed position of the throttle valve is set, and also determine the difference between the controlling signal and the set value and open the bypass valve in proportion to the obtained difference, and also fully open the bypass valve upon the signal of the presence of a surge. At the same time, pressure regulator signals and a task signal, which is the same as the task signal of the signal selection unit, are sent to the surge protection regulator c. The surge protection regulator maintains the discharge pressure by acting on the bypass valve on the signal of the difference between the task signal and the pressure regulator signal. The surge protection regulator starts to act on the bypass valve when the signal difference is greater than zero. In this case, the operating mode Ha of the compressor is at the limit of surging and the bypass valve must be opened. In the event that the 3o compressor falls into a surge, the speed of the regulator is not enough, and it is necessary to open the bypass valve in tenths of a second. This is handled by the surge alarm, which is a device that operates only when there is a surge, that is, when the algebraic sum of the rate of change of gas flow rate and the rate of change of gas pressure is negative |21. "

Даний спосіб захисту від помпажу компресора, як і спосіб захисту компресора газоперекачувального агрегату З 70 від помпажу, що заявляється, містить вимірювання поточних значень параметрів, які характеризують роботу с компресора, обробку даних і, як реакцію на результати обробки, подачу сигналів на виконавчі механізми, які з» керують роботою компресора. Проте, в даному способі-аналогу відкривають байпасний кран пропорційно різниці сигналу, який керує, і заданої величини, котра є незмінною величиною, що принципово не дозволяє уточнювати змінення положення межі помпажу, які виникають в процесі експлуатації компресора і приводить або до підвищення імовірності помпажу або до збиткового відкриття байпасного крана. Крім того, даний спосіб б передбачає можливість повного блокування компресора, який працює, через запобіжну систему з байпасним ка клапаном, що з точки зору економічних показників невигідно під час використання компресора, наприклад, у складі цеху газоперекачувальної станції системи транспортування газу. У зв'язку з зазначеними причинами, о такий спосіб захисту від помпажу компресора також є недостатньо надійним і недостатньо якісним. -І 20 Найближчим за технічною суттю аналогом, обраним як прототип, є спосіб захисту турбокомпресора від помпажу шляхом відкриття антипомпажного клапана пропорційно відхиленню комплексу параметрів від заданої о величини, при якому в момент початку помпажу фіксують поточну величину комплексу параметрів і приймають останню як задану величину. Спосіб передбачає, що поточні значення різниці тисків на виході та вході турбокомпресора (АР) і різниці тисків на місцевому опорі до вхідної лінії турбокомпресора (АН) підводяться до 59 блоку ділення. При стійкій роботі компресора, що характеризується великим значенням витрати, поточнеThis method of protecting the compressor against surge, as well as the method of protecting the compressor of the C 70 gas pumping unit against surge, which is claimed, includes measurement of the current values of the parameters that characterize the operation of the compressor, data processing and, as a reaction to the processing results, sending signals to the executive mechanisms, which control the operation of the compressor. However, in this analog method, the bypass valve is opened in proportion to the difference between the controlling signal and the set value, which is a constant value, which in principle does not allow to specify the change in the position of the surge limit that occurs during the operation of the compressor and leads to either an increase in the probability of surge or before the unprofitable opening of the bypass valve. In addition, this method provides the possibility of completely blocking the working compressor through a safety system with a bypass valve, which is not profitable from the point of view of economic indicators when using the compressor, for example, in the workshop of the gas pumping station of the gas transportation system. Due to the mentioned reasons, this method of protection against compressor surge is also insufficiently reliable and insufficiently high-quality. -I 20 The closest analog in terms of technical essence, chosen as a prototype, is a method of protecting the turbocharger from surge by opening the anti-pumping valve in proportion to the deviation of the set of parameters from the set value, in which at the moment of the start of the surge, the current value of the set of parameters is fixed and the latter is taken as the set value. The method provides that the current values of the pressure difference at the outlet and inlet of the turbocompressor (AR) and the pressure difference at the local resistance to the input line of the turbocompressor (AN) are fed to the 59 division block. During steady operation of the compressor, which is characterized by a large flow rate, the current

ГФ) відношення (АР) і (АН), яке повторюється системою, що слідкує, і подається на вхід регулятора, залишається 7 менше заданого значення параметра, що формується на вході інтегратора і подається з коефіцієнтом масштабування о на інший вхід регулятора, при цьому антипомпажний клапан залишається закритим. При во наближенні режиму роботи компресора до межі помпажу поточне відношення (АР) до (АН) підвищується впритул до значення, яке відповідає завданню регулятора. Регулятор вступає у роботу, діючи на відкриття антипомпажного клапана таким чином, щоб підтримати рівність заданому поточного відношення (АР) до (АН).HF) the ratio (AR) and (AN), which is repeated by the tracking system and is fed to the input of the regulator, remains 7 less than the set value of the parameter, which is formed at the input of the integrator and is fed with a scaling factor o to the other input of the regulator, while the anti-pumping the valve remains closed. When the compressor operation mode approaches the surge limit, the current ratio (AR) to (AN) increases close to the value that corresponds to the regulator's task. The regulator comes into operation by acting on the opening of the anti-pumping valve in such a way as to maintain the equality of the given current ratio (AR) to (AN).

Якщо у процесі експлуатації компресора його межа помпажу зміщується в бік стійких режимів таким чином, що спрацьовує контур захисту, відбувається перекомутація відповідних релейних контактів. При цьому на вході 65 інтегратора "запам'ятовується" значення відношення ( АР) до (АН), яке було в момент спрацьовування захисту, це значення подається на вхід суматора і повторюється інтегратором. Одночасно антипомпажний клапан відкривається повністю подачею напруги до ланцюга керування приводом клапана. При подальшому деблокуванні контуру захисту відбувається зворотна перекомутація контактів реле, що веде до подачі на перший вхід регулятора поточного значення відношення ( АР) до (АН), а на другий - заданого, який являє собою зафіксоване у момент помпажу відношення (АР) до (АН), яке подасться до входу регулятора з коефіцієнтом о, що визначає задане значення запасу з помпажу. Одночасно керування приводом клапана переключається на регулятор, який забезпечує таке його відкриття, яке забезпечує заданий запас з помпажу стосовно дійсного положення межі помпажу ІЗ|.If, during the operation of the compressor, its surge limit shifts towards stable modes in such a way that the protection circuit is activated, the corresponding relay contacts are switched. At the same time, at the input 65 of the integrator, the value of the ratio (AR) to (AN) is "remembered", which was at the moment of protection activation, this value is fed to the input of the adder and repeated by the integrator. At the same time, the anti-pumping valve opens fully by applying voltage to the valve actuator control circuit. When the protection circuit is further unblocked, the relay contacts are switched back, which leads to the supply of the current value of the ratio (AR) to (AN) to the first input of the regulator, and to the second - the set value, which is the ratio (AR) to (AN) fixed at the time of the surge ), which will be fed to the input of the regulator with the coefficient o, which determines the set value of the surge reserve. At the same time, control of the valve drive is switched to the regulator, which ensures its opening in such a way that it provides the specified surge margin in relation to the actual position of the surge limit ИЗ|.

Даний спосіб захисту турбокомпресора від помпажу, як і спосіб згідно з винаходом, який передбачається, 70 містить вимірювання поточних значень параметрів, що характеризують положення робочої точки компресора, уточнення та запам'ятовування положення межі помпажу і відкриття клапана антипомпажного регулятора пропорційно віддаленості робочої точки від межі помпажу. Проте в способі-прототипі уточнення положення межі помпажу відбувається за рахунок "запам'ятовування" положення границі реального помпажу компресора, тобто система усе ж таки передбачає попадання компресора в аварійну ситуацію і тому не може бути визнана 75 достатньо надійною. Такі "запам'ятовані" значення величин, що визначають положення межі помпажу, фіксовані і відображають поточне положення межі тільки у момент початку помпажу. Протягом подальшої експлуатації, положення границі дрейфує під дією ряду випадкових факторів, які важко контролювати в процесі поточної роботи компресора (ерозійне зношення лопаточного апарата компресора, змінення рівню турбулізації потоку на вході у компресор, змінення молекулоного складу та вологості перекачуваного газу). Все це веде до "старіння" 2о даних про межі помпажу, що підвищує імовірність повторного помпажу, а уточнення параметрів межі помпажу можливо тільки в результаті його виникнення Крім того, з цієї ж причини, під час використання даного способу, наприклад, для антипомпажного регулювання компресора у складі цеха газоперекачувальної станції, можлива надлишкова рециркуляція (перепуск частини газу з виходу компресора на його вхід Через антипомпажний клапан), що веде до невиправданої витрати енергії (даремна робота перекачування газу у контурі рециркуляції). ГаThis method of protecting the turbocharger from surge, as well as the method according to the invention, which is provided, 70 includes measuring the current values of the parameters characterizing the position of the operating point of the compressor, clarifying and memorizing the position of the surge limit and opening the valve of the anti-pumping regulator in proportion to the distance of the operating point from the limit surge However, in the prototype method, the position of the surge limit is specified by "memorizing" the position of the compressor's real surge limit, i.e. the system predicts that the compressor will fall into an emergency situation and therefore cannot be considered sufficiently reliable. Such "remembered" values of the quantities determining the position of the surge limit are fixed and reflect the current position of the limit only at the moment of the start of the surge. During further operation, the position of the boundary drifts under the influence of a number of random factors that are difficult to control during the current operation of the compressor (erosive wear of the compressor blade apparatus, changes in the level of turbulence of the flow at the inlet to the compressor, changes in the molecular composition and humidity of the pumped gas). All this leads to the "aging" of surge limit data, which increases the probability of repeated surge, and refinement of the surge limit parameters is possible only as a result of its occurrence. In addition, for the same reason, when using this method, for example, for anti-surge regulation of the compressor in the workshop of the gas pumping station, excessive recirculation is possible (bypassing part of the gas from the compressor outlet to its inlet through the anti-pumping valve), which leads to unnecessary energy consumption (futile work of pumping gas in the recirculation circuit). Ha

З цих причин, спосіб захисту компресора від помпажу, за прототипом, у зв'язку з зазначеними причинами, є недостатньо надійним і недостатньо якісним. оFor these reasons, the method of protecting the compressor against surge, according to the prototype, in connection with the mentioned reasons, is insufficiently reliable and insufficiently high-quality. at

Як відомо (4), стор.160-164, стор.324-325., а також |5). стор.14-16), для виникнення помпажу в системі компресор-мережа необхідно зміщення робочої точки витратної характеристики компресора в зону нестійкої роботи. Робоча точка визначається пересіченням витратних характеристик компресора і мережі, в якій працює Ге компресор.As is known (4), pp. 160-164, pp. 324-325, as well as |5). pages 14-16), in order to cause a surge in the compressor-network system, it is necessary to shift the operating point of the compressor's consumption characteristic to the zone of unstable operation. The operating point is determined by the intersection of the flow characteristics of the compressor and the network in which the compressor operates.

У випадку застосування компресора у складі газоперекачувального агрегату компресорної станції компресор т працює в мережі магістрального газопроводу, що тримає газ під високим тиском. Мережа такого виду має велику «о акумулюючу здатність, що дозволяє представити її витратну характеристику у вигляді прямої, паралельної вісі витрати, проведеної на рівні незмінного вихідного тиску (4), стор. 161, 163, 331). В цьому випадку зона с 3з5 стійкості роботи компресора, згідно з умовою статичної стійкості системи компресор-мережа (5), стор.15), «0 являє собою усю праву гілку витратної характеристики компресора, яка відповідає зниженню вихідного тиску при збільшенні витрати. Межею стійкої та нестійкої (помпажної) зони є точка максимуму вихідного тиску (51, стор.15).In the case of using a compressor as part of a gas pumping unit of a compressor station, the compressor t works in the network of the main gas pipeline, which keeps the gas under high pressure. A network of this type has a large "o accumulative capacity, which allows you to present its flow characteristic in the form of a straight line, parallel to the flow axis, carried out at the level of constant output pressure (4), p. 161, 163, 331). In this case, zone c 3z5 of stability of compressor operation, according to the condition of static stability of the compressor-network system (5), page 15), "0 represents the entire right branch of the flow rate characteristic of the compressor, which corresponds to a decrease in output pressure with an increase in flow rate. The boundary of the stable and unstable (pumping) zone is the point of maximum output pressure (51, page 15).

Для оцінки ступеню близькості робочої точки компресора до межі помпажу використовують, наприклад, « поняття віддаленості - с і - Зтле З Оплеуіоою в » Т.Пе де:To assess the degree of closeness of the operating point of the compressor to the limit of surge, for example, "the concept of remoteness - with and - Ztle Z Opleuiooi in" T.Pe de:

І - віддаленість робочої точки компресора від межі помпажу, 90,And - the distance of the compressor operating point from the surge limit, 90,

Ме, От пр - значення поточної витрати,Me, Ot pr - the value of current consumption,

ГІ Оп пр - значення "помпажної" витрати, приведені до стандартних умов (тиску і температурі газу на вході в компресор, частоті обертання його о ротора). - 50 Величину витрати обчислюють, використовуючи результати вимірювання перепаду на конфузорі АН.GI Op pr - the values of "pumping" consumption, reduced to standard conditions (pressure and temperature of the gas at the inlet to the compressor, frequency of its rotation about the rotor). - 50 The amount of flow is calculated using the results of the measurement of the drop on the confusor AN.

Після виконання процедури приведення і з урахуванням залежності витрати О від перепаду на конфузорі АН їз вираз (1) перетвориться у вираз (2), який використовують для визначення розрахункових значень віддаленості 100 | РакAfter carrying out the procedure of bringing and taking into account the dependence of flow О on the drop on the confusor AN iz, expression (1) will turn into expression (2), which is used to determine the estimated values of remoteness 100 | Cancer

Ір - ---п тах АНIR - ---p tah AN

Ф) о де: о. - коефіцієнт, що масштабує; во п - частота обертання робочого колеса відцентрового нагнітача;F) o where: o. - scaling factor; in p - frequency of rotation of the impeller of the centrifugal supercharger;

Рвх, Твх - тиск і температура газу на вході у відцентровий нагнітач.Pvh, Tvh - gas pressure and temperature at the inlet to the centrifugal supercharger.

Величина Од пр, обчислена з використанням паспортних характеристик компресора або за результатами вимірів, як правило зберігається в пам'яті пристрою, який захищає компресор від помпажу. Оскільки поточні координати помпажної межі змінюються в процесі експлуатації компресора на лОдплр (вплив зносу проточної 65 частини, зміни молекулярного складу газу, зміни рівня турбулізації вхідного потоку компресора і т.д.), виникає похибка (АГ!) результатів виміру віддаленості, спричинена зсувом межі помпажу мі- пл ктодThe value of Od pr, calculated using the passport characteristics of the compressor or based on the results of measurements, is usually stored in the memory of the device that protects the compressor from surge. Since the current coordinates of the surging limit change during the operation of the compressor on the LODPLR (the effect of wear of the flow part, changes in the molecular composition of the gas, changes in the level of turbulence of the compressor inlet flow, etc.), there is an error (AG!) in the results of the distance measurement, caused by the shift of the limit surge mi- pl ktod

Ст леArt

Відзначимо, що конструктивно об'єм робочого колеса відцентрового компресора розподіляється робочими лопатками на ряд каналів (І6Ї, стор.212-216, І7), стор.24-26), що забезпечують розгалуження усього вхідного потоку компресора по каналах.It should be noted that structurally, the volume of the impeller of the centrifugal compressor is divided by the working blades into a number of channels (I6Y, p. 212-216, I7), p. 24-26), which ensure the branching of the entire compressor input flow through the channels.

Наслідкову витратну характеристику компресора одержують, підсумовуючи характеристики всіх каналів. 70 Геометричні параметри каналів колеса мало відрізняються, це спричинено неточністю їхнього виготовлення і впливом умов експлуатації (знос крайок робочих лопаток абразивними частками, які є в газовому потоці, налипання на поверхні лопаток сторонніх включень у газі, який перекачується). У результаті цього витратно-напорні характеристики каналів мало відрізняються, що дозволяє для поточної величини тиску мережі підібрати таке значення частоти обертання робочого колеса, при якій витратна характеристика мережі і витратна 75 характеристика тільки одного з каналів (або невеликої кількості каналів) перетинається на неробочій (лівій) гілці. Такий режим не приводить до помпажу всього компресора, оскільки число каналів колеса велике (типове значення 20-40), і зниження протидіючого моменту робочого колеса, спричинене зменшенням результуючої витрати компресора на 1/20 (або 1/40), викликає слабкий і короткочасний поштовх за частотою обертанняThe resulting flow characteristic of the compressor is obtained by summing the characteristics of all channels. 70 The geometric parameters of the wheel channels differ little, this is caused by the inaccuracy of their manufacture and the influence of operating conditions (wearing of the edges of the working blades by abrasive particles that are in the gas flow, adhesion of extraneous inclusions in the pumped gas to the surface of the blades). As a result, the flow-pressure characteristics of the channels differ little, which allows for the current value of the pressure of the network to choose such a value of the rotation frequency of the impeller, at which the flow characteristic of the network and the flow characteristic of only one of the channels (or a small number of channels) intersect on the non-working (left ) branches. This mode does not lead to the surge of the entire compressor, since the number of wheel channels is large (typical value 20-40), and the reduction of the opposing moment of the impeller, caused by the reduction of the resulting flow of the compressor by 1/20 (or 1/40), causes a weak and short-lived impulse by rotation frequency

При цьому робочі точки інших каналів колеса, що створюють більш високі вихідні тиски, залишаються на правій (робочій) гілці витратної характеристики.At the same time, the working points of other channels of the wheel, which create higher output pressures, remain on the right (working) branch of the consumption characteristic.

Такий окремий режим компресора розглянутий, наприклад, у (ІЄЇ, стор. 236, 237). Оскільки така режимна ситуація безпосередньо передує помпажу компресора, поточне значення віддаленості Ї, обчисленої в зазначеному режимі, повинно практично дорівнювати 0. Відхилення значення | від нуля є похибкою каналу вимірювання віддаленості антипомпажного регулятора (АПР), що дозволяє, зареєструвавши величину Ї уцьому С режимі компресора, використовувати її в подальшій роботі АПР як адитивну поправку для уточнення величини І. оSuch a separate mode of the compressor is considered, for example, in (IEE, p. 236, 237). Since such a mode situation immediately precedes the surge of the compressor, the current value of the distance І calculated in the specified mode should be practically equal to 0. The deviation of the value | from zero is the error of the distance measurement channel of the anti-pumping regulator (APR), which allows, after registering the value of Y in the third compressor mode, to use it in the further operation of the APR as an additive correction to refine the value of I. o

В основу винаходу поставлена задача в способі захисту компресора газоперекачувального агрегату від помпажу шляхом переведення антипомпажного регулятора в стан "Корекція", плавного зниження частоти обертання компресора, виявлення переходу робочої точки одного чи декількох каналів робочого колеса компресора на неробочу ділянку витратно-напорної характеристики, визначення поправки на віддаленість і с надалі, після переведення антипомпажного регулятора в стан "Робота", формування сигналу керування їм антипомпажним клапаном з урахуванням уточненого значення віддаленості, забезпечити підвищення надійності і якості захисту. (зе)The basis of the invention is the task of protecting the compressor of the gas pumping unit from surge by switching the anti-pumping regulator to the "Correction" state, gradually reducing the compressor rotation frequency, detecting the transition of the operating point of one or more channels of the compressor impeller to the non-working section of the flow-pressure characteristic, determining the correction on the remoteness and from now on, after transferring the anti-pumping regulator to the "Operation" state, forming the control signal for it by the anti-pumping valve taking into account the specified value of the remoteness, to ensure an increase in the reliability and quality of protection. (ze)

Задача, яка поставлена, вирішується за рахунок того, що у відомому способі захисту турбокомпресора від сч помпажу, що включає вимірювання поточних значень параметрів, що характеризують положення робочої точки компресора, уточнення і запам'ятовування положення межі помпажу і формування вихідного сигналу (Се) антипомпажного регулятора пропорційно віддаленості робочої точки компресора від межі помпажу відповідно до винаходу уточнення положення межі помпажу виконують шляхом виявлення переходу робочої точки одного чи декількох каналів робочого колеса компресора на неробочу ділянку витратно-напорної характеристики, для чого « підключають датчик диференціального тиску до діаметрально протилежних точок вхідної або вихідної труби компресора, які розташовані у переїзі, перпендикулярному осі труби, періодично переводять антипомпажний - с регулятор у стан "Корекція", плавно знижують частоту обертання компресора, безупинно обчислюють для ч інтервалу спостереження Т автокореляційну функцію К( с) вихідного сигналу датчика диференціального тиску, ни контролюють виникнення у функції К(ї) на останній частині інтервалу Т ряду ділянок, що періодично повторюються, у момент виявлення цих ділянок реєструють поточне значення розрахункової віддаленості як поправку на віддаленість, після чого збільшують частоту обертання компресора до вихідного значення,The task set is solved due to the fact that in the known method of protecting the turbocharger against surge, which includes measuring the current values of the parameters characterizing the position of the operating point of the compressor, clarifying and memorizing the position of the surge limit and forming the output signal (Se) of the anti-pumping regulator in proportion to the distance of the operating point of the compressor from the surge limit in accordance with the invention, clarification of the position of the surge limit is performed by detecting the transition of the operating point of one or more channels of the compressor impeller to the non-working section of the flow-pressure characteristic, for which "the differential pressure sensor is connected to diametrically opposite points of the input or of the output pipe of the compressor, which are located in the crossing, perpendicular to the pipe axis, periodically transfer the anti-pumping - s regulator to the "Correction" state, smoothly reduce the frequency of rotation of the compressor, continuously calculate for the h observation interval T the autocorrelation function K(s) out one signal of the differential pressure sensor, we monitor the appearance in the function K(i) at the last part of the interval T of a series of periodically repeating sections, at the moment of detection of these sections, the current value of the calculated distance is recorded as a correction for the distance, after which the compressor rotation frequency is increased to the original value,

Ме переводять антипомпажний регулятор у стан "Робота", і далі сигнал керування антипомпажним клапаномThe anti-pumping regulator is transferred to the "Operation" state, and then the anti-pumping valve control signal

ГІ формують з урахуванням уточненого значення віддаленості, що визначають за формулою с Ця, де: -І 50 Іо - розрахункове значення віддаленості,GIs are formed taking into account the specified value of remoteness, which is determined by the formula c Cya, where: -I 50 Io - calculated value of remoteness,

Г - поправка на віддаленість г» Технічний результат, якого можна досягти під час використання передбачуваного винаходу виражений у тому, що забезпечується підвищення надійності і якості захисту компресора від помпажу.Г - correction for remoteness г» The technical result that can be achieved during the use of the proposed invention is expressed in the fact that an increase in reliability and quality of protection of the compressor against surge is ensured.

Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак передбачуваного винаходу і технічним результатом 29 Ппросліджується в тому, що нові ознаки - уточнення положення межі помпажу, яке виконують шляхом виявленняCause-and-effect relationship between the set of features of the intended invention and the technical result 29 It follows that the new features are clarification of the position of the surge limit, which is performed by detecting

ГФ! переходу робочої точки одного чи декількох каналів робочого колеса компресора на неробочу ділянку витратно-напорної характеристики, для чого підключають датчик диференціального тиску до діаметрально о протилежних точок вхідної чи вихідної труби компресора, розташованих у перетині, перпендикулярному до осі труби, періодично переводять антипомпажний регулятор у стан "Корекція", плавно знижують частоту обертання 60 компресора, безупинно обчислюють для інтервалу спостереження Т автокореляційну функцію К( т) вихідного сигналу датчика диференціального тиску, контролюють виникнення у функції К( її) на останній частині інтервалу Т ряду ділянок, що періодично повторюються, у момент виявлення цих ділянок реєструють поточне значення розрахункової віддаленості як поправку на віддаленість, після чого збільшують частоту обертання компресора до вихідного значення, переводять антипомпажний регулятор у стан "Робота", і далі сигнал бо керування антипомпажним клапаном формують з урахуванням уточненого значення віддаленості, що визначають за формулоюGF! transition of the working point of one or more channels of the compressor impeller to the non-working section of the flow-pressure characteristic, for which a differential pressure sensor is connected to the diametrically opposite points of the inlet or outlet pipe of the compressor, located in a cross-section perpendicular to the pipe axis, the anti-pumping regulator is periodically moved to the state "Correction", smoothly reduce the rotation frequency 60 of the compressor, continuously calculate for the observation interval T the autocorrelation function K(t) of the output signal of the differential pressure sensor, monitor the occurrence of a series of periodically repeating sections in the function K(its) at the last part of the interval T, in at the moment of detection of these areas, the current value of the estimated distance is recorded as a correction for the distance, after which the frequency of rotation of the compressor is increased to the initial value, the anti-pumping regulator is transferred to the "Operation" state, and then the signal for controlling the anti-pumping valve is formed taking into account the specified remoteness, which is determined by the formula

Ця, де:This one, where:

Іо - розрахункове значення віддаленості,Io is the calculated distance value,

Г - поправка на віддаленість - введені в спосіб захисту компресора газоперекачувального агрегату від помпажу, при взаємодії з відомими ознаками, а саме вимірюванням поточних значень параметрів, що характеризують положення робочої точки компресора, уточненням і запам'ятовуванням положення межі помпажу і формуванням вихідного сигналу 7/0 антипомпажного регулятора пропорційно віддаленості робочої точки компресора від межі помпажу, забезпечують прояв нових технічних характеристик, таких як: - підвищення надійності захисту через те, що уточнення положення межі помпажу роблять періодично, а не тільки в моменти, коли компресор потрапляє в помпаж, як у прототипі, це значить, що зміна положення межі помпажу під час роботи компресора при такому способі буде відслідковуватися точніше, і, отже, з більшою /5 надійністю буде сприяти захисту компресора від потрапляння в помпаж; - підвищення якості захисту Через те, що уточнення положень межі помпажу роблять, використовуючи виявлення переходу робочої точки одного чи декількох каналів робочого колеса компресора на неробочу ділянку витратно-напорної характеристики, не доходячи до реального помпажу, як у прототипі. Крім того, якість захисту підвищується за рахунок того, що при більш точному відстеженні положення межі помпажу знижується імовірність виникнення надлишкової рециркуляції, що дуже важливо під час використання компресора в складі цеху газоперекачувальн станції.D - remoteness correction - introduced in the method of protecting the compressor of the gas pumping unit from surge, when interacting with known signs, namely, measuring the current values of the parameters characterizing the position of the compressor operating point, clarifying and memorizing the position of the surge limit and forming the output signal 7/ 0 of the anti-surge regulator in proportion to the distance of the operating point of the compressor from the surge limit, ensure the manifestation of new technical characteristics, such as: - increased protection reliability due to the fact that the position of the surge limit is specified periodically, and not only at the moments when the compressor enters surge, as in prototype, this means that the change in the position of the surge limit during the operation of the compressor with this method will be tracked more accurately and, therefore, with greater /5 reliability will contribute to the protection of the compressor from getting into surge; - improvement of protection quality Due to the fact that clarification of surge limit positions is done using the detection of the transition of the working point of one or more channels of the compressor impeller to the non-working section of the flow-pressure characteristic, without reaching real surge, as in the prototype. In addition, the quality of protection increases due to the fact that with more accurate tracking of the position of the surge limit, the probability of excess recirculation is reduced, which is very important when using the compressor in the workshop of the gas pumping station.

На кресленнях приведені:The drawings show:

Фіг.1 - структурна схема системи, що реалізує спосіб захисту компресора газоперекачувального агрегату від помпажу (приклад); счFig. 1 is a structural diagram of the system that implements a method of protecting the compressor of the gas pumping unit against surge (example); high school

Фіг.2, Фіг.3 - розташування точок добору тисків, які подаються на датчик диференціального тиску;Fig. 2, Fig. 3 - the location of the pressure selection points that are applied to the differential pressure sensor;

Фіг.4 - підключення датчика диференціального тиску; (8)Fig. 4 - connection of the differential pressure sensor; (8)

Фіг.5 - алгоритм роботи пропонованого способу;Fig. 5 - algorithm of operation of the proposed method;

Фіг.6 - витратні характеристики каналів компресора й еквівалентної мережі.Fig. 6 - consumption characteristics of the compressor channels and the equivalent network.

Система, яка реалізує спосіб, що пропонується, у варіанті конкретного приклада містить групу датчиків 1, с зо датчик диференціального тиску 2 і, власне, антипомпажний регулятор (АПР), до складу якого входять блок аналого-цдифрових перетворювачів (АЦП) З, формувач вхідного сигналу 4, системна шина 5, індикатор режиму 6, - процесор 7, цифро-аналоговий перетворювач (ЦАП) 8 (Фіг.1). сThe system that implements the proposed method, in a variant of a specific example, contains a group of sensors 1, a differential pressure sensor 2, and, in fact, an anti-pumping regulator (APR), which includes a block of analog-to-digital converters (ADC) З, a shaper of the input signal 4, system bus 5, mode indicator 6, - processor 7, digital-to-analog converter (DAC) 8 (Fig. 1). with

У структурній схемі системи, що реалізує пропонований спосіб захисту компресора газоперекачувального агрегату від помпажу, установлені наступні зв'язки між елементами системи. Виходи групи датчиків 1 і датчика с 2 з'єднані з відповідними входами АЦП у складі блоку 3, виходи якого підключені до системної шини 5, до якої «о також підключені вихід формувача 4, вхід індикатора режиму б, вхід і вихід процесора 7 і вхід аналого-цифрового перетворювача 8, вихід якого з'єднаний з антипомпажним клапаном (АПК).In the structural diagram of the system that implements the proposed method of protecting the compressor of the gas pumping unit from surge, the following connections between the system elements are established. The outputs of the sensor group 1 and sensor c 2 are connected to the corresponding inputs of the ADC as part of block 3, the outputs of which are connected to the system bus 5, to which the output of the shaper 4, the input of the mode indicator b, the input and output of the processor 7 and the input analog-digital converter 8, the output of which is connected to the anti-pumping valve (APK).

На вхідній трубі компресора в діаметрально протилежних точках АТ, А2, розташованих у перетині "а-а", перпендикулярному до осі труби (Фіг.2), або на вихідній трубі в діаметрально протилежних точках Б1, Б2, « розташованих у перетині "6-6", перпендикулярному до осі труби (Фіг.2, Фіг.3) установлюють трубки добору з с тисків Р1 і Р2 Другі кінці трубок добору тисків підключають до входів датчика диференціального тиску 2 (Фіг.4).On the inlet pipe of the compressor at diametrically opposite points AT, A2, located in the intersection "a-a", perpendicular to the pipe axis (Fig. 2), or on the outlet pipe at diametrically opposite points B1, B2, located in the intersection "6- 6", perpendicular to the axis of the pipe (Fig. 2, Fig. 3) install selection tubes with pressures P1 and P2. The other ends of the pressure selection tubes are connected to the inputs of the differential pressure sensor 2 (Fig. 4).

Група датчиків 1 забезпечує вимірювання параметрів режиму компресора (частота обертання ротора) і ;» параметрів газу на вході (температура, перепад на конфузорі, тиск) для приведення (перерахування) режиму до стандартних умов (перерахування виконується за відомою методикою (|4), стор.306-320). Датчик 2 виконуєSensor group 1 provides measurement of compressor mode parameters (rotor rotation frequency) and gas parameters at the inlet (temperature, drop across the confusor, pressure) to bring (recalculate) the regime to standard conditions (recalculation is performed according to the known method (|4), p. 306-320). Sensor 2 performs

Вимірювання різниці тиску в діаметрально протилежних точках вхідної або вихідної труби компресора.Measurement of the pressure difference at diametrically opposite points of the inlet or outlet pipe of the compressor.

Ге» АЦП у складі блоку З перетворює вихідні сигнали датчика 2 і групи датчиків 1 у цифрову форму. Системна шина 5 забезпечує зв'язок між блоками 3, 4, 6, 7 і 8 системи. Формувач 4 здійснює перетворення керуючого ю дискретного сигналу "Корекція" у цифрову форму, процесор 7 реалізує алгоритм роботи системи, індикатор 6 2) індицирує режими "Корекція" і "Робота" АПР, а перетворювач 8 формує аналоговий сигнал, який керує рівнемThe ADC in block Z converts the output signals of sensor 2 and sensor group 1 into digital form. System bus 5 provides communication between units 3, 4, 6, 7 and 8 of the system. Shaper 4 converts the controlling discrete signal "Correction" into digital form, processor 7 implements the algorithm of system operation, indicator 6 2) indicates the "Correction" and "Operation" modes of the APR, and converter 8 forms an analog signal that controls the level

Відкриття антипомпажного клапана, що захищає компресор від помпажу.Opening of the anti-surge valve that protects the compressor from surge.

Ш- Датчик 2 і група датчиків 1 можуть бути виконані, наприклад, з використанням вимірників тиску (і перепадуШ- Sensor 2 and sensor group 1 can be made, for example, using pressure gauges (and differential

Ге тиску) типу "Сапфір", термометрів опору типу ТСМ або ТСП і вимірників частоти обертання ІЕМАООЗБ(КІ С) фірми "Кей Піоп Сопігоіїв" (США), а блоки 3, 4, 5, 6, 7, 8 системи - із застосуванням, наприклад, програмувального логічного контролера СЕ Рапис фірми "Сепега! ЕІесігіс" (США). 5Б Пропонований спосіб захисту компресора газоперекачувального агрегату від помпажу працює таким чином (Фіг.5).Pressure gauges) of the "Sapphire" type, resistance thermometers of the TSM or TSP type and IEMAOOZB (KI S) rotation frequency meters of the "Ky Piop Sopigoiv" firm (USA), and blocks 3, 4, 5, 6, 7, 8 of the system - with the use , for example, the programmable logic controller SE Rapis of the company "Sepaga! Eisigis" (USA). 5B The proposed method of protecting the compressor of the gas pumping unit from surge works as follows (Fig. 5).

Ф) АПР функціонує в двох основних станах - "Робота" і "Корекція", у яких, відповідно, виконується захист ка компресора від помпажу або визначення і реєстрація поправки Г.F) APR functions in two main states - "Operation" and "Correction", in which, respectively, protection of the compressor from surge or determination and registration of correction G is carried out.

У стані "Робота", який відповідає відсутності сигналу "Корекція", процесор 7 забезпечує виконання бо наступного алгоритму (Фіг.5, керування по черзі передається блокам алгоритму 1-2-14-15-11): - АПР переводять у стан "Робота"; - блок З здійснює перетворення вихідних сигналів датчика 2 і групи датчиків 1 у цифрові коди; - використовуючи формулу (2), обчислюють поточне значення розрахункової віддаленості Ір; 65 обчислюють уточнене значення віддаленості І за формулою утри,In the "Operation" state, which corresponds to the absence of the "Correction" signal, the processor 7 ensures the execution of the following algorithm (Fig. 5, control is transferred to algorithm blocks 1-2-14-15-11 in turn): - APR is transferred to the "Operation" state "; - block C converts the output signals of sensor 2 and sensor group 1 into digital codes; - using formula (2), calculate the current value of the calculated distance Ir; 65 calculate the refined value of remoteness И according to the formula of Utra,

де: ут - уточнене значення віддаленості,where: ut - specified distance value,

Г - поправка на віддаленість (до першого виконання корекції початкова поправка дорівнює нулю); - після передачі керування блоку 12 цикл алгоритму повторюється.D - distance correction (before the first correction, the initial correction is zero); - after transfer of control to unit 12, the cycle of the algorithm is repeated.

При подачі сигналу "Корекція" на вхід формувача 4 процесор 7 перериває стан "Робота" АПР і установлює внутрішні перемінні ПУ й А в нуль, що відповідає послідовній передачі керування блокам 1-13-11 протягом одного циклу алгоритму. 70 Після зняття сигналу "Корекція" процесор 7 реалізує режим корекції, що виконується в чотири етапи.When the "Correction" signal is applied to the input of the shaper 4, the processor 7 interrupts the "Operation" state of the APR and sets the internal variables PU and A to zero, which corresponds to the sequential transfer of control to blocks 1-13-11 during one cycle of the algorithm. 70 After removing the "Correction" signal, the processor 7 implements the correction mode, which is performed in four stages.

На першому етапі протягом одного циклу алгоритму керування передається блокам 1-2-3-4-5-11, у результаті чого реєструється початкове значення частоти обертання компресора п у момент початку корекції і внутрішня змінна А встановлюється в значення 1.At the first stage, during one cycle of the algorithm, control is transferred to blocks 1-2-3-4-5-11, as a result of which the initial value of the compressor rotation frequency n is registered at the moment of the correction and the internal variable A is set to the value 1.

На другому етапі (блоки 1-2-3-4-6-7-11) виконуються наступні дії: - система керування газоперекачувальним агрегатом плавно знижує частоту обертання компресора п; - блок З перетворює вихідний сигнал датчика в цифровий код; - процесор безупинно обчислює автокореляційну функцію К(ї) цифрового коду вихідного сигналу датчика 2 з використанням даних, накопичених на інтервалі спостереження Т (орієнтоване значення Т-20-60с), і при виникненні на останній частині інтервалу Т ділянок, що періодично повторюються, внутрішню перемінну МУ переводить з нульового (початкового) в одиничний стан.At the second stage (blocks 1-2-3-4-6-7-11), the following actions are performed: - the control system of the gas pumping unit smoothly reduces the rotation frequency of the compressor p; - block C converts the output signal of the sensor into a digital code; - the processor continuously calculates the autocorrelation function K(s) of the digital code of the output signal of sensor 2 using the data accumulated during the observation interval T (orientated value T-20-60s), and when periodically repeating areas occur in the last part of the interval T, the internal changes the variable MU from zero (initial) to a unit state.

Після переведення МУ у стан 1 система переходить до З етапу корекції. На третьому етапі протягом одного циклу алгоритму керування передається блокам 1-2-3-4-6-7-8-11 і додатково виконуються такі дії: - керуючу перемінну ПУ встановлюють у 1; - використовуючи вихідні коди відповідних перетворювачів блоку З, обчислюють за формулою 2 розрахункову сAfter transferring the MU to state 1, the system moves to the 3rd stage of correction. At the third stage, during one cycle of the algorithm, control is transferred to blocks 1-2-3-4-6-7-8-11 and the following actions are additionally performed: - the control variable PU is set to 1; - using the source codes of the corresponding converters of block C, calculate the calculation p according to formula 2

Віддаленість Ір; - реєструють поточне значення ГІ. поправку Г. оDistance Ir; - record the current GI value. amendment of G. o

На четвертому етапі (блоки 1-2-3-9-10-11) за сигналом процесора 7 система керування газоперекачувальним агрегатом плавно збільшує частоту обертання компресора до початкового значення п о поу, після чого АПР переводять в стан "Робота" (блок 12 алгоритму). ГаAt the fourth stage (blocks 1-2-3-9-10-11), following a signal from processor 7, the gas pumping unit control system smoothly increases the compressor rotation frequency to the initial value p o p o, after which the APR is transferred to the "Operating" state (block 12 of the algorithm ). Ha

Індикатор режиму 6 індицирує перехід до стану роботи.The mode indicator 6 indicates the transition to the working state.

Розглянемо процеси в каналах робочого колеса процесора, пов'язані з виконанням режиму "Корекція" АПР. -Let's consider the processes in the channels of the processor impeller associated with the execution of the APR "Correction" mode. -

Як указувалося раніше, напірні характеристики каналів незначно відрізняються. На Фіг.б показані: со - витратно-напорна характеристика АТ каналу А, що має мінімальне значення тиску в околиці максимуму (межа помпажу); характеристика А1 отримана для випадку, коли АПР знаходиться в стані "Робота" при частоті с обертання компресора п; Ге) - витратно-напорна характеристика Б1 одного з інших каналів Б (для спрощення викладу будемо вважати інші канали однаковими), також для частоти обертання компресора п; - витратно-напорні характеристики А?2 і Б2 каналів А и Б, отримані для зниженої частоти обертання п» для випадку, коли АПР знаходиться в стані "Корекція"; « - витратно-напорна характеристика мережі (Ро). шщ с У стані "Робота" АПР через канали А и Б колеса протікають витрати ОА і ОБ. і робочі точки кожного з й каналів (точка перетинання характеристик каналу і мережі) знаходяться на правій (робочій) гілці характеристик "» А1, БІ.As indicated earlier, the pressure characteristics of the channels differ slightly. Fig.b shows: so - the flow-pressure characteristic of BP of channel A, which has a minimum pressure value in the vicinity of the maximum (surge limit); characteristic A1 is obtained for the case when the APR is in the "Operation" state at the compressor rotation frequency c; Ge) - the flow-pressure characteristic B1 of one of the other channels B (to simplify the presentation, we will consider the other channels to be the same), also for the rotation frequency of the compressor n; - flow-pressure characteristics A?2 and B2 of channels A and B, obtained for a reduced rotation frequency n» for the case when the APR is in the "Correction" state; « - flow-pressure characteristics of the network (Ro). шщ с In the "Operation" state of the APR, the costs OA and OB flow through channels A and B of the wheels. and the working points of each of the channels (the point of intersection of the characteristics of the channel and the network) are located on the right (working) branch of the characteristics "» A1, BI.

У стані "Корекція" АПР робоча точка каналу Б, що відповідає витраті О ро, як і раніше, знаходиться на правій гілці характеристики Б2, робоча точка каналу А зміщена на неробочу (помпажну) гілку характеристики А2.In the "Correction" state of the APR, the operating point of channel B, which corresponds to the flow of O ro, is still on the right branch of characteristic B2, the operating point of channel A is shifted to the non-working (pumping) branch of characteristic A2.

Ге»! Значення витрати Оро через канал А в цьому режимі від'ємно, тобто через канал А газ протікає в зворотному напрямку під дією різниці вихідного і вхідного тисків компресора (явище "запирання" каналу). де У нормальному режимі компресора газ у вхідній трубі тече в напрямку за стрілкою М, закручуючись за ходомGee! The flow rate of Oro through channel A in this mode is negative, that is, gas flows through channel A in the reverse direction under the influence of the difference between the output and input pressures of the compressor (the phenomenon of "blocking" of the channel). where In the normal mode of the compressor, the gas in the inlet pipe flows in the direction of the arrow M, twisting as it goes

Ге) обертання робочого колеса (Фіг.2). Виникнення від'ємної витрати ОО до Через "замкнений" канал спотворює характер течії газу як у вхідний, так і у вихідній трубі компресора. В вхідній трубі утворення "замкненого" і каналу приводить до появи сліду цього каналу, що закручується разом з основним потоком. Оскільки швидкість з течії газу в лініях сліду відрізняється від швидкості іншого потоку, обертання сліду викликає періодичну зміну тисків у діаметрально протилежних точках АТ, А2 перетину "а-а" (Фіг.2).Ge) rotation of the impeller (Fig. 2). The occurrence of a negative OO flow through a "closed" channel distorts the nature of the gas flow both in the inlet and outlet pipes of the compressor. In the inlet pipe, the formation of a "closed" channel leads to the appearance of a trace of this channel, which twists together with the main flow. Since the speed of the gas flow in the wake lines differs from the speed of another flow, the rotation of the wake causes a periodic change in pressures at the diametrically opposite points AT, A2 of the intersection "а-а" (Fig. 2).

Аналогічним образом "замкнений" канал спотворює лінії току газу у вихідній трубі (Фіг.3, "замкнений" канал показаний штриховими лініями). Слід "замкненого" каналу (його напрямок для деякого положення робочого колеса показано стрілююю Д) також викликає періодичні знакозмінні змінення тисків у діаметрально іФ) протилежних точках Б1, Б2 перетину "6-6". ко Слід відзначити, що в зазначених точках виникає знакозмінна різниця тисків, що є сумою двох складових, які обумовлені: во - описаним впливом "замкненого" каналу; - пульсаціями швидкості потоку, що рухається, у результаті вихреутворювання (І7|, стор.198-200).Similarly, the "closed" channel distorts the gas flow lines in the outlet pipe (Fig. 3, the "closed" channel is shown by dashed lines). The trace of the "closed" channel (its direction for a certain position of the impeller is shown by the arrow D) also causes periodic sign-changing pressure changes in the diametrically opposite points B1, B2 of the "6-6" intersection. ko It should be noted that at the specified points there is a sign-changing pressure difference, which is the sum of two components, which are caused by: vo - the described influence of the "closed" channel; - pulsations of the speed of the moving flow as a result of vortex formation (I7|, p. 198-200).

У результаті вихідний сигнал датчика 2, підключеного до доборів тиску в точках А1, А2 або БІ, Б2, є сумою двох сигналів: - сигналу, що періодично повторюється, частота якого незмінна і визначається швидкістю обертання вала б5 (вплив "замкненого" каналу); - знакозмінного сигналу, частота якого є випадковою (вплив вихрів)As a result, the output signal of the sensor 2, connected to the pressure selections at points A1, A2 or BI, B2, is the sum of two signals: - a periodically repeating signal, the frequency of which is constant and is determined by the speed of rotation of the shaft b5 (effect of a "closed" channel); - variable signal, the frequency of which is random (the effect of eddies)

Для розпізнавання ситуації, при якій виникає запирання каналу, у пропонованому способі використовується різниця характеру цих сигналів - перший є детермінованою величиною, а другий - чисто випадковою.To recognize the situation in which channel blocking occurs, the proposed method uses the difference in the nature of these signals - the first is a deterministic value, and the second is purely random.

Розглянемо обчислення автокореляціоної функції вихідного сигналу датчика 2. Вираз для автокореляційної функції деякого сигналу Х()) має вигляд (91, стор.169): й (т) - (4) 1 Т-ї те ТВО - тих Кф но) п І 70 г 1. 7- --- Те (до чт ейLet us consider the calculation of the autocorrelation function of the output signal of sensor 2. The expression for the autocorrelation function of some signal X()) has the form (91, p. 169): y (t) - (4) 1 70 g 1. 7- --- That (to Thursday

Т-т а І де Т- інтервал спостереження вихідного сигналу датчика диференціального тиску; х - часовий зсув; т,(О - математичне очікування сигналу х(Ю; хо(, хо(н-є) - центровані сигнали.T-t and I where T is the monitoring interval of the output signal of the differential pressure sensor; x - time shift; t,(О) is the mathematical expectation of the signal х(Х; хо(, хо(n-е) - centered signals.

Позначивши випадкову і детерміновану складові сигналу датчика 2 відповідно через х/(ЮШ і хо(), з урахуванням (4), одержимо автокореляційну функцію суми сигналів віті- (5) 1 Де ев вед -- - ПК ЩІ--х Ох Їх іа т- І 1 2 1 7 сч оDenoting the random and deterministic components of the signal of sensor 2, respectively, by х/(ЮШ and хо(), taking into account (4), we obtain the autocorrelation function of the sum of the signals vit- (5) 1 t- I 1 2 1 7 sch o

Особливо відзначимо, що сигнали х/(О) і ха() є взаємно незалежними, кореляція між ними відсутня. Оскільки кореляційна функція суми взаємно некорельованих функцій дорівнює сумі кореляційних функцій доданків (І81І, стор.401), вираз (5) перетворюється так зо Пб)-нк(дтю с де Кі), Р, Її) ; віт) - відповідно автокореляційні функції вихідного сигналу датчика 2, сигналів хо Ю і х (: і -We especially note that the signals х/(О) and ха() are mutually independent, there is no correlation between them. Since the correlation function of the sum of mutually uncorrelated functions is equal to the sum of the correlation functions of terms (I81I, p. 401), expression (5) is transformed as follows: vit) - respectively, the autocorrelation functions of the output signal of sensor 2, signals хо ю and х (: and -

Однією з основних властивостей автокореляційної функції випадкового сигналу є те, що вона прямує до нуля і, при значних х (9), стор.169). З урахуванням цього значення Р, Її) на останній частині обраного інтервалу су з5 спостереження Т будуть практично дорівнювати нулю Одночасно функція Рот), обчислена для періодичного «со сигналу з періодом повторення Т», має при зміні аргументу тх на величину періоду То ділянки, що повторюються.One of the main properties of the autocorrelation function of a random signal is that it goes to zero and, at significant x (9), page 169). Taking into account this value of Р, Х) on the last part of the selected interval су with 5 observations of T will be practically equal to zero. At the same time, the function Rot) calculated for a periodic "со signal with a repetition period T" has, when the argument тх is changed by the value of the period То, sections that are repeated

Ці ділянки існують на всьому інтервалі спостереження Т, але їхнє виявлення здійснюється тільки на останній частині інтервалу Т, на якій значення функції Р, Її) знижуються до зневажливо малих значень. «These sections exist on the entire observation interval T, but their detection is carried out only on the last part of the interval T, on which the values of the function P, Her) decrease to negligibly small values. "

Приклад алгоритму обчислення автокореляційної функції - (І8), стор.462-467). -о 70 Джерела інформації: с 1. Авторське свідоцтво Моб23995, СРСР, 15.09.78 Бюл. Мо34, Р04027/02. :з» 2. Авторське свідоцтво Мо1802855, СРСР, 15.03.93 Бюл. Мо10, РО4027/02.An example of the algorithm for calculating the autocorrelation function - (I8), pages 462-467). -o 70 Sources of information: p 1. Author's certificate Mob23995, USSR, 15.09.78 Bull. Mo34, P04027/02. :z" 2. Author's certificate Mo1802855, USSR, 15.03.93 Bull. Mo10, RO4027/02.

З. Авторське свідоцтво Мо1201555, СРСР, 30.12.85 Бюл. Мо48, ГО4027/02 (прототип). 4. А.Н. Шерстюк. Насосьї, вентиляторьі, компрессорь, М. Вьісшая школа, 1972, стр.160-164, 324-325, 331. 15 5. М.Л. Письменньй. Многочастотнье нелинейнье нагнетания в газотурбинном двигателе, М. (22)Z. Author's certificate Mo1201555, USSR, 30.12.85 Bull. Mo48, GO4027/02 (prototype). 4. A.N. Wool Pumps, ventilators, compressor, M. Vyissaya school, 1972, pp. 160-164, 324-325, 331. 15 5. M.L. written Multifrequency nonlinear injection in a gas turbine engine, M. (22)

Машиностроение, 1987, стр.14-16. ко 6. Бутаков СЕ. Воздуховодь и вентиляторьі, М. Машгиз, 1958, стр.212-216, 236, 237. 7. Альтшуль А.Д., Киселев П.Г. Гидравлика и азродинамика. М. Стройиздат, 1975, стр.24-26. (95) й 8. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М. Наука, 1964. - І 50 9. Скурихин В.И. Математическое моделирование. К. Техніка, 1983.Mechanical engineering, 1987, pp. 14-16. ko 6. Butakov SE. Vozdukhovod i ventilatorii, M. Mashgiz, 1958, pp. 212-216, 236, 237. 7. Altshul A.D., Kiselev P.G. Hydraulics and astrodynamics. M. Stroyizdat, 1975, pp. 24-26. (95) and 8. Wentzel E.S. The theory of probabilities. M. Nauka, 1964. - I 50 9. Skurykhin V.Y. Mathematical modeling. K. Technika, 1983.

Ко)Co.)

Claims

The formula of the invention is the method of protecting the compressor of the gas pumping unit from surge by measuring the current HF) parameter values characterizing the position of the compressor operating point, specifying and memorizing the position of the surge limit and forming the output signal of the anti-pumping regulator in proportion to the distance of the compressor operating point from the surge limit, which differs by the fact that the position of the surge limit is clarified by detecting the transition of the working point of one or more channels of the impeller of the compressor 60 to the non-working section of the flow-pressure characteristic, for which a differential pressure sensor is connected to diametrically opposite points of the inlet or outlet pipe of the compressor, which are located in the cross-section, perpendicular to the axis of the pipe, periodically switch the anti-pumping regulator to the "Correction" state, gradually reduce the frequency of rotation of the compressor, continuously calculate for the observation interval T the autocorrelation function t) of the output signal of the differential sensor pressure, monitor the appearance of the Esti function at the last part of the interval T of a series of periodically repeating sections, at the moment of detection of these sections, the current value of the calculated distance is recorded as a correction for the distance, after which the compressor rotation frequency is increased to the initial value, the anti-pumping regulator is transferred to state "Operation", and then the control signal of the anti-pumping valve is formed taking into account the specified distance value, which is determined by the formula Tsl- - |, where: Io - the calculated value of the distance, " - the correction for the distance. s schi 6) s cha (ze) s (Se) -

with . and? (o) name) (95) -I Ko) name) 60 b5