Способ и устройство защиты компрессора от помпажа

Способ и устройство защиты компрессора от помпажа

Реферат

 

Изобретение относится к области защиты осевых и центробежных компрессоров от помпажа и может быть использовано в системах защиты и управления газоперекачивающих агрегатов. В способе защиты компрессора от помпажа путем измерения давления газа за компрессором, перед компрессором, перепада давлений на конфузоре, частоты вращения его ротора и определения перепада давлений на компрессоре, фиксируют первоначальные значения перепада давлений на компрессоре, перепада давлений на конфузоре и частоты вращения ротора в памяти. Затем сравнивают текущие значения этих параметров с зафиксированными значениями и, если текущее значение перепада давлений на компрессоре выше зафиксированного, то эти текущие значения фиксируют в памяти в качестве новых значений, обновляя таким образом память. Если же текущее значение перепада давлений на компрессоре не выше зафиксированного, значение перепада давлений на конфузоре ниже зафиксированного, а значение частоты вращения ротора не ниже зафиксированного, то формируют первый сигнал защиты. В случае снижения частоты вращения ротора непрерывно определяют разность между текущими значениями и зафиксированными частоты вращения и перепада давлений на конфузоре, определяют отношение разности перепада давлений на конфузоре к разности частот вращения. После снижения частоты на пороговую величину это отношение фиксируют и в дальнейшем сравнивают с ним текущее этого отношения с учетом коэффициента кривизны газодинамических характеристик на границе помпажа. При превышении текущим значением этой функции отношения разностей зафиксированного ранее в памяти, формируют второй сигнал защиты, имея при этом общий сигнал помпажа при появлении первого или второго сигналов. В устройстве, содержащем датчики давления газа за компрессором и перед компрессором, перепада давлений на конфузоре, частоты вращения, схему вычитания и схему ИЛИ, введены четыре схемы сравнения, схему ИЛИ, пять элементов памяти, два триггера, три схемы И, схему вычисления с соответствующими связями. Использование изобретений повышает надежность распознавания помпажа и автоматического определения компажной характеристики и не требует создания уникальной аппаратуры. 2 с.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области защиты осевых и центробежных компрессоров от помпажа и может быть использовано в системах защиты и управления газоперекачивающих агрегатов, как для нагнетателя, так и для осевых компрессоров газоприводных двигателей.

Известен способ защиты компрессора от помпажа [1] путем измерения давления газа на выходе компрессора и частоты вращения его ротора, определения производных от измеренных величин, сравнение значений производных с уставками, задержки сигнала превышения уставки для производной от давления и формирования сигнала наличия помпажа при совпадении во времени сигнала превышения уставки производной от частоты вращения и задержанного сигнала превышения уставки производной от давления.

Известно устройство для защиты компрессора от помпажа [1], содержащее датчик давления за компрессором, выход которого соединен через дифференциатор, блок сравнения и блок задержки с первым входом устройства совпадения, второй вход которого соединен с выходом датчика частоты вращения ротора компрессора через блок дифференцирования и блок сравнения.

Недостатком способа и устройства является низкая степень защиты компрессора от потерь при помпаже, поскольку способ и устройство определяют помпаж только при наличии помпажных колебаний с вполне определенной частотой, на которую настраивается заранее блок задержки.

Известен способ защиты компрессора от помпажа [2] путем измерения давления за компрессором, определения скорости его изменения, сравнения с пороговым значением, задержки сигнала, использования его в качестве первого параметра защиты, измерения давления за первой группой ступеней компрессора, давления газа на срезе реактивного сопла, формирования второго параметра защиты в случае превышения пороговым значением скорости изменения суммы значений давления за компрессором, давления за первой группой ступеней компрессора и давления газа на срезе реактивного сопла, имея при этом общий сигнал помпажа при появлении первого или второго параметра защиты.

Известно устройство для защиты компрессора от помпажа [2], содержащее датчик давления за компрессором, выход которого соединен через дифференциатор, пороговый элемент и элемент задержки с элементом ИЛИ, содержащее датчик давления за первой группой ступеней компрессора, датчик давления газа на срезе реактивного сопла, сумматор, входы которого соединены с выходами всех трех датчиков, выход которого через вторые дифференциатор и пороговый элемент соединен со вторым входом элемента ИЛИ, выход которого является выходом устройства.

Недостатком способа и устройства является то, что они определяют помпаж только в том случае, если нагрузкой компрессора является камера сгорания с реактивным соплом, а также использование элемента задержки, величина которой выставляется заранее и, следовательно, требует предварительных знаний о динамике развития помпажа.

Целью изобретения является повышение надежности распознавания помпажа в самом начале его зарождения для осевых и центробежных компрессоров независимо от вида нагрузки, на которую работает компрессор и типа компрессора, а также автоматическое определение помпажной характеристики компрессора при антипомпажном регулировании.

Поставленная цель достигается тем, что в способе защиты компрессора от помпажа путем измерения давления газа за компрессором, давления газа перед компрессором, перепада давлений на входном сужающем устройстве (конфузоре), частоты вращения его ротора и определения перепада давлений на компрессоре, фиксируют первоначальные значения перепада давлений на конфузоре, перепада давлений на компрессоре и частоты вращения ротора в памяти, затем сравнивают текущие значения этих параметров с зафиксированными значениями, если текущее значение перепада давлений на компрессоре выше зафиксированного ранее, то эти текущие значения фиксируют в качестве новых значений, обновляя таким образом память, если текущее значение перепада давлений на компрессоре не выше зафиксированного, значение перепада давлений на конфузоре ниже зафиксированного и значение частоты вращения ротора не ниже зафиксированного, то формируют первый сигнал защиты, в случае снижения частоты вращения ротора фиксируют в памяти значения частоты вращения ротора и перепада давлений на конфузоре, соответствующие переднему фронту сигнала на снижение частоты вращения, после этого непрерывно определяют разность между текущим значением частоты вращения и зафиксированным, а также разность между текущим значением перепада давлений на конфузоре и зафиксированным, определяют отношение разности перепада давлений на конфузоре к разности частот вращения, после снижения частоты вращения на пороговую величину, превышающую технологическую нестабильность и погрешность измерения частоты вращения, это отношение фиксируют в памяти и в дальнейшем сравнивают с ним текущее значение этого отношения с учетом коэффициента кривизны газодинамических характеристик на границе помпажа, при превышении текущим значением этой функции отношения разностей зафиксированного ранее в памяти, формируют второй сигнал защиты, имея при этом общий сигнал помпажа при появлении первого или второго сигнала защиты.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство защиты компрессора от помпажа, содержащее датчик давления газа за компрессором, датчик давления газа перед компрессором, датчик перепада давлений на конфузоре, датчик частоты вращения, схему вычитания и схему ИЛИ, введены четыре схемы сравнения, вторая схема ИЛИ, пять элементов памяти, два статических триггера, три схемы И и схема вычисления, причем выходы датчиков давления на выходе и входе компрессора соединены со входами схемы вычитания, выход которой подключен к первому входу первой схемы сравнения и к аналоговому входу первого элемента памяти, выход первой схемы сравнения соединен с первым входом первой схемы ИЛИ и со входами сброса первого и второго статических триггеров, второй вход первой схемы ИЛИ подключен ко входу "Сигнал пуска компрессора", третий вход первой схемы ИЛИ соединен со входом "Сигнал снижения частоты вращения" устройства и входом установки первого статического триггера, а выход ее подключен ко входам включения записи первого и второго элементов памяти, выход первого элемента памяти соединен со вторым входом первой схемы сравнения, выход второго элемента памяти соединен с первым входом второй схемы сравнения, второй вход которой подключен к аналоговому входу второго элемента памяти, к выходу датчика измерения перепада давлений на конфузоре, к аналоговому входу четвертого элемента памяти и третьему входу схемы вычисления, выход первого статического триггера соединен с первым входом первой схемы И, второй вход которой подключен к выходу этой же схемы "И" и ко входам включения записи третьего и четвертого элементов памяти, вход третьего элемента памяти соединен с выходом датчика измерения частоты вращения ротора, вторым входом третьей схемы сравнения и первым входом схемы вычисления, выход третьего элемента памяти подключен к первому входу третьей схемы сравнения и ко второму входу схемы вычисления, выход четвертого элемента памяти соединен с четвертым входом схемы вычисления, выход третьей схемы сравнения подключен к установочному входу второго статического триггера, выход которого соединен с первым входом второй схемы И, входом включения схемы вычисления и вторым входом третьей схемы И, второй вход второй схемы И подключен к ее выходу и ко входу включения записи пятого элемента памяти, аналоговый вход которого соединен с выходом схемы вычисления и первым входом четвертой схемы сравнения, второй вход которой подключен к выходу пятого элемента памяти, а выход к первому входу третьей схемы И, выход которой соединен со вторым входом второй схемы ИЛИ, первый вход которой подключен к выходу второй схемы сравнения, а выход является выходом "Помпаж компрессора" устройства.

Введение в заявляемый способ фиксации первоначальных значений перепада давлений на компрессоре, перепада давлений на конфузоре и частоты вращения ротора со сравнением их текущих значений с зафиксированными, и того что если текущее значение перепада давлений на компрессоре выше зафиксированного, то текущие значения фиксируют в памяти в качестве новых значений, то есть обновляют память, если же текущее значение перепада давлений на компрессоре не выше зафиксированного, текущее значение перепада давлений на конфузоре ниже зафиксированного, а значение частоты вращения ротора не ниже зафиксированного, то формируют первый сигнал защиты, если же происходит снижение частоты вращения ротора, то фиксируют в памяти значения частоты вращения ротора и перепада давлений на конфузоре, соответствующие переднему фронту сигнала на снижение частоты вращения, после этого непрерывно определяют разность между текущим значением частоты вращения и зафиксированным, а также разность между текущим значением перепада давлений на конфузоре и зафиксированным, определяют отношение разности перепада давлений на конфузоре к разности частот вращения, после снижения частоты вращения на пороговую величину, превышающую технологическую нестабильность и погрешность измерения частоты вращения, это отношение фиксируют в памяти и в дальнейшем сравнивают с ним текущее значение этого отношения с учетом коэффициента кривизны газодинамических характеристик на границе помпажа, при превышении текущим значением этой функции отношения разностей зафиксированного ранее в памяти, формируют второй сигнал защиты, при этом общий сигнал помпажа формируют как при появлении первого так и при появлении второго сигнала защиты, и введение в заявляемое устройство четырех схем сравнения, схемы ИЛИ, пяти элементов памяти, двух статических триггеров, трех схем И, схемы вычисления с совокупностью соответствующих связей, позволяет повысить точность и надежность распознавания помпажа в начале его зарождения и могут быть пригодны как для осевых, так и для центробежных компрессоров, работающих на любую нагрузку, а также при антипомпажном регулировании позволяет осуществлять автоматический съем помпажной характеристики компрессора.

Указанные существенные признаки в совокупности характеризующие сущность заявляемых технических решений, не известны в настоящее время среди способов и устройств защиты компрессоров от помпажа, аналогов, характеризующихся идентичностью всем существенным признакам изобретения, в ходе исследований не обнаружено, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемых технических решений критерию "Новизна".

Существенные признаки заявляемых объектов изобретения не могут быть представлены как комбинации, выявленные из известных решений с реализацией в виде отличительных признаков для достижения технического результата, из чего следует делать вывод о соответствии заявляемого способа и устройства критерию "Изобретательский уровень".

В связи с тем, что заявляемые технические решения, связанные единым изобретательским замыслом, предназначены для использования в реальных системах защиты и управления газоперекачивающих агрегатов, как для центробежных компрессоров, так и для осевых компрессоров газоприводных двигателей, а указанные совокупности признаков достаточно подробно раскрыты в виде технической реализации, представленной как в описании способа и устройства, так и на чертежах, и подтверждающей возможность ее осуществления с достижением технического результата, изобретение соответствует требованию критерия "Промышленная применимость".

На фиг. 1 представлено изменение положения рабочей точки компрессора при движении к границе помпажа двумя способами: при увеличении нагрузки и поддержании постоянства оборотов ротора компрессора (точки 1, 2, 3) и при снижении оборотов ротора компрессора с сохранением постоянной нагрузки компрессора (точки 1, 4, 5).

На фиг. 2 представлена функциональная схема устройства.

На фиг. 3 представлен комплекс средств возможной реализации.

Способ осуществляется путем измерения давления газа за компрессором, измерения давления газа перед компрессором, измерения перепада давлений на конфузоре, измерения частоты вращения ротора компрессора, в котором вычисляют перепад давлений на компрессоре, запоминают при отсутствии снижения частоты вращения ротора компрессора перепад давлений на компрессоре DP_max, если он растет (из-за увеличения нагрузки), одновременно запоминают соответствующее значение перепада давлений на конфузоре P_min, сравнивают текущее значение перепада давлений на конфузоре P_t с P_min и формируют первый сигнал защиты P1 при P_t<P_min и DP_t<DP_{, если же происходит снижение частоты вращения ротора, то фиксируют в памяти значения частоты вращения ротора Nс и перепада давлений на конфузоре Pс соответствующие переднему фронту сигнала на снижение частоты вращения, после снижения частоты вращения на пороговую величину, превышающую технологическую нестабильность и погрешность измерения частоты вращения, вычисляют величину где Pt и Nt - текущие значения, причем запоминают значение Yс, соответствующее первому вычислению и в дальнейшем сравнивая Y и Yс, формируют второй сигнал защиты P2, если Yс<(K2Y), где K2 - коэффициент в диапазоне (0,1), учитывающий кривизну газодинамических характеристик компрессора, формируют обобщенный сигнал помпажа при наличии сигналов P1 или P2.}

Устройство (фиг. 2) содержит: датчик 2 измерения давления газа на выходе компрессора 1, датчик 3 измерения давления газа на входе компрессора, датчик 4 измерения перепада давлений на конфузоре, датчик 5 измерения частоты вращения ротора компрессора, схему вычитания 6, определяющую перепад давлений на компрессоре, схемы сравнения 8, 13, 20 и 21, статические триггера 10 и 14, логические схемы ИЛИ 9 и 23, логические схемы И 11, 15 и 22, элементы памяти 7, 12, 16, 17 и 19, схему вычисления 18, выходы датчиков 2 и 3 давления на выходе и входе компрессора 1 соединены со входами схемы 6 вычитания, выход которой подключен к первому входу первой схемы 8 сравнения и к аналоговому входу первого элемента 16 памяти, выход первой схемы 8 сравнения соединен с первым входом первой схемы 9 ИЛИ и со входами сброса первого 10 и второго 14 статических триггеров, второй вход первой схемы 9 ИЛИ подключен к входу "Сигнал пуска компрессора", третий вход схемы 9 ИЛИ соединен с входом "Сигнал снижения частоты вращения" устройства и входом установки первого статического триггера 10, выход первой схемы 9 ИЛИ соединен со входами включения записи первого 16 и второго 17 элементов памяти, выход первого 16 элемента памяти соединен со вторым входом первой схемы 8 сравнения, выход второго 17 элемента памяти соединен с первым входом второй схемы 20 сравнения, второй вход которой подключен к аналоговому входу второго элемента 17 памяти, к выходу датчика 4 измерения перепада давлений на конфузоре, к аналоговому входу четвертого элемента 12 памяти, к третьему входу схемы 18 вычисления, выход первого статического триггера 10 соединен с первым входом первой схемы 11 И, второй вход которой подключен к ее выходу и со входами включения записи третьего 7 и четвертого 12 элементов памяти, вход третьего элемента 7 памяти соединен с выходом датчика 5 измерения частоты вращения ротора, с вторым входом третьей схемы 13 сравнения и с первым входом схемы 18 вычисления, выход третьего элемента 7 памяти подключен к первому входу третьей схемы 13 сравнения и ко второму входу схемы 18 вычисления, выход четвертого элемента 12 памяти соединен с четвертым входом схемы 18 вычисления, выход третьей схемы 13 сравнения подключен к установочному входу S второго статического триггера 14, выход которого соединен с первым входом второй схемы 15 И, входом включения схемы 18 вычисления и вторым входом третьей схемы 22 И, второй вход второй схемы 15 подключен к ее выходу и ко входу включения записи пятого элемента 19, аналоговый вход которого соединен с выходом схемы 18 вычисления и первым входом четвертой схемы 21 сравнения, второй вход которой подключен к выходу пятого элемента 19 памяти, а выход к первому входу третьей схемы 22 И, выход которой соединен со вторым входом второй схемы 23 ИЛИ, первый вход которой подключен к выходу второй схемы 20 сравнения, а выход является выходом "Помпаж" устройства.

Схема вычитания 6 вычисляет текущее значение перепада давлений на компрессоре. Перед пуском компрессора начальные значения перепадов давлений на компрессоре и на конфузоре в пределах погрешностей измерения равны нулю. Поэтому в первый момент пуска через схему ИЛИ 9 на элементы памяти 16 и 17 поступает команда на запись начальных значений: перепада давлений на компрессоре в элемент памяти 16 и перепада давлений на конфузоре - в элемент 17, что выполняет задачу инициализации этих элементов памяти. В основе способа лежит тот факт, что с увеличением нагрузки на выходе компрессора перепад давлений на компрессоре растет до некоторого уровня, определяемого максимальной нагрузочной способностью компрессора при данных оборотах ротора компрессора DP_max (N). При дальнейшем увеличении нагрузки перепад давлений на компрессоре DP не возрастает, поскольку мощности компрессора не хватает для дальнейшего сжатия газа. При этом признаком увеличения нагрузки является продолжающееся снижение расхода газа через компрессор, что эквивалентно снижению перепада давлений на конфузоре P. Кривая DP_max (N) является границей помпажа, справа от которой находится рабочая зона компрессора. Компрессор может попасть в помпаж либо: путем увеличения нагрузки (на фиг. 1 один из таких путей изображен точками 1, 2, 3), либо путем снижения нагрузочной способности при сохранении нагрузки, т. е. снижением частоты вращения ротора компрессора N, благодаря чему снижается нагрузочная способность компрессора DP_max (N) (на фиг. 1 один из таких путей изображен точками 1, 4, 5).

Способ в предлагаемом изобретении предусматривает определение помпажа для обеих вариантов. Для определения помпажа в первом варианте используются схема вычитания 6, схемы сравнения 8 и 20, схема ИЛИ 9, элементы памяти 16 и 17. При росте нагрузки, когда рабочая точка компрессора находится справа от границы помпажа, текущее значение DP_t на выходе схемы вычитания 6 будет расти, схема сравнения 8, сравнивая DP_t со значением, записанным ранее в элемент памяти 16, будет формировать сигнал записи новых значений DP в элементе памяти 16 и соответствующих ему значений P в элемент памяти 17. Так будет продолжаться до тех пор, пока рабочая точка компрессора не займет положение точки 3 на фиг. 1. При дальнейшем увеличении нагрузки DP_t перестанет возрастать, вследствие чего перестанут обновляться значения, записанные в элементах памяти 16 и 17. Схема сравнения 20, сравнивая текущие значения перепада на конфузоре P_t с результатом, записанным в элемент памяти 17 и соответствующим положению точки 3 на фиг. 1, сформирует сигнал защиты P1 при условии: P_t < K1P₁₇, (2) где P_t - текущее значение перепада давлений на конфузоре, P₁₇ - значение перепада давлении на конфузоре, записанное в элемент памяти 17, K1 - коэффициент в диапазоне (0, 1), учитывающий погрешность измерения и технологическую нестабильность показаний P.

При снижении частоты вращения ротора компрессора элементы памяти 16 и 17 не формируют сигнала защиты, а только отслеживают новые положения рабочей точки компрессора до окончания снижения частоты вращения, чтобы затем снова приступить к определению движения рабочей точки к границе помпажа из-за роста нагрузки.

Для определения помпажа во втором варианте, т.е. при снижении нагрузочной способности из-за снижения частоты вращения ротора компрессора используются статические триггера 10, 14, логические схемы И 11, 15, 22, элементы памяти 7, 12, 19, схемы сравнения 13, 21 и схема вычисления 18. В основе определения сигнала защиты P2 лежит существенное снижение кривизны газодинамических характеристик вблизи границы помпажа. Это наглядно видно при перемещении рабочей точки компрессора из положения 1 в точки 4 и 5 на фиг. 2. Несложно видеть, что при равенстве N₃ - N₂ = N₂ - N₁ имеет место (P₂-P₃) (P₁-P₂) (3) Задача триггера 10 и схемы И 11 - обеспечить запись частоты вращения в элемент памяти 7 (N_с) и перепада на конфузоре в элемент памяти 12 ( P_с) при подаче команды на снижение частоты вращения. Задача схемы сравнения 13, триггера 14 и схемы И 15 - сформировать сигнал запуска в работу вычислителя 18 и строб записи первого вычисленного значения Y в элемент памяти 19. Схема сравнения 13 выдаст сигнал установки триггера 14 в единичное состояние, когда будет выполнено условие: N_c-N_t > N, (4) где N_с - значение частоты вращения, записанное в элемент памяти 7, N_t - текущее значение частоты вращения, N - заранее установленная величина, гарантировано превышающая технологическую нестабильность показаний частоты вращения в отсутствии команд на снижение и повышение частоты вращения.

После выполнения условия (4) триггер 14 взводится и запускает вычислитель 18, который начинает непрерывные вычисления по формуле (1). Поскольку запуск вычислителя 18 начинается после выполнения условия (4), то исключается деление на 0. Первый результат вычисления записывается в ячейку памяти 19, а последующие результаты вычислений сравниваются со значением, записанным в элемент памяти 19. Схема сравнения 21 срабатывает при выполнении условия K2Y > Y_с, (5) где Y - текущее значение результата вычисления на выходе вычислителя 18, Y_с - первое значение результата вычисления, записанное в элемент памяти 19, K2 - коэффициент в диапазоне (0, 1), учитывающий кривизну газодинамических характеристик компрессора в зоне границы помпажа.

Высоких требований по точности к этому коэффициенту не предъявляется.

Схема И 22 разрешает формирование сигнала P2 только после того, как снижение частоты вращения превысило величину N по формуле (4), т.е. вышло за границу технологической нестабильности показаний N. Благодаря тому, что триггера 10 и 14 сбрасываются сигналом с выхода схемы сравнения 8, т.е. с ростом перепада давлений на компрессоре, снижение частоты вращения может осуществляться не только непрерывно, но и импульсами.

Предлагаемое изобретение пригодно для защиты от помпажа осевых и центробежных компрессоров, как турбоприводных, так и электроприводных.

По сравнению с прототипом способ и устройство обладает более высокой точностью и надежностью распознавания помпажа и пригодны для компрессоров, работающих на любую нагрузку, в том числе и емкостную, а не только на реактивное сопло. Устройство не требует создания уникальной аппаратуры и может быть выполнено на базе широко распространенных элементов, например: датчик частоты вращения ДЧВ-2500, вторичный преобразователь к нему UNIO 48, фирмы "Octagon Systems" [4], датчики давлений и перепада давлений ТЖИУ406 [5], вторичные преобразователи к ним - фирмы "Analog Devices" [3], модуль дискретного вывода 70G-ODC5 фирмы "Grayhill" [3], все остальные элементы устройства могут быть выполнены на модулях фирмы "Octagon Systems" [3].

Источники информации 1. Авторское свидетельство СССР N 985450, F 04 D 27/02, 1982 г.

2. Патент РФ N 2041398, F 04 D 27/02, 1995 (прототип).

3. Каталог ProSoft N 2 - вторичные преобразователи "Analog Devices" 7В32, стр. 36, модуль фирмы "Octagon Systems" 5066, стр. 111, модуль фирмы "Octagon Systems" 5710, стр. 116, модуль фирмы "Grayhill" 70G-ODC5, стр. 75.

4. Каталог фирмы "Octagon Systems", MICRO PC, LAN Automatic, 07.1998, Программируемые модули ввода-вывода, руководство пользователя: модуль UNIO 48-5.

5. Датчик абсолютного давления ТЖИУ 406А, (ТЖИУ 406233.006ТУ, ВНИИА, г Москва). Датчик абсолютного давления ТЖИУ 406(ДУ), (ТЖИУ 406233.008ТУ, ВНИИА, г Москва).

Формула изобретения

1. Способ защиты компрессора от помпажа путем измерения давления газа за компрессором, давления газа перед компрессором, перепада давлений на входном сужающем устройстве (конфузоре), частоты вращения его ротора и определения перепада давлений на компрессоре, отличающийся тем, что дополнительно фиксируют первоначальные значения перепада давлений на компрессоре, перепада давлений на конфузоре и частоты вращения ротора в памяти, затем сравнивают текущие значения этих параметров с зафиксированными значениями, если текущее значение перепада давлений на компрессоре выше зафиксированного, то эти текущие значения фиксируют в памяти в качестве новых значений, обновляя таким образом память, если текущее значение перепада давлений на компрессоре не выше зафиксированного, значение перепада давлений на конфузоре ниже зафиксированного, а значение частоты вращения ротора не ниже зафиксированного, то формируют первый сигнал защиты, в случае снижения частоты вращения ротора фиксируют в памяти значения частоты вращения ротора и перепада давлений на конфузоре, соответствующие переднему фронту сигнала на снижение частоты вращения, после этого непрерывно определяют разность между текущим значением частоты вращения и зафиксированным, а также разность между текущим значением перепада давлений на конфузоре и зафиксированным, определяют отношение разности перепада давлений на конфузоре к разности частот вращения, после снижения частоты вращения на пороговую величину, превышающую технологическую нестабильность и погрешность измерения частоты вращения, это отношение фиксируют в памяти и в дальнейшем сравнивают с ним текущее значение этого отношения с учетом коэффициента кривизны газодинамических характеристик на границе помпажа, при превышении текущим значением этой функции отношения разностей зафиксированного ранее в памяти, формируют второй сигнал защиты, имея при этом общий сигнал помпажа при появлении первого или второго сигнала защиты.

2. Устройство защиты компрессора от помпажа, содержащее датчик давления газа за компрессором, датчик давления газа перед компрессором, датчик перепада давлений на конфузоре, датчик частоты вращения, схему вычитания и схему ИЛИ, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит четыре схемы сравнения, схему ИЛИ, пять элементов памяти, два статических триггера, три схемы И и схему вычисления, причем выходы датчиков давления на выходе и входе компрессора соединены со входами схемы вычитания, выход которой подключен к первому входу первой схемы сравнения и к аналоговому входу первого элемента памяти, выход первой схемы сравнения соединен с первым входом первой схемы ИЛИ и со входами сброса первого и второго статических триггеров, второй вход первой схемы ИЛИ подключен ко входу "Сигнал пуска компрессора", третий вход первой схемы ИЛИ соединен со входом "Сигнал снижения частоты вращения" устройства и входом установки первого статического триггера, выход первой схемы ИЛИ подключен ко входам включения записи первого и второго элементов памяти, выход первого элемента памяти соединен со вторым входом первой схемы сравнения, выход второго элемента памяти соединен с первым входом второй схемы сравнения, второй вход которой подключен к аналоговому входу второго элемента памяти, к выходу датчика измерения перепада давлений на конфузоре, ко входу четвертого элемента памяти и третьему входу схемы вычисления, выход первого статического триггера соединен с первым входом первой схемы И, второй вход которой (инверсный) подключен к выходу этой же схемы И и ко входам включения записи третьего и четвертого элементов памяти, вход третьего элемента памяти соединен с выходом датчика измерения частоты вращения ротора, вторым входом третьей схемы сравнения и первым входом схемы вычисления, выход третьего элемента памяти подключен к первому входу третьей схемы сравнения и второму входу схемы вычисления, выход четвертого элемента памяти соединен с четвертым входом схемы вычисления, выход третьей схемы сравнения подключен к установочному входу второго статического триггера, выход которого соединен с первым входом второй схемы И, входом включения схемы вычисления и вторым входом третьей схемы И, второй вход (инверсный) второй схемы И подключен к ее выходу и входу включения записи пятого элемента памяти, аналоговый вход которого соединен с выходом схемы вычисления и первым входом четвертой схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом пятого элемента памяти, а выход с первым входом третьей схемы И, выход которой соединен со вторым входом второй схемы ИЛИ, первый вход которой соединен с выходом второй схемы сравнения, а выход является выходом "Помпаж компрессора" устройства.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3