При постоянной работе центробежные компрессоры, применяемые в нефтегазовом секторе, подвержены частым влияниям неблагоприятных условий на процесс сжатия. К таким можно отнести помпаж и осевой сдвиг вала. В данной статье будут описаны возможные пути защиты компрессора от данных влияний. Защита компрессоров в нефтегазовом секторе необходимо по причине экономической выгоды, а также снижения риска вреда здоровью рабочих, в связи с опасностью производства.
Помпаж компрессора – явление циклическое: спад сменяется нарастанием. Преодолев так называемую «точку помпажа», компрессор вновь наращивает давление. Цикл повторяется до тех пор, пока силы нагнетания не превысят сопротивление, как только это произойдет, помпаж турбокомпрессора или воздуходувки прекратится.
Система автоматического регулирования технологического режима служит для поддержания заданного давления нагнетания, независимо от изменения потребления сжатого газа.
В систему автоматического регулирования входит:
1) датчик давления – электрический дистанционный манометр
«Сапфир-22»;
2) электронный регулятор давления УРРД;
3) исполнительный механизм дроссельной заслонки на всасывании и байпасного клапана;
4) вторичный прибор с сигнальным устройством, показывающий и регистрирующий расход воздуха А-100-2125;
5) дифференциальный манометр МЭД 22364.
Регулирование давления происходит следующим образом: при отклонении давления от заданного по датчику электронный регулятор выдает сигнал на исполнительный механизм.
Выход электронного регулятора может быть подключен к дроссельной заслонке на всасывании, или к байпасному клапану.
Переключение выхода регулятора осуществляется сигнальным устройством расходомера в зависимости от расхода газа, заданного по шкале прибора.
Когда расход воздуха меньше заданного по шкале расходомера, регулирование осуществляется байпасным клапаном.
При повышении давления газа первоначально закрывается дроссельная заслонка на всасывании. При достижении расхода воздуха, заданного на расходомере, сигнальное устройство его переключают на воздействие байпасным клапаном. При дальнейшем снижении расхода сжатого воздуха потребителем, давление нагнетания поддерживается байпасным клапаном. При увеличении расхода воздуха, работа схемы регулирования осуществляется в обратном порядке, то есть, закрывается байпасный клапан и выход регулятора подключается на открытие дроссельной заслонки.
В данной схеме автоматическое регулирование объединено с антипомпажной защитой нагнетателя, задание минимального расхода по шкале вторичного прибора берется близким по компактному режиму.
Еще одно из отрицательно влияющих условий, на работу динамической машины является осевой сдвиг. Существуют методы предотвращения осевого сдвига.
Принцип сопло-заслонка. На конце валика, жестко соединенного с валом нагнетателя, имеется диск, выполняющий функции заслонки для установленных, по обе стороны от него, сопел.
В последнее подается масло под давлением 0,5 МПа через измерительные диафрагмы. Масло после сопел стекает в камеры, оттуда отводится в маслобак самотеком. Давление масла после диафрагмы измеряется датчиком давления ЭКМ. При нормальном положении вала компрессора диск находится по середине между соплами. При смещении диска давление после одной диафрагмы увеличивается, а после другой – уменьшается. Заданное датчиком давление устанавливается таким образом, чтобы при начальном сдвиге вала максимальными контактами одного электроконтактного манометра формировался сигнал для срабатывания предупредительной сигнализации (световой, звуковой), а при дальнейшем предельно-допустимом сдвиге минимальными контактами другого электроконтактного манометра формировался сигнал для автоматической защиты и аварийной сигнализации.
Список литературы
- Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя / В.И. Анурьев – М. : машиностроение, 1992. – Т.1. – 816 с.; Т.2. – 784 с.; Т.3. – 720 с.
- Богданов С.Н. Холодильная техника. Свойства веществ : справочник / С.Н. Богданов, О.П. Иванов, А.В. Куприянова. – 3-е изд. – М. : Агропромиздат, 1985. – 208 с.
- Ваняшов А.Д. Термогазодинамический расчет проточной части охлаждаемых центробежных компрессоров : метод. Указания / А.Д. Ваняшов, С.В. Кононов, Г.Г. Кустиков. – Омск : ОмГТУ, 2004. – 112 с.
- Ваняшов А.Д. Расчет и конструирование центробежных компрессорных машин : учеб. пособие / А.Д. Ваняшов, Г.Г. Кустиков. – Омск : ОмГТУ, 2005. – 208 с.
