Система диагностирования предпомпажного состояния центробежного компрессора

• Автор: Крутиков, Тимофей Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.04.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 256 с. : ил.

Оглавление

Условные обозначения и сокращения

Введение

1. Современное состояние проблемы. Постановка задач

исследования

1.1 Аэродинамика нестационарных процессов в

проточной части и помпаж

1.2 Общая характеристика нестационарных процессов

1.3 Виды вращающегося срыва, возникающие в центробежном компрессоре

1.4. Постановка задач и целей исследования

2. Объекты исследования
3. Методика экспериментального исследования
3.1 Выбор метода экспериментального исследования
3.2 Автоматизированная система для исследования
^ нестационарных аэродинамических процессов
3.3 Выбор метода диагностирования предпомпажного
состояния и способа определения информативных признаков
4. Методика обработки данных
4.1 Выбор способа обработки данных
4.2 Свойства цифровых записей исследуемых процессов
4.3 Описание программного комплекса и процедур обработки данных, используемых в системе диагностики
4.4 Принцип действия разработанной системы диагностики предпомпажного состояния
5. Результаты экспериментального исследования
5.1 Экспериментальное исследование ступеней с лопаточными диффузорами
5.1.1 Серия экспериментов “К2”
^ 5.1.2 Серия экспериментов “ЫС”
5.1.3 Эксперимент “К2-5”
5.2 Экспериментальное исследование ступеней с
безлопаточными диффузорами. Серия“ЫВ”
6. Анализ полученных результатов
6.1 Серия экспериментов “Кг”
6.2 Серия экспериментов “N0”
6.3 Серия экспериментов “КВ”
6.4 Результаты работы системы диагностики предпомпажного состояния
6.5 Источники возникновения срыва
7. Рекомендации по использованию системы
% Выводы
Список использованной литературы
Приложения

Список сокращений и условных обозначений
АКФ - автокорреляционная функция;
АЧХ - амплитудно-частотная характеристика;
АЦП - аналого-цифровой преобразователь;
БЛД - безлопаточный диффузор;
БТЦ - таймер канала синхронизации;
ДД - датчик давления;
КПД - коэффициент полезного действия;
МЗУ - буферное запоминающее устройство;
МУС - блок синхронизации;
ЛД - лопаточный диффузор;
ОНА - обратно-направляющий аппарат;
ПКК - контроллер;
УС - усилитель;
. УТД - усилитель токовый дифференциальный;
УФ — усилитель — формирователь;
ФВЧ - фильтр высоких частот;
ФНЧ - фильтр низких частот;
Ф - условный коэффициент расхода;
М - число Маха;
и2 - окружная скорость на выходе из колеса, м/с;
1 - угол атаки, град;
а - угол между векторами абсолютной и переносной скорости, град; ал — угол между касательной к средней линии профиля неподвижных лопаток ии2, град;
Р - угол между относителной скоростью ш и обратным направлением переносной скорости и2, град;
Рл - угол между касательной к средней линии профиля лопаток РК и обратным направлением скорости и2, град; у - коэффициент напора;
Г) - коэффициент полезного действия;
(о3 - относительная угловая скорость перемещения зон срыва; г - число зон срыва.

Введение
Компрессоры являются одной из важнейших технологических и энергетических частей оборудования для повышения давления и транспортировки газов. Они используются в технологических процессах химической, нефтехимической нефтяной, угольной и газовой промышленности, металлургии, энергетике, машиностроении и других
промышленных отраслях.
Центробежные компрессоры обладают такими преимуществами (по сравнению с компрессорами объемного действия), как хорошие
массогабаритные показатели, отсутствие возвратно-поступательного движения, высокая технологичность конструкции, равномерная подача газа, отсутствие загрязнения газа маслом и возможность непосредственного соединения компрессора с высокооборотным приводом.
Диапазон применения центробежных компрессоров постоянно растет как по производительности, так и по достигаемым давлениям нагнетания. Постоянно растет число центробежных компрессоров в сфере компрессоров общего назначения, развивается производство центробежных компрессоров высокого и сверх высокого давления. Химическая и нефтехимическая промышленности, а также металлургия являются потребителями
центробежных компрессоров специального назначения. Большое количество центробежных компрессоров используется в нефтяной и газовой
промышленности при добыче нефти, газлифте, газосборе и транспортировки газа. Также очень широко центробежные компрессоры применяются в двигателях транспортных установок, в частности для наддува ДВС.
Широкое применение центробежных компрессоров в различных отраслях промышленности ставит задачи повышения надежности как отдельных деталей и элементов компрессоров, так и работы всей компрессорной установки в целом. Надежность компрессора определяется рядом факторов, из которых важнейшими являются динамическая прочность и
• аналога - цифровых преобразователей АЦП типа ФК4225 (10 двоичных разрядов, цикл преобразования 1,5 мкс, емкость памяти 8Кб), по одному на каждый канал измерения давлений,
• буферных запоминающих стройств МЗУ (емкость памяти — 128 Кб, разрядность 12 двоичных разрядов) по одному на каждый АЦП,
• блока синхронизации МУС, обеспечивающего синхронные измерения до 8 блоков АЦП по сигналам от таймера БТЦ канала синхронизации,
• контроллера ПКК, обеспечивающего работу цифровых блоков под управлением персонального компьютера РС.
Цифровая подсистема обеспечивает параллельный сбор измерительной информации по нескольким (до 8) каналам измерения давления в полосе
0...50 кГц, емкостью до 69632 отсчётов на канал. Персональный компьютер РС типа ДВК - 2М управляет начальными уставками цифровой подсистемы и сбором данных. Программное обеспечение персонального компьютера специально разработано для ведения сбора данных в темпе эксперимента и написано на ассемблере и языке РаБса1. Собранные данные записываются на магнитный носитель (диск) для дальнейшей обработки на РС более высокого уровня в формате ЛТ-11.
Осциллографы используются в системе для оперативной оценки параметров и областей существования нестационарных процессов, а также контроля функционирования информационно-измерительной системы.
В целом система измерения показала применимость для исследования широкого класса нестационарных процессов в проточной части центробежного компрессора и высокую помехоустойчивость при работе в условиях высоких электрических помех.