Газодинамическая нестационарность процессов в центробежных компрессорах, помпаж и способы его обнаружения

• Автор: Гузельбаев, Яхия Зиннатович
• Шифр специальности: 05.04.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 144 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА Г СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА
1.1. Газодинамическая нестационарность процессов в центробежных компрессорах
1.2. Аналитические модели автоколебаний
1.3. Диагностика и способы защиты от помпажа
Выводы и задачи исследования
ГЛАВА П. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
2.1. Описание экспериментальной установки
2.2. Измеряемые параметры. Первичные измерительные преобразователи. Оценка точности измерений
2.3. Автоматизация процесса измерения
ГЛАВА Ц1. МЕТОДИКА СБОРА И ОБРАБОТКИ ПЕРВИЧНОЙ ИНФОРМАЦИИ
3.1. Характеристика эксперимента
3.2. Сбор данных
3.3. Подготовка данных
3.4. Признаки помпажа
ГЛАВА IV. ОЦЕНКА ПРИЗНАКА ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПОМПАЖА ПО ДИСПЕРСИИ
4.1. Характеристика экспериментов
4.2. Результаты испытаний
4.3. Алгоритм опознания помпажа на основе дисперсии.. ?
4.4. Особенности практической реализации на современных микропроцессорных контроллерах
ГЛАВА V. ОЦЕНКА ПРИЗНАКА ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПОМПАЖА ПО АМПЛИТУДЕ ПУЛЬСАЦИЙ
5.1. Особенности построения системы управления
5.2. Синтез цифровых фильтров
5.3. Синтез цифрового фильтра импульсного ПИ-регулятора
5.4. Требования к входному цифровому фильтру сигнализатора помпажа
5.5. Синтез цифрового фильтра сигнализатора помпажа
5.6. Результаты помпажных тестов сменных проточных частей (СПЧ) СПЧ-16/76 на ДКС компрессорной станции "Ямбурггаздобыча"
5.7. Создание и внедрение устройств обнаружения помпажа
ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ. Акт о внедрении

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Ускорение научно-технического прогресса, интенсивное совершенствование технологии и конструкции промышленных аппаратов требует применения современных подходов к их проектированию. Во многих энергетических системах движение рабочей среды на определенных режимах осложняется существенной газодинамической нестационарностью течения, что приводит к значительным осложнениям функционирования, потере энергии и даже разрушению конструкции. Явление вращающегося срыва и помпажа одно из разновидностей газодинамической нестационарное™, сопутствующих рабочему процессу центробежного компрессора (ЦК). Эти явления приводят к вибрации, осевому перемещению ротора и, как следствие, к динамическим напряжениям, во много раз превосходящим напряжения, на которые рассчитывалась конструкция. В связи с тем, что программа расчета проточной части центробежного компрессора не учитывает возникновение нестационарных газодинамических процессов и их предупреждение, необходима разработка и внедрение систем автоматического регулирования предупреждения помпажа. При этом, одной из главных задач является выявление признака начала помпажа и разработка автоматических систем его предупреждения на базе микропроцессорной техники.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с приоритетным направлением фундаментальных и прикладных исследовании по реализации Федеральной и целевой программы "Энергосбережение России", утвержденной постановлением Правительства Российской федерации от 24 января 1998 года № 80.
Цель работы: 1. Выполнить экспериментальные исследования стохастических характеристик газового потока на режимах квазистационарного течения,

В данной схеме также в качестве параметра, принято давление нагнетания. В отличие от схемы на рис. 1.17 здесь введен блок предварения 3, выходной сигнал которого равен р6п ~кхрвх - к2 т.е. он повторяет входной сигнал и
еще суммирует с ним сигнал, пропорциональный скорости изменения рвх. Выходной сигнал с датчика 2 и блока предварения 3 подаются на блок соотношения, который выполняет операции рсо = кхрвх - рбп =к-~ т.е. выделяет сиг-

нал, пропорциональный скорости изменения давления нагнетания. В случае, если скорость изменения выше установленной задатчиком 5, блок соотношения 4 открывает байпасный клапан 1.
Последнее десятилетие характеризуется активным внедрением микропроцессорной техники в процессы управления. Созданные на ее базе контроллеры, позволили создать более совершенные схемы защиты от вращающего срыва и помпажа [13, 16, 32, 33, 35, 38-40, 50, 64, 65, 69-71, 80, 87, 90, 94, 98].
Нестационарные процессы, протекающие в проточных частях системы компрессор-сеть, относятся к классу стохастических, то есть случайных. В связи с этим возникает необходимость в корректной оценке мгновенных величин определяющих параметров. Как следует из материала, приведенного в разделах
1.1 и 1.2, к ним относятся давление, расход и температура. Основными статистическими характеристиками, имеющими важное значение для описания свойств отдельных реализаций стационарных случайных процессов являются:
а) среднее значение и средний квадрат;
б) плотности вероятности;
в) ковариационные функции;
г) функции спектральной плотности.
Очевидно, что если все поле характеристики работы компрессора разделить на три области: нормальная работа, вращающийся срыв и помпаж, то для каж-