Способ управления многоступенчатым компрессором с испарительным охлаждением

 

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОСТУПЕНЧАТЫМ КОМПРЕССОРОМ С ИСПАРИТЕЛЬНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ, включающий измерение температуры и давления газа на входе и выходе компрессора, определение расхода газа через компрессор и регулирование расхода охлаждающей жидкости, впрыскиваемой в проточную;часть каждой ступени, о т л и ч a ющ и и с я тем, что, с целью повышения экономичности работы компрессора и уменьшения эрозионного износа элементов его проточной части, дополнительно измеряют температуру и давление газа на выходе из промежуточных ступеней и влагосодержание на входе в коьтрессор, определяют влагосодержание за каждой ступенью, соответствующее режиму насыщения, a регулирование расхода охлаждающей жидкости в каждой ступени осуществляют в соответствии с уравнением , Qri4- Z где ЛOn - изменение расхода жидкости1 О) на входе в Z ю ступень, кг/с; г порядковый номер ступениj г массовый расход газа, кг/с; влагосодержание на выходе из 2 -и ступени, кг/кг; о ;о влагосодержание на .входе в 2 -ю ступень, кг/кг. 4 д э

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

0% (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:,".

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ где йа

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3543986/25=06 (22) 21, 01.83 (46) 15.12.84. Бюл.У 46

t (72) С.Д.Липовецкий, В.П.Бочин, З.М.Мамедов, В.Я.Трембицкий, В.С.Устинов, Н.Н.Родников и .Д.Б.Палицын (71) Центральное производственнотехническое предприятие по ремонту, наладке и проектированию энергетических установок предприятий черной металлургии (53) 621.515(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

11 964250, кл. F 04 D 29/58, 1980. (54) (57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОСТУПЕНЧАТЫМ КОМПРЕССОРОМ С ИСПАРИТЕЛЬНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ, включающий измерение температуры и давления газа на входе и выходе компрессора, определение расхода газа через компрессор и регулирование расхода охлаждающей жидкости, впрыскиваемой в проточную.

;часть каждой ступени; о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышеЗСЮ F 04 D 29/58, F 04 D 27/00 ния экономичности работы компрессора и уменьшения эрозионного износа элементов его проточной части, дополнительно измеряют температуру и давление газа на выходе из промежуточных ступеней и влагосодержание на входе в компрессор, определяют влагосодержание за каждой ступенью, соответствующее режиму насыщения, а регулирование расхода охлаждающей жидкости в каждой ступени осуществляют в соответствии с уравнением !

А изменение расхода жидкости на входе в Е -ю ступень, кг/с, порядковый номер ступени; массовый расход газа, кг/с; влагосодержание на выходе из Z -й ступени, кг/кг; влагосодержание на входе в 2 -ю ступень, кг/кг.

1129423 2 определяют расход газа 1 г через ком прессор ° По измеренной температуре и давлению на выходе изб — и ступени определяют влагосодержание 4 < за

»К каждой ступенью, соответствующее режиму насыщения, а затем регулируют расход охлаждающей жидкости в каждой ступени в соответствии с уравнением ь,= с„(Д -,3,), =С г(dz z) p

Изобретение относится к компрессоростроению. и касается способов упрарления многоступенчатыми компрес сорами, Известен способ управления многоступенчатым компрессором с испарительным охлаждением, включающий измерение температуры и давления газа на входе и выходе из компрессора, определение расхода газа через ком- 10 прессор и регулирование расхода ох= лаждающей жикости, впрыскиваемой в проточную часть каждой ступени tl) .

Недостатками известного способа являются относительно низкая эконо- . мичность работы компрессора и наличие эрозионного износа элементов проточной части.

Цель изобретения — повышение экономичности работы компрессора и умень 0 шение эрозионного износа элементов его проточной части, Указанная цель достигается тем, что согласно способу управления многоступенчатым компрессором с испари- 25 тельным охлаждением, включающему измерение температуры и давления газа на входе и выходе из компрессора, определение расхода газа через компрессор и регулирование расхода ох30 лаждающей жидко сти, впрыскиваемой в проточную часть каждой ступени, дополнительно измеряют температуру и давление газа на выходе из промежуточных ступеней и влагосодержания на входе в компрессор, определяют влагосодержание за каждой ступенью, соответствующее режиму насыщения, а регулирование расхода охлаждающей жидкости в каждой ступени осущест:вляют в соответствии с уравнением,где ц — изменение расхода жидкости на входе в 1 -ю ступень, 45 кг/с; — порядковый номер ступени, — массовый расход газа, кг/с, 3 — влагосодержание на выходе

2 из 7, --й "ступени, кг/кг, 50 д — влагосодержание на входе

Х в Х -ю ступень, кг/кг.

Способ управления многоступенчатым компрессором с испарительным охлаждением реализуется следующим об- 55 разом.

По измеренной температуре и давлению газа на входе в компрессор обеспечивая поддержание газа в сос- тоянии насыщения на выходе из каждой ступени компрессора.

Пример. Способ реализуется на многоступенчатом компрессоре

-1500-б22 с 6-ю ступенями и с двумя промежуточными воздухоохладителями.

При "сухом" сжатии (без впрыска) потребителю подается сжатый воздух в количестве 25,1 м»/с (90500 м /ч) с давлением 0,6 МПа (б.кгс/cM ).

Расход воздуха измеряется диафраг-. мой, установленной во всасывающем патрубке компрессора, При этом воздух с относительной влажностью ф =80X с давления начального 11 =0,1 MIIa (1»0 кгс/см ) и температуры 11, =273 К

10 С) сжимается в 1-,й ступени компрессора до давления Р 0,15 ИПа (1»5 кгс/см ) и температуры Т =308 К (35 С).

При включении в действие системы испарительного охлаждения рассмотрим действие предлагаемого способа на примере 1 -й ступени данного компрессора;. Для других ступеней действие, способа будет аналогичным.

Влагосодержание воздуха на всасыюании составляет (=0,622 — — =0,622. - -—

Ч Ри 0 8-0 00623

Р qP) 1 0»8 0»00623

=0,0031 кг/кг. (=Требуемое из условий насыщения (=-100 ) влагосодержание на выходе из ступени на этом режиме составит

d, «0,622 †" =p,gag -ь ††— --=

1,5-0,0573

=0,0247 кг/кг, Следовательно, в этом случае влагосодержание необходимо увеличить на величину

ЬД = 4 - J,=0,0247-0,0031=0,0216 кг/кг, Расход сухого rasa, проходящего через ступень, равен

1129423 4

6а 25 1 — — — — -25,0 кг/с, 1+ 3, 1+0,0031

При этом действительный расход впрыс" киваемой жидкости в l-ю ступень равен ф =0,54-0,43=0,11 кг/с.

Производительность компрессора

К-1500-62-2 с испарительным охлаждением выросла по сравнению с сухим сжатием на 15X., т..е. с 21,9- м /с 1 1 (79000м /ч) до 25,3 мЭ/ч 91000м /ч)1

Йри конечном давлении за компрессором О, 8 МПа (9, О кгс/см ) . где — расход газа по диафрагме, кг/с.

Значение определяется замером только на всасывании и поступает электрическим сигналом в блок управ,ления значения Р н Т на входе и выходе из ступени также замеряются, а затем, преобразуясь в универсальные токовые сигналы, поступают на входы блока управления, Последний формирует сигнал в соответствии с зависимостью

10

Составитель Ю.Антипов

Редактор М.Дылын Техред А.Ач Корректор В.Бутяга

Заказ 9430/29 Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Общий расход воды, подаваемой на впрыск в компрессор, составил.для

15 вышеуказанного режима 0,34 кг/кг сухого воздуха. При этом расход во.ды на 1 секцию составил 0,016 кг/Kr

1Н 1 11 на П секцию — 0,010 кг/кг, на Ш сек-;

6 =4 (о (Д -с цию = 0,008 кг/Kr сухого воздуха. уменьшение удельных Расходов

РегУлЯтоРУ Расхода. охлаждающеи жид электроэнергии составило Ы. Впрыск жидкости в проточную часть ка»адой

В данном слУчае требУемый Ра хоД ступени KoMIIpeccopa позволяет уменьвпрыскиваемой жидкости в 1-ю ступень шить температуру газа. B то же вресоставит мя уменьшение температуры газа при

0 =25 0,0216=0,54 /с.

После впрыска параметры воздуха кости ограничено ремом насыщения на выходе иэ ступени .стабилизнруютгаза парами жидкости. ся и составляют Р =0,145 МПа ( режима насыщения на выходе из ка»дой

1 45 кгс/см ) и Т. =284 К (11 С) .

Э ступени позволяет обеспечить миниРасход воздуха по всасыванию ра- . З0

Я/ 8000 э/ Т 6 мальный уровень температуры rasa вен 27,2 м ° /с 1 98000 м /ч). Требуев проточной части компрессора, что мое влагосодержание на выходе из в свою очередь позволяет получить максимальное снижение удельной раув О 0134 . / боты, затрачиваемой на сжатие газа, =О 622 ††в,0058 кг/кг.

1,45-0,0134 5 а следовательно, позволит. увеличить

Jэкономичность работы компрессора.

При поддержании газа в состоянии

Влагосодержание воздуха на входе хо н в ступень равно исходному. насыщения на выходе из каждой ступени удается избежать наличия каследовательно дл У 40 пельной фазы охлаждающей жидкости .для новых условий . уменьшения влаг с д р меньшения влагосодержания .на входе в последующие ступени, что

hd) =0)0058-0)0216=-0,016 кг/кг. в с -ю черед прив

Расход сУхого газа, проходящего эрозионного износа элементов их . через ступень при впрыске проточных частей.

45 Таким образом, предложенный спо г IypH 1+0 0058 кг/ соб позволяет повысить экономичность

Уменьшение расхода жидкости, впрыс- работы компрессора и уменьшить эрокиваемой в ступень, составит зионный износ элементов его проточhg =27 (-0,016)=-0,43 кг/с. ной части.

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4