Способ определения рабочей зоны топливно-регулирующего клапана, обеспечивающий устойчивое горение в камере сгорания газоперекачивающего агрегата

Изобретение относится к области автоматизации технологических процессов, в частности управления топливно-регулирующим клапаном, и может использоваться в области эксплуатации газоперекачивающих агрегатов (ГПА) на компрессорных станциях. Сущность способа заключается в том, что при устойчивой работе ГПА на заданной частоте вращения, соотношение газо-воздушной смеси в камере сгорания для текущего режима система автоматического управления считает оптимальным. Исходя из этого, текущую рабочую точку зависимости положения топливно-регулирующего клапана от давления за осевым компрессором или альтернативно от оборотов турбины высокого давления определяет на номинальной линии. Фиксация рабочей зоны и контроль отклонения рабочей точки от номинальной линии происходит только на переходных процессах, то есть при изменении задания частоты вращения ГПА. Заявленный способ позволяет повысить надежность ГПА в части обеспечения устойчивого горения в камере сгорания без срывов и затухания пламени за счет адаптации системы к изменениям внешних параметров, а также за счет снижения количества используемых датчиков, что увеличивает вероятность безотказной работы системы. 1 ил.

 

Изобретение относится к области автоматизации технологических процессов в частности управления топливно-регулирующим клапаном и может использоваться в области эксплуатации газоперекачивающих агрегатов (ГПА) на компрессорных станциях.

Аналогов изобретений, известных из сведений, ставших общедоступным до даты приоритета изобретения не найдено. Однако, известна следующая информация. Для установления граничных значений рабочей зоны топливно-регулирующего клапана (ТРК), обеспечивающих устойчивое горение в камере сгорания газоперекачивающего агрегата, определяется текущее соотношение газо-воздушной смеси. Разработчики систем автоматизированного управления (САУ) задачу решают однотипно: расход воздуха связывают с давлением воздуха за осевым компрессором (РзаОК) или альтернативно оборотами турбины высокого давления (Nтвд), расход газа косвенно определяют относительно текущего положения ТРК по переходной характеристике учитывающей нелинейность открытия к расходу через клапан.

Известно решение определения граничных значений рабочей зоны топливно-регулирующего клапана, которое содержит фиксированную связь положения ТРК к РзаОК. Недостатком способа является отсутствие учета параметров, влияющих на текущее положение ТРК (давления топливного газа и другие). В определенных случаях, рабочая точка может несвоевременно оказаться на линии ограничения, что может быть причиной негативного последствия, в том числе аварийного останова ГПА.

Известно решение определения граничных значений рабочей зоны топливно-регулирующего клапана, которое включает дополнительно контролируемые параметры, таких как давление до и после ТРК, температура и тому подобное. Недостатком способа является снижение надежности работы ГПА из-за технических характеристик первичных датчиков, количества контролируемых параметров, усложнения расчетов, и так далее.

Задачей технического решения изобретения является повышение надежности работы ГПА в части обеспечения устойчивое горение в камере сгорания без срывов и затухания пламени.

Поставленная задача решается благодаря тому, что способ определения рабочей зоны топливно-регулирующего клапана, обеспечивающий устойчивое горение в камере сгорания газоперекачивающего агрегата, заключается в построении зависимости допустимых границ положения или расхода через ТРК от давления воздуха за осевым компрессором или альтернативно от оборотов турбины высокого давления, отличается тем, что при устойчивой работе ГПА на заданной частоте вращения для текущего режима система автоматического управления соотношение газо-воздушной смеси в камере сгорания считает оптимальным исходя из этого, текущую рабочую точку определяемой зависимости устанавливает на номинальной линии, а фиксация рабочей зоны и контроль отклонения рабочей точки от номинальной линии, происходит только на переходных процессах, то есть, при изменении задания частоты вращения ГПА.

Между совокупностью существенных признаков заявляемого объекта и достигаемым техническим результатом существует причинно-следственная связь, а именно автоподстройка положения рабочей точки при устойчивой работе ГПА на заданной частоте вращения позволяет компенсировать изменение параметров, влияющих на текущее положение ТРК (давления топливного газа и другие), чем достигается увеличение достоверности определения рабочей зоны топливно-регулирующего клапана. Кроме того, минимальное количество используемых датчиков увеличивает вероятность безотказной работы системы.

Техническое решение позволяет повысить надежность ГПА в части обеспечения устойчивого горения в камере сгорания без срывов и затухания пламени за счет адаптации системы к изменениям внешних параметров, это уменьшает вероятность несвоевременного ограничения работы ТРК, что может быть причиной негативных последствий, в том числе аварийного останова ГПА, а также за счет снижения количества используемых датчиков, что увеличивает вероятность безотказной работы системы.

Техническая сущность предложенного технического решения поясняются чертежом, (Фигура) на котором изображен способ определения рабочей зоны топливно-регулирующего клапана и работа ограничительных линий во время переходных процессов.

Предложенный способ определения рабочей зоны топливно-регулирующего клапана, обеспечивающий устойчивое горение в камере сгорания газоперекачивающего агрегата, состоит из: 1 - текущий расход газа; 2 - текущий расход воздуха; 3 - рабочая точка; 4 - номинальная линия; 5 - граница зоны устойчивого горения; 6 - граница и зона срыва пламени; 7 - текущая граница зоны расхода газа; 8 - переходный процесс.

Описанный способ определения рабочей зоны топливно-регулирующего клапана, обеспечивающий устойчивое горение в камере сгорания газоперекачивающего агрегата осуществляется так: При устойчивой работе ГПА на заданной частоте вращения система автоматического управления определяет соотношение газо-воздушной смеси в камере сгорания следующим образом: количество газа (поз. 1) подсчитывается суммой заводской характеристике зависимости расхода от положению ТРК и других характеристик, например, постоянно поступающего газа через дежурную горелку в камеру сгорания; расход воздуха взаимосвязан с давлением воздуха за осевым компрессором или альтернативно оборотам турбины высокого давления (поз. 2). Полученная рабочая точка (поз. 3) используется для построения номинальной линии (поз. 4). а так же, для вычисления через постоянные коэффициенты, и построения границ зоны устойчивого горения (поз. 5), отстоящие на допустимом смещении от зоны срыва пламени (поз. 6). При обратном переводе текущих граничные значений расхода газа (поз. 7) вычисляется минимальное и максимальное положение ТРК.

В случае изменения положения ТРК, что может быть вызвано внешними факторами (например, изменение давления топливного газа), при устойчивой работе ГПА на заданной частоте вращения, САУ корректирует график соотношения таким образом, что рабочая точка остается на номинальной линии, и границы зоны ограничения зоны устойчивого горения отстоят от рабочей точки на величину заданных постоянных коэффициентов. И только при изменении задания частоты вращения турбины ГПА, САУ фиксирует зарегистрированные ранее параметры и контролирует отклонение рабочей точки, предотвращая выход за ограничительные линии на протяжении всего переходного процесса (поз. 8). После выхода в режим устойчивой работы ГПА на заданной частоте вращения, САУ корректирует график соотношения таким образом, что рабочая точка остается на номинальной линии, и границы зоны ограничения зоны устойчивого горения отстоят от рабочей точки на величину заданных постоянных коэффициентов.

Корректировку графика соотношения газо-воздушной смеси возможно осуществить несколькими вариантами: 1-автоподстройка углов наклона номинальной и ограничительных линии при постоянных, на графике, пределах измерения газа и воздуха; 2- автоподстройка, на графике, предела измерения расхода газа при постоянных углах наклона номинальной и ограничительных линии, и пределе измерения расхода воздуха; 3 автоподстройка, на графике, предела измерения расхода воздуха при постоянных углах наклона номинальной и ограничительных линии, и пределе измерения расхода газа.

Каждый из вариантов позволяет реализовать способ определения рабочей зоны топливно-регулирующего клапана, обеспечивающий устойчивое горение в камере сгорания газоперекачивающего агрегата, и повысить надежность работы ГПА в целом.

Способ определения рабочей зоны топливно-регулирующего клапана (ТРК), обеспечивающий устойчивое горение в камере сгорания газоперекачивающего агрегата (ГПА), заключающийся в построении зависимости допустимых границ положения или расхода через ТРК от давления воздуха за осевым компрессором или альтернативно от оборотов турбины высокого давления, отличающийся тем, что при устойчивой работе ГПА на заданной частоте вращения для текущего режима система автоматического управления соотношение газо-воздушной смеси в камере сгорания считает оптимальным, исходя из этого текущую рабочую точку определяемой зависимости устанавливает на номинальной линии, а фиксация рабочей зоны и контроль отклонения рабочей точки от номинальной линии происходит только на переходных процессах, то есть при изменении задания частоты вращения ГПА.



 

Похожие патенты:

Настоящее изобретение относится к предохранительному клапану для газа, адаптированному для кухонной плиты. Предохранительный клапан содержит электромагнит, содержащий сердечник, каркас, вставленный в сердечник, и обмотку, поддерживаемую на каркасе.

Изобретение относится к способам диагностики процесса сжигания пылеугольного топлива. Задачей настоящего изобретения является создание автоматической системы диагностики процесса сжигания пылеугольного топлива в камере сгорания, основанной на использовании сверточных и рекуррентных нейронных сетей с автоматическим выделением признаков из изображений пламени и направленной на обучение нейронной сети детектировать режимы горения путем визуального контроля и при помощи измерительных устройств, позволяющей обеспечить более эффективное и безопасное сжигание угольного топлива.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для розжига, регулирования нагрузки и отключения газогорелочных устройств теплогенерирующих установок.

Изобретение относится к области энергетики. Устройство для смешения горючего газа и воздуха для горения для подачи в горелку содержит воздухопровод для подачи воздуха для горения; газопровод для подачи горючего газа, который снабжен регулировочным клапаном; первый измерительный трубопровод, имеющий первый наружный конец, который соединен с воздухопроводом, и второй наружный конец, который соединен с газопроводом; второй измерительный трубопровод, имеющий первый наружный конец, который соединен с первым измерительным трубопроводом в точке между первым и вторым наружными концами первого измерительного трубопровода, таким образом образуя трехходовую точку пересечения, и имеющий второй наружный конец, который соединен с газопроводом и/или воздухопроводом.
Изобретение относится к нагревательному устройству, работающему на жидком топливе, с топливным насосом (1), который включает вытеснитель (2) и служит для всасывания жидкого топлива из бака (6) и подачи его на участок нагнетательного трубопровода (7, 9), в котором имеется повышенное давление, определенное регулятором давления (14), и который передает топливо в форсунку (10), из которой оно выходит в камеру сгорания для образования пламени горелки (11).

Изобретение относится к измерению потоков текучей среды в установке для сжигания. В частности, данное изобретение касается измерения потоков текучих сред, таких как воздух, при наличии турбулентности.

Изобретение относится к области энергетики. Горелочное устройство содержит чувствительный к изменению температуры магнитный клапан в сообщении по текучей среде с источником газа, причем клапан содержит магнит; ферромагнитный материал в магнитной связи с магнитом и устройство управления потоком, образующее первый путь и второй путь; одно или несколько первых выпускных отверстий в сообщении с первым путем, причем первые выпускные отверстия имеют совокупную первую площадь поперечного сечения; и одно или несколько вторых выпускных отверстий в сообщении со вторым путем, причем вторые выпускные отверстия имеют совокупную вторую площадь поперечного сечения, которая в совокупности больше первой площади поперечного сечения.

Изобретение относится к устройству для регулирования потока газа, в котором возможно последующее смещение заданного диапазона значений регулируемой величины, производимое простым способом, чтобы оптимизировать область значений температуры, устанавливаемых для нагревательного прибора, не нарушая допускаемых условий применения.

Изобретение относится к тепловой энергетике. Система регулирования подачи топлива в топку барабанного пылеугольного котла, содержащая топливоподающее устройство с исполнительным механизмом и регулятором, к первому входу которого подключен задатчик нагрузки, а к второму входу датчик расхода пара, и датчик давления пара в барабане с дифференциатором, дополнительно содержит датчик положения клапана расхода питательной воды, датчик положения исполнительного механизма, три блока коммутации, задатчик границы диапазонов нагрузки, блок сравнения, нелинейный элемент и два формирователя параметров настройки, причем выход дифференциатора соединен с первым входом первого блока коммутации и через нелинейный элемент с вторым входом первого блока коммутации, а выход первого блока коммутации подключен к третьему входу регулятора, задатчик границы диапазонов нагрузки соединен с первым входом второго блока коммутации, второй вход которого соединен с датчиком положения исполнительного механизма, а выход подключен к четвертому входу регулятора, датчик расхода пара через первый формирователь параметров настройки соединен с первым входом третьего блока коммутации, второй вход которого через второй формирователь параметров настройки соединен с датчиком положения клапана расхода питательной воды, а выход третьего блока коммутации подключен к пятому входу регулятора, причем третьи входы блоков коммутации соединены с выходом блока сравнения, к входам которого подключены задатчик границы диапазонов нагрузки и датчик положения исполнительного механизма.

Изобретение относится к способу контроля и управления горением в работающих на основе газообразного топлива горелках для таких устройств, как бойлеры, цилиндрические баки-аккумуляторы горячей воды, камины и т.п.
Наверх