Захист відцентрового компресора від перенапруги

Перенапруга визначається як робоча точка, в якій досягаються пікові показники напору відцентрового компресора та мінімальні межі потоку. Насправді принцип роботи відцентрового компресора полягає у збільшенні кінетичної енергії рідини за допомогою обертового робочого колеса. Потім рідина сповільнюється в обсязі, званому пленумом, де кінетична енергія перетворюється в потенційну енергію у вигляді підвищення тиску.

Системи контролю проти перенапруги
Ці системи виявляють, коли стадія стиснення процесу наближається до сплеску, і згодом вживають заходів, щоб повернути рух робочої точки до лінії перенапруги (SL). Це зменшує тиск у збірці та збільшує витрату через компресор, що призводить до стабільних робочих умов. Зазвичай це досягається відкриттям регулюючого клапана в рециркуляційній магістралі (регулюючий клапан проти перенапруги або ASCV), повертаючи нагнітальний газ на вхід компресора через всмоктуючий охолоджувач. В результаті збільшення об’ємного потоку на вході в компресор переміщує робочу точку від стрибків напруги.

Через неточності вимірювань та часу спрацьовування передавачів та клапанів, система захисту від перенапруги забезпечує паралельну лінію перенапруги лінію контролю перенапруги (SCL). Лінія управління зміщена праворуч від лінії перенапруги на відстань; типово дорівнює 3- 10% об'ємного потоку на вході при стрибках напруги (рис. 2). Однак бажаний також нижчий запас, оскільки вищий коефіцієнт корисної дії можна отримати, закривши рециркуляційний клапан.

Рисунок 2: Визначення захисту від перенапруги.

Карта компресора проілюстрована накладанням кривих продуктивності та опору системи незалежно від швидкості обертання (рис. 3). Для компресорів із вхідними направляючими лопатками карта компресора представлена новим сімейством кривих, які також не залежать від умов всмоктування. Ця додаткова координата може бути функцією або положення направляючої лопатки, або еквівалентної швидкості обертання.

Рисунок 3: Карта компресора.

Система контролю та перенапруги та алгоритми
Пропорційно-інтегральний (ПІ) та пропорційно-інтегральний-похідний (ПІД) - два основних алгоритми управління, які використовуються для управління недосконало відомими системами стиснення. Основна процедура цих алгоритмів полягає в тому, що вихід контролера повинен бути функцією різниці (Помилка, e) між двома значеннями, які слід контролювати (змінна процесу, PV), та його заданою точкою (SP) (Рисунок 4).