Электропривод газоперекачивающего агрегата

Авторы патента:


 

Полезная модель «Электропривод газоперекачивающего агрегата» относится к электротехнике и может быть использована на промышленных предприятиях, где для повышения давления (компримирования) газообразных продуктов используются газоперекачивающие агрегаты с турбокомпрессорами, например, на компрессорных станциях магистрального транспорта газа и в подземных хранилищах газа, а также в компрессорных цехах заводов. Система включает в себя электропривод по схеме преобразователь частоты - двигатель, систему управления ПЧ и систему датчиков. Система автоматического управления реализует частотное регулирование электропривода ГПА по возмущению, вычисляя необходимую для компенсации внешних возмущений величину сигнала управления, и по отклонению, вводя коррекцию давления по сигналу обратной связи. Технический эффект состоит в автоматизации безопасного пуска электропривода газоперекачивающего агрегата, контроле процесса компримирования газа и стабилизации его давления на требуемом уровне, что приводит к строгому соблюдению условий технологического процесса и позволяет повысить производительность и качество продукции. 1 ил.

Полезная модель «Электропривод газоперекачивающего агрегата» относится к электротехнике и может быть использована на промышленных предприятиях, где для повышения давления (компримирования) газообразных продуктов используются газоперекачивающие агрегаты (ГПА) с турбокомпрессорами, например, на компрессорных станциях магистрального транспорта газа и в подземных хранилищах газа, а также в компрессорных цехах заводов.

При компримировании газа с помощью газоперекачивающих агрегатов на величину давления газа на выходе компрессорных станций большое влияние оказывают технологические и метеорологические факторы (температура и влажность воздуха, атмосферное давление, наличие ветра, осадков и др.), которые носят случайный характер. В связи с этим величина давления компримированного газа значительно меняется, ухудшая уровень надежности трубопроводов и производительность магистрального транспорта газа.

Известна полезная модель по патенту РФ 107427 (опубликовано 10.08.2011, МКИ H02P 27/04, H02P 25/02, Бюл. 22), которая является прототипом данной полезной модели, и где описывается система инвариантного управления электроприводом ГПА. В системе содержится газоперекачивающий агрегат, электропривод по системе преобразователь частоты - двигатель (ПЧ-Д), ПИ-регулятор, сумматор, датчик выходного давления газа, датчики измерения внешних воздействий (температуры и влажности воздуха, подачи и температуры газа) и блок расчета необходимой скорости вращения нагнетателя, при этом выходы датчиков внешних воздействий соединены с входами блока расчета необходимой скорости вращения нагнетателя, его выход с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом датчика выходного давления газа, вход которого соединен с выходом газоперекачивающего агрегата, вход которого соединен с выходом электропривода, который, в свою очередь, соединен с выходом сумматора через ПИ-регулятор скорости вращения двигателя.

Однако данная система не обеспечивает режим надежного и безопасного запуска электропривода ГПА, имеющего большие маховые массы и механическую инерционность нагнетателя особенно в нагруженном состоянии.

Решаемая задача - повышение надежности работы электропривода ГПА. Технический результат - автоматизация процесса плавного пуска электропривода ГПА от задатчика интенсивности до заданной скорости вращения в условиях скачкообразных возмущающих воздействий.

Этот технический результат достигается тем, что в системе управления электроприводом ГПА, содержащем газоперекачивающий агрегат, электропривод по системе ПЧ-Д, ПИ-регулятор, сумматор, датчик выходного давления газа, датчики измерения внешних воздействий (температуры и влажности воздуха, подачи и температуры газа) и блок расчета необходимой скорости вращения нагнетателя, при этом выходы датчиков внешних воздействий соединены с входами блока расчета необходимой скорости вращения нагнетателя, его выход с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом датчика выходного давления газа, вход которого соединен с выходом газоперекачивающего агрегата, вход которого соединен с выходом электропривода, который, в свою очередь, соединен с выходом сумматора через ПИ-регулятор скорости вращения двигателя, введен задатчик интенсивности, вход которого соединен с выходом блока расчета необходимой скорости. А выход - с первым входом сумматора.

Смысл использования задатчика интенсивности в системе управления электроприводом ГПА состоит в формировании линейной зависимости изменения управляющего воздействия, обеспечивающей надежный пуск нагнетателя с большими инерционными массами.

Система электропривода газоперекачивающего агрегата приведена на чертеже. Она содержит следующие блоки: совокупность внешних воздействий 1 (температуры и влажности воздуха, подачи и температуры газа); датчики измерения внешних воздействий 2; блок 3 расчета необходимой скорости вращения ГПА 4 в соответствии с заданным давлением газа 5; задатчик интенсивности 6; ПИ-регулятор 7 фактической скорости вращения электропривода 8; электропривод 9 ГПА по системе преобразователь частоты - двигатель (ПЧ-Д) с законом управления U/f2=const (U - питающее напряжение статорных обмоток Д, f - частота питающего напряжения); газоперекачивающий агрегат 10 с турбокомпрессором; датчик 11 давления газа на выходе 12; сумматор 13. Выходы датчиков внешних воздействий 2 соединены с входами блока 3 расчета необходимой скорости вращения ГПА 4, его выход через задатчик интенсивности 6 - с первым входом сумматора 13, второй вход которого соединен с выходом датчика давления 11, вход которого соединен с выходом газоперекачивающего агрегата 10, вход которого соединен с выходом электропривода 9, который, в свою очередь, соединен с выходом сумматора 13 через ПИ-регулятор 7 скорости вращения.

Электропривод газоперекачивающего агрегата работает следующим образом.

Объектом управления для электропривода 9 является газоперекачивающий агрегат 10, на вход которого подводится газ. Повышение давления (компримирование) газа происходит за счет политропной работы компрессоров ГПА. Вращение газоперекачивающего агрегата 10 обеспечивает двигатель 9 с устройством изменения его частоты вращения (ПЧ) с законом управления U/f2=const. На вход блока 3 расчета необходимой скорости вращения вентилятора поступают сигналы о величине возмущающих воздействий с датчиков 2 измерения внешних воздействий 1 и сигнал задания давления 5. Сигнал 4 с выхода блока 3 расчета необходимой скорости вращения электропривода ГПА через задатчик интенсивности 6 поступает на сумматор 13, где корректируется сигналом с датчика давления 11. Сигнал с сумматора 13 поступает на ПИ-регулятор 7, на выходе которого формируется сигнал 8, пропорциональный требуемой скорости вращения электропривода 9. Газоперекачивающий агрегат 10, вращаемый электроприводом 9, создает требуемое давление газа на выходе компрессорной станции 12.

Электропривод газоперекачивающего агрегата, содержащий газоперекачивающий агрегат, электропривод по системе преобразователь частоты - двигатель, ПИ-регулятор, сумматор, датчик выходного давления газа, датчики измерения внешних воздействий (температуры и влажности воздуха, производительности и температуры газа) и блок расчета необходимой скорости вращения нагнетателя, при этом выходы датчиков внешних воздействий соединены с входами блока расчета необходимой скорости вращения нагнетателя, его выход с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом датчика выходного давления газа, вход которого соединен с выходом газоперекачивающего агрегата, вход которого соединен с выходом электропривода, который, в свою очередь, соединен с выходом сумматора через ПИ-регулятор скорости вращения двигателя, отличающийся тем, что в систему введен задатчик интенсивности, вход которого соединен с выходом блока расчета необходимой скорости, а выход - с первым входом сумматора.

РИСУНКИ



 

Похожие патенты:
Наверх