Явление помпажа и регулирование работы центробежных и поршневых компрессоров.

В практике работы компрессоров часто возникает необходимость увеличения или уменьшения количества газа, подаваемого компрессором или группой компрессоров. Обычно несоответствие между подачей газа в сеть и его потреблением выражается в изменении давления нагнетания, которое понижается или повышается. В этом случае конченая цель регулирования компрессорной установки как самостоятельно изолированного агрегата - обеспечение постоянства заданного давления.

Существуют различные способы регулирования давления, как по схеме, так и по технологии исполнения. В связи с этим при выборе той или иной схемы необходимо исходить из наиболее экономичной, возможной для данных условий и оборудования.

При эксплуатации групповых компрессорных установок регулирование общей производительности обеспечивается пуском или остановкой одного или нескольких компрессоров. Однако при работе одиночных компрессоров такой способ приводит к резким изменениям давления в сети, что может расходиться с условиями поставки газа.

Наилучший способ регулирования - изменение частоты вращения вала компрессора и там, где это возможно, установка двигателей синхронных или внутреннего сгорания.

Однако приводом большинства компрессоров, используемых на нефтехимических предприятиях, служат асинхронные двигатели, с нерегулируемой частотой вращения вала.

На рисунках 11, 12 приведена характеристика центробежного компрессора при постоянной частоте вращения ротора. Там же нанесена и характеристика сети (кривая I). При работе в данной сети параметрами компрессора являются Q_н, N_н, η_н. При уменьшении сопротивления сети производительность компрессора возрастает. При отсутствии сопротивления сети (когда компрессор работает на «выброс») его производительность достигает максимального значения, т.е. Q_мах. Как видно на слайде, при работе центробежного компрессора его параметры могут достигать критических значений: Q_к и р_к.

В случае работы компрессора при Q<Q_к возникает явление помпажа, характеризующееся чередованием прекращения и возобновления подачи газа и сопровождающееся вибрациями машины и сотрясением трубопроводов. Явление помпажа объясняется следующим образом. При сокращении подачи машины до Q_к давление нагнетания становится максимальным. При дальнейшем уменьшении подачи Q<Q_к давление, развиваемое компрессором, падает до р<р_к. В этом случае машина прекращает подачу и даже возможно обратное движение газа с линии нагнетания на линию всасывания. Поскольку расход сжатого газа остается Q, давление на линии нагнетания быстро падает, и компрессор возобновляет подачу. Таким образом, в сети возникают пульсации подачи и давления, период которых зависит от емкости сети, а амплитуда от емкости машины.

Рисунок 11 - Явление помпажа

Рисунок 12 - Явление помпажа

Для обеспечения нормальной работы компрессора и устранения явления помпажа применяются автоматические регуляторы - антипомпажные устройства, которые поддерживают необходимый расход среды:

• противопомпажные гидравлические регуляторы;

• пневматические регуляторы;

• электронные контроллеры.

Регулирование работы компрессора с целью избежания явления помпажа может производиться:

• перепуском сжатого газа из нагнетательного трубопровода во всасывающий;

• изменением величины мертвого пространства (поршневой компрессор);

• дросселированием на линии всасывания и нагнетания;

• воздействием на всасывающий клапан (поршневой компрессор);

• изменением положения лопаток в диффузоре;

• изменением частоты вращения.

Системы защиты автоматически срабатывают в случаях внезапных значительных изменений характеристик нормального технологического режима. Они защищают компрессорные машины и решают двоякую задачу:

• недопущение работы компрессорной машины в зоне неустойчивой работы (в зоне помпажа);

• предотвращение помпажа;

• обеспечение высокой экономической эффективности работы компрессора.

Компрессорные станции.

Компрессорные станции (КС) – технологические объекты (инженерные сооружения), предназначенные для поддержания в газопроводе рабочего давления, обеспечивающего транспортировку газа в предусмотренных объемах.

КС сооружают по трассе газопровода. Расстояние между ними составляет 100-150 км. На рисунке 13 показана схематично компрессорная станция. Здесь по газопроводам 1 и 2 к станции поступает газ после предвари­тельной обработки на установках подготовки нефти. Газ проходит сепараторы 3 для отделения жидкости и механических примесей и подается к компрессорам по линии 5. Через регулятор давления «пос­ле себя» 4 газ подается к двигателям компрессоров 10ГК. Остальная, основная часть газа по трубопроводу идет в цилиндры компрессоров 7. После сжатия в ступени I газ направляется по линии 9 в маслоотде­лители 11, холодильники первой ступени 12 и сепараторы среднего давления 14, где отделяется влага. Ко второй ступени газ подается по линии 8. Такая же обработка газа проводится и после второй ступени в ап­паратах 11,13 и 15- К этим аппаратам газ подается по линии 10. Влага от всех сепараторов поступает в емкости для конденсата 16,17 к 18 и отбирается насосами насосной 19. Газ после сжатия и обработки направляется по линии 20 к потребителю (на газобензиновый завод, на скважины для газлифта и т. п.). Для охлаждения воды холодного и горячего цикла применяют градирни 21, где имеются емкость и на­сосная, расширительный бак с насосом горячего цикла. Для компрес­сорной, на которой установлено обычно 1...10 компрессоров, необхо­димо масляное хозяйство, так как расход масел различных марок ве­лик (емкости и насосы маслохозяйства 22). Кроме того, запуск комп­рессора производится сжатым воздухом, запас которого в специаль­ной емкости пополняется небольшими вспомогательными компрес­сорами 23. Имеющийся в газе конденсат может образовать жидкостные проб­ки в трубопроводах, особенно если трасса трубопровода имеет чередующиеся подъемы и спуски. В зимнее время возможно замерзание этих жидкостных пробок. Наличие масла в газе может привести к образованию взрывоопасных смесей. Поэтому в системе трубопро­водов имеются масло- и влагоотделители.

Рисунок 13 - Схема компрессорной станции: 1, 2 - газопроводы; 3 – сепараторы; 4 – регулятор давления; 5, 6, 8, 9, 10, 20 – линии газопроводов; 7 – цилиндры компрессоров; 8 – линии ко второй ступени; 11 – маслоотделитель; 12 – холодильник первой ступени; 13, 15 – сепараторы; 14 - сепаратор среднего давления; 16, 17, 18 – емкости для конденсата; 19 – насосная; 21 – градирня; 22 – масляное хозяйство для компрессоров (емкости и насосы)

Помимо стационарного исполнения компрессорных станций можно видеть блочно-модульное исполнение. Это по сути дела компрессорная станция упакованная в маленький контейнер который помещается в железнодорожную цистерну (рисунок 14).

В нашей стране с точки зрения географии газ добывается в Северных районах и расположение месторождений в этих регионах зачастую не позволяет круглогодично обеспечить туда доставку ресурсов и техники, поэтому для того чтобы обеспечить транспортировку газа от дальних промыслов газовые компании используют зачастую блочно-модульные станции. Там расположены те же самые сепараторы, компрессоры, очистители, охладители. С помощью данных станций газ можно отделить от нефти, если речь идет о попутном газе, и направить на собственные нужды (теплоснабжение, освещение).

Рисунок 14 - Блочно-модульное исполнение КС

⇐ Предыдущая12

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: