Автоматизация компрессорных установок

Как объекты управления и контроля компрессоры представляют собой весьма ответственные и достаточно сложные установки, в которых кроме собственно ком­прессора и привода, а также насосов имеется большое количество аппаратуры раз­личного назначения, коммуникаций и арматуры, требующих для нормального дейст­вия строгого поддержания режимов работы.

От надежности работы компрессорных установок зависит не только технико-экономическая эффективность технологического цикла, но безопасность экс­плуатации их оборудования.

Наиболее рационально и надежно проблемы управления и контроля могут быть решены путем автоматизации установок. В этом случае решаются как задачи, вы­двигаемые комплексной автоматизацией производства обслуживаемого ими, так и ряд задач, выдвигаемых стремлением обеспечить наиболее целесообразные ус­ловия эксплуатации компрессоров.

Прежде всего, важно обеспечить работу установок в наиболее целе­сообразном режиме как с точки зрения экономичности их эксплуатации, так и рацио­нального течения технологического процесса, обслуживаемого ими предупре­дить аварийные режимы и защиту от нарушения работы или выхода из строя отдель­ных элементов, узлов и машин в целом и обеспечить надежную бесперебойную ра­боту компрессоров; увеличить межремонтный срок работы компрессоров; сущест­венно сократить необходимость в постоянно обслуживающем компрессоры пер­сонале или в полном отказе от последнего.

Наряду с этим решаются также задачи резкого улучшения условий труда, по­вышения его культуры и безопасности. Это достигается с помощью соответствующих элементов, составляющих систему автоматизации компрессоров, а именно элементов контроля и регистрации параметров, сигнализации, защиты и блокировки, автомати­ческого регулирования, дистанционного и автоматического управления.

В состав указанных элементов автоматически могут входить вычислитель­ные устройства, вспомогательная аппаратура, устройства связи и др.

На местных щитах обычно размещаются контрольно-измерительные приборы, устройства сигнализации и органы управления, необходимые и достаточные для осу­ществления всех операций по включению компрессора в нормальную работу и от включению его (как вручную, так и по программе). Это необходимо для обкатки ком­прессора после ремонтов, разовых проверок оборудования и системы автоматизации и т.д. После проверки систем компрессора он может быть передан на управление со щита оператора или от системы автоматики. Для этого на местном щите устанавлива­ется ключ выбора режима управления, позволяющий отключить компрессор от сис­темы управления для ремонта или включить его на управление с местного щита, щита оператора или на автоматическое управление. Имеются также устройства для мгно­венной остановки электродвигателя в аварийных условиях, проверки сигналов и дру­гое.

На щит оператора цеха или производства обычно выносятся приборы, характе­ризующие состояние компрессорной установки: давление в общих коллекторах, про­изводительность, сигналы о. включении, отключении компрессора или появления любой неисправности в его работе, а также органы управления, позволяющие вклю­чить или отключить компрессор по программе или немедленно. На щите оператора устанавливается также аппаратура для выбора очередности включения и отключения машин, выбора машин работающих в режимах регулирования и т.д.

Комплексную аппаратуру турбокомпрессорных станций поставляет завод 'Энергомаш" совместно с турбокомпрессорами К 250-61-5.

Для турбокомпрессоров выпускается модернизированный вариант аппа­ратуры автоматического управления (устройство УКАС-М), которая включает в себя устройства УКАС-АМ (шкафы управления ШУ-1, ШУ-2) автоматического управления компрессором и УКАС-СМ (шкаф ШУ-3) для управления вспомогатель­ными приводами компрессорной станции.

Производительность компрессора регулируется с помощью дроссельной за­слонки с сервоприводом. В состав аппаратуры регулирования компрессоров входят регулятор давления и противопомпажное устройство.

Предусмотрены режимы управления "Одиночный компрессор". "Резерв", "Группа компрессоров".

Автоматический вывод из работы неисправного компрессора (например, из-за чрезмерного нагрева подшипников или повышенной вибрации) осуществляет устрой­ство УКАС-АМ. При этом операции по изменению положения задвижек, заслонок и устройств должны осуществляться в том, что в качестве аппарата отработки алгорит­ма управления, регулирования и защиты компрессора используется программируе­мый контролер, установленный в ШУ-1. задание режимов управления компрессором производится с помощью кнопочных на панели блока задания программы (шкаф ШУ-1).

Система управления и автоматизации компрессорной станции обеспечивает ав­томатическое (дистанционное) управление пуском и остановкой двигателей и вспо­могательных механизмов; автоматическое регулирование режимов работы станции и ее агрегатов; автоматический контроль и защиту элементов компрессорных уста­новок.

При работе турбокомпрессора с закрытой задвижкой на нагнетании или при малом расходе возможны срывы потока в рабочем колесе - помпаж, который может привести к аварии. Поэтому турбокомпрессоры оснащены автоматической системой противопомпажной защиты. Для обеспечения постоянного массового расхода воздуха при работе турбокомпрессора на блок разделения воздуха предусмотрена система автоматического регулирования производительности. Производительность регулируется дроссельной заслонкой на всасывании, управляемой со специального блока, работающего в автоматическом и дистанционном режиме.

Помпаж это наиболее опасный из режимов работы компрессора, сопровождающийся значительными колебаниями давления, расхода и быстрым ростом температуры газа. Важнейшими признаками помпажа являются резкие периодические удары, хлопки, повышенная вибрация, которые во многих случаях могут привести к аварийной остановке агрегата и всей технологической установки, в состав которой входит компрессор. Поэтому компрессорные машины оснащаются системой противопомпажной защиты  (ППЗ), основной задачей которых является предотвращение помпажа при сохранении высокой экономической эффективности работы компрессора.

Давление регулируют дросселированием потока воздуха на стороне всасывания поворотной дроссельной заслонкой. Регулятором давления служит комплексное устройство, состоящее из первичного датчика, измеряющего давление в магистрали сжатого воздуха и регулятора. Предусматривается также противопомпажное устройство, которое служит для защиты компрессора от помпажа. Особенность устройства противопомпажной защиты заключается в том, что регулирующий клапан защитного устройства установлен на сбросе воздуха в атмосферу.