СТА 2009-2

80 СТА 2/2009 РАЗРАБОТКИ НЕФТЕГАЗОВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ www.cta.ru В ВЕДЕНИЕ Газоперекачивающие агрегаты ( ГПА) – сложные технические объек ты, от работы которых зависит безо пасность и экономическая эффектив ность транспортировки природного газа по магистральным газопроводам. Управление такими объектами невоз можно без средств автоматизации, исключающих человеческий фактор и обеспечивающих быструю и правиль ную реакцию на внешние воздейст вия. Важной частью автоматики ГПА яв ляются средства регулирования. На ГПА с газотурбинным приводом сред ства регулирования выполняют следу ющие функции: ● стабилизацию и изменение по ко мандам оператора частоты вращения силовой турбины (турбины нагнета теля) путём управления топливным регулирующим клапаном (так назы ваемое топливное регулирование); ● обеспечение работы центробежного нагнетателя в безопасной зоне по расходу и степени сжатия (антипом пажное регулирование) путём управ ления байпасным клапаном; ● стабилизацию и изменение по ко мандам оператора давления на выхо де нагнетателя или расхода техноло гического газа через нагнетатель пу тём формирования задания на под систему топливного регулирования. Выполнение каждой из этих функ ций требует решения комплекса задач. Сложность объекта управления приво дит к тому, что только немногие фирмы могут продемонстрировать полноцен ное решение задач автоматизации ГПА, включая антипомпажное и топ ливное регулирование. Рассмотрим подробнее некоторые проблемы, возникающие при создании систем регулирования для ГПА, реше ния которых воплощены в ряде разрабо ток НПК «ЛЕНПРОМАВТОМАТИКА». Т ОЧНОЕ ИЗМЕРЕНИЕ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ТУРБИН Основа любого регулирования – из мерение регулируемой величины. От точности и быстродействия измери тельного канала во многом зависит ка чество регулирования. Например, не возможно обеспечить точность стаби лизации частоты вращения турбины ±5 об/мин, если измерительный канал имеет погрешность ±10 об/мин. Основными величинами для топ ливного регулятора являются частоты вращения силовой турбины и турби ны газогенератора. Для их измерения применяются индукционные датчи ки, формирующие импульсы при про хождении зубьев измерительного ко леса мимо датчика. Частота импуль сов пропорциональна скорости вра щения, и для измерения достаточно определить эту частоту. Но надо заме тить, что требования к точности изме рений весьма высоки: частоту враще ния от единиц до нескольких тысяч оборотов в минуту нужно измерять с погрешностью не более 2 3 об/мин. При этом скорость измерений должна быть сравнима с динамикой двигате ля, недопустимы осреднение и фильт рация сигнала в течение нескольких секунд. Кроме того, уровень сигнала от индукционного датчика зависит от частоты вращения: на малых частотах сигнал слабый и легко зашумляется. Ещё одна проблема – неточность формы зубьев измерительного колеса, что приводит к неравномерности пе риода импульсов и возможным про пускам отдельных импульсов. Таким образом, «простая» задача измерения скорости вращения по частоте им пульсов от датчика превращается в достаточно сложную проблему, реше ние которой требует создания специ альных аппаратных и программных средств. Первая часть канала измерения час тоты вращения – усилитель формиро ватель, обеспечивающий преобразова ние сигнала от индукционного датчика в чёткие прямоугольные импульсы за данной амплитуды. Как уже отмеча лось, основная проблема тут – зависи мость уровня сигнала от частоты вра щения, а также наложение всевозмож ных помех, прежде всего высокочас тотных. В усилителе формирователе, разработанном НПК «ЛЕНПРОМАВ ТОМАТИКА», применяется схема ав томатической регулировки усиления ( АРУ), обеспечивающая оптимальное соотношение сигнал/шум на различ ных частотах вращения и выгодно от личающаяся от пассивных частотно зависимых схем, используемых в неко торых аналогах. Пассивные схемы тре буют гораздо более тонкой и длитель Регулирование ГПА: возникающие проблемы и пути их решения Ярослав Евдокимов В статье рассмотрены проблемы, возникающие при создании систем регулирования для газоперекачивающих агрегатов, и как вариант решения представлен блок регулирования газоперекачивающего агрегата типа ГТК#10#4, разработанный НПК «ЛЕНПРОМАВТОМАТИКА». © СТА-ПРЕСС