Спосіб антипомпажного регулювання компресорної станції, що працює на підземне сховище газу

Спосіб антипомпажного регулювання компресорної станції, що працює на підземне сховище газу, яка містить систему керування станцією, що підтримує значення основного параметра газу на заданому рівні, і систему автоматичного керування кожним компресором, що складається з підсистем контролю параметрів газоперекачувального агрегату, керування газоперекачувальним агрегатом, кранами його обв'язки й антипомпажного регулювання, який включає використання прогнозної математичної моделі газодинамічної мережі компресорної станції, формування коригувального змінення вихідного сигналу системи керування станцією для запобігання відхиленню основного параметра від необхідного рівня, визначення для кожної схеми включення компресорів значення параметра, що характеризує віддаленість робочої точки кожного компресора від границі помпажу, і C2 2 (11) 1 3 82676 4 або прилягаючої ділянки газопроводу, які обов'язВідомий спосіб регулювання групи компресоково викликають помпаж і мають разовий характер рів [а.с. CPCP 1567807, кл. F04D27/00, бюл. 20, прояву (після того, як відбулася зміна стану об'єк1990], підключених до загального колектора нагніта мережі, що викликало порушення топології, тання і постачених приводами з індивідуальними новий стан об'єкта протягом тривалого часу залирегуляторами швидкості обертання ротора, шляшається незмінним); хом вимірювання тиску газу у колекторі нагнітання, - збурювання, що діють безперервно під час тиску, температури і перепаду тиску газу на вході у штатної роботи компресорної станції і викликають кожен компресор, вимірювання та порівняння зі помпаж тільки при певних співвідношеннях паразагальним заданим значенням швидкості обертанметрів сигналу, що збурює, та параметрів компреня роторів компресорів, подачі на індивідуальні сора. регулятори різниці виміряного і загального заданоЗбурювання першої групи: го значень швидкості обертання роторів компре- швидка зміна тиску на вході або на виході сорів, визначення за виміряним значенням тиску, даної компресорної станції при аварійній зупинці температури і перепаду тиску газу на вході у кожен попередньої або наступної станції; компресор витрати газу для кожного компресора, - мимовільна перестановка кранів компресорсумарної витрати газу, граничного значення стуної станції або кранів у лінійній частині магістральпеня стиску за отриманою сумарною витратою ного газопроводу; газу та визначення за заданим і граничним ступе- комутація (об'єднання або роз'єднання) ниток нем стиску і за виміряним тиском газу на вході у багатониткового газопроводу. компресор відповідно до заданого і граничного До другої групи відносяться збурювання, спезначення тиску газу у колекторі нагнітання, визнацифічні для компресорних станцій, що працюють чення мінімального з заданого та граничного тиску на підземні сховища газу. Ці збурювання являють і порівняння з виміряним значенням тиску газу в собою пульсації тиску на вхідному колекторі підколекторі нагнітання і формування в залежності земного сховища газу, викликані флуктуаціями від отриманої різниці загального заданого значенопору розтіканню газу в порожнині сховища при ня швидкості обертання роторів компресорів. накачуванні газу під землю (або відборі газу зі схоДаний спосіб регулювання групи компресорів вища). Ці флуктуації обумовлені складними фізитак само, як і спосіб антипомпажного регулювання ко-хімічними процесами, пов'язаними зі зміною компресорної станції, що працює на підземне схоструктури та об'єму газоносних шарів, поглинанвище газу, який заявляється містить систему керуням газом парів води, витисненням ґрунтових вод, вання станцією (групою компресорів) та систему перетіканням газу з одного горизонту сховища до автоматичного керування кожним компресором іншого і т.ін. (привід з індивідуальним регулятором швидкості Помпаж компресора є позаштатний (аварійобертання ротора компресора) і включає підтриний) режим системи компресор - мережа, що вимання значення основного параметра газу на заникає при певних співвідношеннях параметрів даному рівні. Однак невикористання у способі прокомпресора та мережі. Прогнозувати виникнення гнозної математичної моделі газодинамічної помпажу, використовуючи інформацію про парамережі компресорної станції зі значеннями газометри тільки одного об'єкту системи (тобто тільки динамічних ємностей і індуктивностей, зменшеникомпресора або мережі) можливо лише в тому ми не менш ніж у 10 разів у порівнянні з реальнивипадку, якщо зміни параметра(або параметрів) ми, яка працює в схемі регулювання і виробляє значні і досягають гранично-припустимих значень. сигнали значень прогнозних прирощувань віддаПульсації ж тиску на вхідному колекторі підземного леності робочих точок від границь помпажу постійсховища газу найчастіше незначні і зазвичай не но в реальному масштабі часу, веде до зниження можуть викликати помпаж. Однак на останній стаефективності антипомпажного регулювання компдії режиму накачування газу у сховище (а також ресорною станцією через те, що не виключає морежиму відбору газу зі сховища) різниця між тисжливості виникнення помпажу при впливі збурюком у сховищі і тиском у магістральному газопровань другої групи, типових для роботи воді досягає максимуму, а робочі точки компресокомпресорних станцій на підземні сховища газу. рів, що працюють на максимально можливих Відомий також спосіб регулювання компресообертах, наближаються до границі помпажу (тобто рної станції [патент Російської Федерації 2084704, знижується віддаленість L робочих точок від гракл. F04D27/00, 20.07.97], що містить кілька динаміниці помпажу). У цих умовах поштовхи тиску, хоча чних компресорів, які працюють паралельно, поокремі та рідко виникаючі, але такі, що мають підслідовно або паралельно-послідовно, систему вищену амплітуду і крутість фронту, і викликають регулювання продуктивності станції, що підтримує помпажні режими. Оскільки режим роботи компрезначення основного параметра газу на заданому сорної станції при малих значеннях L зберігається рівні, яка містить головний регулятор для регулюпротягом 2-4 тижнів - ці відносно рідкі флуктуації вання основного параметра газу, засоби регулютиску з підвищеною амплітудою є основною привання, по одному на кожен компресор, що керують чиною виникнення помпажу компресорних станцій, виконавчими органами компресорів, і засоби антищо працюють на підземні сховища газу. Лінійні помпажного регулювання по одному на кожен комстанції ( які працюють у складі магістрального гапресор, що включають формування коригувальної зопроводу та послідовно включені одна за одною), зміни вихідного сигналу головного регулятора для як показує досвід експлуатації, попадають у помзапобігання відхиленню основного параметру газу паж рідше. від необхідного рівня, визначення для кожної схеми включення компресорів значення параметра, 5 82676 6 що характеризує віддаленість робочої точки кожтру газу від необхідного рівня, визначення для ного компресора від границі помпажу, і запобіганкожної схеми включення компресорів значення ня досягненню небезпечного значення цього папараметру, що характеризує віддаленість робочої раметра, що приводить до помпажу компресора, точки кожного компресора від границі помпажу, і шляхом відкриття виконавчого органа антипомпазапобігання досягненню небезпечного значення жного регулювання, керування виконавчим оргацього параметра, що приводить до помпажу компном кожного компресора за допомогою сполученресору, шляхом відкриття виконавчого органа підня змін вихідного сигналу головного регулятора із системи антипомпажного регулювання, керування сигналом, що виробляється на основі параметрів, виконавчим органом кожного компресора за допоякі характеризують віддаленість робочих точок могою сполучення змін вихідного сигналу системи компресорів від границь помпажу для забезпеченкерування станцією із сигналом, що виробляється ня рівновіддаленості робочих точок компресорів на основі параметрів, які характеризують віддалевід своїх границь помпажу. ність робочих точок компресорів від границь помДаний спосіб регулювання компресорної станпажу, для забезпечення заданої віддаленості роції так само, як і спосіб антипомпажного регулюбочих точок компресорів від своїх границь вання компресорної станції, що працює на підземпомпажу. У даному способі попередньо викорисне сховище газу, який заявляється, містить товують математичну модель газодинамічної месистему керування станцією, що підтримує знарежі компресорної станції, за допомогою якої обчення основного параметра газу на заданому рівчислюють прогнозовані результати можливих ні, і систему автоматичного керування компресопомпажних ситуацій, що запам'ятовують у вигляді рами, та включає формування коригувальної зміни таблиці, яка встановлює для кожної можливої вихідного сигналу системи керування станцією для конфігурації газодинамічної мережі компресорної запобігання відхиленню основного параметра газу станції номера компресорів, що попадають у помвід необхідного рівня, визначення для кожної схепаж у результаті переходу одного або декількох ми включення компресорів значення параметра, об'єктів газодинамічної мережі компресорної станщо характеризує віддаленість робочої точки кожції до стану, який веде до помпажу, у процесі роного компресора від границі помпажу, і запобіганботи компресорної станції постійно контролюють ня досягненню небезпечного значення цього паінформацію про роботу станції: режими роботи раметра, шляхом відкриття виконавчого органа компресорів та стан об'єктів компресорної станції: підсистеми антипомпажного регулювання та керуположення кранів, тиск у точках підключення комвання виконавчим органом кожного компресора за пресорної станції до магістрального газопроводу, допомогою сполучення змін вихідного сигналу сиссигнали керування компресорами і кранами, за теми керування станцією із сигналом, що характеякою ідентифікують поточну конфігурацію газодиризує віддаленість робочих точок компресорів від намічної мережі компресорної станції і перехід границь помпажу, для забезпечення заданої відодного або декількох об'єктів станції в стан, що даленості робочих точок компресорів від своїх веде до помпажу, при виявленні якого визначають границь помпажу. Однак не використання у спосоза таблицею результатів номера компресорів, що бі прогнозної математичної моделі газодинамічної можуть потрапити в помпаж, і в системи автомамережі компресорної станції зі значеннями газотичного керування компресорів, що потраплять у динамічних ємностей та індуктивностей, зменшенепереборний помпаж, подають сигнал аварійної ними не менш ніж у 10 разів у порівнянні з реальзупинки, а для інших компресорів, виділених за ними, яка працює в схемі регулювання і виробляє таблицею результатів, у підсистеми антипомпажсигнали значень прогнозних прирощувань відданого регулювання подають сигнал, що збільшує леності робочих точок від границь помпажу постійуставки віддаленості їхніх ліній рециркуляції від но в реальному масштабі часу, веде до зниження ліній помпажу, або подають сигнал через селектоефективності антипомпажного регулювання компри зазначених антипомпажних регуляторів на їхні ресорною станцією через те, що не виключає моантипомпажні клапани, відкриваючи останні, через жливості виникнення помпажу при впливі збурю10-60с після подачі зазначений сигнал лінійно вань другої групи, типових для роботи знижують до нуля протягом 10-60с. компресорних станцій на підземні сховища газу. Спосіб антипомпажного регулювання компреНайбільш близьким за технічною сутністю є сорної станції за прототипом працює таким чином. спосіб антипомпажного регулювання компресорної У процесі нормальної роботи компресорної станції станції [патент Російської Федерації 2210008, кл. всі параметри газодинамічної мережі знаходяться F04D27/02, 10.08.2003, бюл. №22], яка містить в сталому режимі. Прототип враховує перехід у систему керування станцією, що підтримує знанесталий режим, при якому можливе виникнення чення основного параметра газу на заданому рівпомпажу компресорів, в основному, через зміну ні, та систему автоматичного керування кожним стану або режиму роботи наступних об'єктів мерекомпресором, що складається з підсистем контрожі за зазначеними нижче причинами: лю параметрів газоперекачувального агрегату, компресори - вивід на кільце, завантаження в керування газоперекачувальним агрегатом і кратрасу або зупинка ( що впливають на паралельно нами його обв'язки й антипомпажного регулюванпрацюючі компресори); ня, який включає використання прогнозної матекрани компресорної станції - мимовільна перематичної моделі газодинамічної мережі становка (результат відмовлення системи керукомпресорної станції, формування коригувальної вання краном) або перестановка за неправильно зміни вихідного сигналу системи керування станціподаними сигналами керування; єю для запобігання відхиленню основного параме 7 82676 8 точки підключення компресорної станції до марежиму або стану зазначених вище об'єктів) прогістрального газопроводу (місця стикування ділянгнозованих результатів даної небезпечної ситуації ки магістрального газопроводу і вхідного і вихідноі, якщо вона веде до помпажу, то визначають ного шлейфів) - зміна тиску внаслідок аварійної мера компресорів, що можуть потрапити у помпаж, зупинки попередньої або наступної компресорної і для кожного з них розраховують уставку віддалестанції, виділення або об'єднання ниток багатониності лінії рециркуляції від лінії помпажу або сигткових газопроводів; нал, що подають на антипомпажний клапан, які вхідний і вихідний шлейфи - розриви шлейфа дозволяють запобігти помпажу, якщо ж об'єкт або руйнування зворотного клапана на вихідному (кран), що змінив свій стан, не дозволяє утворити шлейфі компресорної станції. контур рециркуляції компресора, тобто помпаж При виникненні позаштатного режиму об'єкта буде непереборний, то формується сигнал аваріймережі ("збуреного" об'єкта) утворюється хвиля ної зупинки. За результатами розрахунків усіх мозміни параметрів газу - хвиля збурювання, що пожливих небезпечних ситуацій складається таблиширюється по газовому стовпі в обидва боки із ця, що зпівставляє кожну небезпечну ситуацію з середньою швидкістю 40-60м/сек, і, досягнувши номерами компресорів, що потраплять у помпаж із компресора, може викликати помпаж. Однак, тому сигналами, які необхідно подати, щоб запобігти що об'єкти, що викликають збурювання, досить помпажу. віддалені (типова довжина шлейфів - від десятків При нормальній роботі компресорної станції і метрів до 600 метрів) від входів компресора, крани відсутності небезпечних ситуацій система керукомпресорної станції мають відносно великий час вання компресорної станції забезпечує стабільний перестановки (4-20 секунд), а час, необхідний для режим роботи - підтримання основного параметра, перевірки вірогідності сигналу від "збуреного" об'що регулюється, на заданому рівні. Тиск газу на єкта мережі і вироблення і подачі сигналу, що вивході і на виході компресорної станції також знапереджає, у відповідні антипомпажні системи ходиться в заданому інтервалі значень і вимірюскладає не більш 0,1-0,2 секунди, то інтервал часу ється з установленим періодом, наприклад, з періміж моментом подачі сигналу, що випереджає, і одом 0,01-0,02сек, при цьому визначається моментом приходу хвилі збурювання, з урахуваншвидкість його зміни, що порівнюється з установням типових довжин шлейфів і часів перестановки леними значеннями і при цьому їх не перевищує. кранів, складає від 3 до 20 секунд. Тому є можлиПри аварійній зупинці попередньої (наступної) вість виключити помпаж, подавши сигнал, що викомпресорної станції або розриві вхідного шлейпереджає, в антипомпажні системи відповідних фа, або руйнуванні зворотного клапана у вихіднокомпресорів до моменту приходу хвилі збурюванму шлейфі тиск на вході компресорної станції, що ня на їхні входи. Таким чином, з урахуванням вивимірюється датчиком, починає зменшуватися щесказаного, при подачі сигналу, що випереджає, (збільшуватися) зі швидкістю, що перевищує в в антипомпажну систему до моменту приходу хвикілька разів швидкість зміни тиску в нормальному лі збурювання на входи компресора його робоча режимі (при робочому стані попередньої компреточка буде зміщена від границі помпажу (у резульсорної станції і справних вхідному і вихідному таті неповного відкриття антипомпажного клапана) шлейфах). При виявленні перевищення швидкістю на таку величину віддаленості, що помпаж буде зміни тиску установленої величини запам'ятовунеможливий. ється факт перевищення і протягом 0,1-0,2 секунд Для скорочення часу виявлення виникнення перевіряється характер зміни. Якщо характер зміподій, що ведуть до помпажу, попередньо визнани тиску за зазначений час зберігається, тобто чають способи виявлення зазначених подій і необзменшення (збільшення) тиску не випадкове, то за хідне для цього устаткування. Так, вивід на кільце, положенням об'єктів мережі компресорної станції завантаження, зупинка паралельно працюючого визначається її конфігурація і за нею та за номекомпресора або виділення чи об'єднання ниток ром "збуреного" об'єкта з таблиці результатів помбагатониткових газопроводів виявляються за відпажних ситуацій вибираються дані про те, на які повідними командами, які подають з пульта операкомпресори повинні бути подані нові значення тора (диспетчера) компресорної станції, несанкціуставок віддаленості або сигнали на відкриття їхоновану перестановку кранів на компресорній ніх антипомпажних клапанів. Зазначені сигнали станції виявляють за сигналами від кінцевих вимиподаються у відповідні підсистеми антипомпажнокачів кранів, зміну тиску внаслідок аварійної зупинго регулювання компресорів або на їх антипомпаки попередньої або наступної компресорної станжні клапани. Зняття уставок віддаленості або сигції, розриву шлейфа або руйнування зворотного налів, поданих на антипомпажні клапани, клапана на вихідному шлейфі компресорної станпроводиться через 10-60 секунд після їхньої подації виявляють за зміною показань датчиків тиску, чі зменшенням до нуля за лінійним законом протящо установлені на вході компресорної станції пісгом 10-60 секунд. ля вхідного крана і на виході компресорної станції Аналогічно здійснюють антипомпажне регулюперед зворотним клапаном. вання при виявленні зміни стану - "збурювання" Далі складаються всі конфігурації газодинаміінших об'єктів мережі компресорної станції. У вичної мережі компресорної станції, що можливі, і падку якщо зміна стану об'єкта приведе до непепроводиться розрахунок, з використанням матереборного помпажу компресора, то в його систему матичної моделі газодинамічної мережі компресокерування подається сигнал аварійної зупинки до рної станції, для кожної конкретної небезпечної моменту виникнення помпажних явищ. ситуації (конкретної конфігурації газодинамічної Даний спосіб грунтуються на попередньому мережі і кожної конкретної події, викликаної зміною розрахунку прогнозованих результатів помпажних 9 82676 10 ситуацій за допомогою математичної моделі газочення компресорів значення параметра, що динамічної мережі компресорної станції, які запахарактеризує віддаленість робочої точки кожного м'ятовують у вигляді таблиці, що встановлює для компресора від границі помпажу, і запобігання докожної можливої конфігурації газодинамічної месягненню небезпечного значення цього параметрежі номера компресорів, що попадають у помпаж ра, що приводить до помпажу компресора, шляу результаті переходу одного або декількох об'єкхом відкриття виконавчого органа підсистеми тів компресорної станції в стан, який веде до помантипомпажного регулювання, керування виконавпажу. Математична модель газодинамічної систечим органом кожного компресора за допомогою ми тут оперує з реальними (не зменшеними) сполучення змін вихідного сигналу системи керузначеннями газодинамічних ємностей і індуктивновання станцією із сигналом, що виробляється на стей, тобто вона пристосована для урахування основі параметрів, які характеризують віддалезбурювань першої групи, коли зміни параметра ність робочих точок компресорів від границь пом(або параметрів) носять разовий характер, значні пажу для забезпечення заданої віддаленості роза величиною і досягають гранично-припустимих бочих точок компресорів від своїх границь значень. Разовий характер прояву збурювання не помпажу. Однак використання в способі прогнозвимагає безперервного контролю параметрів об'ної математичної моделі газодинамічної мережі єкта після того, як виявлено його "збурений" стан, компресорної станції, відмінної від такої, у якій тому що наступні зміни режиму нагнітачів відомі значення газодинамічних ємностей і індуктивносзаздалегідь - через деякий час відбудеться помтей зменшують не менш чим у 10 разів у порівнянпаж. Тому математична модель за прототипом не ні з реальними, а також використання її в умовах працює в схемі регулювання постійно, а викорисвідмінних від тих, коли модель працює в схемі ретовується одноразово тільки на етапі підготовки гулювання і виробляє сигнали значень прогнозних системи до роботи. У кожний з моментів тут іденприрощувань віддаленості робочих точок від гратифікують стан об'єктів газодинамічної мережі ниць помпажу постійно в реальному масштабі частанції відповідно до фіксованих значень отримасу, не дозволяє ефективно з достатнім часовим ної попередньо таблиці. Для компресорних же випередженням враховувати фактичні збурювання цехів, що працюють на підземні сховища газу, збувипадкового характеру, що виникають при роботі рювання, обумовлені пульсаціями тиску на вході в компресорної станції і які неможливо змоделювати газосховище, діють безупинно, а параметри сигзаздалегідь, що веде до зниження ефективності налів, що збурюють, безупинно змінюються в часі і антипомпажного регулювання компресорною стає випадковими величинами (функціями часу). Для нцією через те, що не виключає можливості винипопереднього (як у прототипі) розрахунку помпажкнення помпажу при впливі збурювань другої груних ситуацій під дією цих збурювань необхідно за пи, типових для роботи компресорних станцій на допомогою математичної моделі газодинамічної підземні сховища газу. мережі виконати розрахунок режиму всіх нагнітаВ основу винаходу поставлена задача у спочів, використовуючи функції, що описують зміни собі антипомпажного регулювання компресорної частот обертання нагнітачів, віддаленості їхніх станції, що працює на підземне сховище газу, робочих точок від границь помпажу і змін (пульсашляхом використання прогнозної математичної цій) тиску газу на вході в сховище. Але всі ці функмоделі газодинамічної мережі компресорної станції заздалегідь (тобто до початку фактичної роботи ції зі значеннями газодинамічних ємностей і індуксистеми) не можуть бути відомі, і тому такий розтивностей, зменшеними не менш ніж у 10 разів у рахунок не може бути виконаний, а, отже, спосіб порівнянні з реальними, працюючої і виробляючої за прототипом не дозволяє усунути помпаж, висигнали значень прогнозних прирощувань віддакликаний збурюваннями другої групи. Для того, леності робочих точок від границь помпажу постійщоб це стало можливим необхідно, щоб матемано у реальному масштабі часу, підвищити ефектитична модель могла враховувати такі збурювання вність антипомпажного регулювання компресорної безпосередньо під час фактичної роботи системи станції, виключивши можливість виникнення помв реальному масштабі часу. пажу при впливі збурювань другої групи, типових Таким чином, спосіб антипомпажного регулюдля роботи компресорних станцій на підземні сховання компресорної станції за прототипом як і вища газу. спосіб антипомпажного регулювання компресорної Задача, що поставлена, вирішується за рахустанції, що працює на підземне сховище газу, який нок того, що у способі антипомпажного регулюзаявляється, характеризується тим, що станція вання компресорної станції, що працює на підземмістить систему керування станцією, що підтримує не сховище газу, яка містить систему керування значення основного параметра газу на заданому станцією, що підтримує значення основного парарівні, і систему автоматичного керування кожним метра газу на заданому рівні, і систему автоматикомпресором, що складається з підсистем контрочного керування кожним компресором, що складалю параметрів газоперекачувального агрегату, ється з підсистем контролю параметрів керування газоперекачувальним агрегатом, крагазоперекачувального агрегату, керування газопенами його обв'язки й антипомпажного регулюванрекачувальним агрегатом, кранами його обв'язки й ня, і включає використання прогнозної математичантипомпажного регулювання, який включає виконої моделі газодинамічної мережі компресорної ристання прогнозної математичної моделі газодистанції, формування коригувальної зміни вихідного намічної мережі компресорної станції, формування сигналу системи керування станцією для запобікоригувальної зміни вихідного сигналу системи гання відхиленню основного параметра від необкерування станцією для запобігання відхилення хідного рівня, визначення для кожної схеми вклюосновного параметра від необхідного рівня, визна 11 82676 12 чення для кожної схеми включення компресорів помпажу, які обчислюють за формулою L'=L+DL, значення параметра, що характеризує віддалепри взаємодії з відомими ознаками, а саме: наявність робочої точки кожного компресора від граниністю на станції системи керування станцією, що ці помпажу, і запобігання досягненню небезпечнопідтримує значення основного параметра газу на го значення цього параметра, що приводить до заданому рівні, та системи автоматичного керупомпажу компресора, шляхом відкриття виконаввання кожним компресором, що складається з підчого органа підсистеми антипомпажного регулюсистем контролю параметрів газоперекачувальновання, керування виконавчим органом кожного го агрегату, керування газоперекачувальним компресора за допомогою сполучення змін вихідагрегатом, кранами його обв'язки й антипомпажноного сигналу системи керування станцією із сигнаго регулювання, а також використанням прогнозної лом, що виробляється на основі параметрів, які математичної моделі газодинамічної мережі компхарактеризують віддаленість робочих точок компресорної станції, формуванням коригувальної зміресорів від границь помпажу для забезпечення ни вихідного сигналу системи керування станцією заданої віддаленості робочих точок компресорів для запобігання відхиленню основного параметра від своїх границь помпажу, відповідно до винаховід необхідного рівня, визначенням для кожної ду, що заявляється, в якості прогнозної математисхеми включення компресорів значення параметчної моделі газодинамічної мережі компресорної ра, що характеризує віддаленість робочої точки станції використовують модель зі значеннями гакожного компресора від границі помпажу, та запозодинамічних ємностей і індуктивностей, зменшебіганням досягненню небезпечного значення цього ними не менш ніж у 10 разів у порівнянні з реальпараметра, що приводить до помпажу компресора, ними і працюючу в схемі регулювання постійно у шляхом відкриття виконавчого органа підсистеми реальному масштабі часу, при цьому на входи антипомпажного регулювання, керуванням викопрогнозної математичної моделі постійно подають навчим органом кожного компресора за допомосигнали поточних значень частот обертання компгою сполучення змін вихідного сигналу системи ресорів і віддаленості L їхніх робочих точок від керування станцією із сигналом, що виробляється границь помпажу, а також значення тиску газу на на основі параметрів, які характеризують віддалевході в сховище, а на виходах постійно отримують ність робочих точок компресорів від границь помсигнали значень прогнозних прирощень віддалепажу для забезпечення заданої віддаленості роності DL робочих точок від границь помпажу, що бочих точок компресорів від своїх границь передають на входи підсистем антипомпажного помпажу, сприяють одержанню нової технічної регулювання компресорів, де формують керуючі особливості, такої як можливості безпосередньо в сигнали для випереджального відкриття виконавпроцесі реальної роботи системи врахувати факчих органів антипомпажних клапанів з урахувантичні випадкові за характером прояву збурювання, ням результуючих значень віддаленості L їхніх функціональні залежності яких не можуть бути робочих точок від границь помпажу, що обчислювідомі, а, отже, і не можуть бути враховані заздалегідь. Дана технічна особливість забезпечує одеють за формулою L'=L+DL. ржання технічного результату, що полягає в підТехнічний результат, якого можна досягти при вищенні ефективності антипомпажного використанні винаходу полягає в підвищенні ефекрегулювання компресорною станцією за рахунок тивності антипомпажного регулювання компресорвиключення можливості виникнення помпажу при ної станції за рахунок виключення можливості вивпливі збурювань другої групи, типових для робоникнення помпажу при впливі збурювань другої ти компресорних станцій на підземні сховища газу. групи, типових для роботи компресорних станцій При цьому зменшення не менш ніж у 10 разів у на підземні сховища газу. порівнянні з реальними значень газодинамічних Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ємностей і індуктивностей у прогнозній математиознак винаходу і технічним результатом спостерічній моделі дозволяє забезпечити достатнє за гається в тому, що нові ознаки, введені в спосіб: часом випередження вихідних сигналів моделі використання в якості прогнозної математичної відносно даних реального фізичного процесу. моделі газодинамічної мережі компресорної станВикористання прогнозної математичної моделі ції моделі зі значеннями газодинамічних ємностей газодинамічної мережі компресорної станції у схеі індуктивностей, зменшеними не менш ніж у 10 мі регулювання постійно у реальному масштабі разів у порівнянні з реальними і працюючою в часу дозволяє одержати прогноз помпажної ситусхемі регулювання постійно в реальному масштабі ації з урахуванням фактичних значень збурювань, часу, причому такої, що працює в умовах коли на що діють безпосередньо в кожен момент часу, і які входи прогнозної математичної моделі постійно неможливо змоделювати заздалегідь. подають сигнали поточних значень частот оберНа кресленні для пояснення роботи пропонотання компресорів і віддаленості L їхніх робочих ваного способу антипомпажного регулювання наточок від границь помпажу, а також значення тиску ведена спрощена схема компресорної станції, що газу на вході у сховище, а на виходах постійно працює на підземне сховище газу, у якій реалізоодержують сигнали значень прогнозних прирощуваний даний спосіб (приклад виконання). вань віддаленості DL робочих точок від границь Магістральний газопровід 1 підключений до помпажу, що передають на входи підсистем антивхідного колектора 2 станції. Між вхідним 2 і вихідпомпажного регулювання компресорів, де формуним 3 колекторами станції включені газоперекачують керуючі сигнали для випереджального відвальні агрегати 4, кожний з яких підключений до криття виконавчих органів антипомпажних окремої системи 5 автоматичного керування компклапанів з урахуванням результуючих значень ресорами. До складу систем автоматичного керувіддаленості L' їхніх робочих точок від границь 13 82676 14 вання компресорами входять підсистеми антипомного керування компресорами 5, де постійно викопажного регулювання 6, що керують антипомпажристовують прогнозну математичну модель 13. ними клапанами 7. До вихідного колектора 2 станПри цьому датчиком тиску 10 вимірюють тиск ції підключений трубопровід 8, безпосередньо на вході в підземне сховище 9, і сигнал датчика з'єднаний з підземним сховищем газу 9. Тиск газу постійно передають на вхід прогнозної математична вході в підземне сховище вимірюється датчиної моделі 13. Оскільки одночасно на інші її входи ком 10. Акумулюючі властивості порожнини схопередають і сигнали про поточні значення частот вища представлені еквівалентною ємністю 11, а обертання компресорів та віддаленості L їхніх роопір розтіканню газу під землею - еквівалентним бочих точок від границь помпажу з підсистем анрезистором 12. У систему антипомпажного регутипомпажного регулювання 6, то очевидно, що, лювання компресорної станції включена прогнозна маючи на увазі змінні, модель постійно оперує з математична модель 13, входи якої з'єднані з вимінливими фактичними величинами, отриманими ходами антипомпажних регуляторів 6 і виходом в реальному масштабі часу безпосередньо під час датчика тиску 10. Виходи прогнозної математичної роботи системи. У самій же математичній моделі моделі 13 підключені до входів підсистем антиподля моделювання газодинамічної мережі застосомпажного регулювання 6. вують значення газодинамічних ємностей і індукСпосіб працює таким чином. Газ з магістральтивностей (константи), зменшені не менш ніж у 10 ного трубопроводу 1 подають у вхідний колектор 2 разів у порівнянні з реальними. За рахунок цього компресорної станції, розподіляючись по якому він зменшення, при моделюванні процесів газодинапопадає на вхід газоперекачувальних агрегатів мічної мережі з урахуванням закладених у модель (компресорів) 4. Агрегати перекачують газ у вихідзначень величин і введених реально, у математиний колектор 3 компресорної станції з підвищенчній моделі завчасно з достатнім випередженням ням тиску, достатнім для накачування газу в підза часом одержують прогнозне (випереджальне) земне сховище 9, куди його через вихідний прирощування віддаленості DL робочих точок від колектор 3 подають по трубопроводу 8. За рахунок границь помпажу. Сигнали значень отриманих акумулюючих властивостей порожнини сховища прирощувань DL передають на входи підсистем (еквівалентна ємність 11) газ акумулюють у ній при антипомпажного регулювання компресорів, де постійному опорі розтіканню газу під землею (еквіформують керуючі сигнали для випереджального валентний резистор 12). Даний опір періодично відкриття виконавчих органів антипомпажних клавипадковим чином флуктує, що відбивається на панів з урахуванням результуючих значень віддапоказаннях датчика тиску газу 10, установленого леності L' їхніх робочих точок від границь помпажу, безпосередньо на вході в підземне сховище 9. які обчислюють за формулою L'=L+DL. Тобто кожСигнал датчика тиску газу 10 постійно передають не отримане результуюче значення віддаленості L' на вхід прогнозної математичної моделі 13. Одноробочих точок компресорів від границь помпажу є часно на інші її входи передають і сигнали про прогнозним, що відрізняється від реального на поточні значення частот обертання компресорів і величину значення прогнозного прирощення відвіддаленості L їхніх робочих точок від границь даленості DL робочих точок від границь помпажу, і помпажу з підсистем антипомпажного регулюванформується воно настільки раніше реального доня 6, що входять до складу систем автоматичного сягнення такої ж величини в газодинамічній мерекерування компресорами 5. Прогнозна математижі, що залишається ще запас за часом, достатній чна модель 13 працює постійно в реальному масдля того, щоб устигнути передати команду на доштабі часу і постійно сигнали з її виходів передадаткове відкриття антипомпажних клапанів. У виють на входи підсистем антипомпажного падку досягнення результуючими значеннями відрегулювання 6. даленості L' робочих точок компресорів від У процесі нормальної роботи компресорної границь помпажу критичної величини (при певній станції на підземне сховище всі параметри газовеличині впливу, що збурює) підсистеми антипомдинамічної мережі знаходяться в сталому режимі. пажного регулювання 6 посилають випереджальПерехід у несталий режим, при якому можливий ний сигнал на антипомпажні клапани 7 для їхнього помпаж компресорів, відбувається, в основному, повного відкриття. До моменту приходу хвилі збучерез періодично виникаючі флуктуації опору розрювання до виходів (входів) компресорів клапани тіканню газу під землею (еквівалентний резистор уже відкриті і забезпечують рециркуляцію газу, що 12). Наприклад, під час накачування газу при вигарантовано охороняє компресори 4 від влучення падковому виникненні несталого режиму в підзему помпаж. Як тільки величина впливу, що збурює, ному сховищі 9 утворюється хвиля зміни тиску газу зменшиться, і результуючі значення віддаленості (хвиля збурювання), що поширюється по газовому L' робочих точок компресорів від границь помпажу стовпі в зворотному напрямку, тобто по трубопроввійдуть у норму - підсистеми антипомпажного воду 8 у вихідний колектор 3 і через нього до комрегулювання перестають посилати сигнал на відпресорів 4. Тому, що шлях, який переборює така криття клапанів і антипомпажні клапани 7 закрихвиля збурювання, досить короткий, то вона дуже ваються. швидко, майже не встигнувши перетерпіти скількиАналогічно відбувається антипомпажне регунебудь значимих загасань, може досягти компрелювання компресорної станції за даним способом і сорів (1.5-2.5сек) і, якщо не робити адекватного при відкачуванні газу з підземного сховища. захисту, може викликати їхній помпаж. Адекватний захист забезпечують за допомогою підсистем антипомпажного регулювання 6 системи автоматич 15 Комп’ютерна верстка О. Гапоненко 82676 Підписне 16 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601