рямовано змінюючи характеристики нагнітача або трубопроводу [4].
Аналіз, проведений в попередньому розділі, дозволяє визначити варіанти впливають параметрів системи, які поділяються на конструкторсько-технологічні та оперативно-експлуатаційні.
Конструкторсько-технологічні заходи (підбір параметрів, обточування або заміна робочого колеса та ін.) виконуються на стадії проекту, монтажу та наладки системи і далі не розглядаються.
В даний час відомі чотири методи оперативного регулювання режимів роботи ГПА [4,5]:
- регулювання методом перепуску частини подачі ТМ на його вхід;
- регулювання методом послідовного (паралельного) включення ГПА;
- регулювання методом дроселювання трубопроводу;
- регулювання зміною частоти обертання робочого колеса ГПА.
Регулювання перепуском (байпасні схеми) відноситься до способів управління зі свідомо низьким ККД. Енергія, що витрачається на циркуляцію рідини по холостому колу, не створює корисної роботи. Тому проведемо короткий аналіз інших методів, які використовуються для регулювання режимів роботи газоперекачувальних агрегатів.
Розглянемо регулювання режимів роботи включенням ГПА на послідовну (паралельну) роботу. За компоновочному рішенню розрізняють станції з паралельним і послідовним з'єднанням ГПА.
При паралельній схемі з'єднання об'єднуються між собою відповідно вхідні і вихідні патрубки. У цьому випадку загальна подача підсумовується з подач кожного турбомеханізму (ТМ), а натиск всіх ТМ однаковий і відповідає напору одного з них. Така схема дозволяє при необхідному невеликому напорі, рівному напору одного насоса, отримати більшу подачу за рахунок підсумовування подач декількох ТМ.
Перевагами методу є простота, можливість регулювання в широкому діапазоні і високий коефіцієнт корисної дії (відсутність додаткових втрат) системи ТМ - трубопровід, якщо їх характеристики узгоджені, що також дозволяє змінювати тиск в широкому діапазоні його значень. Однак цей метод має і суттєві недоліки:
необхідність додаткового парку ТМ;
дискретність регулювання подачі і тиску, що не дозволяє забезпечити безперервне та якісне підтримка заданих параметрів (не можна отримати проміжні значення напору і подачі, в тому числі менше тих, що мають місце при роботі одного агрегату);
часті пуски двигунів, що знижує термін служби обладнання.
Зазначені недоліки значною мірою усуваються при застосуванні цього методу в поєднанні з методами дроселювання або регулювання швидкістю робочого колеса нагнітача.
Регулювання режимів роботи ГПА дроселюванням при заданих характеристиках нагнітача і трубопроводу можна здійснювати, змінюючи опір на вході магістралі Z або частоту обертання робочого колеса?. У першому випадку в о.е. , Рівняння регулювання приймають вид
; (1.1)
. (1.2)
Потужність на вході трубопроводу
. (1.3)
Точка А газодинамической діаграми зображеної на малюнку 1.10, відповідає роботі агрегату з відкритою засувкою.
При дроселюванні на виході нагнітача вводиться додатковий опір регулятора Zгр, змінюється характеристика трубопроводу і система працює в точці В, з новими значеннями H і Q.
Застосування дроселювання призводить до значного зниження загального ККД агрегату, втрати в регуляторі при глибокому регулюванні подачі перевершують втрати в нагнітачі в кілька разів
Загальний опір на виході
, (1.4)
де Zгр * - характеризує опір регулятора.
Опір регулятора, необхідне для забезпечення продуктивності; о.е.:
, (1.5)
при цьому на регуляторі тиск зміниться на величину
, (1.6)
а втрати потужності на ньому складуть
. (1.7)
Відносні значення втрат потужності в регуляторі знижуються при збільшенні величини Hc. Крім того, при цьому пік максимуму втрат зміщується в зону менших значень Q, тобто виводиться з області активного регулювання продуктивності.
Для оцінки впливу регулятора на баланс потужностей введемо значення його ККД, рівного відношенню потужностей на виході, (відповідно криві 2 і 1). При заданій подачі Q ККД регулятора можна оцінити, як
, (1.8)
де нгр і НЦН - тиск відповідно на виході регулятора і нагнітача.
Крім втрат потужності на подолання додаткового опору, слід відзначити збільшення відносних втрат (зниження ККД) самого нагнітача відповідно з малюнком 1.14.
Тут механічна потужність на валу двигуна визначена, як
, (1.9)
...
