Anti Pompage

Thème: ETUDE ETUDEDE DELA LAREGULATION REGULATION ANTIPOMPAGE ANTIPOMPAGEDU DUCOMPRESSEUR COMPRESSEUR DE DECYCLE. CYCLE.

Etabli par : Mr. TALEB-HACINE Sofiane

Sous le parrainage de : Mr. BOURFIS Kamel Ingénieur niveau 3

SONATRACH - LTH - GL1/k

Plan de travail  Description des différents régimes de fonctionnement d’un compresseur.  Etude de l’instabilité aérodynamique “ Pompage ” des compresseurs et techniques de protection contre ce phénomène.  Description du système de réglage utilisé par le PROTRONIC P sur les turbocompresseurs de cycle du complexe GL 1/k.  Conclusion  Fixation des objectifs et perspectives pour la deuxième phase de l’induction.

Caractéristique du compresseur - Point de fonctionnement. La caractéristique complète de compression est une courbe du troisième degré  = a3 + b  2 + d

Le point de fonctionnement du compresseur se situe à l’intersection de sa caractéristique propre de compression et de celle du réseau.

Réponse aux perturbations. quatre régimes sont à signaler: • Apériodique stable; courbe A • Oscillatoire stable; courbe B • Oscillatoire instable; courbe C • Apériodique instable; courbes D et E.

Les différents domaines de stabilité d ’un compresseur : le point de fonctionnement est stable si la pente en ce dernier est négative.

Cycle de pompage - Oscillations de relaxation. La diminution du débit au dessous d ’une valeur critique correspondant au point B donne naissance à un cycle de pompage.

Evolution temporelle de la pression et du débit lors d ’un cycle de pompage (Oscillations de relaxation)

Protection antipompage. Protection par action tout ou rien a) Décharge à l’atmosphère pour les gaz non toxiques et non inflammables. b) Gaz envoyé vers l ’aspiration (bypasse chaud). Clapet antiretour

Protection antipompage par un système asservi (Recyclage froid).

Stratégie d’antipompage. Lorsque le débit diminue le point de fonctionnement du compresseur se déplace de droite à gauche : Le franchissement de la ligne n° 1 désature le niveau de pression dans le servomoteur de la vanne d’antipompage. En Passant par la ligne de protection d’antipompage (2) la consigne s’égalise avec la mesure, son équation est: pr  bpa  p aK

Si la descente en débit est très rapide que la réponse de la boucle de régulation, une sécurité sur la ligne n° 3 agit sur une électrovanne placée sur le servomoteur de la vanne antipompage, de façon à ramener au plus vite la machine à la ligne n° 4.

But du réglage. Si, à une pression finale prescrite le compresseur devait fournir un débit inférieur à celui correspondant à la limite de pompage, il commencerait à pomper. Le flux de gaz devient instable, débit et pression de refoulement subissent des pulsations en succession accélérée, provoquant à l'intérieur de la machine une augmentation rapide de la température avec des conséquences désastreuses on peut citer:  défauts dans les coussinets et dans le palier de butée.  augmentation des fuites à travers les labyrinthes et augmentation des forces axiales dû aux frottements dans les labyrinthes.  frottements entre aubage et rouet.  défauts à l'aubage du compresseur axial dû à l'échauffement.  défauts dans le filtre d'aspiration, silencieux, armatures du procédé etc.. Le but du réglage est de maintenir le débit minimal admissible en ouvrant automatiquement une vanne de recyclage. Celle-ci s'ouvre dès que le point de service du compresseur s'approche de la limite de pompage en laissant s'échapper au ballons d'aspiration la quantité de gaz non consommé par l'installation. De cette manière le compresseur travaillera toujours dans la zone stable, même lorsqu'un débit de gaz minimal est à livrer.

Entrées/sorties du regulateur. Débit à l’aspiration Protronic P Vanne de recyclage froid.

Pression de refoulement

Electrovanne Pression d’aspiration ou angle d ’aubage

Sécurité Arrêt d ’urgence

Régulation du groupe turbocompresseur (U10, U20, U30).

Régulation du groupe turbocompresseur (5P, 6P).

Les fonctions résidentes du PROTRONIC P. 

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Adaptation de la valeur réelle. Adaptation de la consigne. Limitation de la pression de refoulement. Sélection de la consigne externe/interne. Déplacement de la ligne d'intervention. Intervention dynamique. Algorithme de réglage PI. Poste de commande manuelle. Sortie asymétrique du régulateur. Supervision du gradient. Séquence automatique démarrage/arrêt. Alarmes.

Schéma interne du PROTRONIC P.

Adaptation de la valeur réelle et de la consigne.

Pression diff.

Pression de refoullement

Pression à l’aspiration

Limitation de la pression de refoulement.

Sélection de la consigne externe/interne.

Déplacement de la ligne d'intervention anti-pompage .

Intervention dynamique.

Poste de commande manuelle.

La sortie de la station de commande et la sortie de la partie réglage PI sont conduits dans un module de sélection du minimum (MIN) lequel empêche le plus élevé des signaux de passer vers la vanne anti-pompage. Il n'est pas possible de fermer la vanne si le régulateur demande de l'ouvrir.

Sortie asymétrique du régulateur.

Une fermeture trop rapide de la vanne antipompage peut amener le compresseur dans un état de pompage. Afin d'éliminer cet effet, la sortie du régulateur anti-pompage est convertie par une fonction asymétrique retardant le signal de sortie ascendant du régulateur (fermeture lente de la vanne anti-pompage) mais laisse passer sans retard un signal de sortie descendant du régulateur (ouverture rapide de la vanne anti-pompage)

Supervision du gradient.

Séquence automatique démarrage / arrêt .

Conclusion. Ce qui vient d ’être illustré démontre une fois de plus l’importance de la régulation antipompage sur un équipement potentiel et stratégique constituant le cœur d ’un train de liquéfaction du gaz naturel qu ’est le groupe turbo-compresseur de cycle. La protection des turbocompresseurs contre ces phénomènes a été confié après rénovation au protronic cette boite qui est à la pointe du progrès chez le fournisseur allemand HARTMANN et BROWN constitue un moyen sans égal pour une meilleure préservation de ces machines . La flexibilité ,le compactage ,la prise en charge des applications diverses et complexes ont fait que une attention particulière à son égard a été accordée

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Fixation des objectifs et perspectives.

La perspective essentielle en vu de ce travail est : La réalisation sur PC d’un logiciel de simulation dynamique pour différents cas de fonctionnement interne du PROTRONIC P permettant de visualiser le déplacement du point de fonctionnement du compresseur par rapport aux lignes de pompage, d’intervention et d’activation. On projette d’intégrer cette fonctionnalité sur DCS, A noter que l’idée de cette intégration à été initiée et des programmes inactifs sont actuellement gelés.

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