Эксплуатация газокомпрессорных станций. Магнитный подвес ротора центробежного нагнетателя

Общая информация
Комплект магнитного подвеса (КМП) представляет собой комплекс электромеханических устройств (электромагнитные подшипники, блоки датчиков и блоки трансформаторов), устанавливаемый непосредственно на нагнетателе, и электронный блок аппаратуры системы управления магнитными подшипниками (шкаф СУМП), устанавливаемый в отдельном закрытом помещении.

Предназначение КМП
КМП предназначен для удержания ротора нагнетателя в центральном положении в условиях и режимах эксплуатации.
Принцип действия
Подвес ротора и восприятие осевых и радиальных нагрузок обеспечиваются силами магнитного взаимодействия между статорными и роторными узлами магнитных подшипников (МП) без механического контакта между ними.

Преимущество использования КМП
Применение КМП в силу отсутствия у него элементов имеющих потенциально ограниченный ресурс и требующих постоянной замены повышает надежность и гарантированный срок службы нагнетателя. Установка МП в сочетании с газодинамическими уплотнениями позволяет существенно снизить эксплуатационные расходы и повысить качество перекачиваемого газа.

Состав КМП
один осевой (ОМП) и два радиальных (РМП) электромагнитных подшипника, осуществляющих центрирование ротора нагнетателя;
блоки радиальных и радиально-осевых вихретоковых датчиков положения ротора;
блоки трансформаторов;
блок управления КМП, регулирующий токи в обмотках подшипников по сигналам вихретоковых датчиков;
жгуты, соединяющие блоки датчиков с блоками трансформаторов;
жгут, соединяющий блоки трансформаторов с блоком управления МП;
силовые жгуты, соединяющие радиальные и осевой МП с блоком управления МП.

Питание КМП
Основное питание КМП осуществляется от сети трехфазного переменного тока, с напряжением 380±38 В и частотой 50±0,5 Гц. Мощность, потребляемая от основной сети, не более,
5 кВт. При внезапном исчезновении напряжения питания основной сети осуществляется автоматическое переключение на питание от резервной сети постоянного тока с напряжением 220 В. Мощность, потребляемая от резервной сети (в течение времени не более 15 мин), не более, 2 кВт. При восстановлении напряжения питания основной сети в течение 5 мин осуществляется автоматическое переключение на питание от основной сети. Если напряжение питания основной сети в течение 5 мин не восстановилось, система автоматического управления газоперекачивающего агрегата (САУ ГПА) должна подать команду на останов ГПА.

Конструкция магнитных подшипников
Магнитные подшипники состоят из вращающихся (роторных) и неподвижных (статорных) элементов. Вращающиеся части МП собраны на одном валу, а неподвижные части размещены в корпусе нагнетателя.
По предназначению МП делятся на осевые и радиальные

Радиальный (опорный) магнитный подшипник (РМП)
1 – Статорная часть – электромагнит, состоящий из 8-полюсного пакета листов электротехнической стали с установленными на каждом полюсе катушками возбуждения
2 - Роторная часть - втулка с закрепленным на ней шихтованным пакетом листов электротехнической стали. Втулка насажена на вал по конусной посадке с натягом.

Осевой (упорный) магнитный подшипник (ОМП)
1 – Статорная часть – два электромагнита торцевого типа, установленных выполненных в виде стального цилиндра, в котором уложена кольцевая обмотка возбуждения
2 - Роторная часть – втулка с закрепленным на ней диском из углеродистой стали. Втулка насажена на вал по конусной посадке с натягом.

Магнитная опора со стороны привода ЦН
1 - радиальный магнитный подшипник
2 - блок радиальных вихретоковых датчиков положения ротора
3 – страховочный радиальный шарикоподшипник

Магнитная опора со свободной стороны ЦН
1 - радиальный магнитный подшипник
2 - блок радиальных дат-чиков положения ротора
3 - страховочный опор-ный шарикоподшипник
4 - осевой магнитный подшипник
5 - блок радиально-осевых датчиков положения ротора
6 - страховочный
опорно-упорный шарикоподшипник

Принцип работы СУМП
Датчики положения ротора вырабатывают сигнал, пропорцио-нальный отклонению ротора от центрального положения.
Этот сигнал преобразуется в сигнал постоянного тока, амплитуда которого пропорциональна смещению ротора, а знак сигнала изменяется в зависимости от направления смещения.
Сигнал измерения обрабатывается регулятором, который формирует сигнал управления
Усилители мощности (питаемые от внешнего источника электроэнергии), нагруженные на обмотки электромагнитов соответствующего направления преобразует этот сигнал в управляющий ток.
При протекании токов в обмотках электромагниты создают усилия, препятствующие отклонению ротора и возвращающие
его в центральное положение.