
圖二 離心壓縮機(jī)性能曲線與防喘振控制原理圖
壓縮機(jī)的防喘振條件為:△P≥a(p2±bp1)
式中 △p——進(jìn)口管路內(nèi)測量流量的孔板前后壓差
p1——進(jìn)口處壓力
p2——出口處壓力
a、b——與壓比、溫度、孔板流量計的孔板系數(shù)有關(guān)的參數(shù),可通過熱工計算機(jī)和實驗取得。
從圖二看離心式壓縮機(jī)在輸氣過程中由于運(yùn)行工況(p、T、Q)的不穩(wěn)定,若控制不好會使壓縮機(jī)的工作性能顯著惡化,氣流參數(shù)(壓力、流量)產(chǎn)生大幅度脈動,噪聲和振動加劇,嚴(yán)重時足以損壞壓縮機(jī)。傳統(tǒng)的防喘振方法一般采用壓縮機(jī)額定的最小流量控制法,此種控制方法的缺點是不能充分使輸氣壓縮機(jī)工作在其工作區(qū),頻繁起動防喘閥(放空閥)浪費了能源,降低了輸氣的經(jīng)濟(jì)性。而且隨著壓縮機(jī)的長期運(yùn)轉(zhuǎn)磨損,其性能會發(fā)生變化即壓縮機(jī)額定最小流量(喘振線)特性會發(fā)生偏移,如果不進(jìn)行實時修正,必將造成控制失靈,使壓縮機(jī)工作在喘振區(qū),其造成后果可想而知。因此,對空分離心壓縮機(jī)在輸氣過程中由于運(yùn)行工況變化和壓縮機(jī)的性能發(fā)生變化可能造成的喘振,我們采用了以下控制策略:
(1) 根據(jù)離心壓縮機(jī)的額定最小流量特性曲線和輸氣系統(tǒng)的特定參數(shù)確定壓縮機(jī)的最佳工作區(qū)(控制裕度線);
(2) 用數(shù)學(xué)方法擬和出不同工況條件(p、T)下的喘振線和防喘振控制線;
(3) 用海量數(shù)據(jù)的處理方法,將壓縮機(jī)的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行在線處理,計算出離心壓縮機(jī)的實際最小流量與最小額定流量的偏移;
(4) 根據(jù)離心壓縮機(jī)的進(jìn)出口溫度和實際最小流量的偏移對喘振線和防喘控制線進(jìn)行實時補(bǔ)償;
(5) 用工況點求取的喘振點最小流量與實際工況點的最小流量進(jìn)行比較;
(6) 把上述比較的結(jié)果(流量的變化以及變化的速率)作為控制器的輸入,通過對壓縮機(jī)進(jìn)口導(dǎo)葉(進(jìn)氣閥)、防喘閥(放空閥)的控制,實現(xiàn)對離心壓縮機(jī)的防喘控制。