喘振通常表現(xiàn)為快速的流量和壓力振蕩,使壓縮機的流量和壓力極其不穩(wěn)定。由于一般情況下,同時伴隨有反向的軸向推力和反向流動,從而造成間隙改變,使壓縮機的效率降低,壽命縮短,造成嚴重危害。萊鋼10#制氧機空壓機的特性曲線和喘振曲線見下圖2。

(1) 快開慢關功能:任何一臺機組在發(fā)生喘振時,都希望防喘振控制器能快速響應,快速打開防喘振閥門,以防止危險發(fā)生;但在關閉閥門的過程中,也希望能慢慢地關閉,以防止發(fā)生喘振震蕩。快開慢關功能在接到喘振信號后,它能夠快速、及時的打開防喘振閥門,在關閉閥門時,控制信號也將以指數(shù)函數(shù)慢慢關閉閥門。
(2) 手動/自動切換及保護功能:該系統(tǒng)具有手動/自動的無擾動切換功能。另外,在手動方式下,操作員難免會發(fā)生誤操作,該系統(tǒng)特有的手/自動保護功能便能克服這一缺點,它可以自動檢測操作員送來的信號,若信號錯誤,它便不接收而仍設為默認值,以保證機組的安全運行。
(3) 在喘振控制線A附近進行閉環(huán)控制:在軟件中建立防喘振控制A線,它在喘振線的C右側,當壓縮機運行在防喘振控制線A右側時,輸出為20 mA,防喘振閥完全關閉;當壓縮機操作點即將到達防喘振控制線A時,防喘振算法設計為打開防喘振閥,當操作點緩慢移動時,防喘振控制將以PID回路控制防喘振閥,使操作點保持在控制點處。
(4) 到喘振控制快開線B進行開路控制:在軟件中建立了喘振控制快開線B。它在喘振控制線A的左側,喘振線C的右側,這對于較大的擾動是有效的,如果防喘振控制無法將操作點保持在控制點處,操作點仍向左移動,一旦到達快開線B,防喘振控制將由控制器輸出一階躍信號,將防喘閥開至預定開度,如果操作點停止移動,控制器信號將以指數(shù)函數(shù)慢慢增大(慢慢關閉閥門),直到進入PID控制。
3.4 氮氣壓縮機PLC控制
采用美國AB SLC5 PLC,主要完成壓縮機溫度、壓力、流量、位移、振動等各種工藝參數(shù)的監(jiān)視、報警;壓縮機啟動和緊急停車等順序聯(lián)鎖控制,以及入口導葉和防喘閥的自動調節(jié)。
3.5 分子篩的順序、邏輯控制
根據(jù)分子篩的工藝要求、Freelance2000控制系統(tǒng)控制功能特點和用戶的需要,主要完成下列控制功能:分子篩閥門的順序、邏輯控制;各閥門的位置反饋和監(jiān)控;電加熱器溫度聯(lián)鎖控制;運行時間修改;異常報警打印等,使控制更加完善,操作更加簡單方便。
3.5.1 順序、邏輯控制
根據(jù)吸附劑吸附和再生的技術要求,確定分子篩吸附、再生(包括均壓、泄壓、加溫、冷吹)等各階段的時間。用梯形圖的方式編輯控制程序,控制各階段閥門的開關狀態(tài)。
3.5.2 位置反饋和監(jiān)控
為保證生產安全進行,各閥門增加了位置反饋信號。它由現(xiàn)場電接近開關提供,并在監(jiān)控畫面中顯示各閥門狀態(tài)。為便于區(qū)分兩分子篩運行和再生狀態(tài),將兩分子篩及管道畫面作成動態(tài)顯示,同時將四組電加熱器的情況也作成動態(tài)顯示,方便了操作。
3.5.3 電加熱器溫度控制
電加熱器由兩組可控硅組成,分別為主加熱器、輔加熱器。電加熱器內部有一保護開關,出口處有兩個溫度測點,分別測加熱器出口處再生氣體溫度,加熱器的投運主要受這兩點溫度和分子篩運行階段控制。
3.5.4 壓力聯(lián)鎖控制
由于吸附和再生的兩分子篩內部壓力相差很大,直接切換會破壞其內部各層吸附劑結構,因此切換前需要先均壓,切換后對要再生的分子篩進行泄壓,這部分控制設計為壓力聯(lián)鎖控制。均壓時壓力要高于設定值,均壓才能確認,否則程序將停止運行,同時產生異常報警;泄壓時壓力低于設定值,泄壓確認,否則程序也將停止運行,同時產生異常報警,壓力確認后才能運行下一段程序。