[發明專利]一種軸流壓縮機全線防喘振控制方法

有效

• 申請號: 201510955999.X
• 申請日: 2015-12-18
• 公開（公告）號: CN105604973B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發明（設計）人: 魏原珂;杜濤;陳博;趙麗;魏順風
• 申請（專利權）人: 成都成發科能動力工程有限公司
• 主分類號: F04D27/02
• 分類號: F04D27/02
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司51230
• 代理人: 劉東

技術領域

本發明涉及高爐鼓風軸流壓縮機防喘振控制技術，具體涉及一種軸流壓縮機全線防喘振控制方法。

背景技術

目前，軸流壓縮機普遍存在排氣壓力低，風量大，長期放風運行，其原因除了軸流壓縮機的設計參數與用戶使用工況不一致外，機組的升壓能力有限、排氣壓力設計余量不足也是重要的方面。從喘振實驗所得到的喘振曲線來看，喉部差壓偏大的同時，對應排氣壓力較低，使得實測喘振線較為扁平，特別是靜葉角度較小時，升壓能力弱，而在該區間運行時效率相對較高。再加上防喘控制線離實測喘振線有10％的安全余量，因此在廣泛的使用過程中會出現送風流量足夠，但送風壓力不足的現象，而且夏季相對冬季會更明顯。如需滿足較高的使用壓力，在避免機組進入防喘控制區的前提下，則只能增大靜葉角度來滿足，這樣就使得機組風量增大。倘若高爐不需要大風量，則只能通過打開放風管道上的閥門，放掉多出的風量，而此時機組耗電量或能源消耗在已經增加的情況下，能源利用率卻降低，造成了浪費；若此時為了減少放風，關小靜葉和放風閥，則壓縮機容易進入防喘控制區，操作不當則會發生真實喘振，危害機組安全。

隨著軸流壓縮機市場的發展，軸流壓縮機項目逐漸增多，以上存在的性能問題就越來越突出。除了從機組設計角度在根本上進行改進之外，自控專業也要尋求更好的控制策略，在增強機組安全性、提高控制精度的同時，也要在盡量減少和避免放風方面下工夫。因此研究并提出了一種新型的防喘振控制技術，該技術通過更加精細、更加穩定的控制策略，在保證機組安全的同時，也盡可能的減少放風，降低能耗。

發明內容

本發明的目的在于提供一種軸流壓縮機全線防喘振控制方法，解決了目前軸流壓縮機的防喘振控制技術存在控制精度差、控制不穩定、能源浪費以及容易誤操作危害機組安全的問題。

為解決上述的技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種軸流壓縮機全線防喘振控制方法，包括以下步驟:

在自動控制系統的人機界面上繪制出預先控制線EFL、喘振控制線ACL、快開放風線VOL、實際喘振線ASL和緊急停機線EAL，其中實際喘振線ASL是根據軸流壓縮機產生喘振時的標準喉部差壓和標準排氣壓力繪制而成，所述預先控制線EFL繪制所根據的喉部差壓和排氣壓力均為標準喉部差壓和標準排氣壓力的90％-92％，所述喘振控制線ACL繪制所根據的喉部差壓和排氣壓力為標準喉部差壓和標準排氣壓力的92％-96％，所述快開放風線VOL繪制所根據的喉部差壓和排氣壓力為標準喉部差壓和標準排氣壓力的96％-100％，所述緊急停機線EAL繪制所根據的喉部差壓和排氣壓力為標準喉部差壓和標準排氣壓力的110％；

當軸流壓縮機的實時喉部差壓和實時排氣壓力變化觸及預先控制線EFL所標記的喉部差壓和排氣壓力時，細微調整防喘閥或靜葉的角度；

當軸流壓縮機的實時喉部差壓和實時排氣壓力變化觸及喘振控制線ACL所標記的喉部差壓和排氣壓力時，激活防喘振PID控制器自動調節功能，以預先控制線EFL所標記的喉部差壓和排氣壓力為目標線，調節防喘閥開度，將當前實時喉部差壓和實時排氣壓力拉回到喘振控制線ACL以下，并最終穩定在預先控制線EFL上，直到用戶手動復位后，退出防喘振PID控制器自動調節；

當軸流壓縮機的實時喉部差壓和實時排氣壓力變化觸及快開放風線VOL所標記的喉部差壓和排氣壓力時，自動控制系統立刻強制使防喘閥和放風閥快速打開30％至50％，從而使工況點迅速從快開放風線VOL所標記的喉部差壓和排氣壓力回到喘振控制線ACL所標記的喉部差壓和排氣壓力，防止機組發生真實喘振；

當軸流壓縮機的實時喉部差壓和實時排氣壓力變化觸及實際喘振線ASL所標記的喉部差壓和排氣壓力時，自動控制系統則立即將靜葉全關、止回閥強關、放風閥及防喘閥全開；

當軸流壓縮機的實時喉部差壓和實時排氣壓力變化觸及緊急停機線EAL，則觸發機組緊急停機。

進一步的，所述防喘振PID控制器自動調節功能包括快開慢關的變參數調節和防喘振變增益動態調節；

所述快開慢關的變參數調節方法如下：

①、PID控制器輸入偏差為正，PID控制器輸出在大比例、大積分參數的作用下，快速開大防喘閥，防止喘振發生；

②、當防喘閥打開后，工況點被拉回到預先控制線EFL下后，此時PID控制器輸入偏差為負，PID控制器輸出在小比例、小積分參數的作用下，緩慢關小防喘閥；

所述防喘振變增益動態調節方法如下：

①、工況點高于喘振控制線ACL所標記的喉部差壓和排氣壓力時，通過