[發明專利]基于相似原理的通用特性曲線喘振控制方法和系統

有效

• 申請號: 201610538337.7
• 申請日: 2016-07-08
• 公開（公告）號: CN106050722B
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 秦國良;紀云鋒;陳雪飛;張帥甲
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;杭州澎康自動化科技有限公司
• 主分類號: F04D27/02
• 分類號: F04D27/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 陸萬壽

1.一種基于相似原理的通用特性曲線喘振控制方法，其特征在于：該喘振控制方法包括以下步驟：

1)根據相似原理構造無因次組合參數，利用所述無因次組合參數建立適用于多種工況下的喘振控制的壓縮機通用特性曲線；

2)根據所述壓縮機通用特性曲線建立喘振控制線，計算壓縮機實際運行點與喘振控制線的距離并作為偏差信號，根據偏差信號控制壓縮機的實際運行狀態，避免壓縮機運行進入喘振區；

所述喘振控制方法具體包括以下步驟：

a)根據壓縮機廠商提供的某一入口工況下的壓縮機特性曲線，經換算和擬合得到所述壓縮機通用特性曲線，或通過喘振試驗得到的試驗特性數據建立所述壓縮機通用特性曲線；以所述壓縮機通用特性曲線作為喘振極限線，將喘振極限線偏移一定裕度S得到喘振控制線；

b)壓縮機實際運行中，通過壓力傳感器測量入口壓力P_s和排氣壓力P_d，通過流量壓差測量元件測量入口流量壓差ΔP_o,s；

c)通過計算壓比R_c＝P_d/P_s和得到實際運行點；

d)計算實際運行點與喘振控制線對應控制點的距離，根據距離產生用于控制防喘振閥開度或壓縮機運行轉速的控制信號f(R_c)為與壓縮機喘振極限線匹配的修正P_d/P_s。

2.如權利要求1所述的基于相似原理的通用特性曲線喘振控制方法，其特征在于：所述工況包括入口溫度、入口壓力以及氣體分子質量。

3.如權利要求1所述的基于相似原理的通用特性曲線喘振控制方法，其特征在于：所述壓縮機通用特性曲線選自特性曲線或者R_c—M_a特性曲線，R_c表示壓比，表示流量系數，M_a表示馬赫數；以無因次組合參數或表示，Q_v表示體積流量，Z表示壓縮因子，R表示氣體常數，T表示氣體絕對溫度，f_k(σ)表示多變指數的函數；M_a以無因次組合參數表示，N表示轉速。

4.如權利要求3所述的基于相似原理的通用特性曲線喘振控制方法，其特征在于：將的計算等同轉化為計算ΔP_o,s為入口流量壓差，P_s為入口壓力。

5.如權利要求4所述的基于相似原理的通用特性曲線喘振控制方法，其特征在于：利用安裝在排氣口的流量壓差測量元件測量得到出口流量壓差ΔP_o,d，通過壓比及溫比將ΔP_o,d換算為ΔP_o,s。

6.一種基于相似原理的通用特性曲線喘振控制系統，其特征在于：所述喘振控制系統包括用于計算實際運行點的模塊、用于計算喘振極限線上與所述實際運行點對應的喘振點的模塊以及用于根據所述喘振點計算所述實際運行點與喘振控制線的距離的模塊，根據距離產生用于控制防喘振閥開度或壓縮機運行轉速的控制信號P_s為入口壓力，P_d為排氣壓力，入口流量壓差為ΔP_o,s，壓比R_c＝P_d/P_s，f(R_c)為與壓縮機喘振極限線匹配的修正P_d/P_s，喘振極限線偏移一定裕度S得到喘振控制線，所述喘振極限線是利用根據相似原理構造的無因次組合參數建立的適用于多種工況下的喘振控制的壓縮機通用特性曲線。

7.如權利要求6所述的基于相似原理的通用特性曲線喘振控制系統，其特征在于：所述壓縮機通用特性曲線選自特性曲線或者R_c—M_a特性曲線，R_c表示壓比，表示流量系數，M_a表示馬赫數；以無因次組合參數或表示，Q_v表示體積流量，Z表示壓縮因子，R表示氣體常數，T表示氣體絕對溫度，f_k(σ)表示多變指數的函數；M_a以無因次組合參數表示，N表示轉速。