[發明專利]基于變工況運行的壓縮機動態防喘振的控制方法

在審

• 申請號: 201810919601.0
• 申請日: 2018-08-13
• 公開（公告）號: CN109209979A
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 李超
• 申請（專利權）人: 北京一諾先科裝備技術有限公司
• 主分類號: F04D27/02
• 分類號: F04D27/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

1.一種基于變工況運行的動態壓縮機防喘振的控制方法，包括：

S1：在壓縮機的性能曲線中的喘振極限線SLL上均勻采點，根據性能曲線縱坐標的類型求簡化的多變壓頭hr；

S2：求簡化的流量平方qr²；

S3：以簡化的流量平方qr²為橫坐標，以簡化的多變壓頭hr為縱坐標，建立無因次坐標系(qr²，hr)；

S4：將一臺機械結構與內部流道固定不變的離心式壓縮機在不同入口運行工況條件下的壓縮機運行空間與喘振極限線SLL，在該無因次坐標系中進行歸一化處理，形成唯一的一條喘振極限線SLL。

2.根據權利要求1所述的控制方法，其中，壓縮機變工況運行的變化包括壓縮機入口壓力、壓縮機入口溫度、壓縮機入口氣體比熱比、壓縮機入口氣體壓縮因子、壓縮機入口氣體分子量中至少一種發生改變。

3.根據權利要求1所述的控制方法，其中，采點的壓縮機性能曲線縱坐標為多變壓頭Hp，或者壓比Rc，或者出口壓力Pd；采點的壓縮機性能曲線橫坐標是實際入口體積流量Qs。

4.根據權利要求1所述的控制方法，其中，所述步驟S1中，在壓縮機的性能曲線中的喘振極限線SLL上均勻采點包括：

通過性能曲線的包絡線獲取喘振極限線SLL，并使用數學工具，或者以手動的方式，在所述喘振極限線SLL上均勻采點6～10點。

5.根據權利要求1所述的控制方法，其中，所述步驟S1中，根據性能曲線縱坐標的類型求簡化的多變壓頭hr包括：

如果性能曲線中的縱坐標是多變壓頭Hp，則采用如下方法求簡化的多變壓頭hr：

其中：

hr為求得的無量綱的簡化多變壓頭，即無因次坐標系中模型參量的縱坐標；

Hp為多變壓頭，單位kJ/kg，通過采樣工具從性能曲線圖的喘振極限線SLL上采點得到；

MW為氣體分子量，從壓縮機參數表得到；

Z_avg為氣體的平均壓縮因子，其中Zs為壓縮機的入口氣體壓縮因子，Zd為壓縮機的出口氣體壓縮因子，Zs、Zd從壓縮機參數表得到；

Ro為普適氣體常數，通常取Ro＝8.31441J/(mol*K)；

Ts為壓縮機的入口氣體溫度，單位K，從壓縮機性能曲線或者壓縮機參數表得到。

6.根據權利要求1所述的控制方法，其中，所述步驟S1中，根據性能曲線縱坐標的類型求簡化的多變壓頭hr包括：

如果性能曲線中的縱坐標是壓比Rc，則采用如下方法求簡化的多變壓頭hr：

其中：

hr為求得的無量綱的簡化多變壓頭，即無因次坐標系中模型參量的縱坐標；

Rc為壓縮機的出口比入口的壓比，通過采樣工具從性能曲線圖的喘振極限線SLL上采點得到；

σ為多變壓縮過程的多變指數，其中，Td為壓縮機在設計點的出口溫度，Ts為壓縮機的入口溫度；Pd為壓縮機在設計點的出口壓力，Ps為壓縮機的入口壓力；Td、Ts、Pd、Ps均從壓縮機參數表得到。

7.根據權利要求1所述的控制方法，其中，所述步驟S1中，根據性能曲線縱坐標的類型求簡化的多變壓頭hr包括：

如果性能曲線中的縱坐標是出口壓力Pd，則采用如下方法求簡化的多變壓頭hr：

其中：

hr為求得的無量綱的簡化多變壓頭，即無因次坐標系中模型參量的縱坐標；

Rc為壓縮機的出口比入口的壓比，其中，Pd為壓縮機的出口壓力，單位kPaa，通過采樣工具從性能曲線圖的喘振極限線SLL上采點得到；Ps為壓縮機的入口壓力，單位kPaa，從壓縮機性能曲線或者壓縮機參數表得到；

σ為多變壓縮過程的多變指數，其中，Td為壓縮機在設計點的出口溫度，Ts為壓縮機的入口溫度；Pd為壓縮機在設計點的出口壓力，Ps為壓縮機的入口壓力；Td、Ts、Pd、Ps均從壓縮機參數表得到。