[發(fā)明專利]基于變工況運(yùn)行的壓縮機(jī)動(dòng)態(tài)防喘振的控制方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810919601.0
• 申請(qǐng)日: 2018-08-13
• 公開（公告）號(hào): CN109209979A
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京一諾先科裝備技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): F04D27/02
• 分類號(hào): F04D27/02
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 任巖

本公開提供了一種基于變工況運(yùn)行的動(dòng)態(tài)壓縮機(jī)防喘振的控制方法，包括：S1：在壓縮機(jī)的性能曲線中的喘振極限線SLL上均勻采點(diǎn)，根據(jù)性能曲線縱坐標(biāo)的類型求簡(jiǎn)化的多變壓頭hr；S2：求簡(jiǎn)化的流量平方qr²；S3：以簡(jiǎn)化的流量平方qr²為橫坐標(biāo)，以簡(jiǎn)化的多變壓頭hr為縱坐標(biāo)，建立無(wú)因次坐標(biāo)系(qr²，hr)；S4：將一臺(tái)機(jī)械結(jié)構(gòu)與內(nèi)部流道固定不變的離心式壓縮機(jī)在不同入口運(yùn)行工況條件下的壓縮機(jī)運(yùn)行空間與喘振極限線SLL，在該無(wú)因次坐標(biāo)系中進(jìn)行歸一化處理，形成唯一的一條喘振極限線SLL。本公開能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確、高效、安全的離心式壓縮機(jī)動(dòng)態(tài)防喘振控制，顯著提升壓縮機(jī)組控制的自動(dòng)化率。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及石油化工、煤化工、天然氣化工等流程行業(yè)的離心式壓縮機(jī)的動(dòng)態(tài)防喘振控制應(yīng)用中，特別適合于工藝氣體分子量MW變化特變大(ΔMW＞20％)的離心式壓縮機(jī)防喘振控制方法。

背景技術(shù)

在石油化工、煤化工、天然氣化工等流程行業(yè)中，工藝生產(chǎn)裝置在開車階段，需要經(jīng)歷空氣吹掃、氮?dú)庵脫Q、低壓氣密、高壓氣密等工藝過程，在這些工藝過程中氣體分子量將發(fā)生劇烈改變；在正常生產(chǎn)期間，伴隨著生產(chǎn)周期的進(jìn)行，催化劑因?yàn)榻Y(jié)焦等因素導(dǎo)致活性下降，使得反應(yīng)氣體的分子量MW在開工早期、開工中期、開工末期將發(fā)生很大改變；在一個(gè)生產(chǎn)周期結(jié)束后，伴隨著催化劑的燒焦、再生、還原、硫化等工藝過程，氣體分子量將再次發(fā)生劇烈改變。

對(duì)于上述行業(yè)中的工藝氣體壓縮機(jī)，由于上述的氣體分子量MW發(fā)生的劇烈變化，通常考慮壓縮機(jī)葉輪的功率限制、防止葉片發(fā)生功率遮斷，在壓縮機(jī)分子量MW發(fā)生劇烈變化的過程中，通常伴隨著壓縮機(jī)入口壓力Ps的顯著改變，以保證在不同的氣體分子量MW時(shí)壓縮機(jī)葉輪葉片單位面積上的做功能力大致相當(dāng)。

因此，對(duì)于石油化工、煤化工、天然氣化工等流程行業(yè)中的離心式壓縮機(jī)，氣體分子量MW、壓縮機(jī)入口壓力Ps的改變?cè)谒y免。通常壓縮機(jī)的入口溫度Ts不會(huì)發(fā)生顯著變化，因?yàn)閴嚎s機(jī)上游通常有換熱器換熱。

離心式壓縮機(jī)在流量降低到一定程度之后，會(huì)引起旋轉(zhuǎn)失速現(xiàn)象的發(fā)生。旋轉(zhuǎn)失速是離心式壓縮機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的邊界，如果流量進(jìn)一步下降，將會(huì)導(dǎo)致離心式壓縮機(jī)發(fā)生喘振。一旦發(fā)生喘振，離心式壓縮機(jī)的振動(dòng)與位移會(huì)明顯上升，可能導(dǎo)致離心式壓縮機(jī)嚴(yán)重的機(jī)械損壞，例如軸承損壞、葉片斷裂、密封片斷裂等等機(jī)械事故。另一方面，一旦發(fā)生喘振，由該離心式壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)的工藝過程將發(fā)生嚴(yán)重的壓力振蕩，對(duì)正常的工藝運(yùn)行造成嚴(yán)重危害。因此，無(wú)論是出于對(duì)離心式壓縮機(jī)自身的安全、平穩(wěn)運(yùn)行而言，還是出于對(duì)工藝過程的安全、平穩(wěn)運(yùn)行而言，在運(yùn)行過程中對(duì)離心式壓縮機(jī)進(jìn)行防喘振控制與保護(hù)是十分必要和關(guān)鍵的。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

本公開提供了一種基于變工況運(yùn)行的壓縮機(jī)動(dòng)態(tài)防喘振的控制方法，以至少部分解決以上所提出的技術(shù)問題。

(二)技術(shù)方案

本公開提供了一種基于變工況運(yùn)行的動(dòng)態(tài)壓縮機(jī)防喘振的控制方法，包括：

S1：在壓縮機(jī)的性能曲線中的喘振極限線SLL上均勻采點(diǎn)，根據(jù)性能曲線縱坐標(biāo)的類型求簡(jiǎn)化的多變壓頭hr；

S2：求簡(jiǎn)化的流量平方qr²；

S3：以簡(jiǎn)化的流量平方qr²為橫坐標(biāo)，以簡(jiǎn)化的多變壓頭hr為縱坐標(biāo)，建立無(wú)因次坐標(biāo)系(qr²，hr)；

S4：將一臺(tái)機(jī)械結(jié)構(gòu)與內(nèi)部流道固定不變的離心式壓縮機(jī)在不同入口運(yùn)行工況條件下的壓縮機(jī)運(yùn)行空間與喘振極限線SLL，在該無(wú)因次坐標(biāo)系中進(jìn)行歸一化處理，形成唯一的一條喘振極限線SLL。