[發明專利]一種齒式單級及多級離心式壓縮機防喘振控制方法

在審

• 申請號: 202210523665.5
• 申請日: 2022-05-14
• 公開（公告）號: CN114962317A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 胡文軍;楊昕
• 申請（專利權）人: 杭州德瑪仕氣體設備工程有限公司
• 主分類號: F04D27/02
• 分類號: F04D27/02
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 沈淵琪

本發明公開了一種齒式單級及多級離心式壓縮機防喘振控制方法，包括通過壓縮機入口差壓與末級出口壓力建立防喘振控制線FL模型、主電機電流與末級出口壓力建立防喘振控制EL模型，通過FL和EL兩種模型構建的雙防喘振控制模型對壓縮機進行控制等步驟。本發明的控制更安全可靠、解決了現有齒式單級及多級離心式壓縮機防喘振控制中存在因傳感器故障引發防喘振控制失效而造成的誤動作或不動做造成的壓縮機運行安全隱患。

技術領域

本發明屬于壓縮機領域，具體涉及一種齒式單級及多級離心式壓縮機防喘振控制方法。

背景技術

大流量的齒式單級及多級離心壓縮機作為一種重要的離心機械，被廣泛應用于各大冶金、化工工業領域，大部分為進口設備，擔負著維持流程、提供能量的重要任務，是工業流程的“心臟”、需長期穩定運轉的重大設備，其技術含量高，融合了機械、電氣、儀表的高端技術。由于生產流程中工藝流程的故障導致氣體阻塞，而引起壓縮機出口流量降低，壓力升高而引起氣流反吹導致機械猛烈振動，葉輪瞬間失壓發出劇烈喘息，引發離心壓縮機的喘振現象。

喘振所造成的危害是非常嚴重的，可能造成壓縮機轉子和靜止件經受交變應力而斷裂、軸系振動和溫度儀表損壞、油封氣封損壞等重大事故。因此合理的防喘振控制方法保護機組遠離喘振顯得尤為重要。

目前，齒式單級及多級離心壓縮機控制主要基于出口壓力、出口流量(或電機電流)建立防喘振坐標控制模型，其中，流量的測量需要進行溫壓補償，得到的數據較滯后，與壓力或電流建模實時性較差，另一種采用電機電流建立防喘振控制的模型，又因電網波動或大的動設備啟停使電機電流波動大，均造成防喘振控制的控制穩定性不好。另因儀表設備故障，如重要的電流、排氣壓力、出口流量等構建防喘振控制系統的信號因故障造成防喘振系統誤動作或不作為，而帶來設備停機或設備損傷造成的較大經濟損失。

發明內容

本發明的目的在于提供一種齒式單級及多級離心式壓縮機防喘振控制方法，提出采用入口差壓、出口壓力、防喘振比例算法、電機電流及Surger喘振監測器實現壓縮機防喘振控制和防喘振保護的功能，控制更安全、更可靠、更快速，解決了現有齒式單級及多級離心壓縮機控制防喘振控制中存在的不穩定和隱患問題。

一種齒式單級及多級離心式壓縮機防喘振控制方法，包括：

步驟1：通過現場壓縮機喘振試驗得到的喘振特性，設置喘振檢測器Surger的設定值，喘振檢測器Surger的報警聯鎖模塊輸出接入控制模塊作為壓縮機喘振保護；

步驟2：通過現場壓縮機喘振測試建立防喘振控制模型FL{f(Dp,Pd)}，以壓縮機入口差壓Dp為X軸，以壓縮機出口壓力Pd為Y軸，從測試中得到喘振線FL(SLL_line)，根據齒式離心壓縮機的理論特性曲線右移喘振線FL(SLL_line)得到緊急放空線FL和控制線FL裕度，設定最大壓力限制線Pmax；

步驟3：通過現場壓縮機喘振測試建立防喘振控制模型EL{f(Dp,Em)}，以壓縮機入口差壓Dp為X軸，主電機電流Em為Y軸，從測試中得到喘振線EL(SLL_line)，根據齒式離心壓縮機的理論特性曲線右移喘振線EL(SLL_line)得到緊急放空線EL(RTL_line)和控制線EL(SCL_line)裕度，設置最大電流限制線Emax；

步驟4：建立防喘振控制線比例模型：F(x,y)＝|{FL(SCL)/EL(SCL)}|＝K_t，當實際運行工況K_實K_tC時，防喘振控制自動轉為安全模式，其中C為常數，K_實為實際工況防喘振比例系數，K_t為防喘振試驗得到的防喘振比例系數；

步驟5：建立IGV導葉恒壓控制算法PI_Pd和導葉最大開度電流限制算法PI_Em；

控制算法PI_Pd為比例積分PI算法，輸入變量為出口壓力Pd；