[发明专利]基于变工况运行的压缩机运行空间的确定方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及旋转机械控制领域，特别是涉及一种基于变工况运行的压缩机运行空间的确定方法及系统。

背景技术

目前，国内压缩机普遍采用基于设计工况的固定工况防喘振算法，即压缩机的运行与控制曲线始终与设计工况保持一致。但是压缩机在实际运行中入口工况经常会脱离设计工况、有时候还会严重脱离设计工况(例如在压缩机开工阶段或者上游工艺因设备问题而降量生产时)，从而导致压缩机的防喘振控制经常性拒动或者误动，这样会造成压缩机设备的损坏与工艺生产参数的扰动、甚至停工。

通常，为了避免因防喘振控制拒动或者误动造成的严重后果，通常采用手动防喘振的方式并开大防喘振回流阀门或者放空阀门。但这样做会造成工艺调节精度差，压缩机能耗升高的问题。

产生上述问题的根本原因在于离心式或轴流式压缩机的运行与控制曲线始终与设计工况保持一致。因此，要解决上述问题，必须要使离心式或轴流式压缩机的运行与控制曲线随着压缩机入口工况的改变而动态改变。如何确定不同工况下压缩机运行与控制曲线，是本领域技术人员需要解决的重要技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于变工况运行的压缩机运行空间的确定方法，该方法能够使压缩机的运行与控制曲线随着压缩机入口工况的改变而动态改变，从而对离心式或轴流式压缩机进行准确和高效的防喘振控制、并最大程度的提升工艺参数的调节精度、降低压缩机的能量消耗。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于变工况运行的压缩机运行空间的确定方法：

采集在预定工况条件下压缩机的运行与控制曲线中各曲线中的各个预定点的坐标数据；

根据所述各曲线中的各个预定点的坐标数据及预定工况条件，利用预定归一化公式对所述各曲线中的各个预定点进行计算得到各个预定点归一化数值，根据所述各个预定点归一化数值得到归一化的压缩机运行与控制曲线；

根据实际工况下压缩机的入口压力及入口温度的数值，利用预定公式计算得到所述实际工况下压缩机运行与控制曲线并通过所述曲线确定压缩机运行空间。

其中，所述采集在预定工况条件下压缩机的运行与控制曲线中各曲线中的各个预定点的坐标数据包括：

根据预定工况条件下压缩机的运行与控制曲线中各曲线长度，确定各曲线的预定点的个数及各个预定点的位置；

根据所述各曲线的预定点的个数及各个预定点的位置，采集各曲线中的各个预定点的坐标数据。

其中，所述利用预定归一化公式对所述各曲线中的各个预定点进行计算得到各个预定点归一化数值包括：

将各个预定点的横坐标数据带入归一化横坐标公式qr²＝ΔPo/Ps进行计算；

将各个预定点的纵坐标数据带入归一化纵坐标公式Rc＝Pd/Ps进行计算；

根据计算结果得到各个预定点的归一化数值；

其中，qr²为简化流量平方，ΔPo为入口流量差压，Ps为入口压力，Rc为出口压比，Pd为出口压力。

其中，所述根据所述各个预定点归一化数值得到归一化的压缩机运行与控制曲线包括：

根据各曲线中的各个预定点的归一化数值，利用最小二乘法得到归一化的压缩机运行与控制曲线。

其中，所述根据实际工况下压缩机的入口压力及入口温度的数值，利用预定公式计算得到所述实际工况下压缩机运行与控制曲线包括：

利用压缩机入口压力变送器测得实际工况下压缩机的入口压力Ps'；

利用压缩机入口温度变送器测得实际工况下压缩机的入口温度Ts'；

将所述Ps'和Ts'带入到预定横坐标公式及纵坐标公式Pd'＝Rc*Ps'，计算得到实际工况下压缩机的入口体积流量Qs'和出口压力Pd'；

根据所述入口体积流量Qs'和出口压力Pd'得到所述实际工况下压缩机运行与控制曲线；

其中，A为流量元件的流量系数，qr²为简化流量平方，Ro为普适气体常数，Zs'为入口气体压缩因子数值，MW'为气体分子量，Rc为出口压比。

其中，基于变工况运行的压缩机运行空间的确定方法还包括：根据实际工况下压缩机运行与控制曲线，利用防喘振算法控制器对压缩机进行防喘振控制。

本发明提供的一种基于变工况运行的压缩机运行空间的确定系统包括：

获取模块，用于采集在预定工况条件下压缩机的运行与控制曲线中各曲线中的各个预定点的坐标数据；