[发明专利]一种轴流压缩机喘振边界测定系统

权利要求书

1.一种轴流压缩机喘振边界测定系统，其特征在于该系统由监控系统与PLC控制系统组成，所述PLC控制系统与监控系统之间通过以太网TCP/IP协议双向通信；所述PLC控制系统包括PLC、压力测量子系统、静叶调节子系统、压缩机转速调节子系统、逼喘子系统、喘振判定子系统、快速脱喘子系统、总压调节子系统，每个子系统通过数据线与PLC进行通信；所述监控系统包括基于WinCC组态软件的监控界面和快速脱喘按钮，脱喘按钮与PLC控制系统连接。

2.根据权利要求1所述的一种轴流压缩机喘振边界测定系统，其特征在于所述压力测量子系统包括设置在风洞稳定段的若干总压传感器、总温传感器和设置在风洞试验段的若干静压传感器，以及设置在压缩机进出口的若干静压传感器、温度传感器。

3.根据权利要求1所述的一种轴流压缩机喘振边界测定系统，其特征在于所述压缩机转速调节子系统采用高压交流变频器驱动异步电动机，PLC通过与变频器的modbus通信和硬接线。

4.根据权利要求1所述的一种轴流压缩机喘振边界测定系统，其特征在于所述逼喘子系统采用防喘振阀和二喉道型面机构作为逼喘机构，所述二喉道型面机构包括二喉道中心体与三段调节片。

5.根据权利要求4所述的一种轴流压缩机喘振边界测定系统，其特征在于所述二喉道中心体与三段调节片通过型面调节来减小或增大二喉道通流截面积。

6.根据权利要求1所述的一种轴流压缩机喘振边界测定系统，其特征在于所述快速脱喘子系统，采用风洞回路上的防喘振旁路和防喘振阀作为快速脱喘动作的执行机构，所述防喘振阀直接与脱喘按钮连接，由脱喘按钮控制防喘振阀的快开功能。

7.根据权利要求1或6所述的一种轴流压缩机喘振边界测定系统，其特征在于所述脱喘按钮通过PLC控制系统中PLC与脱喘按钮连接，在监控界面上设置虚拟脱喘按钮与防喘振阀快开功能联锁。

8.根据权利要求1所述的一种轴流压缩机喘振边界测定系统的喘振边界测定方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：喘振边界测定开始后，通过在监控界面依次输入目标静叶角度、目标压力，利用静叶调节子系统、风洞总压调节子系统分别将静叶角度和风洞总压调整至目标值，并在测定过程中保持；

步骤二：在监控界面输入目标转速，利用压缩机转速调节子系统，采取从低转速开始，每一个阶梯转速稳定后，再通过控制参数设置界面逐渐关闭防喘振阀、调节二喉道中心体和调节片的方式进行逼喘，通过喘振判定子系统确认是否喘振，发生喘振则立即按下快速脱喘按钮，压缩机快速脱离喘振区，进入安全工作状态；

步骤三：步骤二结束后此时体积流量Q和压比ε对应的工况点（流量最小、压比最高）即为压缩机在当前转速阶梯的喘振点；否则，以失速点或流量最小、压比最大的工况点作为“替代”喘振点；当得到当前转速对应的喘振点后，升速至下一个转速阶梯并重复逼喘过程；

步骤四：监控界面全程实时记录喘振边界测定过程的数据，试验中或试验后，通过对存档数据的分析即可得到已完成或所有喘振点的数据；最终，将得到的所有转速阶梯的喘振点连接成线后，即是该风洞总压和压缩机目标静叶角下全工作转速范围内的压缩机喘振边界。

9.根据权利要求8所述的一种轴流压缩机喘振边界测定系统的喘振边界测定方法，其特征在于所述步骤三中的“替代”喘振点选取方法为：在逼喘过程中，可能产生喘振、先失速（失速判据为压缩机压比突然降低）后喘振、只失速不喘振、既不失速也不喘振四种结果，对于后三种情况选择失速点或流量最小、压比最大的工况点作为“替代”喘振点。

10.根据权利要求8所述的一种轴流压缩机喘振边界测定系统的喘振边界测定方法，其特征在于所述压缩机喘振的判定方法为：所述喘振判定子系统采用在压缩机进、排气侧安装精密压力表，观察指针摆动的测压法，来进行压缩机喘振判定。