[发明专利]风机防喘振控制系统及其极限线流量计算方法

说明书

本发明涉及一种风机防喘振控制系统及其极限线流量计算方法，属于风机喘振控制技术领域。本发明包括风机，以及与风机相连的入口管路、出口管路和放空管路；还包括防喘振管路，防喘振管路分别与入口管路、出口管路和放空管路相连，并构成闭环回路；控制器包括接收单元和控制单元，接收单元接收入口流量调节器、出口压力变送器和放空流量调节器传递到的输入信号，并传递给控制单元，控制单元判断发生喘振时，控制单元将控制入口阀门和放空阀门的开度进行防喘振控制；本发明适合化工企业在原有装置上改造实现自动化控制，成本极低；可根据风机出口的压力迅速得到风机的最小流量和警戒流量，在实际生产中可随时监控风机运行情况，实现风机的稳定运行。

技术领域

本发明涉及一种风机防喘振控制系统及其极限线流量计算方法，属于风机喘振控制技术领域。

背景技术

喘振是出现风机工作点这种反复迅速突变这一现象时，由于气体由风机忽进忽出，使转子受到交变负荷，机身发生振动并波及到相连的管线，表现在流量计和压力表的指针大幅度摆动。

风机在管路系统中运行时，必须满足能量的供求平衡。如果在这种平衡在外界干扰下能建立新的稳定平衡，干扰消除后仍能够恢复原状的运行工况称之为稳定工况。反之，受到外界干扰及干扰消除后不能建立新的平衡及稳定后恢复原状，而是出现流量跃迁或剧烈波动的运行工况，称成为不稳定工况。

如图4所示，曲线L-D-C-B-A为风机的性能曲线，PⅠ、PⅡ、PⅢ为管路特性曲线，风机性能曲线与管路特性曲线的交汇点D、E、k、A、B称之为风机工作点。风机的p-qv性能曲线具有驼峰，同时其工作管路系统容量较大。大容量管路系统的特点是：当用户需要的流量发生变化时，管路系统中气体的压强不会立刻改变，它将滞后于工况的变化。当工作点位于风机的性能曲线下降段工作时，如图中A、B点，风机的风压变化能适应管路负荷的变化，工作是稳定的。K点是稳定工况的临界点，如果进行工况调节，使qvqvk,风机产生的风压瞬时将低于管系内气体的压强，流量骤降为零。但此时风压pd小于pk，仍不能平衡，所以工作点会迅速移到图中的第二象限L点，达到能量的供求平衡。此时系统中的储气一部分向用户供气，一部分从风机入口排出，使管道系统中的压力迅速下降，风机的工作点将沿着性能曲线移至D点。如果管路系统中气体的压强下降到零流量以下的压强时，风机的工作点将迅速移至C点投入运行，风机将继续对管路系统供气，如果管路系统压力继续上升，输出的流量仍小于qvk，上述过程将按照K-L-D-C-K重复循环，风机的工作点始终落不到E点上。这种不稳定工况极为喘振现象。喘振对风机极具破坏性，而且相对于化工系统来说危险性更为巨大。因此，避免风机的喘振是化工机械操作中极为重要的环节。

避免风机的喘振最为有效的手段是控制风机的工作点落在风机性能曲线驼峰顶点的右侧，也就是说控制风机的流量不能小于风机喘振的最小流量。然而，由于风机的运行工况较为复杂，难于通过理论计算的方法获得完善的喘振数据。

不同工况的喘振数据可通过实验获得如图5所示，一般在风机供货时由供应商提供，但是数据较为分散，无法应用于实际生产指导。

为了有效防止喘振，稳定系统稳定运行，各风机制造商近年来研发出多种防喘振控制系统，但均为独立控制系统，成本高，体积庞大，与DCS集散控制系统接驳较为困难，不利于大范围推广。

发明内容

针对现有技术存在的上述缺陷，本发明提出了一种风机防喘振控制系统及其极限线流量计算方法。

本发明所述的风机防喘振控制系统，包括风机，以及与风机相连的入口管路、出口管路和放空管路；入口管路上安装有入口阀门，出口管路上安装有出口阀门，出口阀门连接于风机出口；放空管路上安装有放空阀门，还包括防喘振管路，防喘振管路分别与入口管路、出口管路和放空管路相连，并构成闭环回路；

防喘振管路包括控制器、入口流量显示器、出口压力变送器和放空流量调节器；