[发明专利]一种齿式单级及多级离心式压缩机防喘振控制方法

说明书

本发明公开了一种齿式单级及多级离心式压缩机防喘振控制方法，包括通过压缩机入口差压与末级出口压力建立防喘振控制线FL模型、主电机电流与末级出口压力建立防喘振控制EL模型，通过FL和EL两种模型构建的双防喘振控制模型对压缩机进行控制等步骤。本发明的控制更安全可靠、解决了现有齿式单级及多级离心式压缩机防喘振控制中存在因传感器故障引发防喘振控制失效而造成的误动作或不动做造成的压缩机运行安全隐患。

技术领域

本发明属于压缩机领域，具体涉及一种齿式单级及多级离心式压缩机防喘振控制方法。

背景技术

大流量的齿式单级及多级离心压缩机作为一种重要的离心机械，被广泛应用于各大冶金、化工工业领域，大部分为进口设备，担负着维持流程、提供能量的重要任务，是工业流程的“心脏”、需长期稳定运转的重大设备，其技术含量高，融合了机械、电气、仪表的高端技术。由于生产流程中工艺流程的故障导致气体阻塞，而引起压缩机出口流量降低，压力升高而引起气流反吹导致机械猛烈振动，叶轮瞬间失压发出剧烈喘息，引发离心压缩机的喘振现象。

喘振所造成的危害是非常严重的，可能造成压缩机转子和静止件经受交变应力而断裂、轴系振动和温度仪表损坏、油封气封损坏等重大事故。因此合理的防喘振控制方法保护机组远离喘振显得尤为重要。

目前，齿式单级及多级离心压缩机控制主要基于出口压力、出口流量(或电机电流)建立防喘振坐标控制模型，其中，流量的测量需要进行温压补偿，得到的数据较滞后，与压力或电流建模实时性较差，另一种采用电机电流建立防喘振控制的模型，又因电网波动或大的动设备启停使电机电流波动大，均造成防喘振控制的控制稳定性不好。另因仪表设备故障，如重要的电流、排气压力、出口流量等构建防喘振控制系统的信号因故障造成防喘振系统误动作或不作为，而带来设备停机或设备损伤造成的较大经济损失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种齿式单级及多级离心式压缩机防喘振控制方法，提出采用入口差压、出口压力、防喘振比例算法、电机电流及Surger喘振监测器实现压缩机防喘振控制和防喘振保护的功能，控制更安全、更可靠、更快速，解决了现有齿式单级及多级离心压缩机控制防喘振控制中存在的不稳定和隐患问题。

一种齿式单级及多级离心式压缩机防喘振控制方法，包括：

步骤1：通过现场压缩机喘振试验得到的喘振特性，设置喘振检测器Surger的设定值，喘振检测器Surger的报警联锁模块输出接入控制模块作为压缩机喘振保护；

步骤2：通过现场压缩机喘振测试建立防喘振控制模型FL{f(Dp,Pd)}，以压缩机入口差压Dp为X轴，以压缩机出口压力Pd为Y轴，从测试中得到喘振线FL(SLL_line)，根据齿式离心压缩机的理论特性曲线右移喘振线FL(SLL_line)得到紧急放空线FL和控制线FL裕度，设定最大压力限制线Pmax；

步骤3：通过现场压缩机喘振测试建立防喘振控制模型EL{f(Dp,Em)}，以压缩机入口差压Dp为X轴，主电机电流Em为Y轴，从测试中得到喘振线EL(SLL_line)，根据齿式离心压缩机的理论特性曲线右移喘振线EL(SLL_line)得到紧急放空线EL(RTL_line)和控制线EL(SCL_line)裕度，设置最大电流限制线Emax；

步骤4：建立防喘振控制线比例模型：F(x,y)＝|{FL(SCL)/EL(SCL)}|＝K_t，当实际运行工况K_实K_tC时，防喘振控制自动转为安全模式，其中C为常数，K_实为实际工况防喘振比例系数，K_t为防喘振试验得到的防喘振比例系数；

步骤5：建立IGV导叶恒压控制算法PI_Pd和导叶最大开度电流限制算法PI_Em；

控制算法PI_Pd为比例积分PI算法，输入变量为出口压力Pd；