[发明专利]离心压缩机组的防喘振控制方法及空调设备

说明书

本发明公开了一种离心压缩机组防喘振控制方法及使用该防喘振控制方法的空调设备。所说的防喘振控制方法根据机组实时压比判定当前防喘振模式，当实时压比大于等于压比设定值时，进入喘振线防喘模式；当实时压比小于压比设定值时，进入导叶负预旋防喘模式。本发明将拓宽离心机组运行频率范围和调制叶轮导叶预旋角度相结合，使机组在变工况运行时抗喘特性更强。

技术领域

本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种离心压缩机组的防喘振控制方法及使用该防喘振控制方法的空调设备。

背景技术

离心压缩机都具有一定的设计范围,包括流量、吸排气工况等，但实际工作时可能会偏移设计工况,例如,当客户所需要的负荷降低，压缩机在部分负荷工况下工作，压缩机内部流道中气体流量明显减小，气流轴向速度减小，冲角增大，这时气流射向叶片的工作面，而非工作面上出现旋转脱离。对于带扩压器的叶片结构，旋转脱离首先在叶片扩压器中出现。当流量减小到临界值时，脱离严重并且迅速扩张，形成突变型失速，破坏了气体的正常流动，压缩机出口压力显著下降，此时由于冷凝器容积大反应不灵敏，压力大于压缩机出口的压力，因而会产生气体倒流的现象，并产生大幅度的气流脉动，甚至气体回流，这种现象就是喘振，喘振是离心式压缩机固有特性。喘振现象会对压缩机结构产生极大的危害，比如喘振过程中机组会产生剧烈振动，对轴承、叶轮等零部件产生极大的损伤。同时喘振过程中，运行电流也会产生波动，容易对电机、变频器造成损坏。

为了拓宽压缩机的安全运行范围，现有的防喘振方式一方面是通过压缩机本身结构设计来拓宽运行范围，最为常用的避免喘振的结构是在叶轮出口处设置一个调节器，按照机组运行情况，调节叶轮出口的宽度。在流量减小时，减小叶轮出口的宽度，使扩压器通流面积减小，从而提高叶轮出口的气流速度，改善气流的不稳定性，避免喘振发生。这样结构可以拓宽压缩机的工作范围。这种防喘振措施虽然很有效果，但是调节器需要电机和一套机械传动系统带动，结构复杂，给制造、维护带来麻烦。另一方面是通过在生产过程中测量喘振线，使机组在喘振线之上运行。但由于喘振线是通过数据拟合的，在压比较小的工况(此时已偏离设计工况)下，电机运行频率与所需运行频率偏差较大，会出现防喘失效的情况。

发明内容

本发明提出一种离心压缩机组的防喘振控制方法及使用该防喘振控制方法的空调设备，以解决现有技术中存在的由于负荷低导致压缩机内部气体流量小导致的喘振问题。

本发明提出的离心压缩机组的防喘振控制方法根据机组实时压比判定当前防喘振模式，当实时压比大于等于压比设定值时，进入喘振线防喘模式，在机组运行频率小于最小频率值时开启热气旁通；当实时压比小于压比设定值时，进入导叶负预旋防喘模式，通过调制叶轮导叶预旋角度增大流量。

进入喘振线防喘模式后执行以下步骤：

计算当前压比下所需的最小频率值，判断机组当前运行频率值是否大于等于最小频率值，若是，则维持当前运行频率不变；若否，则开启系统热气旁通，进入保护模式。

进入导叶负预旋防喘模式后，对二级叶轮执行以下步骤：

首先将一级导叶负预旋调制到a°，二级导叶负预旋调制到b°；

在一实施例中，所述a值为0°，所述b值为-10°。

然后根据检测到的电流波动次数与波动设定值的比较结果,对叶轮导叶进行分级负预旋调制。

当叶轮导叶的负预旋调制达到最大级别，检测到的电流波动次数仍然大于波动设定值时，则开启系统热气旁通，进入保护模式。

电流脉动差值△I大于脉动设定值时定义为一次电流波动。

优选地，对叶轮导叶采用三级负预旋调制，第一级负预旋调制中，将一级导叶负预旋调制到a1°，二级导叶负预旋调制到b1°；第二级负预旋调制中，将一级导叶负预旋调制a2°，二级导叶负预旋调制b2°；第三级负预旋调制中，将一级导叶负预旋调制a3°，二级导叶负预旋调制b3°。