壓縮機(jī)串聯(lián)時(shí)防喘振控制

喘振控制的目的就是要在喘振出現(xiàn)先兆時(shí)將其消除，始終保證壓縮機(jī)工況點(diǎn)運(yùn)行在喘振線以下，即安全區(qū)域內(nèi)。防喘振控制就是利用這一原理，在喘振線以下設(shè)置一條防喘振線，防止喘振的發(fā)生。

如圖1所示，防喘振控制線是喘振控制的基準(zhǔn)線，一般將喘振線對(duì)應(yīng)的排氣壓力下移8%～10%作為防喘振線，使工況點(diǎn)始終運(yùn)行在防喘振線以下。如果工況點(diǎn)在防喘振線以上，控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)防喘振閥門(mén)開(kāi)度，降低壓縮機(jī)出口壓力，防止喘振發(fā)生。防喘振線是一個(gè)動(dòng)態(tài)折線函數(shù),

隨著工況點(diǎn)的壓力變化而做動(dòng)態(tài)的變化，其調(diào)節(jié)過(guò)程也是一個(gè)動(dòng)態(tài)響應(yīng)過(guò)程。為了保證機(jī)組的安全，通常在喘振線和防喘振線之間設(shè)置一條放空線，用于機(jī)組危險(xiǎn)時(shí)刻，立即卸壓，通常將喘振線下移2%～ 3%作為放空線。因此，防喘振控制是透平壓縮機(jī)的重要控制內(nèi)容。

因出口流量是壓縮機(jī)入口壓差（喉部壓差）的函數(shù)f(Δp)，而實(shí)際采用的方法是實(shí)測(cè)出的壓縮機(jī)喉部壓差(Δp)與排氣壓力p的函數(shù)關(guān)系，得出壓縮機(jī)的喘振曲線，即在不同的喉部壓差下，測(cè)量對(duì)應(yīng)的喘振壓力，將測(cè)量的點(diǎn)用折線連接即可繪出橫坐標(biāo)為喉部差壓，縱坐標(biāo)為排氣壓力的曲線，稱為該機(jī)組的喘振線。為了安全實(shí)際中將喘振線縱坐標(biāo)參數(shù)下移3%作為放空線，工況點(diǎn)在放空線以下，系統(tǒng)根據(jù)喘振線自動(dòng)調(diào)節(jié)喘振閥狀態(tài)，如果工況點(diǎn)在放空線以上，則放空閥全開(kāi)，系統(tǒng)卸壓，以達(dá)到防止喘振的目的。通常實(shí)測(cè)喘振線縱坐標(biāo)參數(shù)下移8%得到該機(jī)組的防喘振線，當(dāng)出口壓力到達(dá)防喘振線時(shí)，控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)防喘振閥開(kāi)度，降低出口壓力來(lái)防止喘振發(fā)生 。

經(jīng)入口溫度補(bǔ)償校正后的喉部壓差的計(jì)算函數(shù)f(Δp、T1)作為防喘振調(diào)節(jié)器計(jì)算壓力設(shè)定值SV，壓縮機(jī)實(shí)際出口壓力PV作為測(cè)量值，防喘振調(diào)節(jié)器通過(guò)對(duì)設(shè)定值和測(cè)量比較來(lái)調(diào)節(jié)喘振閥門(mén)實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)的防喘振控制。系統(tǒng)采集喉部差壓、入口溫度進(jìn)行溫度力補(bǔ)償，將補(bǔ)償過(guò)的差壓，送給防喘振折線函數(shù)進(jìn)行計(jì)算，得出該工況點(diǎn)下的排氣壓力上限，將該上限作為PID的設(shè)定值，將經(jīng)過(guò)換算的排氣壓力測(cè)量值作為過(guò)程測(cè)量值。如圖2所示，PID根據(jù)設(shè)定值和過(guò)程測(cè)量值偏差的大小及負(fù)號(hào)進(jìn)行可變?cè)鲆婧涂勺兎e分的計(jì)算實(shí)現(xiàn)防喘振閥的快開(kāi)慢關(guān)。由于防喘振閥為氣關(guān)閥，故將PID調(diào)節(jié)輸出值與手動(dòng)壓力調(diào)節(jié)制進(jìn)行信號(hào)低選，即開(kāi)度信號(hào)優(yōu)先。當(dāng)壓縮機(jī)運(yùn)行在安全域時(shí)，防喘振控制器的輸出為最大，一般為20mA，防喘振調(diào)節(jié)閥門(mén)處于完全關(guān)閉狀態(tài) 。

如圖3所示，系統(tǒng)設(shè)置了放空閥閉鎖和快速打開(kāi)程序。這兩個(gè)程序由放空閥閉鎖邏輯和打開(kāi)邏輯組成。在壓縮機(jī)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，沒(méi)有執(zhí)行“自動(dòng)操作調(diào)節(jié)器輸入”之前，調(diào)節(jié)器輸出閉鎖，放空閥全開(kāi)，保證機(jī)組安全啟動(dòng)。當(dāng)機(jī)組運(yùn)行不正常，需要進(jìn)入“安全運(yùn)行”或停機(jī)時(shí)，控制邏輯給出聯(lián)鎖信號(hào)使調(diào)節(jié)器由原來(lái)的輸出跳變到最小值0.0的值（4mA），使放空閥在2s內(nèi)快速打開(kāi)。當(dāng)實(shí)際出口壓力接近防喘振線時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)和喘振報(bào)警設(shè)定值比較給出喘振預(yù)報(bào)警提示。防喘振控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)與防喘振保護(hù)系統(tǒng)存在著密切的聯(lián)系，這主要體現(xiàn)在放空閥的調(diào)節(jié)與控制上。

當(dāng)通過(guò)靜葉調(diào)節(jié)壓力不能滿足工藝的要求時(shí)，通過(guò)低選功能來(lái)實(shí)現(xiàn)防喘振控制器對(duì)放空閥的控制作用，即在不同的工況下，進(jìn)行選擇性調(diào)節(jié)。所謂選擇性調(diào)節(jié)是指兩個(gè)以上調(diào)節(jié)器的輸出迭加后，按預(yù)定高或低選關(guān)系選擇控制信號(hào)，以適應(yīng)不同的工況。當(dāng)工況異常時(shí),防喘振器控制調(diào)節(jié)控制放空閥，實(shí)現(xiàn)機(jī)組的防喘振保護(hù)功能，此時(shí)，壓力調(diào)節(jié)器控制器處于待命狀態(tài)，直到工況恢復(fù)正常后，壓力調(diào)節(jié)器再次控制放空閥。這一功能主要靠低選邏輯來(lái)實(shí)現(xiàn)放空閥門(mén)對(duì)壓力輔助調(diào)節(jié)的作用。2100433B