壓縮機串聯(lián)時防喘振控制

喘振控制的目的就是要在喘振出現(xiàn)先兆時將其消除，始終保證壓縮機工況點運行在喘振線以下，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線，一般將喘振線對應的排氣壓力下移8%～10%作為防喘振線，使工況點始終運行在防喘振線以下。如果工況點在防喘振線以上，控制系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)防喘振閥門開度，降低壓縮機出口壓力，防止喘振發(fā)生。防喘振線是一個動態(tài)折線函數(shù),

隨著工況點的壓力變化而做動態(tài)的變化，其調(diào)節(jié)過程也是一個動態(tài)響應過程。為了保證機組的安全，通常在喘振線和防喘振線之間設置一條放空線，用于機組危險時刻，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的重要控制內(nèi)容。

因出口流量是壓縮機入口壓差（喉部壓差）的函數(shù)f(Δp)，而實際采用的方法是實測出的壓縮機喉部壓差(Δp)與排氣壓力p的函數(shù)關(guān)系，得出壓縮機的喘振曲線，即在不同的喉部壓差下，測量對應的喘振壓力，將測量的點用折線連接即可繪出橫坐標為喉部差壓，縱坐標為排氣壓力的曲線，稱為該機組的喘振線。為了安全實際中將喘振線縱坐標參數(shù)下移3%作為放空線，工況點在放空線以下，系統(tǒng)根據(jù)喘振線自動調(diào)節(jié)喘振閥狀態(tài)，如果工況點在放空線以上，則放空閥全開，系統(tǒng)卸壓，以達到防止喘振的目的。通常實測喘振線縱坐標參數(shù)下移8%得到該機組的防喘振線，當出口壓力到達防喘振線時，控制系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)防喘振閥開度，降低出口壓力來防止喘振發(fā)生 。

經(jīng)入口溫度補償校正后的喉部壓差的計算函數(shù)f(Δp、T1)作為防喘振調(diào)節(jié)器計算壓力設定值SV，壓縮機實際出口壓力PV作為測量值，防喘振調(diào)節(jié)器通過對設定值和測量比較來調(diào)節(jié)喘振閥門實現(xiàn)壓縮機的防喘振控制。系統(tǒng)采集喉部差壓、入口溫度進行溫度力補償，將補償過的差壓，送給防喘振折線函數(shù)進行計算，得出該工況點下的排氣壓力上限，將該上限作為PID的設定值，將經(jīng)過換算的排氣壓力測量值作為過程測量值。如圖2所示，PID根據(jù)設定值和過程測量值偏差的大小及負號進行可變增益和可變積分的計算實現(xiàn)防喘振閥的快開慢關(guān)。由于防喘振閥為氣關(guān)閥，故將PID調(diào)節(jié)輸出值與手動壓力調(diào)節(jié)制進行信號低選，即開度信號優(yōu)先。當壓縮機運行在安全域時，防喘振控制器的輸出為最大，一般為20mA，防喘振調(diào)節(jié)閥門處于完全關(guān)閉狀態(tài) 。

如圖3所示，系統(tǒng)設置了放空閥閉鎖和快速打開程序。這兩個程序由放空閥閉鎖邏輯和打開邏輯組成。在壓縮機進入運行狀態(tài)時，沒有執(zhí)行“自動操作調(diào)節(jié)器輸入”之前，調(diào)節(jié)器輸出閉鎖，放空閥全開，保證機組安全啟動。當機組運行不正常，需要進入“安全運行”或停機時，控制邏輯給出聯(lián)鎖信號使調(diào)節(jié)器由原來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。當實際出口壓力接近防喘振線時，系統(tǒng)通過和喘振報警設定值比較給出喘振預報警提示。防喘振控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)與防喘振保護系統(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。

當通過靜葉調(diào)節(jié)壓力不能滿足工藝的要求時，通過低選功能來實現(xiàn)防喘振控制器對放空閥的控制作用，即在不同的工況下，進行選擇性調(diào)節(jié)。所謂選擇性調(diào)節(jié)是指兩個以上調(diào)節(jié)器的輸出迭加后，按預定高或低選關(guān)系選擇控制信號，以適應不同的工況。當工況異常時,防喘振器控制調(diào)節(jié)控制放空閥，實現(xiàn)機組的防喘振保護功能，此時，壓力調(diào)節(jié)器控制器處于待命狀態(tài)，直到工況恢復正常后，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實現(xiàn)放空閥門對壓力輔助調(diào)節(jié)的作用。2100433B