
圖二 離心壓縮機性能曲線與防喘振控制原理圖
壓縮機的防喘振條件為:△P≥a(p2±bp1)
式中 △p——進口管路內測量流量的孔板前后壓差
p1——進口處壓力
p2——出口處壓力
a、b——與壓比、溫度、孔板流量計的孔板系數有關的參數,可通過熱工計算機和實驗取得。
從圖二看離心式壓縮機在輸氣過程中由于運行工況(p、T、Q)的不穩定,若控制不好會使壓縮機的工作性能顯著惡化,氣流參數(壓力、流量)產生大幅度脈動,噪聲和振動加劇,嚴重時足以損壞壓縮機。傳統的防喘振方法一般采用壓縮機額定的最小流量控制法,此種控制方法的缺點是不能充分使輸氣壓縮機工作在其工作區,頻繁起動防喘閥(放空閥)浪費了能源,降低了輸氣的經濟性。而且隨著壓縮機的長期運轉磨損,其性能會發生變化即壓縮機額定最小流量(喘振線)特性會發生偏移,如果不進行實時修正,必將造成控制失靈,使壓縮機工作在喘振區,其造成后果可想而知。因此,對空分離心壓縮機在輸氣過程中由于運行工況變化和壓縮機的性能發生變化可能造成的喘振,我們采用了以下控制策略:
(1) 根據離心壓縮機的額定最小流量特性曲線和輸氣系統的特定參數確定壓縮機的最佳工作區(控制裕度線);
(2) 用數學方法擬和出不同工況條件(p、T)下的喘振線和防喘振控制線;
(3) 用海量數據的處理方法,將壓縮機的歷史數據進行在線處理,計算出離心壓縮機的實際最小流量與最小額定流量的偏移;
(4) 根據離心壓縮機的進出口溫度和實際最小流量的偏移對喘振線和防喘控制線進行實時補償;
(5) 用工況點求取的喘振點最小流量與實際工況點的最小流量進行比較;
(6) 把上述比較的結果(流量的變化以及變化的速率)作為控制器的輸入,通過對壓縮機進口導葉(進氣閥)、防喘閥(放空閥)的控制,實現對離心壓縮機的防喘控制。