TRICON调速及防喘振功能描述1
TRICON 调速及防喘振功能描述
蒸汽透平的速度控制 ：
TRICONEX 将根据汽轮机主机厂的起机曲线编制自动或半自动起机程序。在通常应用中，机组的速度控制可以有多种运行方式，包括停机、启动、暖机、加速、运行等。在自动起机模式下，根据起机曲线的升速率，蒸汽透平将自动从零转速升到最小转速或额定转速。另外，还将组态迅速越过临界转速的控制。在半自动起机模式下，操作工可在从零转速到最小转速之间的任何转速下停留。一旦达到最小转速，操作人员可将转速进一步提高到工作转速。
防喘振控制基本原理： 机组投入运行后，TRICON 系统将根据压缩机入口流量、入口压力、出口压力及相应的温度，利用TRICONEX 独特的防喘振技术来判断是否发生喘振。如发生喘振，则由防喘振控制器的输出值进行调节防喘振控制阀。
A
通用喘振线
喘振参数
压缩机的喘振点可由压比（Pd/Ps ）及入口流量表测出的入口流量计算得出。入口流量的测量值与 Pd, Ps, Td,及Ts 等可用来计算等价孔板值h （该孔板可视为位于压缩机的入口），进而作出喘振预测。
hs = hd Ps Pd
Ts Td 防喘控制的 I/O 要求 Tag
Type Function PT
AI 入口/出口压力 TT
AI 入口/出口温度 FT AI
入口流量 PV AO
防喘阀 SOV
DO 旁路/放空阀 ESD DI
跳车输出 防喘控制方框图
TRICONEX 的防喘控制系统可由各个独立的功能模块来描述，每个模块都有各自已定义的功能，并通过输入输出信号（均给出位号名）与其它功能模块相互连接和作用。
F rom A dditional C om pressor Sections
防喘模块方框图
TRICON 喘振控制器特性
特性简介：
因为喘振发生得很快，必须使用特殊的控制技术来保证防喘阀及时打开。TRICON控制器的运算速度很快，而且能够高效处理复杂的算法，所以TRICON控制器可以理想地实现防喘控制。
防喘控制策略的标准特性有：
可选择Pd/Ps对h/Ps或Dp对h的算法
如果喘振发生，喘振安全裕度可自动调整
设定点浮动线功能可以在工作点向喘振线窜动时及时打开防喘阀
特殊的喘振控制器带有适应增益及快开/慢关响应等功能
比例调节功能可以‘迫使’防喘阀独立于控制过程而打开
灵活的起机和跳车逻辑
可选择手动控制帮助设定、测试和故障排除
当喘振逼近或透平跳车时，电磁阀触点输出可“打开”防喘阀
说明：如果实际应用需要，以上特性均可实现，未要求的特性则不予实现。
压比或压升算法选择：
如前所述，根据使用需要，可选两种防喘算法之一进行组态。喘振线最多可以设置到10段。下面的图例显示的是4段的喘振线。
h/P s %2040
60801000
2
3
45
6
P d
P s
喘振曲线－压比
h O rifice D ifferential %20406080100
20
40
6080100
4,y4)
D P
喘振曲线－压升
安全裕度重校：
如果系统检测到工作点越过喘振线，表示喘振已发生，喘振控制线将被自动调节到右方，而加大安全余量。
可能导致喘振的条件有：
因压缩机磨损导致喘振线移位
变送器调校不准确
安全裕度不足
过程条件突变
喘振线设置错误
每当如前述喘振被检测到，安全裕度增加（控制线右移）一个校准量。输入一个裕度新值可使瞬态计数器归零，且使重校后的裕度等于输入值。系统可组态为每次增加一个固定量（如2％），或一个累加量（如1，2，4，8％等）。重校发生的最大次数亦可组态。
系统可显示如下量：
喘振发生次数（校准次数）
初始安全裕度
当前重校后的安全裕度
设定点浮动线：
一般情况下，压缩机不会在喘振线上持续运行或过长时间运行。当工作点在控制线右方（安全区域），喘振控制器的设定点（线）须在当前h 值的某一可设百分比范围内以可设值移动。当工作点越过设置点（浮动线），以小幅快速向喘振线窜动时，将发生如下情形：
防喘阀迅速打开
设定点浮动线将以可设值移动直至防喘阀全关
新工作点建立
如果设定点浮动线与喘振控制线重合，系统将保持回流以保证在喘振控制线上运行，此特性并非在所有条件下应用，在应用前亦需作充分评估
tin g P o in t
ettin g
o n tro l S etp o in t
in e
S u ctio n F lo w x P D /P S
设定点浮动线
Surge line :喘振线
Control line :控制线
Current operating point :运行点
Hover setting :盘旋距离
适应性增益和非对称响应：
喘振控制器提供了一种适应性增益特性。当工作点在喘振控制线右方时，该特性减少了比例动作。当工作点在喘振控制线右方的操作裕度超过设定距离，则调用适应性增益特性。
根据比例或积分响应，防喘阀可打开，但STRAIGHT RAMP 功能限制了防喘阀的关闭。该特性使得防喘阀响应快。当工作点安全地移到喘振控制线的右方，防喘阀以设定速率慢关，保证将透平驱动机及工况控制器调整到新的工作条件下。
比例功能：
系统有一纯比例调节阶段，该阶段可独立于正常PI控制器打开防喘阀。当工作点移到喘振控制线左方，而正常PI控制器无法提供足够响应，可能导致严重的过程失序时，则进入该阶段。亦即在控制线左方到达某一特定裕度，则打开防喘阀，进入该阶段。当工作点与喘振线重合时，防喘阀全开。换言之，工作点进入喘振控制线及喘振线之间时，防喘阀按比例打开。该比例阶段是由信号选择器来实现的。控制器的反馈动作迫使控制器输出跟踪该阶段。
即使在喘振控制器失调情况下，此特性仍可保护机组。
手操控制：
有两种手操控制可选：第一种为全权手操控制功能。它允许防喘阀不顾喘振控制器的作用而关闭。这种选择在测试和设定的时候有用，但不可组态为正常操作。因为如果系统被置于手操状态，喘振控制器将无法开阀防喘。第二种为限权手操控制功能。这种选择设定了一个防喘阀的最小开度，它允许操作工开阀，而不允许关，如果控制器需要开阀避免喘振的话。
阀的线性化及反转TRICON提供了可与调节阀同比例的线性度，因而可产生更为线性化的增益。当系统在不同点而非耦合点运行时，则避免了任何可能的不稳定性。大多数应用场合下，总有一个防喘阀是气开阀，它需要防喘阀输出反转。TS3000系统可组态为径向或反转操作。
DUMP输出：
当向喘振控制线左方出现特定窜动时，可组态一个触点输出打开大功率电磁阀，来使防喘阀快开。此特性对于有较短阀程的大阀门来说很有用。当系统从喘振状态回来时，电磁阀关。对阀的控制则可从比例控制恢复到正常的喘振控制。
防喘振控制原理及方法
4.2 离心压缩机防喘振控制 4.2.1 离心压缩机的喘振 1．离心压缩机喘振现象及原因 离心式压缩机在运行过程中，可能会出现这样一种现象，即当负荷低于某一定值时，气体的正常输送遭到破坏，气体的排出量时多时少，忽进忽出，发生强烈震荡，并发出如同哮喘病人“喘气”的噪声。此时可看到气体出口压力表、流量表的指示大幅波动。随之，机身也会剧烈震动，并带动出口管道、厂房震动，压缩机会发出周期性间断的吼响声。如不及时 采取措施，将使压缩机遭到严重破坏。例如压缩机部件、密封环、轴承、叶轮、管线等设备和部件的损坏，这种现象就是离心式压缩机的喘振，或称飞动。 下面以图 4.2-1 所示为离心压缩机的特性曲线 来说明喘振现象的原因。离心压缩机的特性曲线显 示压缩机压缩比与进口容积流量间的关系。当转速 n 一定时，曲线上点c 有最大压缩比，对应流量设 为P Q ，该点称为喘振点。如果工作点为B 点，要 求压缩机流量继续下降，则压缩机吸入流量 P Q Q < ，工作点从C 点突跳到D 点，压缩机出口 压力C P 从突然下降到D P ，而出口管网压力仍为 C P ，因此气体回流，表现为流量为零 同时管网压力 图4.2-1 离心压缩机的特性曲线 也下降到 D P ，一旦管网压力与压缩机出口压力相等，压缩机由输送气体到管网，流量达到A Q 。因流量A Q 大于B 点的流量，因此压力憋高到B P ，而流量的继续下降，又使压缩机重 复上述过程，出现工作点从B A D C B →→→→的反复循环， 由于这种循环过程极迅速，因此也称为“飞动”。由于飞动时机体的震动发出类似哮喘病人的喘气吼声，因此，将这种由于飞动而造成离心压缩机流量呈现脉动的现象，称为离心压缩机的防喘振现象。 2．喘振线方程 喘振是离心压缩机的固有特性。离心压缩机的喘振点与被压缩机介质的特性、转速等有关。将不同转速下的喘振点连接，组成该压缩机的喘振线。实际应用时，需要考虑安全余量。 喘振线方程可近似用抛物线方程描述为： θ 2 121Q b a p p += （4.2-1） 式中，下标1表示入口参数；p 、Q 、θ分别表示压力、流 量和温度；b a 、是压缩机系数，由压缩机厂商提供。喘振线可用图4.2-2 表示。当一台离心压缩机用于压缩不同介质 气体时，压缩机系数会不同。管网容量大时，喘振频率低，喘 振的振幅大；反之，管网容量小时，喘振频率高，喘振的振幅 小。 图4.2-2 离心压缩机的喘振线
防喘振
1. 压缩机的防喘振控制方案 以往方案大致可分为固定极限流量和可变极限流量防喘振控制两类。但到目前为止，对于不同摩尔质量、温度、压力的压缩气体，还没有一种切实可行的方法来有效、精确地计算压缩机的喘振线，通常都是建立一个较大的额外安全空间，保证机组在可预设的最佳工作状况下安全运行，但这种方法使得压缩机的工作效率大为降低，因此有关的专业技术人员一直在寻找更有效的方法来解决防喘振控制过程中的安全与效率问题。TS3000 系统的成功应用， 就较好地解决了此问题。 2. 喘振线作图的基本方法 压缩机防喘振控制系统的基本原理，如图2 所示。 图中：Yl=Y2/Y3=Pd/Ps=(PT2+ 1.0332)/(PT1+1.0332)； SP=Y4=V(Pd/Ps)+K(给定)；Y5= h/Ps=FT5/(PT1+1.0332)(测量)采用Pd／Ps 和c·h/Ps 做喘振曲线，其基本形状为抛物线，而采用Pd/Ps 和(c· h/Ps )2作图时得到的喘振线则在工作点附近基本呈直线形状(简化后，C2h/Ps)。 其关系式如下： h/Ps=V·(Pd/Ps)+K式中，Pd—压缩机出口压力(绝压)，kPa；Ps—压缩机入口压力(绝压)，kPa；C—常数(由孔板尺寸决定)，m2；h—孔板差压(与流量的关系式为Q2=H)，kPa 3. 工艺控制方案 (1)压缩机防喘振调节画面组成
(a)防喘振动态示意图，将压缩机实际工作点在防喘振示意图上相应显示。 (b)动态数据，将实际工作点数据在ESD 画面相应处显示。 (c)点击ESD 流程图上相应调节阀，可弹出PID 画面，可在线修改设定值或输出值。 (2)调节防喘振电磁阀设定3 种状态，正常运转状态下，可设定自动调节，开停工或异常状态下， 可设定手动调节或强制调节。 (3)报警 利用声光报警及画面报警提示。 (4)控制要点 (a)开压缩机前，应先将防喘振阀强制打开至100％。 (b)当压缩机实际工作点靠近防喘振线时，应提高压缩机转速，维持正常生产，若压缩机 转速已达最大，则应打开防喘振阀，并适当降低装置负荷，保证压缩机的正常运行。 (c)当压缩机进入喘振区，ESD 声光报警时，应立即打开防喘振阀，并相应降低装置生产 负荷，消除喘振，使压缩机回到正常工作区运转，避免压缩机损坏或故障。 (5)机组喘振线及防喘振线示意图 见图3。
循环气压缩机防喘振控制(内容充实)
循环气压缩机防喘振控制 摘要： 本文系统介绍TRICON系统在循环气压缩机机组防喘振控制的应用及控制原理。重点介绍防喘振系统的功能模块的构建，同时简述机组运行故障时的检修方法与分析思路。 关键词定义： 喘振机理喘振线防喘振控制安全裕量盘旋设定点 1、前言： 大型离心式压缩机组由于其高效，经济，在现代企业中应用广泛，成为工艺连续运行的“心脏”。但是由于其造价相对于往复式压缩机而言要高很多，控制系统复杂，而且占用的空间大等缺点，对于工艺成熟的企业一般不设置备用机组。喘振是离心式压缩机固有的特性，每一台离心式压缩机都有它一定的喘振区，因此只能采取相应的防喘振调节方案以防止喘振的发生。本文以天利高新技术公司醇酮厂的循环气压缩机C41101（SVK1-H型）为例，详细介绍TRICON三重化控制系统如何构建机组防喘振系统，并简述防喘振仪表常见故障的处理方法。 2、离心式压缩机喘振机理： 离心式压缩机的特性曲线与喘振 离心式压缩机的特性曲线是指压缩机的出口压力与入口压力之比(或称压缩比)与进口体积流量之间的关系曲线P2/P1～Q的关系，其压缩比是指绝对压力之比，特性曲线如图所示： 图2.1 离心式压缩机喘振曲线 由图2.1可见,其特性曲线随着转速不同而上下移动，组成一组特性曲线，而且每一条特性曲线都有一个最高点。如果把各条曲线最高点联接起来得到一条表征喘振的极限曲线，如图中虚线。所以，图中还有阴影部分称为喘振(或飞动)区；在虚线的右侧为正常工作区。实线与虚线之间是临界区，压缩机可以运行，但太靠近喘振区，应尽量避免长期工作。
图2.2固定转速机下的特性曲线 图2.2是一条某一固定转速机下的特性曲线,喘振时工作点由A-B-C-D-A反复迅速的突变。 喘振是一种危险现象，发生喘振时，可发现在入口管线上的压力表指针大幅度摆动，流量指示仪表也发生大幅度的摆动.喘振现象会损坏压缩机的各部件，轴承和密封也将受到严重损害，严重时造成轴向窜动，甚至打碎叶轮，烧轴，使压缩机遭受破坏。 喘振是离心式压缩机固有的特性，每一台都有它一定的喘振区，因此只能采取相应的防喘振调节方案以防喘振的发生。 3、工艺流程简介： 醇酮装置是利用环己烷（C6H12）在铁系催化剂的催化作用下与贫氧空气（氧含量：10%）中的氧组分发生氧化反应，生成环己醇（分子式：C6H11OOH）、环己酮（分子式：C6H10O）、还己基过氧化物（可分解为环己醇、环己酮）,前两者合称醇酮。另外，由于反应温度、氧气含量的不同，会产生甲酸、二元酸等付产品。 循环气压缩机组是用于反应尾气的重复利用，与来自新鲜空气压缩机C41102的新鲜空气配制贫氧空气（氧含量：10%）。循环气机组部分的实时工艺流程如图3.1，流程说明如下： 4.5MPa中压蒸汽自管网来，经过减温减压后至4.1MPa，用于驱动汽轮机（杭汽大陆产：B0.3-4.1/1.1型）C41101/2，蒸汽凝结水直接排入地沟。汽轮机通过齿轮变速箱升速后驱动贫氧空气压缩机C41101/1，使之达到18831r/min。 经过醇酮反应器贫氧催化反应消耗掉贫氧空气中氧组分的尾气，通过洗涤工艺后主要成分为氮气（N2：95.52%），氧气(O2:3.44%)、微量CO、CO2、环己烷蒸汽等。经过贫氧空气压缩机入口气液分离器分离出凝结液体后进入压缩机升压，经出口气液分离后进入气气混合器R41103，与来自新鲜空气压缩机的新鲜空气混合调配成氧含量为不大于10%的贫氧空气，送往醇酮反应器进行贫氧催化反应。
压缩机防喘振系统出现的问题及防范措施
压缩机防喘振系统出现的问题及防范措施 离心式压缩机因其运行平稳、效率高、在正常运行条件下无脉动等特点，在企业中得到了广泛的应用。与往复压缩机相比，具有流量大、重量轻、运转率高、零部件薄弱、维修方便、风量控制范围广、压缩机排油量大等优点，对压力、流量、温度变化比较敏感。喘振是影响压缩机安全运行的重大隐患，持续的喘振会对压缩机造成内部损坏，造成严重的设备损坏。本文介绍了离心式压缩机防喘振措施及日常运行维护注意事项。 标签：压缩机;防喘振;问题;防范措施 当前，离心式压缩机被广泛地应用于化工、石油等行业内部，但它在流量、温度和气体压力的影响下很容易发生喘振现象。因此，接下来我们将具体分析离心式压缩机的喘振原因，并提出一些预防的策略，以保证压缩机机组的安全、稳定运行。 1 喘振现象的特征 （1）當机械零件、机身或轴承发生剧烈震动时，这表明压缩机具有更严重的喘振现象。（2）压缩机的流量和吐出压力周期性地变动，由于流量计和压力计的强振动而产生了喘振。（3）当人的耳朵能够听到周期性的空气的轰鸣时，这也是一种喘振现象。但是，人的耳朵，可能无法区分噪音多的环境和喘振现象。若有预测，可通过设备状态和操作参数的性能曲线检查喘振现象。 2 离心式压缩机喘振故障原因分析 （1）压缩机进气口温度变化。标准大气压-25℃中的压缩量，即离心压缩机的设计中的压缩量，由于过程气体的温度不受人的行为控制，所以经常变化。在定压下，当温度上升时，过程气体的密度就会下降，压缩机的实际压缩过程气体流量下降，压缩机的输出压不足，就会形成冲浪现象。实际上，夏季比起冬季，喘振发生的可能性更高。（2）压缩机扩散器的腐蚀。由于高速转弯因子的作用，过程气体会变得高速且高压。在静态扩散器中，由于在扩散器中特别设计的曲线腔壁，过程气体的流量减少，压力再次上升。在扩散器，压力通常增加1 / 3左右。当腐蚀和磨损严重时，扩散器内的特殊弯曲的腔壁容易形成滚动，降低吸气，降低空气压，降低压缩机的输出压力，容易产生冲击现象。（3）叶轮和扩压器间隙发生变化。离心压缩机非常严格，因此其间隙应保持合理的距离。如果叶轮和扩散器的间隙太小，处理气体的流量也会下降。此时，认真地磨练后端推力轴承的话，产生空气泄漏，空气流量下降。如上所述，如果叶轮和扩展器之间的间隙太大或太小，空气流变小，压缩机的输出压下降，就会造成冲击故障。（4）压缩机内叶轮磨损。为了增加工艺气体的速度和压力，需要通过曲线槽结构和高速旋转来实现压缩机高压。如果内螺旋桨的能力增加工艺气体的压力和速度，则内螺旋桨本身的曲线槽结构发生变化，从而导致内螺旋桨或过多的粘合剂的磨损。因此磨损性是压缩机的服务器破坏的原因。
压缩机防喘振方案
压缩机防喘振方案 费希尔压缩机防喘振方案 压缩机大概是工艺系统中最关 键和昂贵的设备。保护压缩机免 受喘振损坏的任务由防喘振系 统完成，防喘振系统的关键部件 就是防喘振阀。 喘振可以定义为压缩机不能输 出足够压力克服下游阻力时发 生的流量不稳定现象。简而言 之，就是压缩机出口压力小于下游系统压 力。这会导致气量从压缩机出口反向涌入 压缩机。喘振也会由于进口流量不足引 发。 图1 所示为一组典型的压缩机曲线（也称 作压缩机图、性能曲线或叶轮图）。X 轴 表示流量，Y 轴表示出口压力。平行的一 组曲线表示压缩机在不同转速下的性能 曲线，连接这些曲线的最小流量点，就得到喘振极限曲线。压缩机操作点落在喘振 极限曲线左边会发生不稳定（喘振），操 作点落在曲线右边可稳定操作。 假设压缩机在稳定区域的A 点操作，当 阻力增加而压缩机转速不变时，操作点就 会向左方移动。当操作点移动到喘振极限 曲线，压缩机就会发生喘振。 喘振特征 ■ 快速逆流（毫秒级）。 ■ 压缩机振动剧增。 ■ 介质温度升高。 ■ 噪声。 ■ 可能导致压缩机“失效”。 喘振影响 ■ 压缩机寿命缩短。 ■ 效率降低。 ■ 压缩机出气量减少。 ■ 密封、轴承、叶轮等受到机械损坏。 通过防喘振阀将部分或全部压缩机出口气量再循环至进口通常可控制喘振。部分压缩机系统设计将
部分出口气量持续循环回进口。这是一种控制压缩机喘振的有效方法，但增加了能耗。 防喘振阀选用要求 ■流量——防喘振阀必须能够输送压缩机全部出口气量。不过通常给压缩机流量乘上一个系数。■噪声控制——在喘振过程中阀门承受的压降和流量会很高，将会引发过度噪声。这点必须在阀门选型时充分考虑，虽然在阀门整个行程范围内可能不需要噪声控制。极端喘振现象要求阀门在短时间（通常小于10秒）内全行程打开，如果阀门开启时间过长，压缩机将会由于其它原因停机（通常是高温或振动超标）。因此可能需要采用特性化阀笼。 ■速度——防喘振阀必须动作迅速（一般仅为开启方向）。例如阀门必须在0.75 秒内完成20 英寸的行程。这就必须采用大规格执行机构连接和流量增压器和快开排气阀。 ■失效方式——绝大部分压缩机循环阀要求失效时为开启状态。这可以通过采用合适的弹簧隔膜执行机构或活塞执行机构与气锁阀系统实现。 ■阀门特性——一般首选线性，也有选择等百分比。 艾默生提供针对苛刻的压缩机喘振场合设计的工程控制阀系统—费希尔优化防喘振阀。在这个控制阀系统中，每个部件都按照性能规范经过优化选择以具有要求的最佳性能，保证压缩机系统的可靠实用性。 压缩机防喘振——控制阀解决方案 费希尔专用定制 位于沙特阿拉伯的一套乙烯装置采用费希尔优化防喘振阀替换了原有系统。费希尔防喘振阀设计满足原有阀门的接口尺寸，与原有设备相比大大改善了流量、噪音衰减和可调节性方面的性能。详情访问https://www.360docs.net/doc/da13317676.html, 中的D351140 × 12 。 费希尔优化 ■阀门内件具有高可调比特性（100:1 或更高）（如需要）。 ■利用多级、噪音衰减Whisper? 内件消除阀门噪音和振动。 ■平衡区域宽阔的阀芯和加衬垫的执行机构在长行程装置中减少了潜在的管道振动。 ■同传统系统比较，执行机构附件数量减半。 ■采用根据特殊防喘振控制和调节算法设计的FIELDVUE-ODV 配置。 ■安装和调节可在数分钟内远程完成，无需数小时。 ■提供在线的、不影响设备运转的诊断功能。包括性能诊断、触发诊断、定位诊断和部分行程测试。 基本技术 ■标准控制阀。 ■启动和操作点围绕标准阀门流量特性设计。 ■选用的执行机构和仪表适用于快开操作，一般小于两秒。 ■通过流道加工措施控制了噪音量。
预旋技术防喘振原理
预旋技术防喘振原理 旋转进口导流叶片和静叶片的防喘机理:通过旋转进口导流叶片,使其出气角改变,控制导流叶片出气角的大小和方向可以使流入第一级动叶的气流攻角处于正常位置,调节旋转前面级的静叶片出气角可以使这些静叶片后的动叶处于满意的工况下工作,因而可以避免喘振,并使压气机偏 离设计工况下仍能保持正常工作。 从速度三角形分析,用旋转静叶片防止喘振的方法,就是在非设计工况时改变压气机速度三 角形上的预旋(改变C1u)来改变冲角i,使气流速度W1的方向,保持在设计值附近,部分地消除喘振。在图2中给出了如果进口导流叶片不能转动,当工作轮转速不变,气流轴向速度C1a发生变化(即来流流量发生变化)时叶型上气流的冲角所发生的改变。从图中可以看出在流量大于或小于设计流量时,转子叶片的来流攻角将小于或等于0,此时叶片压、吸力面就会发生不同程度的分离, 严重时可能导致压气机喘振。 图3表示借助于适当的转动导流叶片安装角可以使气流流入工作轮叶片通道内的相对速度方向在流量变化时保持不变,这就保证了转子叶片在非设计工况下都可以工作在设计状态附近,从而消除了喘振[4]。 可调进口导流叶片和静叶叶片,作为多级轴流压气机的防喘措施之一,其优点突出,不仅达到防喘措施,而其非设计工况下效率高,同时还可以改善燃机的加速性,又适用于高增压比压气机,所以这种防喘调节机构广泛地应于80年代新发展的压气机设计中,同时在大型风机中也得到很好的应用,如陕西鼓风机厂在这种理论指导下已成功研制出全静叶可调的大型鼓风机。 鉴于该方法广泛的工程应用前景,国内外许多学者、专家都在这方面开展了大量的探索研究,并取得许多卓有成效的理论和试验成果。我国张健等[4]应用试验的方法,在设计转速下,通过试验调节一台三级轴流压气机各级组合,找到了压气机的一组最佳角度匹配。试验结果分析表明,静叶角度的改变对压气机性能有着极为明显的影响,采用最佳角度匹配,最高绝热效率提高了7.4个百分点,稳定工作裕度也有显著的增加。对于如何改善低速状态下的压气机性能,夏联等[5]进行了一台七级轴流高压压气机的静叶调节试验研究。试验结果分析表明:在低速状态下,通过静叶角度优化调节能有效地改善压气机性能,拓宽稳定工作范围;并且,压气机低速性能受静叶可调角度的配比影响很大。静叶角度调节技术与其他技术相结合,能更有效地改善压气机性能。楚武利等[6]通过试验研究了带导叶的单级轴流压气机在进口导叶无预旋、全叶高预旋2度和叶顶端部预旋2度时,压气机总性能、基元性能及失速边界的变化情况。对比分析了三种导叶在不同转速下的性能曲线,结果表明导叶预旋对压气机在非设计转速下有很好的扩稳效果;进一步研究发现:利用端弯技术可以推迟轴流压气机不稳定流动的发生,扩大压气机稳定工作范围。另外西北工业大学的范非达等也在这方面开展了大量工作并取得良好的效果[7～8]。 但这种防喘措施结构比较复杂,特别是对多级静叶调节实现起来更加困难。此外从气动方面来看,这种方法只能着重改善气流沿叶高某一半径上的流动情况,对整个叶片的三维流动不能很好的兼顾,例如照顾了平均半径就不能很好地照顾叶尖和叶根。
高炉轴流风机防喘振控制系统优化及实验
高炉轴流风机防喘振控制系统优化及实验 摘要：针对萍钢4#高炉鼓风机存在的问题，阐明了防喘振控制优化的方案，包括工况点沿防喘线精确控制，入口温度对喉部差压、出口压力的补偿，提出了控制优化的具体实施方法，优化达到了预期目标。 【关键词】轴流风机防喘振优化实施 一、前言 高炉鼓风机是高炉炼铁生产的关键动力设备，为确保鼓风机的安全稳定运行，在其控制系统中必须配备防喘振自动控制，并应兼顾高炉生产、机组安全、节能降耗等各方因素，高炉作为鼓风机供风的负载，炉内状况瞬息万变，鼓风阻力发生扰动，控制系统将使防喘振阀动作，就会在高炉意外崩料和风机喘振之间处于两难的境地，本文以萍乡钢铁公司4#高炉鼓风机的防喘振控制优化为例，阐述控制系统在防喘振调节过程中如何保证送风压力的稳定性，在安全运行前提下充分发挥风机能力，进而为高炉稳产、高产奠定基础。 二、存在的问题 萍乡钢铁公司4#高炉采用AV45-13全静叶可调式轴流风机，由于防喘振控制侧重于保护鼓风机，加之防喘振控制品质不高，2010年投产以来，防喘振控制系统运行状况不甚理想，主要表现在以下几方面： 1）防喘阀开度基本在10%左右，轴流风机经常处于放风状态，造成大量无谓能量损失，放风噪声污染严重。 2）防喘振的控制品质有待提高：一旦高炉路况不顺，鼓风阻力增大使风机工况点进入调节区时，通常是采用人工紧急干预打开防喘阀使工况点回到稳定工作区，保守的安全意识使工况点总是远离防喘振线。 3）不同入口温度对风机喘振性能有较大影响，采用固定的喘振性能曲线不能真实地反映风机喘振性能，一方面可能影响风机的安全、稳定运行，另一方面可能制约风机供风能力的充分发挥。 三、防喘振控制优化方案 1．防喘振控制优化的先决条件 为了实现防喘振控制的优化，必须借助于性能优良的PLC系统。PLC的高速运算性能可使用户程序的扫描周期在10毫秒级，为有效克服鼓风阻力瞬变扰动成为可能；PLC丰富的运算和编程功能可以实现各种先进控制算法，达到预期的控制效果；PLC的高可靠性，实现风机控制系统的安全运行进而确保风机的安全可靠运行。4#高炉鼓风机采用西门子S7-400H PLC，配备冗余414CPU可很好地实现各项控制任务。 为了实现防喘振控制的优化，必须借助于性能优良的防喘振阀。防喘振阀具有可靠的快开性能，当一旦压力过高，可释放由于喘振引起的压力波动；防喘振阀应具有良好的调节性能，当运行点接近防喘振线时，能充分调节流量以防止起浪点；防喘阀应具备灵敏的阶跃响应，超调应限制在最小，可满足风机在启动和停车时的压力、流量变化。4#高炉鼓风机采用的fisher防喘阀可以较好地满足上述要求。 2. 工况点沿防喘线精确控制 （1）防喘振的基本控制方法以喉部差压为横坐标、以出口压力为纵坐标，建立了运行工况画面，画面包含喘振线（红线）、喘振报警线（黄线）和防喘振控制线（蓝线），黄线和蓝线分别设在红线下方97%和93.5%处，以实际运行工况下的喉部差压和出口压力坐标建立运行工况点，如下图所示。根据当前喉部差压（补偿后），在防喘线上查询对应的出口压力，作为防喘振控制的给定值SP，以当前风机出口压力作为防喘振控制的测量值PV，二者之偏差西门子STEP7的PID模块FB41进行控制运算，当工况点接近或越过蓝线时，PLC控制防喘阀打开一定角度，来减小压缩机出口的阻力，使工况点回到稳定工作区，以避免轴流风机喘振现象的发生。 在工况点接近喘振线时，要求轴流风机的防喘阀必须动作迅速，但防喘阀动作速度太快、动作幅度过大，势必会使风机出口压力、流量产生大幅度波动，影响高炉炉况的稳定。由于防喘振控制是以风机吸入气体流量和排气压力为调节对象，二者的变化都具有极强的瞬时性，而信号测量、计算输出、执行机构动作及工艺过程都不可避免会产生一定的时间滞后，在这样一个瞬时性非常强的闭环控制回路里，以滞后的测量信号为计算依据，采用的常规的PID运算，虽然可以在工况点跃过防喘线时迅速地打开放空阀，但无法使工况点在响应线附近被稳定控制，难以实现精确控制。
2021年压缩机防喘振的两种方法
压缩机防喘振的两种方法 欧阳光明（2021.03.07） 压缩机防喘振的两种方法1 一、离心式压缩机喘振的原因1 二、防喘振自控系统的可行性分析1 三、防喘振自控系统的几种实现方法2 1．固定极限流量法2精品文档，超值下载 2．可变极限流量法2 四、防喘振控制系统的实现方法3 五、结束语5 一、离心式压缩机喘振的原因 喘振是离心式压缩机的固有特性。产生喘振的原因首先得从对象特性上找。从图1中可见压缩机的压缩比P2/P1与流量Q的曲线上都有一个P2/P1值的最高点。在此点右面的曲线上工作，压缩机是稳定的。在曲线左面低流量范围内，由于气体的可压缩性，产生了一个不稳定状态。当流量逐渐减小到喘振线时，一旦压缩比下降，使流量进一步减小，由于输出管线中气体压力高于压缩机出口压力，被压缩了的气体很快倒流入压缩机，待管线中压力下降后，气体流动方向又反过来，周而复始便产生喘振。喘振时压缩机机体发生振动并波及到相邻的管网，喘振强烈时，能使压缩机严重破坏。
二、防喘振自控系统的可行性分析 为使压缩机安全有效和经济运行，在低负荷下操作时，其气量应始终保持在喘振区右边并留有一定的安全裕量，一般控制线位于超过喘振极限流量的5％—10％之处。只要保证压缩机吸人流量大于临界吸入量Qp，系统就会工作在稳定区，不会发生喘振。即在生产降负荷时，须将部分出口气体，经出口旁路阀返回到入口或将部分出口气放空，保证系统工作在稳定区。 三、防喘振自控系统的几种实现方法 目前常采用两类防喘振方法，即固定极限流量（或称最小流量）法与可变极限流量法 1．固定极限流量法 固定极限流量的防喘振控制系统，就是使压缩机的流量始终保持大于某一定值流量，如图1中的Qp，从而避免进入喘振区运行。此法优点是控制系统简单，使用仪表较少。缺点是当压缩机转速降低，处在低负荷运行时，防喘振控制系统投用过早，回流量较大，能耗较大。 2．可变极限流量法 在压缩机负荷有可能通过调速来改变的场合，因为不同转速工况下，极限喘振流量是一个变数，它随转速的下降而变小，所以最合理的防喘振控制方法，应是留有适当的安全裕量，使防喘振调节器沿着喘振极限流量曲线右侧的一条安全控制线工作，这便是可变极限流量法。
防喘振阀简介
FISHER防喘振阀简介防喘振阀技术的关键在于其可靠性和最佳性能。 其重要特点： 一、保护压缩机 1、阀门必须快开与完全可靠； 2、阀门流量充分以防止起浪点； 3、避免噪音和振动所产生的压缩机和管道损害。 二、起动和停车时的敏感控制 1、阀门应随阶跃响应而活动，超调应限制在最小； 2、阀门备有正反馈位置； 3、阀门仪表附件调整简单。 典型气路图如下：
概述：整个气路的功能在正常情况下实现精确的阀位控制，快开慢关；在紧急情况（失气、失电）下快速打开阀门以保护压缩机。 正常情况（即调节控制）下，两个电磁阀带电，对三通电磁阀，3和2通；两通电磁阀，1和2断开。这时经过过滤减压后的空气分成三路，一路经单向阀到四通，然后到2625、储气罐、377的F口；一路经三通电磁阀后，到377的SUP口，来自SUP口的气体压缩377内部弹簧，这样在377内部气路中，A口和B口通，D口和E口通；另一路到DVC6020的SUP口，作为DVC的气源。当控制信号（控制系统DCS/PLC输出到DVC6020的4-20MA 信号）增大时，定位器A口输出增大，B口输出减小；增大的A口气压经377A-B口、快排阀后作用在汽缸（1061执行机构）上腔；B口的气压经377D-E口作为气路放大器2625的输入信号，控制2625输出到汽缸（1061执行机构）下腔的压力；这时，汽缸活塞上部的压力》下部的压力+管道
风压作用在碟板上的力+机构摩擦力，活塞往下运动，由铭牌上ACTION：PDTC（PUSH DOWN TO CLOSE，意思就是活塞往下运动时，阀门关闭）可知，阀门开口度减小。反之，控制信号减小，定位器A口输出减小，B口增大，这时由于有快排阀和气路放大器2625的作用，活塞快速往上运动，阀门实现快开。 当电磁阀失电，对三通电磁阀，1和2通，两通电磁阀1和2通； 这时，377SUP口的压力经三通电磁阀1口卸掉，377在其内部弹簧的作 用下，气路发生转换，B口和C口通，E口和F口通；储气罐的气加上 气源的气经377F-E口后作为气路放大器2625的控制信号，由于这时储 气罐的气压很高（等于减压阀出口压力），使2625主阀口开得很大，储 气罐里的气和气源的气以最大流量经2625进入汽缸下腔，汽缸上腔的 气经快排阀、两通电磁阀快速排向大气，阀门快速打开。 当失气时，由于有单向阀的存在，使得储气罐的压缩空气不致倒流。 整个原理同失电一样，只是使阀门快速打开的只有储气罐里的压缩空气。 储气罐里的压缩空气除了在气源失气时使阀门快速打开外，正常情 况下起稳定气路压力的作用。 各个主要附件的功能简介： 一、过滤器262K 主要功能：除去气源中污垢、水垢和一些固体杂质。
压缩机防喘振控制方案
压缩机防喘振的两种方法 [分享]压缩机防喘振的两种方法 一、离心式压缩机喘振的原因 喘振是离心式压缩机的固有特性。产生喘振的原因首先得从对象特性上找。从图1中可见压缩机的压缩比P2/P1与流量Q的曲线上都有一个P2/P1值的最高点。在此点右面的曲线上工作，压缩机是稳定的。在曲线左面低流量范围内，由于气体的可压缩性，产生了一个不稳定状态。当流量逐渐减小到喘振线时，一旦压缩比下降，使流量进一步减小，由于输出管线中气体压力高于压缩机出口压力，被压缩了的气体很快倒流入压缩机，待管线中压力下降后，气体流动方向又反过来，周而复始便产生喘振。喘振时压缩机机体发生振动并波及到相邻的管网，喘振强烈时，能使压缩机严重破坏。 二、防喘振自控系统的可行性分析 为使压缩机安全有效和经济运行，在低负荷下操作时，其气量应始终保持在喘振区右边并留有一定的安全裕量，一般控制线位于超过喘振极限流量的5％—10％之处。只要保证压缩机吸人流量大于临界吸入量Qp，系统就会工作在稳定区，不会发生喘振。即在生产降负荷时，须将部分出口气体，经出口旁路阀返回到入口或将部分出口气放空，保证系统工作在稳定区。 三、防喘振自控系统的几种实现方法 目前常采用两类防喘振方法，即固定极限流量（或称最小流量）法与可变极限流量法 1．固定极限流量法 固定极限流量的防喘振控制系统，就是使压缩机的流量始终保持大于某一定值流量，如图1中的Qp，从而避免进入喘振区运行。此法优点是控制系统简单，使用仪表较少。缺点是当压缩机转速降低，处在低负荷运行时，防喘振控制系统投用过早，回流量较大，能耗较大。 2．可变极限流量法
在压缩机负荷有可能通过调速来改变的场合，因为不同转速工况下，极限喘振流量是一个变数，它随转速的下降而变小，所以最合理的防喘振控制方法，应是留有适当的安全裕量，使防喘振调节器沿着喘振极限流量曲线右侧的一条安全控制线工作，这便是可变极 限流量法。 常用控制方案有两种：一是采用测量压缩机转速，经函数发生器作为流量调节器给定值（图2)。二是根据防喘振控制线的数学表达式，用常规仪表来模拟表达式（1），控制流程如图3所示。近年来随着数字仪表和微处理器的发展，这样的控制系统已容易实现。 其中a、b由压缩机制造厂决定，C是一个常数。 式中M—分子量 z—压缩系数 R—气体常数 k—综合流量系数 四、防喘振控制系统的实现方法 水气厂一英格索兰空气压缩机，型号为C90M × 3，三级压缩，流量11942m3/h，进气压力（绝）0.09MPa，排气压力（绝）0.9MPa，功率1305kW。防喘振控制
CCC 压缩机防喘振控制技术
CCC 压缩机防喘振控制技术 作者：https://www.360docs.net/doc/da13317676.html, 来源：本站发表时间：2010-6-5 17:27:55 点击：68 CCC 压缩机防喘振控制技术 1. 喘振现象 喘振是涡轮压缩机特有的现象，我们可以从下图的简单模型来解释这一特性，从图中可以看出，当容器中压力达到一定值时，压缩机运行点由D 沿性能曲线上升，到喘振点A ，流量减小压力升高，这一过程中流量减小压力升高，由A 点开始到B 点压缩机出现负流量即出现倒流，倒流到一定程度压缩机出口压力下降（B-C），又恢复到正向流动（C-D ），这样，气流在压缩机中来回流动就是喘振，伴随喘振而来的是压缩机振动剧烈上升，类似哮喘病人的巨大异常响声等，如果不能有效控制会给压缩机造成严重的损伤，喘振工况的发展非常快速，一般来讲在1-2 秒内就以发生，因而需要精确的控制算法和快速的控制算法才能实现有效的控制。 2. 喘振控制
通常压缩机都会有一系列的性能曲线图（如下图所示），其坐标是多变压头-入口流量，由于压缩机入口条件的不同（如温度、压力、分子量等）其喘振曲线是分散的多条曲线，给喘振的控制带来困难，CCC 根据压缩机的设计理论、喘振理论和自己的经验，开发出了一套计算方法和软件，可以将多变的入口条件的喘振曲线转化成与入口条件无关的曲线（如下图），这样就可以方便地确定喘振点，而一般来讲压缩机制造厂商提供的性能曲线，是计算值，会有一定偏差，特别是旧机组的性能会发生变化，或者没有性能曲线，为了精确控制，需要对喘振曲线做现场测试，传统的测试方法需要由经验丰富的测试工程师来进行测试，人为地判断压缩机是否到达喘振点，这样做带来了巨大的风险，因为人的判断无法保证100%的准确。而且由于到喘振点时，需要人来手动控制打开防喘振阀，往往会动作滞后或过早打开，难以避免给机组造成损伤或无法实现准确测量，CCC 的喘振算法和控制算法能够在自动状态下测量喘振曲线，从而避免了人为测量的风险，并能准确测量记录线，这一功能是CCC 的专利技术而且是世界独一无二的。
离心式压缩机防喘振控制设计讲解
1 概述 1.1压缩机喘振及其危害 压缩机运行中一个特殊现象就是喘振。防止喘振是压缩机运行中极其重要的问题。许多事实证明，压缩机大量事故都与喘振有关。喘振所以能造成极大的危害，是因为在喘振时气流产生强烈的往复脉冲，来回冲击压缩机转子及其他部件；气流强烈的无规律的震荡引起机组强烈振动，从而造成各种严重后果。喘振会造成转子大轴弯曲；密封损坏，造成严重的漏气，漏油；喘振的出现轻则使压缩机停机，中断生产过程造成经济损失，重则造成压缩机叶片损坏，造成人员伤害；喘振使轴向推力增大，烧坏止推轴瓦；破坏对中与安装质量，使振动加剧；强烈的振动可造成仪表失灵；严重持久的喘振可使转子与静止部分相撞，主轴和隔板断裂，甚至整个压缩机报废。 1.2喘振的工作原理及防治 压缩机在运行中，当管路系统阻力升高时，流量将随之减小，有可能降低到允许值以下。防喘振系统的任务就是在流量降到某一安全下限时，自动地将通大气的放空阀或回流到进口的旁通阀打开，增大经过空压机的流量，防止进入喘振区。取流量安全下限作为调节器的规定值。当流量测量值高于规定值时，放空阀全关：当测量值低于规定值时，调节器输出信号，将放空阀开启，使流量增加。压缩机工作效率高，在正常工况条件下运行平稳，压缩气流无脉动，对其所输送介质的压力、流量、温度变化的敏感性相对较大，容易发生喘振造成严重事故。所以应尽力防止压缩机进入喘振工况。喘振现象是完全可以得到有效控制的，如图（1）所示，根据离心压缩机在不同工况条件下的性能曲线，只要我们把压缩机的最小流量控制在工作区（控制线内），压缩机即可正常工作。喘振的标志是一最小流量点，低于这个流量即出现喘振。因此需要有一个防止压缩机发生喘振的控制系统，限制压缩机的流量不会降低到这种工况下的最低允许值。即不会使压缩机进入喘振工况区域内。
离心式压缩机的防喘振控制
编订：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 离心式压缩机的防喘振控 制 Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-5913-30 离心式压缩机的防喘振控制 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 一、离心式压缩机的特性曲线与喘振 离心式压缩机的特性曲线通常指：出口绝对压力户2与人口绝对压力p1之比(或称压缩比)和入口体积流量的关系曲线；效率和流量或功率和流量之间的关系曲线。对于控制系统的设计而言，则主要用到压缩比和入口体积流量的特性曲线，见图6—20中实线。 离心式压缩机在运行过程中，有可能会出现这样一种现象，即当负荷降低到一定程度时，气体的排出量会出现强烈振荡，同时机身也会剧烈振动，并发出“哮喘”或吼叫声，这种现象就叫做离心式压缩机的“喘振”。 喘振是离心式压缩机的固有特性，而事实上少数离心泵也可能喘振。离心泵工作中产生不稳定工况需要两个条件：一是泵的玎—Q特性曲线呈驼峰状；二
PLC 在压缩机防喘振控制系统中的应用
PLC在压缩机防喘振控制系统中的应用 前言 抚顺乙烯化工有限公司空分装置空压机防喘振控制系统原来采用FOXBORO盘前二次表来实现，并采用继电器实现其相关联锁逻辑功能，实现手段不仅落后，维护工作量大，而且还经常出现原因不明的意外停车，防喘振控制系统运行也不理想。该装置原控制系统发生爆炸事故之后，现在采用美国GE-Fanuc公司的90-30双机热备型PLC来实现空压机的防喘振功能和机组联锁保护，使用日本Digital公司的GP-470触摸屏来实现监视和操作功能。现在不仅操作直观方便、停车原因明确，也使空压机的防喘振系统设计更加完善，机组运行更加平稳。 空压机工艺简介 抚顺乙烯空分装置采用法国空气液化公司的专利，该装置以空气为原料，经过过滤、压缩、净化、精馏、蒸发等工序，最后分离出产品氧气和产品氮气。吸入的原料空气经过滤后除去灰尘和杂质，过滤后的空气由空气压缩机K601进行压缩，加压后送往下游净化岗位。空压机K601系离心式压缩机，由电机带动，分两级压缩，两级分置于电机两侧即K601A和K601B。空压机K601设计流量为31500 Nm3/h，功率为3200kw，转速为1450rpm,由法国苏尔寿（SULZER）公司制造。 喘振现象的产生 压缩机在工作过程中，当入叶轮的气体流量小于机组该工况下的最小流量（即喘振流量）限时，管网气体会倒流至压缩机，当压缩机的出口压力大于管网压力时，压缩机又开始排出气体，气流会在系统中产生周期性的振荡，具体体现在机组连同它的外围管道一起会作周期性大幅度的振动，这种现象工程上称之为喘振。 喘振是离心式压缩机的固有特性，当发生喘振时需采取措施降低出口压力或增大入口流量，尽量降低喘振时间。为了确保压缩机稳定可靠地工作，防止用量波动发生喘振，该装置设计了防喘振放空阀，当下游工艺设备空气用量减少或压缩机出现喘振时，可由放空阀减量放空来平衡。 防喘振方案的实施 防喘振控制系统描述 1．系统结构 本系统采用GE Fanuc 90-30 PLC 作数据采集和控制，为了保证系统的可靠性，控制部分采用双机热备结构，电源、CPU、通讯模块和通讯总线、以太网通讯模块等都是冗余的，通过
离心式压缩机的防喘振控制(正式版)
文件编号：TP-AR-L6485 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编订：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 离心式压缩机的防喘振 控制(正式版)
离心式压缩机的防喘振控制(正式版) 使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 一、离心式压缩机的特性曲线与喘振 离心式压缩机的特性曲线通常指：出口绝对压力户2与人口绝对压力p1之比(或称压缩比)和入口体积流量的关系曲线；效率和流量或功率和流量之间的关系曲线。对于控制系统的设计而言，则主要用到压缩比和入口体积流量的特性曲线，见图6—20中实线。 离心式压缩机在运行过程中，有可能会出现这样一种现象，即当负荷降低到一定程度时，气体的排出量会出现强烈振荡，同时机身也会剧烈振动，并发出“哮喘”或吼叫声，这种现象就叫做离心式压缩机的
“喘振”。 喘振是离心式压缩机的固有特性，而事实上少数离心泵也可能喘振。离心泵工作中产生不稳定工况需要两个条件：一是泵的玎—Q特性曲线呈驼峰状；二是管路系统中要有能自由升降的液位或其他能贮存和放出能量的部分。 因此，对离心泵的情况，当遇到具有这种特点的管路装置时，则应避免选用具有驼峰型特性的泵。 对离心压缩机，由于它的性能曲线大多呈驼峰型，并且输送的介质是可压缩的气体，因此，只要串联着的管路容积较大，就能起到贮放能量的作用，故发生不稳定跳动的工作情况便更为容易。连接离心式压缩机不同转速下的特性曲线的最高点，所得曲线称喘振极限线，其左侧部分称为喘振区，如图6—20中
高炉风机防喘振先进控制技术
高炉风机防喘振先进控制技术 高炉鼓风机是炼铁过程中的核心动力设备，对于整个钢铁企业而言，鼓风机的运行状态与企业的产量、效益、安全息息相关，防喘振控制作为高炉风机控制中最重要的一环，其控制效果完善与否，在很大程度上决定了能否充分发挥鼓风机的潜能，为高炉提供一个安全、稳定、高效的风源，保证高炉达到理想的利用系数。 一、目前在炼铁行业高炉风机防喘振控制技术中普遍存在的问题 1．“保风机”与“保高炉”之间的矛盾： 在防喘振控制回路中，由于缺少完备的数学算法，在工况点接近喘振线时，“保风机”和“保高炉”往往成为一对不可调和的矛盾。防喘振动作的速度主要由调节器的增益值来决定，在调试过程中，往往对增益值如何设定感到两为其难：如增大数值，防喘振阀在动作时打开得过快、过大势必会产生较大的流量和压力波动，这种波动是高炉正常生产中无法接受的。如减小数值，又不能保证在工况点上升较快的情况下保证风机不进入喘振区。产生这一矛盾根本的原因是防喘振控制回路设计的出发点是保护风机本体，对如何在保护风机的同时又保护高炉的正常生产缺少必要的考虑。目前普遍应用的防喘振控制效果的现实情况是：一旦工况点越过防喘振线，防喘振阀进行调节动作，工况点在2~3秒钟内由接近喘振区域被向下拉至距离防喘线以下，风机出口压力的波动至少会超过40kPa，在高炉憋压比较突然的情况下，压力的波动甚至可能达到100~150kPa，这样幅度的波动远远超过了高炉操作所允许的范围。一般来说，导致来自高炉的阻力增大、风机工况接近喘振线的原因可能是以下几种：在热风炉切换的过程中操作不慎、高炉炉料下落、炉顶煤气压力控制不稳等，这些原因都可能导致炉料料层透气性下降、高炉工况恶化。从维持高炉工况的角度出发，在这种情况下，最需要的就是高炉风机能够保证稳定的送风压力，使高炉工况得以好转，而由于防喘振控制的局限性，往往恰是在这一时候，供风压力最不稳定，导致和加剧了高炉座料，而高炉工况一旦变坏后往往需要几天的时间才能逐渐恢复，由此给炼铁企业造成巨大的经济损失。 2．AV系列轴流风机尚未发挥出最大效益： 由于目前普遍应用的防喘振控制过分侧重于风机本身，使AV（静叶可调式）系列轴流风机无法在最大工况点上稳定工作。工况点一旦达到或越过防喘振线，防喘阀就会在调节器的作用
ccc压缩机防喘振控制技术
CCC压缩机防喘振控制技术(Antisurge Control) 1. 喘振现象 喘振是涡轮压缩机特有的现象从图中可以看出压缩机运行点由D沿性能曲线上升流量减小压力升高由A点开始到B点压缩机出现负流量即出现 倒流B-C C-D这样 伴随喘振而来的是压缩机振动剧烈上升 如果不能有效控制会给压缩机造成严重的损伤 一般来讲在1-2秒内就以发生 2. 喘振控制 2.1 喘振线的确定 通常压缩机都会有一系列的性能曲线图由于压缩机入口条件的不同压力其喘振曲线是分散的多条曲线 CCC根据压缩机的设计理论 可以将多变的入口条件的喘振曲线转化成与入口条件无关的曲线 而一般来讲压缩机制造厂商提供的性能曲线是计算值特别是旧机组的性能会发生变化或者没有性能曲线 传统的测试方法需要由经验丰富的测试工程师来进行测试 这样做带来了巨大的风险
确往往会动作滞后或过早打开 CCC的喘振算法和控制算法能够在自动状态下测量喘振曲线这一功能是CCC的专利技术而且是世界独一无二的 2.2 喘振控制算法 在传统的防喘振控制算法中用运行点的流量与喘振点的流量比较放空阀这样做会造成大量的回流能量和造成工艺的扰动甚至中断
2,1)(op r s q hr f S = 2,1)(SLL r q hr f = 喘振线上的点1)(2,1==op r s q hr f S 因而 Ss ＜1的区域为安全区域 从而实现控制 各种控制线及其相互之间的关系 (1) Surge Limit Line, SLL 压缩机在不同的工况下有不同的性能曲线所有这些 点构成了一条喘振极限线SLL CCC 防喘振控制算法在喘振极限线SLL 右边设置了一个可变的安全裕量 b ???ó?1???úμ?á÷á? è?1?2ù×÷μ?3?1y?a?????T RTL 位于SCL 与SLL 之间 如果操作点超过这个极限 安 全保险响应将增加喘振控制线的裕度(总b 值)SOL 线在喘振极限线的左 边 (5) Tight Shut-off Line, TSL TSL 定义最小的SCL 的偏差 二者之间的距离为d 1