CN104074786A - 一种压缩机控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种压缩机控制方法，其特征在于，包括自动双控方式，恒压力控制方式和恒质量流量控制方式，压缩机根据用量自动调整电流，调整导叶和电流关系；控制系统根据压力设定值、压降设定值、最小电流设定值、最大电流设定值、比例带设定值、复位设定值、质量流量设定值和平均率设定值等参数，调整入口导叶、放散阀，控制电机电流，实现空压机稳定运行；本发明实现压缩机控制的智能化，实现真正机电一体化。消除压缩空气放散浪费能源现象。消除喘振、设备温度高等隐患，保证空压机稳定运行。

Description

一种压缩机控制方法

技术领域

本发明涉及压缩机控制，特别涉及一种离心式压缩机控制方法。 

背景技术

压缩机在正常工作状态下的容积流量基本是保持不变的，但用户对气体的耗用量却随着工艺流程的耗气设备工况而变化，从而引起管网内的压力波动。由于原料组成不同以及工艺过程的波动，造成压缩机的入口压力、温度、介质组分变化而使压缩机操作不稳定或能源浪费。对压缩机的排气量和排气压力进行控制，使得压缩机稳定高效运转是十分必要的。 

离心式压缩机具有体积小、流量大、调节性能好、控制气量的变化范围广，而且润滑油不污染被输送气体等优点已成为化工生产中主要的气体压缩输送设备。离心式压缩机的控制方式已从最初的手动控制发展为控制系统控制。压缩机电流和入口导叶配合的不好，就会产生压缩空气放散量大的现象，特别是现场用量小时，电能损失严重，压缩机热损大。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供压缩机的控制方法，能够调整好导叶和电流关系，实现机电一体化运行，保证压缩空气压力稳定。 

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现： 

一种压缩机控制方法，包括自动双控方式，恒压力控制方式和恒质量流量控制方式，压缩机根据用量自动调整电流，调整导叶和电流关系，实现空压机稳定运行； 

1、自动双控方式 

控制系统根据压力设定值、压降设定值、最小电流设定值、最大电流设定值，调整入口导叶、放散阀，控制电机电流，使压缩机控制在允许的工作范围充分、有效地工作。有以下四个设定参数： 

1)压力设定值：压缩空气的系统压力，控制主参数。 

2)压降设定值：压缩机卸载后又会重加载到这个值，根据需要和安全，充分利用能量，选择最有效值，最小设定值为0.20Mpa。 

3)最小电流设定值：此值是压缩机自动设定，电流是实际压力的函数，低于此值压缩机就会喘振、卸载。压缩机复位加载运行，当压力达到设定值时运行正常，然后开始关闭入口导叶，直到发现喘振点，此时电流即为最小电流设定值，然后返回正常运行方式。此过程不伤害压缩机，虽然设定期间喘振前压缩机卸载，但不建议反复喘振。 

4)最大电流设定值：此值为电机最大电流乘以负载系数。 

当超载时压缩机会自动节流、减载，需要增加时会自动加载。一般情况下压力可保持在0.20－0.35Mpa之间。减载过程或重加载前会有很大压降，只有系统用量很小时才发生，大多数系统允许这样波动。 

当系统需要的压力负载低于100﹪时，压缩机可在设定的压力下工作。因为工艺设备中的管道或存储罐能储存压缩空气，启动压缩机时加压到预定压力，然后开始通过调整入口导叶控制进入压缩机的空气量，达到控制要求。如果系统需要的压力低于正常压力控制范围，关闭入口导叶，关断空气量，同时在压缩机的排放止回阀前通过放散阀放掉空气；卸载时压缩机在节流真空中运行，有10﹪～15﹪的无载功率，在没有达到最小压降时能满足系统要求。降到最小压降时打开入口导叶，关闭放散阀，自动加载。控制放散阀使放散气体回到入口，排放量控制到最小，只有入口导叶全关时才打开放散阀。 

只要在预定的压力和压降范围内压缩机就不会反复卸载、加载。非设计操作可加大空压机的负载，当温度低于设计温度时，压缩机能100﹪运行。超载运行期间有过载保护。这是一种管理系统压力最好的控制方式。 

2、恒压力控制方式 

控制输出恒定压力气体，同时进行放气型防喘振控制，流量需求小时进行保护。入口导叶控制与自动双控方式一致。当用量小、压力恒定时可以调节放散阀，此时是以最小电流为参考，空气流量主控放散阀。恒压力控制方式使压缩机从来不卸载，调整入口导叶和放散阀维持压缩机工作点，能量消耗和气体排放量都很少，而且压力保持很稳定。有以下五个设定参数： 

1)压力设定值：需要排放的压力，与自动双控的压力设定值不同。因为放散阀安装在止回阀前，所以压缩机可以在任意设定值运行。如果此设定值低于实际的系统压力，压缩机将放掉多余的气体。 

2)最大电流设定值：此值为电机最大电流乘以负载系数。 

3)最小电流设定值：与自动双控方式一致。 

4)比例带设定值：用于调整防风阀的响应速度，量程从1到250(由快到慢)。实际设定时要根据系统要求调整，每个系统可以有不同的值。设定值调整时可以把入口导叶放在手动方式，单独调整放风阀。 

5)复位设定值：用于调整放风阀靠近控制线的速度，以便快速达到稳定的工作点。单位为次/分，量程从0.01到20(由快到慢)。设定时可以把入口导叶放在手动方式。 

3、恒质量流量控制方式 

此方式的入口导叶调整方法与恒压力控制方式一致，只是控制信号由压力换成质量流量，压缩机也不卸载。当质量流量很稳定时，压缩机的能耗和气体放散都很少。有以下七个设定参数： 

1)质量流量设定值：系统要求的空气量。 

2)平均率设定值：气体平均流速工艺过程中不需要的尖端和低端被平均掉，量程从0到100(由快到慢)，好的启动值为50。 

3)气体压力设定值：确定最大排气压力，是一个安全点，达到此点时转为恒压力控制方式。 

4)最大电流设定值：此值为电机最大电流乘以负载系数。 

5)最小电流设定值：与自动双控方式一致。 

6)比例带设定值：与恒压力方式一致。 

7)复位设定值：与恒压力方式一致。 

与现有的技术相比，本发明的有益效果是： 

本发明实现压缩机控制的智能化，压缩机根据现场用量自动调整电流，调整好导叶和电流关系，实现真正机电一体化。消除压缩空气放散浪费能源现象。消除喘振、设备温度高等隐患，保证空压机稳定运行。 

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进一步说明： 

实施例 

1、自动双控方式 

控制系统设定： 

压力设定值1Mpa，压降设定值0.5Mpa，最小电流设定值由压缩机自动设定，最大电流设定值54A，调整入口导叶、放散阀，控制电机电流；启动压缩机时加压到预定压力1Mpa，然后开始调整入口导叶控制进入压缩机的空气量，达到控制要求；如果系统需要的压力低 于正常压力控制范围，关闭入口导叶，关断空气量，同时在压缩机的排放止回阀前通过放散阀放掉空气；卸载时压缩机在节流真空中运行，有15﹪的无载功率，没有达到最小压降0.5Mpa时满足系统要求；降到最小压降0.5Mpa时打开入口导叶，关闭放散阀，自动加载；控制放散阀使放散气体回到入口，排放量控制到最小，只有入口导叶全关时才打开放散阀；当温度低于设计温度时，压缩机能100﹪运行。 

2、恒压力控制方式 

控制系统设定： 

压力设定值0.8Mpa、最小电流设定值由压缩机自动设定、最大电流设定值60A、比例带设定值150和复位设定值10，控制输出恒定压力气体，同时进行放气型防喘振控制；启动压缩机，调整入口导叶控制进入压缩机的空气量，输出气体压力达压力设定值0.8Mpa，压力设定值低于实际的系统压力时，此时以最小电流为参考，压缩机将调节放散阀放掉多余的气体，恒压力控制方式使压缩机从来不卸载，调整入口导叶和放散阀维持压缩机工作点，保持压力稳定。 

3、恒质量流量控制方式 

控制系统设定： 

质量流量设定值4m³、平均率设定值50、压力设定值2Mpa、最大电流设定值60A、最小电流设定值由压缩机自动设定、比例带设定值180和复位设定值15，控制输出恒定流量气体，调整入口导叶控制进入压缩机的空气量，输出气体流量达质量流量设定值4m³，当系统用量小，此时以最小电流为参考，空气流量主控放散阀放掉多余的气体；恒质量流量控制方式，压缩机不卸载；调整入口导叶和放散阀维持压缩机工作点，保持压力稳定。 

上面所述仅是本发明的基本原理，并非对本发明作任何限制，凡是依据本发明对其进行等同变化和修饰，均在本专利技术保护方案的范畴之内。 

Claims (9)

1.一种压缩机控制方法，其特征在于，包括自动双控方式，恒压力控制方式和恒质量流量控制方式，压缩机根据用量自动调整电流，调整导叶和电流关系，实现空压机稳定运行；

1)自动双控方式

控制系统根据压力设定值、压降设定值、最小电流设定值和最大电流设定值，调整入口导叶、放散阀，控制电机电流；启动压缩机时加压到预定压力，然后开始调整入口导叶控制进入压缩机的空气量，达到控制要求；系统需要的压力低于正常压力控制范围，关闭入口导叶，关断空气量，同时在压缩机的排放止回阀前通过放散阀放掉空气；卸载时压缩机在节流真空中运行，有10％～15％的无载功率，没有达到最小压降时满足系统要求；降到最小压降时打开入口导叶，关闭放散阀，自动加载；控制放散阀使放散气体回到入口，排放量控制到最小，只有入口导叶全关时才打开放散阀；

2)恒压力控制方式

控制系统根据压力设定值、最小电流设定值、最大电流设定值、比例带设定值和复位设定值，控制输出恒定压力气体，同时进行放气型防喘振控制；启动压缩机，调整入口导叶控制进入压缩机的空气量，输出气体压力达压力设定值，压力设定值低于实际的系统压力时，此时是以最小电流为参考，压缩机将调节放散阀放掉多余的气体，恒压力控制方式使压缩机从来不卸载，调整入口导叶和放散阀维持压缩机工作点，保持压力稳定；

3)恒质量流量控制方式

控制系统根据质量流量设定值、平均率设定值、压力设定值、最大电流设定值、最小电流设定值、比例带设定值和复位设定值，控制输出恒定流量气体，调整入口导叶控制进入压缩机的空气量，输出气体流量达质量流量设定值，当系统用量小，此时以最小电流为参考，空气流量主控放散阀放掉多余的气体；恒质量流量控制方式，压缩机不卸载；调整入口导叶和放散阀维持压缩机工作点，保持压力稳定；

2.根据权利要求1所述的一种压缩机控制方法，其特征在于，所述的自动双控方式中压力设定值为压缩空气的系统压力，控制主参数；所述的恒压力控制方式中压力设定值为需要排放压力，恒质量流量控制方式中压力设定值为最大排气压力，是一个安全点，达到此值时转为恒压力控制方式。

3.根据权利要求1所述的一种压缩机控制方法，其特征在于，所述的压降设定值为压缩机卸载后又会重加载到这个值，最小设定值为0.20Mpa。

4.根据权利要求1所述的一种压缩机控制方法，其特征在于，所述的最小电流设定值为自动设定值，此电流是实际压力的函数，低于此值压缩机就会喘振、卸载；压缩机复位加载运行，当压力达到设定值时运行正常，然后开始关闭入口导叶，直到发现喘振点，此时电流即为最小电流设定值。

5.根据权利要求1所述的一种压缩机控制方法，其特征在于，所述的最大电流设定值为电机最大额定电流乘以负载系数。

6.根据权利要求1所述的一种压缩机控制方法，其特征在于，所述的比例带设定值为用于调整防风阀的响应速度，量程从1到250(由快到慢)，每个系统有不同的值，设定点调整时把入口导叶放在手动方式，单独调整放风阀。

7.根据权利要求1所述的一种压缩机控制方法，其特征在于，所述的复位设定值用于调整放风阀靠近控制线的速度，以便快速达到稳定的工作点；单位为次/分，量程从0.01到20(由快到慢)，设定时把入口导叶放在手动方式。

8.根据权利要求1所述的一种压缩机控制方法，其特征在于，所述的质量流量设定值为系统要求的空气量。

9.根据权利要求1所述的一种压缩机控制方法，其特征在于，所述的平均率设定值为气体平均流速，工艺过程中不需要的尖端和低端被平均掉，量程从0到100(由快到慢)，好的启动值为50。