CN106368975A - 一种pcl压缩机性能控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及压缩机控制领域，公开了一种PCL压缩机性能控制方法及装置，通过获取离心压缩机的性能测试数据，并进行真实气体物性计算、性能迭代，以生成PCL压缩机实际机芯数据；选择需要计算的压缩机的机芯，输入现场流量、进口压力、温度、组分和转速，计算压缩机的实际性能；根据所述实际机芯数据计算生成曲线和/或表格，并根据所述曲线和/或表格获取现场条件下的最佳性能点，将压缩机的实际性能作为当前性能点标示于所述曲线和/或表格上，并根据所述当前性能点与所述最佳性能点之间的差别，调节控制压缩机，使其运行在高效区。消除了采取预期曲线进行计算引入的误差，结果准确，消除了近似相似变换带来的偏差。
Description
技术领域
本发明涉及压缩机控制领域，尤其涉及一种PCL压缩机性能控制方法及装置。
背景技术
我国西部的天然气资源十分丰富，把西部的天然气资源输送到中、东部，以满足中、东部的现代化工业发展的需要。实现西气东输，这是一项关系到我国现代化民生的重大工程，数千公里的西气东输的管线上必须安装近百个加压站才能实现。加压站的核心设备就是管线压缩机(PCL压缩机)。数百台管线压缩机，由于单台功率大，能耗巨大。提高管线压缩机运行效率，对节省能耗具有十分重大意义。现有技术中，压缩机是按照给定的工况条件进行设计和制造的。压缩机生产商通常会提供机器的预期性能曲线。由于加工制造过程，可能造成压缩机实际性能与预期性能会有所偏离。压缩机实际性能应由测试结果进行修正。但在实际中由于试验条件限制，及经济性上可行性原因，一般仅对若干工况点进行试验，不可能对所有介质组分、工况条件进行实验。压缩机实际运行过程中，会遇到气体组分发生变化、进口状态变化、流量变化、转速变化等工况调节情况。如果不能实时、准确地计算此时压缩机的实际性能，便无法判断压缩机是否能够高效、安全运行在这种情形下，对压缩机调节造成很大问题。
发明内容
本发明提供一种PCL压缩机性能控制方法及装置，解决现有技术中采取预期曲线进行计算引入的误差，结果不准确，近似相似变换容易带来偏差的技术问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种PCL压缩机性能控制方法，包括：
获取离心压缩机的性能测试数据，并进行真实气体物性计算、性能迭代，以生成PCL压缩机实际机芯数据；
选择需要计算的压缩机的机芯，输入现场流量、进口压力、温度、组分和转速，计算压缩机的实际性能；
根据所述实际机芯数据生成曲线和/或表格，并根据所述曲线和/或表格获取现场条件下的最佳性能点，
将压缩机的实际性能作为当前性能点标示于所述曲线和/或表格上，并根据所述当前性能点与所述最佳性能点之间的差别，控制PCL压缩机的性能。
一种PCL压缩机性能控制装置，包括：
数据获取模块，用于获取离心压缩机的性能测试数据，并进行真实气体物性计算、性能迭代，以生成PCL压缩机实际机芯数据；
计算模块，用于选择需要计算的压缩机的机芯，输入现场流量、进口压力、温度、组分和转速，计算压缩机的实际性能；
最佳性能点计算模块，用于根据所述实际机芯数据生成曲线和/或表格，并根据所述曲线和/或表格获取现场条件下的最佳性能点；
控制模块，用于将压缩机的实际性能作为当前性能点标示于所述曲线和/或表格上，并根据所述当前性能点与所述最佳性能点之间的差别，控制PCL压缩机的性能。
本发明提供一种PCL压缩机性能控制方法及装置，通过获取离心压缩机的性能测试数据，并进行真实气体物性计算、性能迭代，以生成PCL压缩机实际机芯数据；选择需要计算的压缩机的机芯，输入现场流量、进口压力、温度、组分和转速，计算压缩机的实际性能；根据所述实际机芯数据生成曲线和/或表格，并根据所述曲线和/或表格获取现场条件下的最佳性能点，将压缩机的实际性能作为当前性能点标示于所述曲线和/或表格上，并根据所述当前性能点与所述最佳性能点之间的差别，控制PCL压缩机的性能。消除了采取预期曲线进行计算引入的误差，结果准确，消除了近似相似变换带来的偏差。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的一种PCL压缩机性能控制方法的流程图；
图2为本发明实施例的一种PCL压缩机性能控制装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，为一种PCL压缩机性能控制方法的流程图，包括：
步骤101、获取离心压缩机的性能测试数据，并进行真实气体物性计算、性能迭代，以生成PCL压缩机实际机芯数据；
步骤102、选择需要计算的压缩机的机芯，输入现场流量、进口压力、温度、组分和转速，计算压缩机的实际性能；
步骤103、根据所述实际机芯数据计算生成曲线和/或表格，并根据所述曲线和/或表格获取现场条件下的最佳性能点，
步骤104、将压缩机的实际性能作为当前性能点标示于所述曲线和/或表格上，并根据所述当前性能点与所述最佳性能点之间的差别，控制PCL压缩机的性能。
其中，步骤101具体可以包括：
步骤101-1、根据公式计算首级流量系数φ1，其中，Qin为第1级叶轮进口容积流量，D2为第1级叶轮出口直径，u2为第1级叶轮外径处的线速度；
步骤101-2、根据计算首级机器马赫数Mu2，其中，D2为第1级叶轮直径，n为叶轮转速，Z1为压缩性系数，T1入口温度，kv为容积定熵指数，R为气体常数；
步骤101-3、根据其中，htot为总能量头，L为叶轮数目，u2i为第i级叶轮外径处的线速度；
步骤101-4、根据计算出口压力，其中，Z1为压缩性系数，R为气体常数，T1为进口温度，P1为进口压力，P2C为出口压力，htot为总能量头。
步骤101之后，还可以包括：
步骤101-a、对比计算的出口气体压力P2C和测试出口压力P2，并进行对比；
步骤101-b、当P2C及P2二者的差值小于预设阈值时，计算收敛；否则调整多变效率ηp，根据重新计算出口气体压力，直至完成转速曲线上所有流量点特性的计算。ηp为压缩机的多变效率，性能迭代过程中的多变效率ηp迭代初始值取0.5
为便于保密，防止误操作，所述方法还可以包括：采用128位AES算法对所述PCL压缩机实际机芯数据进行加密。
本发明提供一种PCL压缩机性能控制方法，通过获取离心压缩机的性能测试数据，并进行真实气体物性计算、性能迭代，以生成PCL压缩机实际机芯数据；选择需要计算的压缩机的机芯，输入现场流量、进口压力、温度、组分和转速，计算压缩机的实际性能；根据所述实际机芯数据生成曲线和/或表格，并根据所述曲线和/或表格获取现场条件下的最佳性能点，将压缩机的实际性能作为当前性能点标示于所述曲线和/或表格上，并根据所述当前性能点与所述最佳性能点之间的差别，控制PCL压缩机的性能。消除了采取预期曲线进行计算引入的误差，结果准确，消除了近似相似变换带来的偏差。
如图2，为一种PCL压缩机性能控制装置的结构示意图，包括：
数据获取模块210，用于根据离心压缩机的性能测试数据，并进行真实气体物性计算、性能迭代，以生成PCL压缩机实际机芯数据；
计算模块220，用于选择需要计算的压缩机的机芯，输入现场流量、进口压力、温度、组分和转速，计算压缩机的实际性能；
最佳性能点计算模块230，用于根据所述实际机芯数据生成曲线和/或表格，并根据所述曲线和/或表格获取现场条件下的最佳性能点，
控制模块240，用于将压缩机的实际性能作为当前性能点标示于所述曲线和/或表格上，并根据所述当前性能点与所述最佳性能点之间的差别，控制PCL压缩机的性能。
其中，所述数据获取模块210包括：
第一计算单元211，用于根据公式计算流量系数φ1，其中，Qin为第1级叶轮进口容积流量，D2为第1级叶轮出口直径，u2为第1级叶轮外径处的线速度；
第二计算单元212，用于根据计算首级机器马赫数Mu2，其中，D2为第1级叶轮直径，n为叶轮转速，Z1为压缩性系数，T1叶轮入口温度，kv为容积定熵指数，R为气体常数；
第三计算单元213，用于根据其中，htot为总能量头，L为叶轮数目，u2i为第i级叶轮外径处的线速度；
第四计算单元214，用于其中，Z1为压缩性系数，R为气体常数，T1为进口温度，P1为进口压力，P2C为出口压力，htot为总能量头。ηp为压缩机的多变效率，性能迭代过程中的多变效率ηp迭代初始值取0.5
所述数据获取模块210还包括：
比较模块215，用于对比计算的出口气体压力P2C，并与测试出口压力P2进行对比；
判断模块216，用于当P2及P2C二者的差值小于预设阈值时，判断计算收敛；否则调整多变效率ηp，根据重新计算出口气体压力，直至完成转速曲线上所有流量点特性的计算。
还可以包括加密模块250，用于采用128位AES算法对所述PCL压缩机实际机芯数据进行加密。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的硬件平台的方式来实现，当然也可以全部通过硬件来实施，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案对背景技术做出贡献的全部或者部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
以上对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种PCL压缩机性能控制方法，其特征在于，包括：
获取离心压缩机的性能测试数据，并进行真实气体物性计算、性能迭代，以生成PCL压缩机实际机芯数据；
选择需要计算的压缩机的机芯，输入现场流量、进口压力、温度、组分和转速，计算压缩机的实际性能；
根据所述实际机芯数据生成曲线和/或表格，并根据所述曲线和/或表格获取现场条件下的最佳性能点，
将压缩机的实际性能作为当前性能点标示于所述曲线和/或表格上，并根据所述当前性能点与所述最佳性能点之间的差别，控制PCL压缩机的性能。
2.根据权利要求1所述的PCL压缩机性能控制方法，其特征在于，所述获取离心压缩机的性能测试数据，并进行真实气体物性计算、性能迭代，以生成PCL压缩机实际机芯数据，包括：
根据公式计算首级流量系数φ1，其中，Qin为第1级叶轮进口容积流量，D2为第1级叶轮出口直径，u2为第1级叶轮外径处的线速度；
根据计算首级机器马赫数Mu2，其中，D2为第1级叶轮直径，n为叶轮转速，Z1为压缩性系数，T1叶轮入口温度，kv为容积定熵指数，R为气体常数；
根据计算名义能头系数，其中，htot为总能量头，L为叶轮数目，u2i为第i级叶轮外径处的线速度；
根据计算出口压力P2C，其中，Z1为压缩性系数，R为气体常数，T1为进口温度，P1为进口压力，htot为总能量头，ηp为压缩机的多变效率，性能迭代过程中多变效率ηp迭代初始值取为0.5。
3.根据权利要求2所述的PCL压缩机性能控制方法，其特征在于，所述获取离心压缩机的性能测试数据，并进行真实气体物性计算、性能迭代，以生成PCL压缩机实际机芯数据过程中，还包括：
对比计算的出口气体压力P2C，与测试出口压力P2进行对比；
当P2C及P2二者的差值小于预设阈值时，计算收敛；否则调整多变效率ηp，根据重新计算出口气体压力，直至完成各转速曲线上所有流量点特性的计算。
4.根据权利要求1所述的PCL压缩机性能控制方法，其特征在于，所述方法还包括：采用128位AES算法对所述PCL压缩机实际机芯数据进行加密。
5.一种PCL压缩机性能控制装置，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取离心压缩机的性能测试数据，并进行真实气体物性计算、性能迭代，以生成PCL压缩机实际机芯数据；
计算模块，用于选择需要计算的压缩机的机芯，输入现场流量、进口压力、温度、组分和转速，计算压缩机的实际性能；
最佳性能点计算模块，用于根据所述实际机芯数据生成曲线和/或表格，并根据所述曲线和/或表格获取现场条件下的最佳性能点；
控制模块，用于将压缩机的实际性能作为当前性能点标示于所述曲线和/或表格上，并根据所述当前性能点与所述最佳性能点之间的差别，控制PCL压缩机的性能。
6.根据权利要求4所述的PCL压缩机性能控制装置，其特征在于，所述数据获取模块包括：
第一计算单元，用于根据公式计算流量系数φ1，其中，Qin为第1级叶轮进口容积流量，D2为第1级叶轮出口直径，u2为第1级叶轮外径处的线速度；
第二计算单元，用于根据计算首级机器马赫数Mu2，其中，D2为第1级叶轮直径，n为叶轮转速，Z1为压缩性系数，T1叶轮入口温度，kv为容积定熵指数，R为气体常数；
第三计算单元，用于根据其中，htot为总能量头，L为叶轮数目，u2i为第i级叶轮外径处的线速度；
第四计算单元，用于其中，Z1为压缩性系数，R为气体常数，T1为进口温度，P1为进口压力，P2C为出口压力，htot为总能量头。ηp为压缩机的多变效率。
7.根据权利要求6所述的PCL压缩机性能控制装置，其特征在于，所述数据获取模块还包括：
比较模块，对比计算的出口气体压力P2C和测试得到出口压力P2，并进行对比；
判断模块，用于当P2C及P2二者的差值小于预设阈值时，计算收敛；否则调整多变效率ηp，根据重新计算压缩机出口气体压力，直至完成各个转速曲线上所有流量点特性的计算。
8.根据权利要求5所述的PCL压缩机性能控制装置，其特征在于，还包括加密模块，用于采用128位AES算法对所述PCL压缩机实际机芯数据进行加密。
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Application publication date: 20170201 Assignee: SHENYANG BLOWER GROUP GEAR COMPRESSOR CO.,LTD. Assignor: Shenyang Blower Works Group Corp. Contract record no.: X2023210000171 Denomination of invention: A Performance Control Method and Device for PCL Compressors Granted publication date: 20171201 License type: Common License Record date: 20231103 |