CN109578296B - 一种恒定转速离心式压缩机自动节能控制的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种恒定转速离心式压缩机自动节能控制的方法，包括BOV的开度调控以及IGV的开度调控，在BOV未完全关闭时，所述IGV的开度调控包括如下步骤：1)设定IGV的最小开度值；采集到达最低运行电流时对应的IGV开度值；采集到达节能控制电流时对应的IGV开度值；2)将步骤1)获得的三个IGV开度值进行对比，选择三个中最大的IGV开度值作为节能控制的最小IGV开度值；3)通过由自动节能程序指令编译成的控制器或调节器使IGV的开度逐渐减小，当IGV的开度值达到节能控制的最小IGV开度值时，停止节能控制。采用该方法，具有安全可靠、控制平稳、节能效果明显的优点。

Description

一种恒定转速离心式压缩机自动节能控制的方法

技术领域

本发明属于电机驱动的恒转速离心式压缩机控制领域，具体涉及一种恒定转速离心式压缩机自动节能控制的方法。

背景技术

采用电机驱动的恒转速离心式压缩机在正常运行时，为确保出口压力稳定，通常是采用调节IGV和BOV的开度来实现的，而相同的出口压力可以由不同IGV和BOV开度大小组合来完成，当IGV开度较大时，BOV就可能打开泄压来实现出口压力的稳定，导致机组放空运行不节能。在BOV全关运行时，若用气装置出现憋压或降负荷导致用气量大幅下降时，压缩机的BOV很可能会打开泄压，也会导致机组放空运行不节能。长期放空运行既不节能，现场噪音很大，且长期放空运行会对BOV的密封面形成冲刷，导致密封不严，关闭时出现气体泄漏。

当出现BOV放空运行时，除了人为关小IGV和BOV外，也经常采用下面的自动节能方法：设置压缩机系统压力调节器(PIC1)控制IGV，PIC1的设定值SV1等于人为设定的目标压力；设置压缩机系统压力调节器(PIC2)控制BOV，PIC2的设定值SV2略高于人为设定的目标压力，即SV2>SV1。PIC和PIC2均处于系统压力PID自控模式，两个PID回路的测量值均为实际系统压力PV。

当PV小于设定值SV1时且BOV未全关时：由于PIC1的PV小于SV1，PIC1的MV输出增加即IGV阀位会开大；PIC2的PV更加小于SV2(PIC2的设定值SV2略高于PIC1的设定值SV1)，PIC2的MV输出减小即BOV阀位会减小。在进口导叶打开和放空阀关小时，压缩机系统压力会逐步增加，PIC1会先到达设定值SV1，即IGV阀位不再增加，此放空阀BOV可能还未全关，但由于PIC2设定值SV2高于设定值SV1，PV仍低于其设定值SV2，PIC2自调将使BOV阀继续关闭，但在BOV关闭过程中，将使PV增加并大于PIC1的SV1(目标压力)，PIC1自调将使IGV关小降低PV值，这样两个调节器的配合动作将使系统压力升到设定值而BOV关小直至全关，达到自动节能运行的目的。

当PV大于设定值且BOV已经全关时：这里有两种情况，一种情况是系统压力高出SV1但小于SV2，此时IGV自调关小使压力下降，稳定在设定值，此时BOV阀位仍然全关(PIC2的设定值SV2仍然高于排气压力PV)。还有一种情况是系统压力高出PIC2设定值SV2，BOV自调会使BOV打开降压；PIC1同时自调使IGV阀位减小降压至SV1，当降到压力值低于SV2时BOV会逐渐关小直至全关，达到自动节能运行的目的。

手动关小IGV和BOV的开度虽能实现节能控制，但需要人为干预和操作，过程繁琐且容易导致误操作；上文提到的自动节能方法需要IGV和BOV同时自调控制系统压力，在实际应用过程中会出现两个压力控制回路互相干扰、压力波动大、容易引起压力超调、极端情况下IGV开度会过小导致压缩机进入喘振区等问题。因此，离心式压缩机自动节能控制问题显得日益重要。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种恒定转速离心式压缩机自动节能控制的方法，使其具有安全可靠、控制平稳、节能效果明显的优点。

本发明通过以下技术手段解决上述问题：一种恒定转速离心式压缩机自动节能控制的方法，包括BOV的开度调控以及IGV的开度调控，其中BOV的开度调控通过系统压力调节器自动控制，在BOV未完全关闭时，所述IGV的开度调控包括如下步骤：

1)根据对应的工作压力(压缩机出口压力)，设定IGV的最小开度值；采集到达最低运行电流时对应的IGV开度值；根据防喘振电流设定节能控制电流，采集到达节能控制电流时对应的IGV开度值；

2)将步骤1)获得的三个IGV开度值进行对比，选择三个中最大的IGV开度值作为节能控制的最小IGV开度值；

3)通过由自动节能程序指令编译成的控制器或调节器使IGV的开度逐渐减小，当IGV的开度值达到节能控制的最小IGV开度值时，停止节能控制。

进一步，设定的节能控制电流超过对应的防喘振电流4％-6％。

进一步，设定的节能控制电流超过对应的防喘振电流5％。

进一步，绘制压缩机的“排气压力-电流”防喘振示意图，在该示意图上绘制防喘振线。

进一步，根据防喘振线绘制出节能控制线，根据节能控制线即可直观的反映出不同的工作压力下对应的节能控制电流。

进一步，通过调控IGV的开度来调控压缩机气体进口的开度，通过调控压缩机气体进口的开度来调控压缩机单位时间的进气量，从而通过调控压缩机单位时间的进气量来调控压缩机的出口压力。

进一步，BOV具有紧急放空和压力调节双重作用。

进一步，综合调控BOV的开度以及IGV的开度，使压缩机出口压力恒定。

进一步，节能控制时，IGV的开度逐渐关小，降低压缩机进口气体的吸入量来降低压缩机的出口压力，BOV在系统压力调节器(PID)控制回路的作用下会自动关小BOV的开度保持系统压力的稳定，从而使BOV关闭或关小，达到压缩机自动节能运行的目的。

进一步，IGV开度关小的速率控制在0.05％/s以内。

进一步，设置一个人工操作的节能控制投用开关。

进一步，自动节能控制过程中，IGV处于手动控制模式，受自动节能程序命令控制减小开度。

本发明的有益效果：

1、采用本控制方法，节能控制过程安全可靠，不会导致压缩机喘振。

2、节能控制操作简单、控制平稳、节能效果显著。

3、控制灵活，可根据压缩机工况和生产需要随时切投节能控制功能。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明的压缩机的“排气压力-电流”防喘振示意图；

图2为自动节能控制原理图；

图3为自动节能控制中IGV控制原理图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明进行详细说明。

实施例1

本发明的恒定转速离心式压缩机自动节能控制的方法，包括BOV的开度调控以及IGV的开度调控，其中BOV的开度调控通过系统压力调节器自动控制，在BOV未完全关闭时，所述IGV的开度调控包括如下步骤：

1)根据对应的工作压力(压缩机出口压力)，设定IGV的最小开度值；采集到达最低运行电流时对应的IGV开度值；根据防喘振电流设定节能控制电流，采集到达节能控制电流时对应的IGV开度值；人为设置的压缩机运行IGV的最小开度值，作为自动节能控制功能是否继续进行的控制点之一；人为设置的压缩机到达最低运行电流时对应的IGV开度值，也作为自动节能控制功能是否继续进行的控制点之一；

2)将步骤1)获得的三个IGV开度值进行对比，选择三个中最大的IGV开度值作为节能控制的最小IGV开度值；

3)通过由自动节能程序指令编译成的控制器或调节器使IGV的开度逐渐减小，当IGV的开度值达到节能控制的最小IGV开度值时，停止节能控制；IGV开度关小的速率控制在0.05％/s以内。

具体来说，通过调控IGV的开度来调控压缩机气体进口的开度，通过调控压缩机气体进口的开度来调控压缩机单位时间的进气量，从而通过调控压缩机单位时间的进气量来调控压缩机的出口压力；BOV具有紧急放空和压力调节双重作用；综合调控BOV的开度以及IGV的开度，使压缩机出口压力恒定；节能控制时，IGV的开度逐渐关小，降低压缩机进口气体的吸入量来降低压缩机的出口压力，BOV在系统压力调节器(PID)控制回路的作用下会自动关小BOV的开度保持系统压力的稳定，从而使BOV关闭或关小，达到压缩机自动节能运行的目的；图2为本申请的自动节能控制原理图；图3为本申请的自动节能控制中IGV控制原理图。

采用本申请的控制方法，通过设定机组正常运行时节能控制的最小IGV开度值或最低运行电流，保证了机组不会发生低流量喘振；在节能控制关小IGV时，当IGV的开度到达设定的节能控制的最小IGV开度值或运行电流到达设定的最低运行电流时，即使BOV依然有放空，为确保机组安全运行，IGV也不再关小。

综上所述，采用本申请的控制方法，具有如下优点：

1、节能控制过程安全可靠，不会导致压缩机喘振。

2、节能控制操作简单、控制平稳、节能效果显著。

实施例2

如图1所述，与实施例1相比，本实施例的不同之处体现在如下方面：绘制压缩机的“排气压力-电流”防喘振示意图，在该示意图上绘制防喘振线，根据防喘振线绘制出节能控制线，根据节能控制线即可直观的反映出不同的工作压力下对应的节能控制电流；压缩机防喘振控制采用“排气压力-电流”控制模式，设置有防喘振控制线能够预防喘振的发生；在压缩机的排气压力-电流的防喘振示意图中可看出，机组安全工作点在防喘振线右边，正常运行时工作点不要越过防喘振线，考虑压缩机长期运行后喘振点变动以及压缩机工作点的正常波动，在节能控制关小IGV的过程中，因电流减小机组工作点在向左边移动过程中不要过于靠近防喘振线，因此在防喘振线右侧设置一条节能控制线，作为自动节能控制功能是否继续进行的控制线，压缩机运行点一旦达到节能控制线则停止节能控制，IGV不再关小。在BOV未全关时，设定的IGV最小开度值、到达最低运行电流时对应的IGV开度值以及到达节能控制线时的IGV开度(到达节能控制电流时对应的IGV开度值)三者进行高选后的IGV开度就是机组节能控制过程中IGV的最小值，也就是说当IGV关至此开度时停止节能控制。

实施例3

如图1所示，与上述实施例相比，本实施例的不同之处在于具体化了设定的节能控制电流，通常，设定的节能控制电流超过对应的防喘振电流4％-6％，本实施例中，设定的节能控制电流超过对应的防喘振电流5％，其在图1的具体表现为：节能控制线与防喘振线之间的距离为防喘振电流的5％；如图1：工作点A对应的压力为1.3MPa，电流160A，节能控制线对应的电流为143A，防喘振电流线对应的电流为137A。节能控制线与防喘振线之间距离为7A。在节能控制关小IGV时，因电流变小工作点A在向左移动过程中，若到达节能控制线，则停止节能控制，IGV不再关小；在节能控制关小IGV过程中，若图2中任一条件不满足，IGV将不再关小。

实施例4

与上述实施例相比，本实施例的不同之处体现在：设置一个人工操作的节能控制投用开关，根据压缩机工况和生产需要来确定是否要投用节能控制功能；使得控制更加灵活，可根据压缩机工况和生产需要随时切投节能控制功能。

实施例5

与上述实施例相比，本实施例的不同之处体现在：自动节能控制过程中，IGV处于手动控制模式，受自动节能程序命令控制减小开度，这样进一步提高了控制的灵活性。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (11)

1.一种恒定转速离心式压缩机自动节能控制的方法，包括BOV的开度调控以及IGV的开度调控，其中BOV的开度调控通过系统压力调节器自动控制，其特征在于，在BOV未完全关闭时，所述IGV的开度调控包括如下步骤：

1)根据对应的工作压力，设定IGV的最小开度值；采集到达最低运行电流时对应的IGV开度值；根据防喘振电流设定节能控制电流，采集到达节能控制电流时对应的IGV开度值；

2)将步骤1)获得的三个IGV开度值进行对比，选择三个中最大的IGV开度值作为节能控制的最小IGV开度值；

3)通过由自动节能程序指令编译成的控制器或调节器使IGV的开度逐渐减小，当IGV的开度值达到节能控制的最小IGV开度值时，停止节能控制；节能控制时，IGV的开度逐渐关小，降低压缩机进口气体的吸入量来降低压缩机的出口压力，BOV在系统压力调节器控制回路的作用下会自动关小BOV的开度保持系统压力的稳定，从而使BOV关闭或关小，达到压缩机自动节能运行的目的；在节能控制关小IGV时，当IGV的开度到达设定的节能控制的最小IGV开度值或运行电流到达设定的最低运行电流时，即使BOV依然有放空，为确保机组安全运行，IGV也不再关小。

2.根据权利要求1所述的恒定转速离心式压缩机自动节能控制的方法，其特征在于：设定的节能控制电流超过对应的防喘振电流4％-6％。

3.根据权利要求2所述的恒定转速离心式压缩机自动节能控制的方法，其特征在于：设定的节能控制电流超过对应的防喘振电流5％。

4.根据权利要求2所述的恒定转速离心式压缩机自动节能控制的方法，其特征在于：绘制压缩机的“排气压力-电流”防喘振示意图，在该示意图上绘制防喘振线。

5.根据权利要求4所述的恒定转速离心式压缩机自动节能控制的方法，其特征在于：根据防喘振线绘制出节能控制线，根据节能控制线即可直观的反映出不同的工作压力下对应的节能控制电流。

6.根据权利要求1所述的恒定转速离心式压缩机自动节能控制的方法，其特征在于：通过调控IGV的开度来调控压缩机气体进口的开度，通过调控压缩机气体进口的开度来调控压缩机单位时间的进气量，从而通过调控压缩机单位时间的进气量来调控压缩机的出口压力。

7.根据权利要求6所述的恒定转速离心式压缩机自动节能控制的方法，其特征在于：BOV具有紧急放空和压力调节双重作用。

8.根据权利要求7所述的恒定转速离心式压缩机自动节能控制的方法，其特征在于：综合调控BOV的开度以及IGV的开度，使压缩机出口压力恒定。

9.根据权利要求1所述的恒定转速离心式压缩机自动节能控制的方法，其特征在于：IGV开度关小的速率控制在0.05％/s以内。

10.根据权利要求1所述的恒定转速离心式压缩机自动节能控制的方法，其特征在于：设置一个人工操作的节能控制投用开关。

11.根据权利要求1所述的恒定转速离心式压缩机自动节能控制的方法，其特征在于：自动节能控制过程中，IGV处于手动控制模式，受自动节能程序命令控制减小开度。

Images