CN109737090B - 多机并联鼓风机系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多机并联鼓风机系统及相应的控制方法。所述系统包括至少两个鼓风机，各鼓风机的出风口通过支管连接到主管，与各鼓风机的出风口连接的支管上设置有放空阀和压力变送器。各支管之间的主管上，以及最靠近主管出风口的支管与该主管出风口之间的主管上，均设置有调节阀。本发明控制上游鼓风机出风口的放空阀和上游鼓风机和下游鼓风机之间的主管上的调节阀，使二者的开度联动，有效地避免了并联鼓风机组中单台鼓风机的喘振和不同鼓风机的抢风现象。

Description

多机并联鼓风机系统及其控制方法

技术领域

本申请涉及技术领域鼓风机技术领域，具体涉及一种多机并联鼓风机系统及其控制方法。本发明通过对两台及以上的风机进行并联控制，可使用在需要大风量的场合。

背景技术

当系统需要的风量特别大的时候，往往一台鼓风机满足不了要求，这时就要选用两台或两台以上的鼓风机通过同一管道向系统进行输气。然而，鼓风机的并联运行需要克服同一系统的管道阻力，管道中的总风量是并联各台风机输出风量的叠加。同时，需要防止各鼓风机之间的抢风现象，以及单机的喘振等。

在多台鼓风机并联运行时，有时会出现一台鼓风机的流量特别大，而另一台鼓风机的流量特别小的现象，若稍加调节，则流量的情况可能刚好相反，原来流量大的反而减小。这种现象称为抢风现象。出现抢风现象时反复调节，则系统不能正常并联运行。

发明内容

本发明旨在解决现有的鼓风机组存在的喘振和抢风问题。

本发明提出一种多机并联鼓风机系统，包括至少两个鼓风机，各鼓风机的出风口通过支管连接到主管，与各鼓风机的出风口连接的支管上设置有放空阀和压力变送器；各支管之间的主管上，以及最靠近主管出风口的支管与该主管出风口之间的主管上，均设置有调节阀；各鼓风机、各放空阀、各调节阀均连接至一个控制器，该控制器接受来自各压力变送器的风压信号，控制各鼓风机的启闭，以及控制各放空阀、各调节阀的开度。

根据本发明的优选实施方式，所述系统优先启动下游无故障的鼓风机。

根据本发明的优选实施方式，当所述系统存在已启动的下游鼓风机而增加启动上游鼓风机时，所述控制器控制上游鼓风机出风口的放空阀和上游鼓风机和下游鼓风机之间的主管上的调节阀，使二者的开度联动，以保持取位于所述上游鼓风机出风口的压力变送器测得的风压大于或等于位于所述下游鼓风机出风口的压力变送器测得的风压。

根据本发明的优选实施方式，所述“大于或等于”是指风压比在105％至100％之间。

根据本发明的优选实施方式，所述开度联动包括以下方式的至少一种：

逐步打开所述调节阀，同时逐步关闭放空阀，直到放空阀完全关闭，此时停止调节阀的动作；

逐步打开所述调节阀，同时逐步关闭放空阀，如果调节阀完全开启而放空阀仍未完全关闭，则降低上游鼓风机的转速，直到放空阀完全关闭。

本发明还提出一种多机并联鼓风机系统的控制方法，所述系统包括至少两个鼓风机，各鼓风机的出风口通过支管连接到主管，所述方法包括如下步骤：在各鼓风机的出风口连接的支管上设置放空阀和压力变送器；在各支管之间的主管上，以及最靠近主管出风口的支管与该主管出风口之间的主管上，设置调节阀；根据来自各压力变送器的风压信号，控制各鼓风机的启闭，以及控制各放空阀、各调节阀的开度，以使得所述主管出风口的风压达到预定水平。

根据本发明的优选实施方式，当启动系统时，优先启动下游无故障的鼓风机。

根据本发明的优选实施方式，当所述系统存在已启动的下游鼓风机而增加启动上游鼓风机时，控制上游鼓风机出风口的放空阀和上游鼓风机和下游鼓风机之间的主管上的调节阀，使二者的开度联动，以保持取位于所述上游鼓风机出风口的压力变送器测得的风压大于或等于位于所述下游鼓风机出风口的压力变送器测得的风压。

根据本发明的优选实施方式，所述“大于或等于”是指风压比在105％至100％之间。

根据本发明的优选实施方式，所述开度联动是指逐步打开所述调节阀，同时逐步关闭放空阀，直到放空阀完全关闭，此时停止调节阀的动作。

本发明有效地避免了并联鼓风机组中单台鼓风机的喘振和不同鼓风机的抢风现象。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的多机并联鼓风机系统的结构连接示意图；

图2是本发明的一个实施例的多机并联鼓风机系统的电气连接示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，本发明可以以各种形式实现，实施例并不是用于限制本发明的范围。相反，提供这些实施例的目的是为了使本领域的技术人员更透彻地理解本发明。

本文中的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本发明总体来说提出一种多机并联鼓风机系统及其控制方法。本发明在各鼓风机的出风口均设置放空阀和压力变送器，使得多个鼓风机都可以正常启动。通过各压力变送器对各鼓风机的出风口风压进行检测和对比，调节主管上的各调节阀与各支管上的放空阀的开度，再通过各调节阀与各放空阀的联动调节，使每台电机出风口有压力保持相等，风管里的压力保持相等，电机工作在同等工况状态。从而避免单台电机喘振和抢风现象。

为了便于说明，本发明中的“上游”是指按照主管中的气流走向，更加远离主管出风口的一端，“下游”则是更加靠近出风口的一端。

本发明的多机并联鼓风机系统包括至少两个鼓风机，各鼓风机的出风口通过支管连接到主管，与各鼓风机的出风口连接的支管上设置有放空阀和压力变送器。各支管之间的主管上，以及最靠近主管出风口的支管与该主管出风口之间的主管上，均设置有调节阀。各鼓风机、各放空阀、各调节阀均连接至一个控制器，该控制器接受来自各压力变送器的风压信号，控制各鼓风机的启闭，以及控制各放空阀、各调节阀的开度。

根据本发明，当所述系统存在已启动的下游鼓风机而增加启动上游鼓风机时，所述控制器控制上游鼓风机出风口的放空阀和上游鼓风机和下游鼓风机之间的主管上的调节阀，使二者的开度联动，以保持取位于所述上游鼓风机出风口的压力变送器测得的风压大于或等于位于所述下游鼓风机出风口的压力变送器测得的风压。

这里所述的开度联动所述开度联动包括以下方式的至少一种：逐步打开所述调节阀，同时逐步关闭放空阀，直到放空阀完全关闭，此时停止调节阀的动作；逐步打开所述调节阀，同时逐步关闭放空阀，如果调节阀完全开启而放空阀仍未完全关闭，则降低上游鼓风机的转速，直到放空阀完全关闭。

图1是本发明的一个实施例的多机并联鼓风机系统的结构连接示意图。如图1所示，该系统包括三台鼓风机，即第一鼓风机11、第二鼓风机21和第三鼓风机31。三个鼓风机并联连接，其出风口分别通过第一支管1、第二支管2和第三支管3与主风管4连接。

根据本发明，各鼓风机的出风口均安装有电动定位调节的放空阀和压力变送器。在该实施例中，如图1所示，第一鼓风机11的出风口的第一支管1上设置有第一放空阀12和第一压力变送器13，第二鼓风机21的出风口的第二支管2上设置有第二放空阀22和第二压力变送器23，第三鼓风机31的出风口的第三支管3上设置有第三放空阀32和第三压力变送器33。此外，在主管道4的出风口还设置有主压力变送器6。

该实施例中，第一鼓风机11、第二鼓风机21和第三鼓风机31是永磁同步鼓风机。但本发明不限于鼓风机的类型。

根据本发明，在连接至各鼓风机出风口的支管之间的主风管上，以及在所述支管与主管的出风口5之间，均安装有调节阀。在该实施例中，在第一支管1和第二支管2之间的主管上装有第一调节阀14，在第二支管2和第三支管3之间的主管上装有第二调节阀24，在第三支管3和主管的出风口5之间装第三调节阀34，各调节阀均为电动调节阀。

图2是本发明的一个实施例的多机并联鼓风机系统的电气连接示意图。如图2所示，根据本发明，所述的各放空阀、调节阀的开闭或开口大小均由一个控制器7控制，该控制器7还从各压力变送器接收检测的压力信号。所述控制器具有信号处理能力，其根据各压力变送器检测的压力信号调节各放空阀和各调节阀的开闭或开口大小。

在该实施例中，控制器为一个PLC实现，其接收第一鼓风机11的出风口的第一支管1上设置的第一压力变送器13，第二鼓风机21的出风口的第二支管2上设置的第二压力变送器23，第三鼓风机31的出风口的第三支管3上设置的第三压力变送器33，以及主管出风口5上设置的主压力变送器6检测的风压，分别用于控制第一鼓风机11、第二鼓风机12和第三鼓风机13的启闭，并且，控制第一鼓风机11的出风口的第一支管1上设置的第一放空阀12，第二鼓风机21的出风口的第二支管2上设置的第二放空阀22，第三鼓风机31的出风口的第三支管3上设置的第三放空阀32的开闭或开口大小，以及，控制在第一支管1和第二支管2之间的主管上安装的第一调节阀14，在第二支管2和第三支管3之间的主管上安装的第二调节阀24，在第三支管3和主管的出风口5之间安装的第三调节阀34的开闭或开口大小。

在该实施例中，主压力变送器6用于检测整个系统的出口风压。当系统未启动时，第一调节阀14、第二调节阀24和第三调节阀34均处于常闭状态，第一放空阀12、第二放空阀22和第三放空阀32则处于常开状态。控制器7连接各鼓风机，由此可以检测各鼓风机是否发生故障，同时可以控制各鼓风机的开启和关闭。

在本发明中，根据系统出口流量的要求，系统优先启动更靠近出风口的鼓风机，即更加下游的鼓风机。在该实施例中，系统优先启动第三鼓风机31。当启动第三鼓风机31时，首先将第三调节阀34开启到预定的开度，接着启动第三鼓风机33，同时关闭第三放空阀32。由此，第三鼓风机31启动结束。

当一台鼓风机的出口流量不能满足要求时，此时就需要开启其他的鼓风机。本发明中，优先开启更加靠下游的无故障未启动的鼓风机。在该实施例中，当第三鼓风机开启后无法满足出口风量的要求，则需要开启第二鼓风机21。在开启第二鼓风机21前，第二调节阀24和第二放空阀22都处于原始状态，即第二调节阀24开闭，第二放空阀22开启。此时，根据第二压力变送器23和第三压力变送器33检测到的风压来控制第二放空阀22的开度，具体为：使第二变送器23所测得的风压略大于或等于第三压力变送器33测得的风压。然后，逐步开启第二调节阀24，同时，逐步关闭第二放空阀22，以使得第二压力变送器23测得的风压始终维持在略大于或等于第三压力变送器33检测到的风压，直到第二放空阀22完全关闭，停止第二调节阀24的动作。如果第二调节阀24完全开启而第二放空阀22仍未完全关闭，此时，为了保证第二压力变送器23测得的风压维持在略大于或等于第三压力变送器33检测到的风压，降低第二鼓风机21的转速，直到第二放空阀22完全关闭。这样，第二鼓风机21启动结束。

需要说明的是，该实施例中的“略大于或等于”是指不超过风压比在105％至100％之间，但具体数值应由两个鼓风机之间的管道风阻来决定。

当两台鼓风机的出风量仍不能满足要求时，此时还需要开启第一鼓风机11。开启第一鼓风机11的操作与开启第二鼓风机21的操作类似。具体来说，在开启第一鼓风机11时，第一调节阀14和第一放空阀12都处于原始状态，即第一调节阀14开闭，第一放空阀12开启。此时，根据第一压力变送器13和第二压力变送器23检测到的风压来控制第一放空阀12的开度，具体为：使第一变送器13所测得的风压略大于或等于第二压力变送器23测得的风压。然后，逐步开启第一调节阀14，同时，逐步关闭第一放空阀12，以使得第一压力变送器13测得的风压始终维持在略大于或等于第二压力变送器23检测到的风压，直到第一放空阀12完全关闭，停止第一调节阀14的动作。如果第一调节阀14完全开启而第一放空阀12仍未完全关闭，此时，为了保证第一压力变送器13测得的风压维持在略大于或等于第二压力变送器23检测到的风压，降低第一鼓风机11的转速，直到第一放空阀12完全关闭。这样，第一鼓风机11启动结束。

当需要降低出口流量时，其过程与增加风量的过程相逆。例如，当三台鼓风机都开启时，风量较大。此时，若需要降低风量，则系统首先选择关闭更靠上游的鼓风机。在该实施一会儿中，系统控制器7指示首先关闭第一鼓风机11。在该过程中，逐步关闭第一调节阀14，逐步打开放空阀12，同时保证第一支管1中的风压等于或略大于主管道4(压力比为105％～100％)，直到调节阀14完全关闭，调节阀12完全打开。最后关闭第一鼓风机11。

综上所述，本发明通过可以灵活控制多台鼓风机中的每台风机，通过调节阀门开度，灵活控制风压大小。并且在一台鼓风机发生故障时，其它鼓风机可以及时弥补。

应当理解，为了精简本发明并帮助本领域的技术人员理解本发明的各个方面，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时在单个实施例中进行描述，或者参照单个图进行描述。但是，不应将本发明解释成示例性实施例中包括的特征均为本专利权利要求的必要技术特征。

应当理解，可以对本发明的一个实施例的设备中包括的模块、单元、组件等进行自适应性地改变以把它们设置在与该实施例不同的设备中。可以把实施例的设备包括的不同模块、单元或组件组合成一个模块、单元或组件，也可以把它们分成多个子模块、子单元或子组件。

Claims (6)

1.一种多机并联鼓风机系统，包括至少两个鼓风机，各鼓风机的出风口通过支管连接到主管，其特征在于：

根据系统出口流量的要求，系统优先启动更靠近主管出风口的鼓风机，即更加下游的鼓风机；

与各鼓风机的出风口连接的支管上设置有放空阀和压力变送器；

各支管之间的主管上，以及最靠近主管出风口的支管与该主管出风口之间的主管上，均设置有调节阀；

各鼓风机、各放空阀、各调节阀均连接至一个控制器，该控制器接受来自各压力变送器的风压信号，当所述系统存在已启动的下游鼓风机而增加启动上游鼓风机时，所述控制器控制上游鼓风机出风口的放空阀和上游鼓风机和下游鼓风机之间的主管上的调节阀，使二者的开度联动，以保持取位于所述上游鼓风机出风口的压力变送器测得的风压大于或等于位于所述下游鼓风机出风口的压力变送器测得的风压，控制各鼓风机的启闭，以及控制各放空阀、各调节阀的开度，以使得所述主管出风口的风压达到预定水平；

所述开度联动包括以下方式的至少一种：逐步打开所述调节阀，同时逐步关闭放空阀，直到放空阀完全关闭，此时停止调节阀的动作；逐步打开所述调节阀，同时逐步关闭放空阀，如果调节阀完全开启而放空阀仍未完全关闭，则降低上游鼓风机的转速，直到放空阀完全关闭。

2.如权利要求1所述的多机并联鼓风机系统，其特征在于：所述系统优先启动下游无故障的鼓风机。

3.如权利要求1所述的多机并联鼓风机系统，其特征在于：所述“大于或等于”是指风压比在105%至100%之间。

4.一种多机并联鼓风机系统的控制方法，所述系统包括至少两个鼓风机，各鼓风机的出风口通过支管连接到主管，所述方法包括如下步骤：

根据系统出口流量的要求，系统优先启动更靠近主管出风口的鼓风机，即更加下游的鼓风机；

在各鼓风机的出风口连接的支管上设置放空阀和压力变送器；

在各支管之间的主管上，以及最靠近主管出风口的支管与该主管出风口之间的主管上，设置调节阀；

根据来自各压力变送器的风压信号，当所述系统存在已启动的下游鼓风机而增加启动上游鼓风机时，控制上游鼓风机出风口的放空阀和上游鼓风机和下游鼓风机之间的主管上的调节阀，使二者的开度联动，以保持取位于所述上游鼓风机出风口的压力变送器测得的风压大于或等于位于所述下游鼓风机出风口的压力变送器测得的风压，控制各鼓风机的启闭，以及控制各放空阀、各调节阀的开度，以使得所述主管出风口的风压达到预定水平；

所述开度联动包括以下方式的至少一种：逐步打开所述调节阀，同时逐步关闭放空阀，直到放空阀完全关闭，此时停止调节阀的动作；逐步打开所述调节阀，同时逐步关闭放空阀，如果调节阀完全开启而放空阀仍未完全关闭，则降低上游鼓风机的转速，直到放空阀完全关闭。

5.如权利要求4所述的多机并联鼓风机系统的控制方法，其特征在于：当启动系统时，优先启动下游无故障的鼓风机。

6.如权利要求4所述的多机并联鼓风机系统的控制方法，其特征在于：所述“大于或等于”是指风压比在105%至100%之间。

Images