CN113374725A - 一种空压机防喘振线温度补偿方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空压机防喘振线温度补偿方法及装置，在原有防喘振控制的基础上，增加了空压机喘振线温度补偿，对喘振线的横坐标和纵坐标进行补偿，则在空压机组运行过程中可以使机组放空阀开的关小或达到完全关闭，消除了大量不必要的放空，提高机组节能效果。另外在不同温度条件下机组可以安全稳定地运行，降低空压机进入喘振区的风险。

Description

一种空压机防喘振线温度补偿方法及装置

技术领域

本发明涉及空压机技术领域，具体涉及一种空压机防喘振线温度补偿方法及装置。

背景技术

空分，即空气的分离，是利用一定的手段将空气中的各组分分离开来，从而获得所需要的氧气、氮气及一些稀有气体的过程。空压机组是整个装置的气源和动力源，在装置生产中起到至关重要的作用。在空压机控制系统中，防喘振控制系统是其中的关键控制环节。必须综合考虑工艺生产需要、机组安全、节能降耗等因素。如果空压机喘振线不准则会造成驱动能源的浪费，甚至会影响机组安全运行，导致停车停产。

在不同的气温下，同等体积的空气密度不同，温度越高，气体密度越低，喘振点能达到的实际压力越低。如果忽略喘振曲线随气温改变产生的实际变化，即无法确保运行的安全，也无法发挥机组的最佳性能。这种情况在四季温差较大的地区尤为明显。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种空压机防喘振线温度补偿方法及装置，通过空压机入口温度对机组喘振线进行横纵坐标进行补偿，消除温度对压缩机防喘振控制的影响。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种空压机防喘振线温度补偿方法，包括对喘振线横坐标的补偿，即对喉部差压进行补偿，以及对喘振线纵坐标的补偿，即对压比进行补偿；

对喘振线横坐标的补偿的具体过程为：

空压机进口体积流量按下式进行计算：

式中，K为流量系数，ΔP为喉部差压，T₁为进口温度；

在同一进口体积流量F下，进口温度由T₁变为T₂时，喉部差压的补偿公式为：

对喘振线纵坐标进行补偿的具体过程为：

当进口温度为T₁，压比为ε₁时，能量头H_ad1为：

式中R为气体常数，m为多变指数；

有多变效率

Q为等熵指数，空气的等熵指数为1.4；η为多变效率，从压缩机数据表中查得，因此m也是常数；

在能量头相同时，不同温度下压比的补偿公式为：

ε₂表示在进口温度T₂下的压比。

本发明还提供一种实现上述方法的防喘控制器，包括有喘振线横坐标补偿模块和喘振线纵坐标补偿模块，分别用于对喘振线的横坐标和纵坐标进行补偿。

本发明的有益效果在于：本发明在原有防喘振控制的基础上，增加了空压机喘振线温度补偿，在空压机组运行过程中可以使机组放空阀开的关小或达到完全关闭，消除了大量不必要的放空，提高机组节能效果。另外在不同温度条件下机组可以安全稳定地运行，降低空压机进入喘振区的风险。

具体实施方式

以下将对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。

实施例1

本实施例提供一种空压机防喘振线温度补偿方法，包括对喘振线横坐标的补偿，即对喉部差压进行补偿，以及对喘振线纵坐标的补偿，即对压比进行补偿；

对喘振线横坐标的补偿的具体过程为：

考虑到空压机进口压力为大气压，基本上是一个常量，因此空压机进口体积流量按下式进行计算：

式中，K为流量系数，ΔP为喉部差压，T₁为进口温度(绝对温度)。

在同一进口体积流量F下，进口温度由T₁变为T₂时，喉部差压的补偿公式为：

对喘振线纵坐标进行补偿的具体过程为：

如果只对喘振线横坐标进行补偿，不能准确反映机组性能的变化。在不同气温下，即使在同一喉部差压时，其喘振点的出口压力也存在差异，不能充分发挥机组性能。温度高时还会有喘振的风险。因此本实施例中在对喉部压差进行补偿的同时，还要对压比进行补偿。

本实施例方法中利用能量头的概念。能量头是指单位质量的被压缩气体在压缩前后的能量差，其反应了单位质量被压缩气体所做的功。气体经压缩机所获得的能量头可通过热力学第一定律和理想气体状态方程推导出来。

当进口温度为T₁，压比为ε₁时，能量头H_ad1为：

式中R为气体常数，m为多变指数。

需要说明的是，有多变效率

Q为等熵指数，空气的等熵指数为1.4。η为多变效率，可以从压缩机数据表中查得，所以m也是常数。

将m代入H_ad1公式，可以看出能量头只与温度和压比有关，从而得出在能量头相同时，不同温度下的压比：

ε₂表示在进口温度T₂下的压比。

实施例2

本实施例提供一种实现实施例1所述方法的防喘控制器，包括有喘振线横坐标补偿模块和喘振线纵坐标补偿模块，分别用于对喘振线的横坐标和纵坐标进行补偿。

对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，给出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形，都应该包括在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种空压机防喘振线温度补偿方法，其特征在于，包括对喘振线横坐标的补偿，即对喉部差压进行补偿，以及对喘振线纵坐标的补偿，即对压比进行补偿；

对喘振线横坐标的补偿的具体过程为：

空压机进口体积流量按下式进行计算：

式中，K为流量系数，ΔP为喉部差压，T₁为进口温度；

在同一进口体积流量F下，进口温度由T₁变为T₂时，喉部差压的补偿公式为：

对喘振线纵坐标进行补偿的具体过程为：

当进口温度为T₁，压比为ε₁时，能量头H_ad1为：

式中R为气体常数，m为多变指数；

有多变效率

Q为等熵指数，空气的等熵指数为1.4；η为多变效率，从压缩机数据表中查得，因此m也是常数；

在能量头相同时，不同温度下压比的补偿公式为：

ε₂表示在进口温度T₂下的压比。

2.一种实现权利要求1所述方法的防喘控制器，其特征在于，包括有喘振线横坐标补偿模块和喘振线纵坐标补偿模块，分别用于对喘振线的横坐标和纵坐标进行补偿。