CN117588437A - 离心式压缩机防喘补偿方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及压缩机技术领域,尤其涉及一种离心式压缩机防喘补偿方法及系统。该离心式压缩机防喘补偿方法包括:S1、提供喘振控制流量QA、第一控制流量QB和第二控制流量QC,其中,QB=x*QA,QC=y*QA,x<1,y>1;S2、判断进口导叶阀关闭到与喘振控制流量QA对应的设定开度A;S3、获取压缩机的实时流量Q,并判断Q与QB和QC的大小关系,若QB≤Q≤QC,则返回至S2;若Q<QB,则执行S4;若Q>QC,则执行S5;S4、增大进口导叶阀的开度,并返回至S3;S5、减小进口导叶阀的开度,并返回至S3。通过获取压缩机的实时流量Q,实现压缩机的进口导叶阀的开度的实时调节,避免流量偏移而造成喘振或者调节裕度减小的问题。
Description
技术领域
本公开涉及压缩机技术领域,尤其涉及一种离心式压缩机防喘补偿方法及系统。
背景技术
“流量-压力防喘策略”是离心式压缩机防喘的一种策略,在用气设备用气量减少时,压缩机的进口导叶阀会持续关闭,减少压缩机的流量。在这个过程中,为避免压缩机喘振,进口导叶阀的开度不会关到0,而是关到设定开度,进口导叶阀的处于设定开度时,能够保证压缩机的流量达到压缩机安全运行所需的最小流量,也就是喘振控制流量。
但是在实际应用中,设定开度是压缩机出厂前设置的固定值,设定开度对应的流量会受环境温度、环境湿度、积存的灰尘、锈蚀等因素影响而产生波动,从而与喘振控制流量产生差距,这将影响压缩机的性能,若流量增加,则能耗增加,若流量减少则会使得压缩机进气量不足而导致喘振,影响运行安全。
发明内容
为了解决上述技术问题,本公开提供了一种离心式压缩机防喘补偿方法及系统。
第一方面,本公开提供了一种离心式压缩机防喘补偿方法,包括:
S1、提供喘振控制流量QA、第一控制流量QB和第二控制流量QC,其中,QB=x*QA,QC=y*QA,x<1,y>1;
S2、判断进口导叶阀关闭到与所述喘振控制流量QA对应的设定开度A;
S3、获取压缩机的实时流量Q,并判断Q与QB和QC的大小关系,若QB≤Q≤QC,则返回至S2;若Q<QB,则执行S4;若Q>QC,则执行S5;
S4、增大进口导叶阀的开度,并返回至S3;
S5、减小进口导叶阀的开度,并返回至S3。
可选地,在S3中,若Q<QB,则第一调整次数累加1,第一调整因子N1=n1*1,n1为第一调整次数,且n1初始值为0,并执行S4;
在S4中,增大进口导叶阀的开度包括:调整进口导叶阀的开度为A1,A1=A*(1+N1*m1),其中m1>0。
可选地,在S4中,所述调整进口导叶阀的开度为A1,A1=A*(1+N1*m1)包括:
判断Q是否小于M1*QB,M1<1且为正数,若是,则m1选择为m11;若否,则m1选择为m12,m11>m12。
可选地,在S3中,若Q>Qc,则第二调整次数累加1,第二调整因子N2=n2*1,n2为第二调整次数,且n2初始值为0,并执行S5;
在S5中,所述减小进口导叶阀的开度包括:调整进口导叶阀的开度为A2,A2=A*(1-N2*m2),其中m2>0。
可选地,在S5中,所述调整进口导叶阀的开度为A2,A2=A*(1-N2*m2)包括:
判断Q是否大于M2*Qc,M2>1,若是,则m2选择为m21;若否,则m2选择为m22,m21>m22。
可选地,在S3中,若QB≤Q≤QC,则将第一调整次数n1和第二调整次数n2均设置为0,并返回至S2。
可选地,在S2中,判断进口导叶阀关闭到设定开度A时,则将第一调整次数n1和第二调整次数n2均设置为0。
可选地,在S4中,m1为0.01-0.06;
在S5中,m2为0.01-0.05。
可选地,在S1中,x为0.8-0.95,y为1.05-1.2。
第二方面,本公开提供了一种离心式压缩机防喘补偿系统,采用第一方面中的离心式压缩机防喘补偿方法,所述离心式压缩机防喘补偿系统包括压缩机、控制器和流量检测器,所述流量检测器设置于所述压缩机的出风口处,所述控制器连接于所述流量检测器和所述压缩机的进口导叶阀。
本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点:
该离心式压缩机防喘补偿方法,通过获取压缩机的实时流量Q,并与设定流量的范围QB-QC进行比较,实现压缩机的进口导叶阀的开度的实时调节,避免压缩机的流量出现偏移造成喘振或者调节裕度减小的问题,提高压缩机的性能。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本公开的实施例,并与说明书一起用于解释本公开的原理。
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本公开实施例所述的离心式压缩机防喘振补偿方法的流程图;
图2为本公开实施例所述的离心式压缩机的结构示意图。
其中,1、压缩机;11、进口导叶阀;2、流量检测器;3、控制器。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点,下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开,但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施;显然,说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例,而不是全部的实施例。
压缩机是一种将低压气体提升为高压气体的从动的流体机械,它从吸气管吸入低温低压的气体,通过电机运转带动活塞对其进行压缩后,向排气管排出高温高压的气体。压缩机分为活塞压缩机、螺杆压缩机、离心压缩机、直线压缩机等。
对于离心式压缩机,“流量-压力防喘策略”是离心式压缩机防喘的一种策略,也就是在用气设备用气量减少时,压缩机的进口导叶阀会持续关闭,减少压缩机的流量。但是在这个过程中,为了避免喘振,进口导叶阀11的开度不会关闭到零,而且关到设定的进口导叶阀11的最小开度A,在进口导叶阀11处于最小开度A的情况下,能保证压缩机的流量达到压缩机安全运行所需的最小流量-喘振控制流量。该喘振控制流量是压缩机设计压力点的喘振流量的额定倍数(例如1.1倍)所对应的流量。最小开度A即为喘振控制流量所对应的进口导叶阀11的开度。
但是在实际应用中,最小开度A是在压缩机出厂前设置的固定值,其所对应的流量会受环境温度、环境湿度、灰尘积累、锈蚀等因素影响而产生波动,从而与喘振控制流量产生差距,此波动会对压缩机的性能产生影响,流量大于喘振控制流量则会导致调节裕度降低,产生多余的能耗,而流量小于喘振控制流量则会使压缩机进气量不足,导致喘振而影响运行安全。
基于以上考虑,为了改善压缩机在环境温度、环境湿度、灰尘积累、锈蚀等因素影响下导致流量偏移,造成喘振或者调节裕度减小的问题,本申请提出了一种离心式压缩机防喘补偿方法。
具体地,如图1所示,该离心式压缩机防喘补偿方法,包括:
S1、提供喘振控制流量QA、第一控制流量QB和第二控制流量QC,其中,QB=x*QA,QC=y*QA,x<1,y>1;
可以理解地是,上述喘振控制流量QA为压缩机1出厂时设定的压缩机安全运行所需的最小流量,也就是说在用气设备用气量减少时,压缩机1的进口导叶阀11的开度减小,需保证压缩机1的流量最小为喘振控制流量QA。
而第一控制流量QB和第二控制流量QC分别为对喘振控制流量QA设定的波动范围的最小值和最大值,也就是说当用气设备用气量减少时,将压缩机1的流量在第一控制流量QB和第二控制流量QC之间时,则认定压缩机1的流量是合适的。
示例性地,在一种具体地实现方式中,上述x为0.8-0.95,也就是说x在0.8-0.95范围内取值,比如可以选择为0.8、0.81、0.82、0.83、0.84、0.85、0.86、0.87、0.88、0.89、0.9、0.91、0.92、0.93、0.94、0.95,当然,x的取值还可以根据实际需要选择为其它数值。
示例性地,在一种具体地实现方式中,上述y为1.05-1.2,也就是说y在在1.05-1.2范围内取值,比如可以选择为1.05、1.06、1.07、1.08、1.09、1.11、1.12、1.13、1.14、1.15、1.16、1.17、1.18、1.19、1.2,当然,y的取值还可以根据实际需要选择为其它数值。
S2、判断进口导叶阀11关闭到与喘振控制流量QA对应的设定开度A。
可以理解地,当压缩机1的进口导叶阀11的开度未调整至设定开度A时,则表明压缩机1处于正常工作状态,此时压缩无需对压缩机1的流量进行检测。而当压缩机1的进口导叶阀11的开度调整至设定开度A时,则表明压缩机1的流量此时需要达到喘振控制流量QA,以避免喘振,此时则需要对压缩机1的流量进行检测,并根据检测的流量控制进口导叶阀11的开度,以避免压缩机1出现喘振。
需要说明的是,上述进口导叶阀11开度通过传感器进行检测,比如位移传感器,其为成熟的现有技术,在此不再赘述。
S3、获取压缩机1的实时流量Q,并判断Q与QB和QC的大小关系,若QB≤Q≤QC,则返回至S2;若Q<QB则执行S4;若Q>QC则执行S5;
S4、增大进口导叶阀11的开度,并返回至S3;
S5、减小进口导叶阀11的开度,并返回至S3。
可理解地,通过在进口导叶阀11的开度调整至设定开度时获取压缩机1的实时流量Q,以判断实时流量Q是否满足设定要求,也就是实时流量Q是否处于第一控制流量QB和第二控制流量QC之间。若实时流量Q处于第一控制流量QB和第二控制流量QC之间,则认为此时无需对进口导叶阀11的开度进行调整。若Q<QB或者Q>Qc则需要对进口导叶阀11的开度进行调整,以将实时流量Q调整至第一控制流量QB和第二控制流量QC之间。其中,实时流量Q的获取可通过流量检测器2进行检测。
具体地,当Q<QB,则需要将进口导叶阀11的开度调大,也就是增大进口导叶阀11的开度,从而增大实时流量Q。并且在对进口导叶阀11的开度调大后再次判断Q是否大于或等于QB且小于或等于QC,若Q仍小于QB,则再次将进口导叶阀11的开度调大,直至将实时流量Q调整至第一控制流量QB和第二控制流量QC之间。
同样地,当Q>Qc,则需要将进口导叶阀11的开度调小,也就是减小进口导叶阀11的开度,从而减小实时流量。并且在对进口导叶阀11的开度调小后再次判断Q是否大于或等于QB且小于或等于QC,若Q仍大于QC,则再次将进口导叶阀11的开度调小,直至将实时流量Q调整至第一控制流量QB和第二控制流量QC之间。
综上,采用该离心式压缩机防喘补偿方法,通过获取压缩机1的实时流量Q,并与设定流量的范围QB-QC进行比较,实现压缩机1的进口导叶阀11的开度的实时调节,避免因为环境因素、积灰、锈蚀、老化等问题导致的流量偏移,而造成喘振或者调节裕度减小的问题,提高压缩机1的性能。
在一些实施例中,在S3中,若Q<QB,则第一调整次数累加1,第一调整因子N1=n1*1,n1为第一调整次数,且n1初始值为0,并执行S4;
在S4中,增大进口导叶阀11的开度包括:调整进口导叶阀11的开度为A1,A1=A*(1+N1*m1),其中m1>0。
可理解地,在Q<QB时,对进口导叶阀11的开度的调整可以是多次调整的过程,也就是进口导叶阀11的开度以每次增加m1倍的速率进行调整。也就是说,若第一次判断Q<QB,则第一调整次数累加1,由于n1初始值为0,则此时N1=1,如此在第一次调整时将进口导叶阀11的开度调整为(A*(1+1*m1))。若在将进口导叶阀11的开度调整为(A*(1+1*m1))后再次判断Q<QB,则第一次调整次数再次累加1,则此时N1=2,如此在第二次调整时将进口导叶阀11的开度调整为(A*(1+2*m1)),依次类推,直至检测到实时流量Q调整至第一控制流量QB和第二控制流量QC之间时停止对进口导叶阀11开度的调整。
示例性地,在一种具体地实现方式中,上述m1为0.01-0.06,也就是说m1在0.01-0.06范围内取值,比如可以选择为0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06,当然,m1的取值还可以根据实际需要选择为其它数值。以实现对进口导叶阀11的开度的精准控制,便于操控。
可选地,上述m1的值优选为0.05。
可选地,在S4中,调整进口导叶阀11的开度为A1,A1=A*(1+N1*m1)包括:
判断Q是否小于M1*QB,M1<1且为正数,若是,则m1选择为m11;若否,则m1选择为m12,m11>m12。
可理解地,在Q<QB时,需要增大进口导叶阀11的开度,如此再次进行判断,如果Q<M1*QB,则可认为此时的实时流量Q与第一控制流量QB差距相对较大,此时进口导叶阀11的开度要增加的相对多一些,以便快速将实时流量Q调整至第一控制流量QB和第二控制流量QC之间。若Q≥M1*QB,则可认为此时实时流量Q与第一控制流量QB的差距相对较小,此时进口导叶阀11的开度要增加的相对小一些,避免进口导叶阀11的开度调整的过大。
需要说明的是,上述M1的具体数值可根据实际需要进行选择。同样地,m11和m12的具体数值也均可根据实际需要进行选择。
在一些实施例中,在S3中,若Q>Qc,则第二调整次数累加1,第二调整因子N2=n2*1,n2为第二调整次数,且n2初始值为0,并执行S5;
在S5中,减小进口导叶阀11的开度包括:调整进口导叶阀11的开度为A2,A2=A*(1-N2*m2),其中,m2>0。
可理解地,在Q>Qc时,对进口导叶阀11的开度的调整可以是多次调整的过程,也就是进口导叶阀11的开度以每次减小m2倍的速率进行调整。也就是说,若第一次判断Q>Qc,则第一调整次数累加1,由于n2初始值为0,则此时N2=1,如此在第一次调整时将进口导叶阀11的开度调整为(A*(1-1*m2))。若在将进口导叶阀11的开度调整为(A*(1-1*m2))后再次判断Q>Qc,则第一次调整次数再次累加1,则此时N2=2,如此在第二次调整时将进口导叶阀11的开度调整为(A*(1-2*m2)),依次类推,直至检测到实时流量Q调整至第一控制流量QB和第二控制流量QC之间时停止对进口导叶阀11开度的调整。
示例性地,在一种具体地实现方式中,上述m2为0.01-0.06,也就是说m2在0.01-0.06范围内取值,比如可以选择为0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06,当然,m2的取值还可以根据实际需要选择为其它数值。以实现对进口导叶阀11的开度的精准控制,便于操控。
可选地,上述m2的值优选为0.05。
可选地,在S5中,调整进口导叶阀11的开度为A2,A2=A*(1-N2*m2)包括:
判断Q是否大于M2*QC,M2>1,若是,则m2选择为m21;若否,则m2选择为m22,m21>m22。
可理解地,在Q>QC时,需要减小进口导叶阀11的开度,如此再次进行判断,如果Q>M2*QC,则可认为此时的实时流量Q与第一控制流量Qc差距相对较大,此时进口导叶阀11的开度要减小的相对多一些,以便快速将实时流量Q调整至第一控制流量QB和第二控制流量QC之间。若Q≤M2*QC,则可认为此时实时流量Q与第一控制流量QC的差距相对较小,此时进口导叶阀11的开度要减小的相对小一些,避免进口导叶阀11的开度调整的过小QC。
需要说明的是,上述M2的具体数值可根据实际需要进行选择。同样地,m21和m22的具体数值也均可根据实际需要进行选择。
在一些实施例中,在S3中,若QB≤Q≤QC,则将第一调整次数n1和第二调整次数n2均设置为0,并返回至S2。
可理解地,当S3中,若QB≤Q≤QC,则表明此时进口导叶阀11的开度无需调整或者以调整完成,此时需要将第一调整次数n1和第二调整次数n2均设置为0,以便在实时流量Q<QB或Q>QC时再次对进口导叶阀11的开度进行调整。
或者,在另一些实施例中,还可以是在S2中,判断进口导叶阀11关闭到设定开度A时,则将第一调整次数n1和第二调整次数n2均设置为0,以便在实时流量Q<QB或Q>QC时再次对进口导叶阀11的开度进行调整。
如图2所示,本公开还提供一种离心式压缩机防喘补偿系统,采用上述离心式压缩机防喘补偿方法,该离心式压缩机防喘补偿系统包括压缩机1、控制器3和流量检测器2,流量检测器2设置于压缩机1的出风口处,控制器3连接于流量检测器2和压缩机1的进口导叶阀11。
上述流量检测器2用于实时监测压缩机1的出风口处的流量,控制器3可通过流量检测器2反馈的流量信号来控制进口导叶阀11的开度的调整。
此外,上述检测进口导叶阀11开度的传感器连接于控制器3,用于在进口导叶阀11关闭到设定开度A向控制器3反馈信号,以使得控制器3判断此时的进口导叶阀11关闭到设定开度A而进行后续的流程。
需要说明的是,上述控制器3可以包括PID控制器、比例控制、徘徊点控制器、快开慢关控制器、串行控制器等,本实施例不做具体限定。
该离心式压缩机防喘补偿系统可以用于执行上述实施例提供的离心式压缩机防喘补偿方法,具有相应的功能和有益效果。
需要说明的是,在本文中,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本公开的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种离心式压缩机防喘补偿方法,其特征在于,包括:
S1、提供喘振控制流量QA、第一控制流量QB和第二控制流量QC,其中,QB=x*QA,QC=y*QA,x<1,y>1;
S2、判断进口导叶阀关闭到与所述喘振控制流量QA对应的设定开度A;
S3、获取压缩机的实时流量Q,并判断Q与QB和QC的大小关系,若QB≤Q≤QC,则返回至S2;若Q< QB,则执行S4;若Q> QC,则执行S5;
S4、增大进口导叶阀的开度,并返回至S3;
S5、减小进口导叶阀的开度,并返回至S3。
2.根据权利要求1所述的离心式压缩机防喘补偿方法,其特征在于,
在S3中,若Q<QB,则第一调整次数累加1,第一调整因子N1=n1*1,n1为第一调整次数,且n1初始值为0,并执行S4;
在S4中,所述增大进口导叶阀的开度包括:调整进口导叶阀的开度为A1,A1=A*(1+N1*m1),其中m1>0。
3.根据权利要求2所述的离心式压缩机防喘补偿方法,其特征在于,
在S4中,所述调整进口导叶阀的开度为A1 ,A1=A*(1+N1*m1)包括:
判断Q是否小于M1*QB,M1<1且为正数,若是,则m1选择为m11;若否,则m1选择为m12,m11>m12。
4.根据权利要求2所述的离心式压缩机防喘补偿方法,其特征在于,
在S3中,若Q>Qc,则第二调整次数累加1,第二调整因子N2=n2*1,n2为第二调整次数,且n2初始值为0,并执行S5;
在S5中,所述减小进口导叶阀的开度包括:调整进口导叶阀的开度为A2,A2=A*(1-N2*m2),其中m2>0。
5.根据权利要求4所述的离心式压缩机防喘补偿方法,其特征在于,
在S5中,所述调整进口导叶阀的开度为A2,A2=A*(1-N2*m2)包括:
判断Q是否大于M2*Qc,M2>1,若是,则m2选择为m21;若否,则m2选择为m22,m21>m22。
6.根据权利要求4所述的离心式压缩机防喘补偿方法,其特征在于,在S3中,若QB≤Q≤QC,则将第一调整次数n1和第二调整次数n2均设置为0,并返回至S2。
7.根据权利要求4所述的离心式压缩机防喘补偿方法,其特征在于,在S2中,判断进口导叶阀关闭到设定开度A时,则将第一调整次数n1和第二调整次数n2均设置为0。
8.根据权利要求4所述的离心式压缩机防喘补偿方法,其特征在于,在S4中,m1为0.01-0.06;
在S5中,m2为0.01-0.05。
9.根据权利要求1所述的离心式压缩机防喘补偿方法,其特征在于,在S1中,x为0.8-0.95,y为1.05-1.2。
10.一种离心式压缩机防喘补偿系统,其特征在于,采用权利要求1-9任一项所述的离心式压缩机防喘补偿方法,所述离心式压缩机防喘补偿系统包括压缩机(1)、控制器(3)和流量检测器(2),所述流量检测器(2)设置于所述压缩机(1)的出风口处,所述控制器(3)连接于所述流量检测器(2)和所述压缩机的进口导叶阀(11)。
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