空气压缩机新型防喘振控制系统原理及应用.pdfVIP

化工自动化及仪表 , 2005, 32 ( 5) : 7 1～72　 技改与创新 　　　　 　　　　　　　　　　　　　Con tro l and In strum en ts in Chem ical Indu stry 　　　　 空气压缩机新型防喘振控制系统原理及应用 1 2 祝旭彤 ,张 　瑾 ( 1. 中原大化集团 仪表公司 ,河南 濮阳 457004; 2. 华北科技学院 计算机系 ,北京 10 1601) 　　摘要 : 　详细介绍防喘振控制系统的组成及防喘振控制算法 ,并以该控制算法精确建立了压缩机通用防喘振 性能图。防喘振控制器根据压缩机通用防喘振性能图上喘振控制线进行 P I控制 ,并通过快开控制线阶跃输出 , 安全状态控制加以配合 ,共同完成压缩机的防喘振控制 。 　　关键词 : 　喘振 ;特性流量曲线 ;喘振近程 ;喘振极限线 ;喘振控制线 　　中图分类号 : TP273 　文献标识码 : B 　文章编号 :(2005) ( 05) 007 102 1　引　言 中,此种方法有以下缺陷: ①因固定极限流量法是保 中原大化集团合成氨工段的工艺空气压缩机组 证机组在可以预料的最坏工作状况下的安全 , 因此 由燃气轮机和离心式压缩机组成 。燃气轮机使用 安全域区较大 , 导致压缩机一定工况下 , 放空量过 GE 的 M KV 系统控制其速度与燃烧室温度并完成超 大 , 降低了系统效率 ; ②防喘振系统中未引入 P s (压 ) ( ) 温 、超振 、超速保护等功能 。压缩机分为高压缸与低 缩机入口压力 , Pd 压缩机出口压力 , 因此工作 压缸 ,正常工作时 ,过滤除尘后的大气经五级压缩 , 点不能被精确确定 。入 口压力变化时 , 防喘振系统 输出为 4. 5 M Pa 的工艺空气 ,至二段炉参与反应 。 的反应速度慢 ,从而因调节不及时使压缩机进入喘 2　引起喘振的原因 振区; ③没有直观的防喘振控制监视画面 ; ④当出口 在正常生产中,影响压缩机稳定的最主要原因 流量变送器故障或回路故障时 ,会造成放空阀全开 , 是喘振 。喘振是指在一定转速下 ,压缩机流量减小 系统停止运行 ; ⑤防喘振阀故障率高 ,常因为阀门动 导致出口压力低 ,而管网压力高 ,当压缩机流量低于 作不灵使压缩机无法正常运行 。 该转速下喘振流量极限值时 ,就会造成物料倒流 ,发 生喘振 。物料倒流时出口压力升高 , 当压力升高到 不低于管网压力时压缩机恢复正常 ,若引发喘振的 因素未排除 ,随即又会发生倒流 ,循环往复 ,压缩机 剧烈振动 。喘振严重时会损坏机组轴承等部件 ,一 般都会引起压缩机振动位移联锁保护系统动作而停 图 1　空气压缩机工作原理 机 。防喘振系统的作用就是保证压缩机流量不低于 一定转速下的极限喘振流量 ,从而保证压缩机不会 4　改进后的喘振方案 发生喘振 。引起空气压缩机组喘振的原因很多 ,如 针对以上缺陷 ,大化集团采用了新型可变极限 天然气量变化燃气轮机做功不稳定 ,压缩机入 口压 防喘振系统取代旧系统进行控制 。新系统控制部分 力变化 、入口空气的温度湿度变化等都会引起压缩 由一台防喘振控制器与一台性能控制器组成 ,控制 机工况波动 ,从而使压缩机有可能进入喘振区。