离心压缩机防喘振控制系统设计

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1、离心压缩机防喘振控制系统设计王博郭振霞毛靓华/沈阳鼓风机集团有限公司摘要：在分析离心压缩机管网特性的基础上，对管网的特性曲线和压缩机的特性曲线的交其自动控制系统的组成原理和功能设计，特别点恰好能满足上述要求，这就是压缩机和管网[1-2]是防喘振控制进行了比较系统的阐述。举例说的联合运行点，如图1中的A点和B点。明了以上位工控机、三重化冗余PLC和以太网为架构的分散控制系统的设计方案。关键词：离心式压缩机；控制系统；PLC；防喘振中图分类号：TH452；TP273文献标识码：B文章编号号：1006-8155（2009）02-0053-0

2、5DesignofCentrifugalCompressorAnti-surgeControlSystem图1压缩机和管网的联合运行点Abstract：Thisthesisanalyzesthecharacteristicsofacentrifugalcompressorpipenetwork，theprocess2离心压缩机防喘振控制技术及要点characteristicsofthecentrifugalcompressorcontrol喘振控制技术：一是在设计上对离心式压system，especiallydiscussesthep

3、henomena，[3]缩机采取措施；二是普遍采用防喘振装置。mechanismandprotectionmethodofthesurge.At2.1喘振被动控制技术last，itgivesanexampletoshowhowtodesigna最基本的控制方法是最小流量极限控制，realcentrifugalcompressorcontrolsystembothin这种方法又分为两种：固定极限流量和可变极hardwareandsoftware.[4]限流量。Keywords：Centrifugalcompressor；Control（

4、1）固定极限流量法system；PLC；Anti-surge如图2所示，让压缩机通过的流量总是大1离心压缩机的管网特性于某一定值流量Qp，选取最大转速下的喘振极限流量值为Qp的值。通常把为输送气体连接压缩机的管道、容器等全套设备，包括进、排气管线，称为管网。压缩机进口气体压力为ps，经过压缩机增压至pd，经过管道排出，压力下降到pa。压缩机的输气量G和管网的流量GR相等，或者说压缩机的排气压力等于管网的进口压力pR，压缩机和管网就能稳定运行。即G=GRpd=pR图2固定极限流量收稿日期：2009－02－04沈阳市110142—53—2

5、009年第2期计算机应用（2）可变极限流量法2.3防喘振控制要点是设置极限流量跟随着转速而变的一种防气体失速能很快的引发喘振。通常人为地喘振控制，见图3。在喘振线右侧设定一条控制线，与喘振线相距一定的流量量程值。回流阀和控制器的性能数据，对喘振极限范围内压缩机的整个动态行为有很大的影响。另外选择和执行的控制规则在可达到的控制质量上有一个决定性的影响。进口温度和气体成分的波动，对喘振极限[9-10]线的位置有很大的影响。图3可变极限流量3离心压缩机防喘振控制系统举例2.2喘振主动控制技术该系统运用数字直接防喘控制系统较好地它直接抑制诱发

6、喘振的气流不稳定过程，考虑了压缩机运行中可能发生的因素，在离心改善压缩机系统的性能，阻止喘振的发生，见压缩机综合控制系统中，利用解耦技术很好地图4。处理了防喘振控制与性能控制或多个防喘振回路之间的协调关系。3.1控制系统的基本要求（1）提供的机组控制系统应为技术成熟、高可靠性能的硬件、最新版本的软件。（2）控制器、I/O模块、所有电源设备和网络通讯设备，采用必须双重或三重化冗余、容错技术，确保系统的安全、可靠。（3）除实现机组的所有检测、控制和自动安图4压缩机主动控制和被动控制的区别全连锁保护外，还应能实现机组特殊的控制要主动控制模式

7、都采用PID模型，使用的执求（如防喘振和调速控制等）。行机构较多，如返回阀、放气阀、节流阀、注气和（4）机组必须实现有效的防喘振控制，所配可变导叶，对电机驱动式压缩机采用驱动机本身套的仪表包括调节阀等，应全部满足防喘振控作为喘振控制器等[5-6]。制的要求。图5是一压缩机系统，其中紧连控制阀（5）控制系统应能与其它系统进行通讯，并（CCV）的配装紧接压缩机出口，一般认为它是以从站方式与DCS进行通讯。同步时钟由DCS最有前景的主动控制阀。发出，CCS应具有接受外部同步时钟信号的功压缩机正常运行点在特性线的右支，斜率能配置。为负。而当运

8、行点处于喘振线以左时，CCV阀的（6）控制站压降通过主动控制使压缩机包括阀在内的特性控制站的硬件和软件应具有高可靠性和容曲线斜率均改为负，使运行变得稳定[7-8]。错性。控制站应具备顺序控制、批量控制、一般连续控制及顺序