本發(fā)明屬于流體機(jī)械控制領(lǐng)域,特別是涉及一種防喘振控制方法、控制裝置及控制系統(tǒng)。
背景技術(shù):
喘振是透平式壓縮機(jī)在流量減少到一定程度時(shí)所發(fā)生的一種非正常工況下的振動,離心式壓縮機(jī)是透平式壓縮機(jī)的一種,喘振會對離心式壓縮機(jī)造成嚴(yán)重的危害。
目前,對于離心式壓縮機(jī)的防喘振控制,大多是以離心式壓縮機(jī)的入口流量和出口壓力作為控制參數(shù)來進(jìn)行防喘振控制,具體是在離心式壓縮機(jī)的工作點(diǎn)已經(jīng)發(fā)生變化后,以離心式壓縮機(jī)的入口流量和出口壓力作為參數(shù)進(jìn)行各種方式的調(diào)節(jié),這種控制方法雖然可以達(dá)到防喘振的目的,但是在本質(zhì)上仍然存在著調(diào)節(jié)不及時(shí),機(jī)組容易發(fā)生喘振,影響機(jī)組正常使用的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明實(shí)施例要解決的一個(gè)技術(shù)問題是:提供一種防喘振控制方法、控制裝置及控制系統(tǒng),以在工作點(diǎn)發(fā)生改變但還未達(dá)到預(yù)期變化前,預(yù)先控制防喘振閥動作。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面,提供一種防喘振控制方法,包括:
檢測對流體機(jī)械的調(diào)節(jié)信號;
根據(jù)所述調(diào)節(jié)信號確定所述流體機(jī)械的瞬時(shí)工作點(diǎn);
以所述瞬時(shí)工作點(diǎn)為中心按照預(yù)設(shè)規(guī)則確定所述流體機(jī)械的各工作區(qū)域;
確定所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn);
根據(jù)所述實(shí)時(shí)工作點(diǎn)在所述各工作區(qū)中的位置控制防喘振閥。
基于本發(fā)明上述方法的另一實(shí)施例中,所述根據(jù)所述調(diào)節(jié)信號確定所述流體機(jī)械的瞬時(shí)工作點(diǎn),包括:
判斷所述調(diào)節(jié)信號所引起的所述流體機(jī)械的流量的預(yù)期變化量是否滿足預(yù)設(shè)條件;
若所述調(diào)節(jié)信號所引起的所述流體機(jī)械的流量的預(yù)期變化量滿足預(yù)設(shè)條件,以當(dāng)前所述流體機(jī)械的工作狀態(tài)作為瞬時(shí)工作點(diǎn)。
基于本發(fā)明上述方法的另一實(shí)施例中,所述預(yù)設(shè)條件包括:所述流體機(jī)械的流量的預(yù)期減小量大于當(dāng)前所述流體機(jī)械入口流量的預(yù)設(shè)比率。
基于本發(fā)明上述方法的另一實(shí)施例中,所述以當(dāng)前所述流體機(jī)械的工作狀態(tài)作為瞬時(shí)工作點(diǎn),包括:
獲取當(dāng)前所述流體機(jī)械的進(jìn)出口壓力及入口流量數(shù)據(jù);
根據(jù)當(dāng)前所述流體機(jī)械的進(jìn)出口壓力及入口流量數(shù)據(jù),在所述流體機(jī)械的性能曲線圖中確定當(dāng)前所述流體機(jī)械的工作狀態(tài)所在的位置,作為瞬時(shí)工作點(diǎn)。
基于本發(fā)明上述方法的另一實(shí)施例中,所述各工作區(qū)域包括:工作允許區(qū)和工作調(diào)整區(qū)。
基于本發(fā)明上述方法的另一實(shí)施例中,所述以所述瞬時(shí)工作點(diǎn)為中心按照預(yù)設(shè)規(guī)則確定所述流體機(jī)械的各工作區(qū)域,包括:
以所述瞬時(shí)工作點(diǎn)為中心,分別以所述瞬時(shí)工作點(diǎn)在所述流體機(jī)械的性能曲線圖中的橫縱坐標(biāo)的第一預(yù)設(shè)比率為長短半軸構(gòu)造第一橢圓形區(qū)域;以所述第一橢圓形區(qū)域內(nèi)除所述瞬時(shí)工作點(diǎn)外的區(qū)域作為工作允許區(qū),以所述第一橢圓形區(qū)域外的區(qū)域作為工作調(diào)整區(qū)。
基于本發(fā)明上述方法的另一實(shí)施例中,所述確定所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn),包括:
獲取當(dāng)前所述流體機(jī)械的進(jìn)出口壓力及入口流量數(shù)據(jù);
根據(jù)當(dāng)前所述流體機(jī)械的進(jìn)出口壓力及入口流量數(shù)據(jù),在所述流體機(jī)械的性能曲線圖中確定當(dāng)前所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)所在的位置,作為實(shí)時(shí)工作點(diǎn)。
基于本發(fā)明上述方法的另一實(shí)施例中,所述根據(jù)所述實(shí)時(shí)工作點(diǎn)在所述各工作區(qū)中的位置控制防喘振閥,包括:
判斷所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于所述瞬時(shí)工作點(diǎn)處;
若所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)未位于所述瞬時(shí)工作點(diǎn)處,判斷所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于所述工作允許區(qū);
若所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于所述工作允許區(qū),采用分回路PID控制方式控制防喘振閥打開;若所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于所述工作調(diào)整區(qū),采用比例控制方式控制防喘振閥打開。
基于本發(fā)明上述方法的另一實(shí)施例中,所述各工作區(qū)域還包括:工作波動區(qū)。
基于本發(fā)明上述方法的另一實(shí)施例中,所述以所述瞬時(shí)工作點(diǎn)為中心按照預(yù)設(shè)規(guī)則確定所述流體機(jī)械的各工作區(qū)域,還包括:
以所述瞬時(shí)工作點(diǎn)為中心,分別以所述瞬時(shí)工作點(diǎn)在所述流體機(jī)械的性能曲線圖中的橫縱坐標(biāo)的第二預(yù)設(shè)比率為長短半軸構(gòu)造第二橢圓形區(qū)域,其中所述第二預(yù)設(shè)比率大于所述第一預(yù)設(shè)比率;以所述第二橢圓形區(qū)域內(nèi)除所述第一橢圓形區(qū)域外的區(qū)域作為工作調(diào)整區(qū),以所述第二橢圓形區(qū)域外的區(qū)域作為工作波動區(qū)。
基于本發(fā)明上述方法的另一實(shí)施例中,所述采用比例控制方式控制防喘振閥打開,還包括:
若所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)未位于所述工作允許區(qū),判斷所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于所述工作調(diào)整區(qū);
若所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于所述工作調(diào)整區(qū),采用等比例控制方式控制防喘振閥打開;若所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于所述工作波動區(qū),采用變比例控制方式控制防喘振閥打開。
基于本發(fā)明上述方法的另一實(shí)施例中,所述根據(jù)所述實(shí)時(shí)工作點(diǎn)在所述各工作區(qū)中的位置控制防喘振閥,還包括:
判斷所述流體機(jī)械實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否回到所述瞬時(shí)工作點(diǎn);
若所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)回到所述瞬時(shí)工作點(diǎn),采用主回路PID控制方式控制所述防喘振閥回到初始位置;若所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)未回到所述瞬時(shí)工作點(diǎn),執(zhí)行所述判斷所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于所述工作允許區(qū)的操作。
基于本發(fā)明上述方法的另一實(shí)施例中,所述根據(jù)所述實(shí)時(shí)工作點(diǎn)在所述各工作區(qū)中的位置控制防喘振閥,還包括:
若所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)未回到所述瞬時(shí)工作點(diǎn),判斷所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于所述流體機(jī)械的性能曲線圖中防喘振線的左側(cè);
若所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)未位于防喘振線的左側(cè),執(zhí)行所述判斷所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于所述工作允許區(qū)的操作;若所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于防喘振線的左側(cè),判斷所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于所述流體機(jī)械的性能曲線圖中喘振線的左側(cè);
若所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)未位于喘振線的左側(cè),采用主回路PID控制方式控制所述防喘振閥打開;若所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于喘振線的左側(cè),直接控制所述防喘振閥全開。
基于本發(fā)明上述方法的另一實(shí)施例中,所述各工作區(qū)域還包括:死區(qū),當(dāng)所述實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于所述死區(qū)內(nèi)時(shí),認(rèn)為所述實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于或回到所述瞬時(shí)工作點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)方面,提供一種防喘振控制裝置,包括:
調(diào)節(jié)信號檢測單元,用于檢測對流體機(jī)械的調(diào)節(jié)信號;
工作點(diǎn)確定單元,用于根據(jù)所述調(diào)節(jié)信號確定所述流體機(jī)械的瞬時(shí)工作點(diǎn);以及確定所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn);
工作區(qū)域確定單元,用于以所述瞬時(shí)工作點(diǎn)為中心按照預(yù)設(shè)規(guī)則確定所述流體機(jī)械的各工作區(qū)域;
防喘振閥控制單元,用于根據(jù)所述實(shí)時(shí)工作點(diǎn)在所述各工作區(qū)中的位置控制防喘振閥。
基于本發(fā)明上述裝置的另一實(shí)施例中,所述工作點(diǎn)確定單元,具體用于:
判斷所述調(diào)節(jié)信號所引起的所述流體機(jī)械的流量的預(yù)期變化量是否滿足預(yù)設(shè)條件;
若所述調(diào)節(jié)信號所引起的所述流體機(jī)械的流量的預(yù)期變化量滿足預(yù)設(shè)條件,以當(dāng)前所述流體機(jī)械的工作狀態(tài)作為瞬時(shí)工作點(diǎn)。
基于本發(fā)明上述裝置的另一實(shí)施例中,所述預(yù)設(shè)條件包括:所述流體機(jī)械的流量的預(yù)期減小量大于當(dāng)前所述流體機(jī)械入口流量的預(yù)設(shè)比率。
基于本發(fā)明上述裝置的另一實(shí)施例中,若所述調(diào)節(jié)信號所引起的流體機(jī)械的流量的預(yù)期變化量滿足預(yù)設(shè)條件,所述工作點(diǎn)確定單元具體用于:
獲取當(dāng)前所述流體機(jī)械的進(jìn)出口壓力及入口流量數(shù)據(jù);
根據(jù)當(dāng)前所述流體機(jī)械的進(jìn)出口壓力及入口流量數(shù)據(jù),在所述流體機(jī)械的性能曲線圖中確定當(dāng)前所述流體機(jī)械的工作狀態(tài)所在的位置,作為瞬時(shí)工作點(diǎn)。
基于本發(fā)明上述裝置的另一實(shí)施例中,所述各工作區(qū)域包括:工作允許區(qū)和工作調(diào)整區(qū)。
基于本發(fā)明上述裝置的另一實(shí)施例中,所述工作區(qū)域確定單元,具體用于:
以所述瞬時(shí)工作點(diǎn)為中心,分別以所述瞬時(shí)工作點(diǎn)在所述流體機(jī)械的性能曲線圖中的橫縱坐標(biāo)的第一預(yù)設(shè)比率為長短半軸構(gòu)造第一橢圓形區(qū)域;以所述第一橢圓形區(qū)域內(nèi)除所述瞬時(shí)工作點(diǎn)外的區(qū)域作為工作允許區(qū),以所述第一橢圓形區(qū)域外的區(qū)域作為工作調(diào)整區(qū)。
基于本發(fā)明上述裝置的另一實(shí)施例中,所述工作點(diǎn)確定單元,還具體用于:
獲取當(dāng)前所述流體機(jī)械的進(jìn)出口壓力及入口流量數(shù)據(jù);
根據(jù)當(dāng)前所述流體機(jī)械的進(jìn)出口壓力及入口流量數(shù)據(jù),在所述流體機(jī)械的性能曲線圖中確定當(dāng)前所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)所在的位置,作為實(shí)時(shí)工作點(diǎn)。
基于本發(fā)明上述裝置的另一實(shí)施例中,
基于本發(fā)明上述裝置的另一實(shí)施例中,所述防喘振閥控制單元,包括:
第一判斷模塊,用于判斷所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于所述瞬時(shí)工作點(diǎn)處;
第二判斷模塊,用于根據(jù)所述第一判斷模塊的判斷結(jié)果,響應(yīng)于所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)未位于所述瞬時(shí)工作點(diǎn)處,判斷所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于所述工作允許區(qū);
第一執(zhí)行模塊,用于根據(jù)所述第二判斷模塊的判斷結(jié)果,響應(yīng)于所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于所述工作允許區(qū),采用分回路PID控制方式控制防喘振閥打開;
第二執(zhí)行模塊,用于根據(jù)所述第二判斷模塊的判斷結(jié)果,響應(yīng)于所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于所述工作調(diào)整區(qū),采用比例控制方式控制防喘振閥打開。
基于本發(fā)明上述裝置的另一實(shí)施例中,所述各工作區(qū)域還包括:工作波動區(qū)。
基于本發(fā)明上述裝置的另一實(shí)施例中,所述工作區(qū)域確定單元,還具體用于:
以所述瞬時(shí)工作點(diǎn)為中心,分別以所述瞬時(shí)工作點(diǎn)在所述流體機(jī)械的性能曲線圖中的橫縱坐標(biāo)的第二預(yù)設(shè)比率為長短半軸構(gòu)造第二橢圓形區(qū)域,其中所述第二預(yù)設(shè)比率大于所述第一預(yù)設(shè)比率;以所述第二橢圓形區(qū)域內(nèi)除所述第一橢圓形區(qū)域外的區(qū)域作為工作調(diào)整區(qū),以所述第二橢圓形區(qū)域外的區(qū)域作為工作波動區(qū)。
基于本發(fā)明上述裝置的另一實(shí)施例中,所述防喘振閥控制單元,還包括:
第三判斷模塊,用于根據(jù)所述第二判斷模塊的判斷結(jié)果,響應(yīng)于所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)未位于所述工作允許區(qū),判斷所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于所述工作調(diào)整區(qū);
所述第二執(zhí)行模塊,具體用于根據(jù)所述第三判斷模塊的判斷結(jié)果,響應(yīng)于所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于所述工作調(diào)整區(qū),采用等比例控制方式控制防喘振閥打開;
第三執(zhí)行模塊,用于根據(jù)所述第三判斷模塊的判斷結(jié)果,響應(yīng)于所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于所述工作波動區(qū),采用變比例控制方式控制防喘振閥打開。
基于本發(fā)明上述裝置的另一實(shí)施例中,所述防喘振閥控制單元,還包括:
第四判斷模塊,用于判斷所述流體機(jī)械實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否回到所述瞬時(shí)工作點(diǎn);
第四執(zhí)行模塊,用于根據(jù)所述第四判斷模塊的判斷結(jié)果,響應(yīng)于所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)回到所述瞬時(shí)工作點(diǎn),采用主回路PID控制方式控制所述防喘振閥回到初始位置;
所述第二判斷模塊,還用于根據(jù)所述第四判斷模塊的判斷結(jié)果,響應(yīng)于所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)未回到所述瞬時(shí)工作點(diǎn),執(zhí)行所述判斷所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于所述工作允許區(qū)的操作。
基于本發(fā)明上述裝置的另一實(shí)施例中,所述防喘振閥控制單元,還包括:
第五判斷模塊,用于根據(jù)所述第四判斷模塊的判斷結(jié)果,響應(yīng)于所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)未回到所述瞬時(shí)工作點(diǎn),判斷所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于所述流體機(jī)械的性能曲線圖中防喘振線的左側(cè);
所述第二判斷模塊,具體用于根據(jù)所述第五判斷模塊的判斷結(jié)果,響應(yīng)于所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)未位于防喘振線的左側(cè),執(zhí)行所述判斷所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于所述工作允許區(qū)的操作。
第六判斷模塊,用于根據(jù)所述第五判斷模塊的判斷結(jié)果,響應(yīng)于所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于防喘振線的左側(cè),判斷所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于所述流體機(jī)械的性能曲線圖中喘振線的左側(cè);
所述第四執(zhí)行模塊,還用于根據(jù)所述第六判斷模塊的判斷結(jié)果,響應(yīng)于所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)未位于喘振線的左側(cè),采用主回路PID控制方式控制所述防喘振閥打開;
第五執(zhí)行模塊,用于根據(jù)所述第六判斷模塊的判斷結(jié)果,響應(yīng)于所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于喘振線的左側(cè),直接控制所述防喘振閥全開。
基于本發(fā)明上述裝置的另一實(shí)施例中,所述各工作區(qū)域還包括:死區(qū),當(dāng)所述實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于所述死區(qū)內(nèi)時(shí),認(rèn)為所述實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于或回到所述瞬時(shí)工作點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的又一個(gè)方面,提供一種控制系統(tǒng),包括:流體機(jī)械及上述任意一實(shí)施例所述防喘振控制裝置。
基于本發(fā)明上述系統(tǒng)的另一實(shí)施例中,所述流體機(jī)械為離心式壓縮機(jī)。
基于本發(fā)明實(shí)施例提供的防喘振控制方法、控制裝置及控制系統(tǒng),通過檢測對流體機(jī)械的調(diào)節(jié)信號,可以在流機(jī)機(jī)械的工作點(diǎn)發(fā)生改變但還未達(dá)到預(yù)期變化前,預(yù)先控制防喘振閥動作,從而更直接更有效的預(yù)先進(jìn)行防喘振控制,減小工作點(diǎn)的波動,保證流體機(jī)械的穩(wěn)定運(yùn)行,由于本實(shí)施例提供的方法在外界條件發(fā)生一定變化時(shí)即對流體機(jī)械的工作點(diǎn)進(jìn)行調(diào)節(jié),因此該方法還為有效控制流體機(jī)械在突發(fā)狀況下維穩(wěn)運(yùn)行提供了一種可能,并且也可以與現(xiàn)有的經(jīng)典防喘振控制方法結(jié)合,更有效的維護(hù)立體機(jī)械的穩(wěn)定運(yùn)行。
附圖說明
構(gòu)成說明書的一部分的附圖描述了本發(fā)明的實(shí)施例,并且連同描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。
參照附圖,根據(jù)下面的詳細(xì)描述,可以更加清楚地理解本發(fā)明,其中:
圖1為本發(fā)明實(shí)施例防喘振控制方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例防喘振控制方法的另一個(gè)實(shí)施例的流程圖。
圖3為離心式壓縮機(jī)組在不同轉(zhuǎn)速下流量隨功率變化的曲線圖。
圖4為離心式壓縮機(jī)組在不同入口導(dǎo)葉開度下流量隨功率變化的曲線圖。
圖5為本發(fā)明實(shí)施例防喘振控制裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
圖6為本發(fā)明實(shí)施例防喘振控制裝置的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在將參照附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的各種示例性實(shí)施例。應(yīng)注意到:除非另外具體說明,否則在這些實(shí)施例中闡述的零部件的相對布置、數(shù)字表達(dá)式和數(shù)值不限制本發(fā)明的范圍。
同時(shí),應(yīng)當(dāng)明白,為了便于描述,附圖中所示出的各個(gè)部分的尺寸并不是按照實(shí)際的比例關(guān)系繪制的。
以下對至少一個(gè)示例性實(shí)施例的描述實(shí)際上僅僅是說明性的,決不作為對本發(fā)明及其應(yīng)用或使用的任何限制。
對于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)、方法和設(shè)備可能不作詳細(xì)討論,但在適當(dāng)情況下,所述技術(shù)、方法和設(shè)備應(yīng)當(dāng)被視為說明書的一部分。
應(yīng)注意到:相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng),因此,一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義,則在隨后的附圖中不需要對其進(jìn)行進(jìn)一步討論。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例防喘振控制方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。如圖1所示,該實(shí)施例的防喘振控制方法,包括:
S102,檢測對流體機(jī)械的調(diào)節(jié)信號。
其中,流體機(jī)械可以是離心式壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)、泵等流體機(jī)械;對流體機(jī)械的調(diào)節(jié)信號是可以引起流體機(jī)械的入口流量變化的調(diào)節(jié)信號;例如,對離心式壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速或入口導(dǎo)葉的調(diào)節(jié)信號。
S104,根據(jù)調(diào)節(jié)信號確定流體機(jī)械的瞬時(shí)工作點(diǎn)。
具體實(shí)現(xiàn)中,操作S104通過判斷調(diào)節(jié)信號所引起的流體機(jī)械的流量的預(yù)期變化量是否滿足預(yù)設(shè)條件;若調(diào)節(jié)信號所引起的流體機(jī)械的流量的預(yù)期變化量滿足預(yù)設(shè)條件,則以當(dāng)前流體機(jī)械的工作狀態(tài)作為瞬時(shí)工作點(diǎn);若調(diào)節(jié)信號所引起的流體機(jī)械的流量的預(yù)期變化量不滿足預(yù)設(shè)條件,則結(jié)束本實(shí)施例的防喘振控制方法。
其中,預(yù)設(shè)條件可以為流體機(jī)械的流量的預(yù)期減小量大于當(dāng)前流體機(jī)械入口流量的預(yù)設(shè)比率。例如:流體機(jī)械的流量的預(yù)期減小量大于當(dāng)前流體機(jī)械入口流量的一個(gè)百分比。
具體地,在操作S104中,若調(diào)節(jié)信號所引起的流體機(jī)械的流量的預(yù)期變化量滿足預(yù)設(shè)條件,可以通過獲取當(dāng)前流體機(jī)械的進(jìn)出口壓力及入口流量數(shù)據(jù),并根據(jù)當(dāng)前流體機(jī)械的進(jìn)出口壓力及入口流量數(shù)據(jù),在流體機(jī)械的性能曲線圖中確定當(dāng)前流體機(jī)械的工作狀態(tài)所在的位置,作為瞬時(shí)工作點(diǎn)。
S106,以瞬時(shí)工作點(diǎn)為中心按照預(yù)設(shè)規(guī)則確定流體機(jī)械的各工作區(qū)域。
在一個(gè)具體示例中,工作區(qū)域包括:工作允許區(qū)和工作調(diào)整區(qū);操作S106具體為以瞬時(shí)工作點(diǎn)為中心,分別以瞬時(shí)工作點(diǎn)在流體機(jī)械的性能曲線圖中的橫縱坐標(biāo)的第一預(yù)設(shè)比率為長短半軸構(gòu)造第一橢圓形區(qū)域;以第一橢圓形區(qū)域內(nèi)除瞬時(shí)工作點(diǎn)外的區(qū)域作為工作允許區(qū),以第一橢圓形區(qū)域外的區(qū)域作為工作調(diào)整區(qū)。
在另一個(gè)具體示例中,工作區(qū)域包括:工作允許區(qū)、工作調(diào)整區(qū)和工作波動區(qū),操作S106具體為以瞬時(shí)工作點(diǎn)為中心,分別以瞬時(shí)工作點(diǎn)在流體機(jī)械的性能曲線圖中的橫縱坐標(biāo)的第一預(yù)設(shè)比率為長短半軸構(gòu)造第一橢圓形區(qū)域;再以瞬時(shí)工作點(diǎn)為中心,分別以瞬時(shí)工作點(diǎn)在流體機(jī)械的性能曲線圖中的橫縱坐標(biāo)的第二預(yù)設(shè)比率為長短半軸構(gòu)造第二橢圓形區(qū)域,其中第二預(yù)設(shè)比率大于第一預(yù)設(shè)比率;以第一橢圓形區(qū)域內(nèi)除瞬時(shí)工作點(diǎn)外的區(qū)域作為工作允許區(qū),以第二橢圓形區(qū)域內(nèi)除第一橢圓形區(qū)域外的區(qū)域作為工作調(diào)整區(qū),以第二橢圓形區(qū)域外的區(qū)域作為工作波動區(qū)。
S108,確定流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)。
具體地,操作S108可以通過獲取當(dāng)前流體機(jī)械的進(jìn)出口壓力及入口流量數(shù)據(jù),并根據(jù)當(dāng)前流體機(jī)械的進(jìn)出口壓力及入口流量數(shù)據(jù),在流體機(jī)械的性能曲線圖中確定當(dāng)前流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)所在的位置,作為實(shí)時(shí)工作點(diǎn)。
具體實(shí)現(xiàn)中,操作108中的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)可以通過快速照影技術(shù)來確定,通常當(dāng)流體機(jī)械的工作狀態(tài)發(fā)生波動時(shí),會產(chǎn)生一連串的快速照影,現(xiàn)場工程師可以根據(jù)實(shí)際情況從中選擇作為實(shí)時(shí)工作點(diǎn)的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)的快速照影,例如可以選擇首次或末次的快速照影為調(diào)整點(diǎn),也可以選擇中間的快速照影為調(diào)整點(diǎn)。
S110,根據(jù)實(shí)時(shí)工作點(diǎn)在各工作區(qū)中的位置控制防喘振閥。
在一個(gè)具體示例中,當(dāng)操作S106所確定的各工作區(qū)包括:工作允許區(qū)和工作調(diào)整區(qū)時(shí),操作S110首先判斷流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于瞬時(shí)工作點(diǎn)處;若流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于瞬時(shí)工作點(diǎn)處,結(jié)束本實(shí)施例的防喘振發(fā)的控制方法;若流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)未位于瞬時(shí)工作點(diǎn)處,判斷流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于工作允許區(qū);若流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于工作允許區(qū),采用分回路PID控制方式控制防喘振閥打開;若流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于工作調(diào)整區(qū),采用比例控制方式控制防喘振閥打開。
在另一個(gè)具體示例中,當(dāng)操作S106所確定的各工作區(qū)包括:工作允許區(qū)、工作調(diào)整區(qū)和工作波動區(qū)時(shí),操作S110首先判斷流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于瞬時(shí)工作點(diǎn)處,若流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于瞬時(shí)工作點(diǎn)處,結(jié)束本實(shí)施例的防喘振發(fā)的控制方法;若流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)未位于瞬時(shí)工作點(diǎn)處,判斷流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于工作允許區(qū);若流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于工作允許區(qū),采用分回路PID控制方式控制防喘振閥打開;若流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)未位于工作允許區(qū),判斷流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于工作調(diào)整區(qū);若流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于工作調(diào)整區(qū),采用等比例控制方式控制防喘振閥打開;若流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于工作波動區(qū),采用變比例控制方式控制防喘振閥打開。
基于本發(fā)明實(shí)施例的防喘振控制方法,通過檢測對流體機(jī)械的調(diào)節(jié)信號,可以在壓縮機(jī)的工作點(diǎn)發(fā)生改變但還未達(dá)到預(yù)期變化前,例如離心式壓縮機(jī)租的入口流量由于轉(zhuǎn)速的下降或者入口導(dǎo)葉開度減小導(dǎo)致流量由30000Nm3/h減小到27000Nm3/h時(shí),預(yù)先控制防喘振閥動作,從而更直接更有效的預(yù)先進(jìn)行防喘振控制,減小工作點(diǎn)的波動,保證流體機(jī)械的穩(wěn)定運(yùn)行,由于本實(shí)施例提供的方法在外界條件發(fā)生一定變化時(shí)即對流體機(jī)械的工作點(diǎn)進(jìn)行調(diào)節(jié),因此該方法還為有效控制流體機(jī)械在突發(fā)狀況下維穩(wěn)運(yùn)行提供了一種可能,并且也可以與現(xiàn)有的經(jīng)典防喘振控制方法結(jié)合,更有效的維護(hù)立體機(jī)械的穩(wěn)定運(yùn)行。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例防喘振控制方法的另一個(gè)實(shí)施例的流程圖。如圖2所示,與圖1的實(shí)施例相比,在該實(shí)施例中,根據(jù)實(shí)時(shí)工作點(diǎn)在各工作區(qū)中的位置控制防喘振閥,包括:
S212,判斷流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于瞬時(shí)工作點(diǎn)處。
若流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于瞬時(shí)工作點(diǎn)處,不執(zhí)行本實(shí)施例的后續(xù)操作;否則,若流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)未位于瞬時(shí)工作點(diǎn)處,執(zhí)行操作S214。
S214,判斷流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于工作允許區(qū)。
若流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于工作允許區(qū),執(zhí)行操作S216;否則,若流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)未位于工作允許區(qū),執(zhí)行操作S218。
S216,采用分回路PID控制方式控制防喘振閥打開。
S218,判斷流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于工作調(diào)整區(qū)。
若流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于工作調(diào)整區(qū),執(zhí)行操作S220;否則,若流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于工作波動區(qū),執(zhí)行操作S222。
S220,采用等比例控制方式控制防喘振閥打開。
S222,采用變比例控制方式控制防喘振閥打開。
S224,判斷流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否回到瞬時(shí)工作點(diǎn)。
若流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)回到瞬時(shí)工作點(diǎn),執(zhí)行操作S226;否則,若流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)未回到瞬時(shí)工作點(diǎn),執(zhí)行操作S228。
S226,采用主回路PID控制方式控制防喘振閥回到初始位置。
S228,判斷流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于流體機(jī)械的性能曲線圖中防喘振線的左側(cè)。
若流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)未位于防喘振線的左側(cè),執(zhí)行操作S214;否則,若流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于防喘振線的左側(cè),執(zhí)行操作S230。
S230,判斷流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于流體機(jī)械的性能曲線圖中喘振線的左側(cè)。
若流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)未位于喘振線的左側(cè),執(zhí)行操作S232;否則,若流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于喘振線的左側(cè),執(zhí)行操作S234。
S232,采用主回路PID控制方式控制防喘振閥打開。
S234,直接控制防喘振閥全開。
具體實(shí)現(xiàn)中,分回路PID控制方式與主回路PID控制方式為不同的控制方式,兩者的具體控制參數(shù)不同。
基于本發(fā)明實(shí)施例的防喘振控制方法,通過檢測對流體機(jī)械的調(diào)節(jié)信號,可以在壓縮機(jī)的工作點(diǎn)發(fā)生改變但還未達(dá)到預(yù)期變化前,預(yù)先控制防喘振閥打開,從而更直接更有效的預(yù)先進(jìn)行防喘振控制,減小工作點(diǎn)的波動,保證流體機(jī)械的穩(wěn)定運(yùn)行,并在工作點(diǎn)回調(diào)到位后控制防喘振閥回到初始位置,而當(dāng)工作點(diǎn)未回調(diào)到位且位于喘振線的左側(cè)時(shí),直接控制防喘振閥全開,而當(dāng)工作點(diǎn)未回調(diào)到位且位于喘振線與防喘振線之間時(shí),采用PID控制方式控制防喘振閥打開。
在上述各實(shí)施例中,各工作區(qū)域還包括:死區(qū),當(dāng)實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于死區(qū)內(nèi)時(shí),認(rèn)為實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于或回到瞬時(shí)工作點(diǎn)。
在一個(gè)具體實(shí)施例中,流體機(jī)械是采用汽輪機(jī)或者變頻調(diào)速電機(jī)作為原動機(jī)的離心式壓縮機(jī)組,離心式壓縮機(jī)組的轉(zhuǎn)速是可以調(diào)節(jié)的,當(dāng)離心式壓縮機(jī)組達(dá)到工作轉(zhuǎn)速區(qū)時(shí),通過調(diào)節(jié)信號調(diào)節(jié)離心式壓縮機(jī)組的轉(zhuǎn)速來適應(yīng)下游生產(chǎn)工藝的負(fù)荷,通??梢酝ㄟ^以離心式壓縮機(jī)組的出口壓力或者入口流量作為工藝參數(shù)進(jìn)行PID調(diào)解來實(shí)現(xiàn)。
具體地,當(dāng)離心式壓縮機(jī)組下游的生產(chǎn)工藝要求降低產(chǎn)能或者低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),通常會要求減小離心式壓縮機(jī)組的出口壓力來滿足工藝要求,具體可以通過降低離心式壓縮機(jī)組的轉(zhuǎn)速來達(dá)到此目的。例如:當(dāng)需要離心式壓縮機(jī)組的出口壓力由實(shí)際值PV=0.8MPa(G)變化到設(shè)定值SP=0.6MPa(G)時(shí),壓縮機(jī)組的轉(zhuǎn)速會由當(dāng)前的轉(zhuǎn)速SPEED=8000RPM通過PID計(jì)算逐漸降低,直到PV=SP時(shí),壓縮機(jī)組的轉(zhuǎn)速將維持在當(dāng)前的轉(zhuǎn)速不變;如果PV一直大于SP,壓縮機(jī)組的轉(zhuǎn)速則會一直降低至工作轉(zhuǎn)速區(qū)間的下限6000RPM,其中工作轉(zhuǎn)速區(qū)間為9000RPM到6000RPM。當(dāng)離心式壓縮機(jī)組下游的生產(chǎn)工藝要求增加產(chǎn)能或者高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),通常會要求增大離心式壓縮機(jī)組的出口壓力來滿足工藝要求,具體可以通過提高離心式壓縮機(jī)組的轉(zhuǎn)速來達(dá)到此目的。例如:當(dāng)需要離心式壓縮機(jī)組的出口壓力由實(shí)際值PV=0.6MPa(G)變化到設(shè)定值SP=0.8MPa(G)時(shí),壓縮機(jī)組的轉(zhuǎn)速會由當(dāng)前的轉(zhuǎn)速SPEED=7000RPM通過PID計(jì)算逐漸升高,直到PV=SP時(shí),壓縮機(jī)組的轉(zhuǎn)速將維持在當(dāng)前的轉(zhuǎn)速不變;如果PV一直小于SP,壓縮機(jī)組的轉(zhuǎn)速則會一直升高至工作轉(zhuǎn)速區(qū)間的上限9000RPM,其中工作轉(zhuǎn)速區(qū)間為9000RPM到6000RPM。從而通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)了離心式壓縮機(jī)組正常生產(chǎn)工藝的調(diào)節(jié)。其中,離心式壓縮機(jī)組轉(zhuǎn)速的變化會對壓縮機(jī)組出入口的流量帶來影響,離心式壓縮機(jī)組的轉(zhuǎn)速升高,流量增大,反之轉(zhuǎn)速降低,流量會相應(yīng)減小。
所以在通過調(diào)節(jié)信號調(diào)節(jié)離心式壓縮機(jī)組的轉(zhuǎn)速來適應(yīng)下游生產(chǎn)工藝的負(fù)荷時(shí),當(dāng)壓縮機(jī)組的轉(zhuǎn)速瞬時(shí)降低,例如轉(zhuǎn)速瞬時(shí)降低200RPM,通過檢測對離心式壓縮機(jī)組的轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)信號,可以在壓縮機(jī)的工作點(diǎn)發(fā)生改變但還未達(dá)到預(yù)期變化前,預(yù)先控制防喘振閥打開,從而更直接更有效的預(yù)先進(jìn)行防喘振控制,由于在壓縮機(jī)組轉(zhuǎn)速下降即打開防喘振閥,還可以消除或減少由于離心式壓縮機(jī)組入口流量變化過快而造成的壓縮機(jī)組工況不穩(wěn)定運(yùn)行的影響,維護(hù)壓縮機(jī)組工作點(diǎn)穩(wěn)定,保證壓縮機(jī)組負(fù)荷變化的平穩(wěn)過渡。
具體地,如圖3所示,圖3為離心式壓縮機(jī)組在不同轉(zhuǎn)速下流量隨功率變化的曲線圖,其中A、B、C、D、E五點(diǎn)分別代表壓縮機(jī)組在3349RPM、3611RPM、3767RPM、4186RPM、4395RPM轉(zhuǎn)速下對應(yīng)的發(fā)生喘振的流量極限點(diǎn),這些流量的極限點(diǎn)共同構(gòu)成了流量極限線,由圖中可見,當(dāng)轉(zhuǎn)速逐漸降低時(shí),流量極限線的極限流量也隨之減小,因此通過流量極限線可以初步推算出當(dāng)壓縮機(jī)組轉(zhuǎn)速突然下降時(shí),流量的預(yù)期減小量是多少。例如當(dāng)轉(zhuǎn)速在4000RPM時(shí),突然下降到3800RPM,參考C、D點(diǎn)間所對應(yīng)的曲線,通過C、D點(diǎn)的坐標(biāo)可以得到曲線方程,利用轉(zhuǎn)速在4000RPM時(shí)所對應(yīng)的流量與轉(zhuǎn)速在3800RPM時(shí)所對應(yīng)的流量之差即可初步推算出流量的預(yù)期減小量。
根據(jù)調(diào)節(jié)信號調(diào)節(jié)壓縮機(jī)組的轉(zhuǎn)速所引起的壓縮機(jī)組流量的預(yù)期減小量大于當(dāng)前壓縮機(jī)組入口流量的一個(gè)百分比,例如調(diào)節(jié)信號調(diào)節(jié)壓縮機(jī)組的入口導(dǎo)葉所引起的壓縮機(jī)組流量的預(yù)期減小量為1000Nm3/h大于當(dāng)前壓縮機(jī)組入口流量為10000Nm3/h的5%,獲取當(dāng)前壓縮機(jī)組的進(jìn)出口壓力、入口流量及溫度等重要數(shù)據(jù),根據(jù)這些數(shù)據(jù)在壓縮機(jī)組的性能曲線圖中確定當(dāng)前壓縮機(jī)組的工作狀態(tài)所在的位置,作為瞬時(shí)工作點(diǎn)。
以此瞬時(shí)工作點(diǎn)為中心,分別以此瞬時(shí)工作點(diǎn)在壓縮機(jī)組的性能曲線圖中的橫坐標(biāo)的3%和縱坐標(biāo)的3%為長短半軸構(gòu)造第一橢圓形區(qū)域,以第一橢圓形區(qū)域內(nèi)除瞬時(shí)工作點(diǎn)外的區(qū)域作為工作允許區(qū),即為可以接受工作點(diǎn)偏移的范圍,視為正常的工作點(diǎn)波動;以此瞬時(shí)工作點(diǎn)為中心,分別以此瞬時(shí)工作點(diǎn)在壓縮機(jī)組的性能曲線圖中的橫坐標(biāo)的8%和縱坐標(biāo)的8%的距離為Y軸半徑為長短半軸構(gòu)造第二橢圓形區(qū)域,以第二橢圓形區(qū)域內(nèi)除第一橢圓形區(qū)域外的區(qū)域作為工作調(diào)整區(qū)作,即為不可以接受工作點(diǎn)偏移的范圍,但偏離不算過大,可以通過微調(diào)整來使工作點(diǎn)回到工作允許區(qū);以第二橢圓形區(qū)域外的區(qū)域作為工作波動區(qū),即為工作點(diǎn)發(fā)生重大波動的范圍,會嚴(yán)重影響壓縮機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。通過提出這三個(gè)區(qū)域可以更精準(zhǔn)的控制防喘振閥,使防喘振閥迅速的做出響應(yīng),當(dāng)實(shí)時(shí)工作點(diǎn)落入這三個(gè)不同的區(qū)域時(shí),可以選定不同的控制策略對防喘振閥進(jìn)行控制。
具體地,當(dāng)實(shí)時(shí)工作點(diǎn)由于上述原因偏移瞬時(shí)工作點(diǎn)向左移動時(shí),可以通過變比例控制方式控制防喘振閥打開,例如變比例控制的可變增量為10%到1%,可變增量的變化可以根據(jù)實(shí)時(shí)工作點(diǎn)偏移瞬時(shí)工作點(diǎn)的速度自加或自減,以此來適應(yīng)工作點(diǎn)的變化快慢;當(dāng)實(shí)時(shí)工作點(diǎn)由于上述原因偏移瞬時(shí)工作點(diǎn)向左移動時(shí),可以通過等比例控制方式控制防喘振閥打開,例如等比例控制的等量增量為5%,等量增量可以設(shè)定的較大也可以設(shè)定的較小,具體可以根據(jù)現(xiàn)場工程師所選的控制方案確定;當(dāng)實(shí)時(shí)工作點(diǎn)由于上述原因偏移瞬時(shí)工作點(diǎn)向左移動時(shí),可以通過分回路PID控制方式控制防喘振閥打開,以橫坐標(biāo)為例,瞬時(shí)工作點(diǎn)的橫坐標(biāo)為SP,實(shí)時(shí)工作點(diǎn)的橫坐標(biāo)為PV,通過PID的運(yùn)算進(jìn)行調(diào)節(jié),以縱坐標(biāo)為例,瞬時(shí)工作點(diǎn)的縱坐標(biāo)為SP,實(shí)時(shí)工作點(diǎn)的縱坐標(biāo)為PV,通過PID的運(yùn)算進(jìn)行調(diào)節(jié),具體實(shí)現(xiàn)時(shí)也可以對橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的輸出量進(jìn)行高選,其中P、I參數(shù)的設(shè)定可以根據(jù)現(xiàn)場工程師所選的控制方案確定。以上三種控制方式,現(xiàn)場工程師可以根據(jù)實(shí)際情況靈活進(jìn)行選擇,以求達(dá)到最優(yōu)匹配。
例如,當(dāng)實(shí)時(shí)工作點(diǎn)落入工作波動區(qū)時(shí),可以采用變比例控制方式,這樣可以將工作點(diǎn)的位置快速拉回允許的區(qū)域;當(dāng)實(shí)時(shí)工作點(diǎn)落入工作調(diào)整區(qū)時(shí),可以采用等比例控制方式,以通過小步逼近的方式對工作點(diǎn)的位置進(jìn)行微調(diào)整;當(dāng)實(shí)時(shí)工作點(diǎn)落入工作允許區(qū)時(shí),可以采用PID控制方式,以通過瞬時(shí)工作點(diǎn)坐標(biāo)的設(shè)定,對實(shí)時(shí)工作點(diǎn)的位置進(jìn)行調(diào)整,使實(shí)時(shí)工作點(diǎn)回到波動前的位置。
在另一個(gè)具體實(shí)施例中,流體機(jī)械是恒定轉(zhuǎn)速且入口帶導(dǎo)葉調(diào)節(jié)的離心式壓縮機(jī)組,離心式壓縮機(jī)組的入口導(dǎo)葉是可以調(diào)節(jié)的,當(dāng)離心式壓縮機(jī)組正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),通過調(diào)節(jié)信號調(diào)節(jié)離心式壓縮機(jī)組入口導(dǎo)葉的位置來適應(yīng)下游生產(chǎn)工藝的負(fù)荷,通常可以通過以離心式壓縮機(jī)組的出口壓力或者入口流量作為工藝參數(shù)進(jìn)行PID調(diào)解來實(shí)現(xiàn)。
具體地,當(dāng)離心式壓縮機(jī)組下游的生產(chǎn)工藝要求降低產(chǎn)能或者低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),通常會要求減小離心式壓縮機(jī)組的出口壓力來滿足工藝要求,具體可以通過減小離心式壓縮機(jī)組的入口導(dǎo)葉開度來達(dá)到此目的。例如:當(dāng)需要離心式壓縮機(jī)組的出口壓力由實(shí)際值PV=0.7MPa(G)變化到設(shè)定值SP=0.5MPa(G)時(shí),壓縮機(jī)組的入口導(dǎo)葉開度會由當(dāng)前的開度CV=80%通過PID計(jì)算逐漸降低,直到PV=SP時(shí),壓縮機(jī)組的入口導(dǎo)葉開度維持在當(dāng)前的開度不變;如果PV一直大于SP,壓縮機(jī)組的入口導(dǎo)葉開度則會一直減小至入口導(dǎo)葉開度區(qū)間的下限10%,其中入口導(dǎo)葉開度區(qū)間為100%到10%。當(dāng)離心式壓縮機(jī)組下游的生產(chǎn)工藝要求增加產(chǎn)能或者高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),通常會要求增大壓縮機(jī)的出口壓力來滿足工藝要求,具體可以通過增大離心式壓縮機(jī)組的入口導(dǎo)葉開度來達(dá)到此目的。例如:當(dāng)需要離心式壓縮機(jī)組的出口壓力由實(shí)際值PV=0.5MPa(G)變化到設(shè)定值SP=0.7MPa(G)時(shí),壓縮機(jī)組的入口導(dǎo)葉開度會由當(dāng)前的開度CV=40%通過PID計(jì)算逐漸增大,直到PV=SP時(shí),壓縮機(jī)組的入口導(dǎo)葉開度將維持在當(dāng)前的開度不變;如果PV一直小于SP,壓縮機(jī)組的入口導(dǎo)葉開度則會一直增大至入口導(dǎo)葉開度區(qū)間的上限100%,其中入口導(dǎo)葉開度區(qū)間為100%到10%。從而通過調(diào)節(jié)入口導(dǎo)葉開度實(shí)現(xiàn)了離心式壓縮機(jī)組正常生產(chǎn)工藝的調(diào)節(jié)。其中,離心式壓縮機(jī)組入口導(dǎo)葉開度的變化會對壓縮機(jī)組出入口流量帶來影響,離心式壓縮機(jī)組的入口導(dǎo)葉開度增大,流量增大,反之入口導(dǎo)葉開度減小,流量會相應(yīng)減小。
所以在通過調(diào)節(jié)信號調(diào)節(jié)離心式壓縮機(jī)組的入口導(dǎo)葉開度來適應(yīng)下游生產(chǎn)工藝的負(fù)荷時(shí),當(dāng)壓縮機(jī)組的入口導(dǎo)葉開度瞬時(shí)減小,例如入口導(dǎo)葉開度瞬時(shí)減小10%,通過檢測對離心式壓縮機(jī)組的入口導(dǎo)葉的調(diào)節(jié)信號,可以在壓縮機(jī)的工作點(diǎn)發(fā)生改變但還未達(dá)到預(yù)期變化前,預(yù)先打開防喘振閥,從而更直接更有效的預(yù)先進(jìn)行防喘振控制,由于在壓縮機(jī)組入口導(dǎo)葉開度減小即打開防喘振閥,還可以消除或減少離心式壓縮機(jī)組入口流量變化過快造成的壓縮機(jī)組工況不穩(wěn)定運(yùn)行的影響,維護(hù)壓縮機(jī)組工作點(diǎn)穩(wěn)定,保證壓縮機(jī)組負(fù)荷變化的平穩(wěn)過渡。
具體地,如圖4所示,圖4為離心式壓縮機(jī)組在不同入口導(dǎo)葉開度下流量隨功率變化的曲線圖,其中A、B、C、D、E五點(diǎn)分別代表壓縮機(jī)組的入口導(dǎo)葉在60度,40度,20度,0度,-20度位置時(shí)對應(yīng)的發(fā)生喘振的流量極限點(diǎn),這些流量的極限點(diǎn)共同構(gòu)成了流量極限線,由圖中可見,當(dāng)入口導(dǎo)葉開度減小時(shí),流量極限線的極限流量也隨之減小,因此通過流量極限線可以初步推算出當(dāng)壓縮機(jī)組入口導(dǎo)葉開度突然減小時(shí),流量的預(yù)期減小量是多少。例如當(dāng)入口導(dǎo)葉位置在45度時(shí),突然入口導(dǎo)葉位置變化到55度,參考A、B點(diǎn)間所對應(yīng)的曲線,通過A、B點(diǎn)的坐標(biāo)可以得曲線方程,利用入口導(dǎo)葉位置在45度時(shí)所對應(yīng)的流量與入口導(dǎo)葉位置在55度時(shí)所對應(yīng)的流量之差即可初步推算出流量的預(yù)期減小量。
根據(jù)調(diào)節(jié)信號調(diào)節(jié)壓縮機(jī)組的入口導(dǎo)葉所引起的壓縮機(jī)組流量的預(yù)期減小量大于當(dāng)前壓縮機(jī)組入口流量的一個(gè)百分比,例如調(diào)節(jié)信號調(diào)節(jié)壓縮機(jī)組的入口導(dǎo)葉所引起的壓縮機(jī)組流量的預(yù)期減小量為1000Nm3/h大于當(dāng)前壓縮機(jī)組入口流量為10000Nm3/h的5%,獲取當(dāng)前壓縮機(jī)組的進(jìn)出口壓力、入口流量及溫度等重要數(shù)據(jù),根據(jù)這些數(shù)據(jù)在壓縮機(jī)組的性能曲線圖中確定當(dāng)前壓縮機(jī)組的工作狀態(tài)所在的位置,作為瞬時(shí)工作點(diǎn)。
以此瞬時(shí)工作點(diǎn)為中心,分別以此瞬時(shí)工作點(diǎn)在壓縮機(jī)組的性能曲線圖中的橫坐標(biāo)的2%和縱坐標(biāo)的2%為長短半軸構(gòu)造第一橢圓形區(qū)域,以第一橢圓形區(qū)域內(nèi)除瞬時(shí)工作點(diǎn)外的區(qū)域作為工作允許區(qū),即為可以接受工作點(diǎn)偏移的范圍,視為正常的工作點(diǎn)波動;以此瞬時(shí)工作點(diǎn)為中心,分別以此瞬時(shí)工作點(diǎn)在壓縮機(jī)組的性能曲線圖中的橫坐標(biāo)的7%和縱坐標(biāo)的7%的距離為Y軸半徑為長短半軸構(gòu)造第二橢圓形區(qū)域,以第二橢圓形區(qū)域內(nèi)除第一橢圓形區(qū)域外的區(qū)域作為工作調(diào)整區(qū)作,即為不可以接受工作點(diǎn)偏移的范圍,但偏離不算過大,可以通過微調(diào)整來使工作點(diǎn)回到工作允許區(qū);以第二橢圓形區(qū)域外的區(qū)域作為工作波動區(qū),即為工作點(diǎn)發(fā)生重大波動的范圍,會嚴(yán)重影響壓縮機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。通過提出這三個(gè)區(qū)域可以更精準(zhǔn)的控制防喘振閥,使防喘振閥迅速的做出響應(yīng),當(dāng)實(shí)時(shí)工作點(diǎn)落入這三個(gè)不同的區(qū)域時(shí),可以選定不同的控制策略對防喘振閥進(jìn)行控制。
具體地,當(dāng)實(shí)時(shí)工作點(diǎn)由于上述原因偏移瞬時(shí)工作點(diǎn)向左移動時(shí),可以通過變比例控制方式控制防喘振閥打開,例如變比例控制的可變增量為10%到1%,可變增量的變化可以根據(jù)實(shí)時(shí)工作點(diǎn)偏移瞬時(shí)工作點(diǎn)的速度自加或自減,以此來適應(yīng)工作點(diǎn)的變化快慢;當(dāng)實(shí)時(shí)工作點(diǎn)由于上述原因偏移瞬時(shí)工作點(diǎn)向左移動時(shí),可以通過等比例控制方式控制防喘振閥打開,例如等比例控制的等量增量為4%,等量增量可以設(shè)定的較大也可以設(shè)定的較小,具體可以根據(jù)現(xiàn)場工程師所選的控制方案確定;當(dāng)實(shí)時(shí)工作點(diǎn)由于上述原因偏移瞬時(shí)工作點(diǎn)向左移動時(shí),可以通過分回路PID控制方式控制防喘振閥打開,以橫坐標(biāo)為例,瞬時(shí)工作點(diǎn)的橫坐標(biāo)為SP,實(shí)時(shí)工作點(diǎn)的橫坐標(biāo)為PV,通過PID的運(yùn)算進(jìn)行調(diào)節(jié),以縱坐標(biāo)為例,瞬時(shí)工作點(diǎn)的縱坐標(biāo)為SP,實(shí)時(shí)工作點(diǎn)的縱坐標(biāo)為PV,通過PID的運(yùn)算進(jìn)行調(diào)節(jié),具體實(shí)現(xiàn)時(shí)也可以對橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的輸出量進(jìn)行高選,其中P、I參數(shù)的設(shè)定可以根據(jù)現(xiàn)場工程師所選的控制方案確定。以上三種控制方式,現(xiàn)場工程師可以根據(jù)實(shí)際情況靈活進(jìn)行選擇,以求達(dá)到最優(yōu)匹配。
例如,當(dāng)實(shí)時(shí)工作點(diǎn)落入工作波動區(qū)時(shí),可以采用變比例控制方式,這樣可以將工作點(diǎn)的位置快速拉回允許的區(qū)域;當(dāng)實(shí)時(shí)工作點(diǎn)落入工作調(diào)整區(qū)時(shí),可以采用等比例控制方式,以通過小步逼近的方式對工作點(diǎn)的位置進(jìn)行微調(diào)整;當(dāng)實(shí)時(shí)工作點(diǎn)落入工作允許區(qū)時(shí),可以采用PID控制方式,以通過瞬時(shí)工作點(diǎn)坐標(biāo)的設(shè)定,對實(shí)時(shí)工作點(diǎn)的位置進(jìn)行調(diào)整,使實(shí)時(shí)工作點(diǎn)回到波動前的位置。
在上述具體實(shí)施例中,防喘振控制可以采用快速照影技術(shù),通常當(dāng)工作點(diǎn)發(fā)生波動時(shí)會產(chǎn)生一連串的快速照影,因此可以通過快速照影獲得瞬時(shí)工作點(diǎn)和實(shí)時(shí)工作點(diǎn),現(xiàn)場工程師可以根據(jù)實(shí)際情況選擇需要調(diào)整的工作點(diǎn),例如可以選擇首次或末次照影的工作點(diǎn)作為需要調(diào)整的工作點(diǎn),也可以選擇中間照影點(diǎn)為需要調(diào)整的工作點(diǎn)。
通過上述方法控制防喘振閥打開,可以有效地、逐漸地、量化地對流量的預(yù)期減小量進(jìn)行補(bǔ)充,并維持工作點(diǎn)在原有位置附近,從而保證壓縮機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。
圖5為本發(fā)明實(shí)施例防喘振控制裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。如圖5所示,該實(shí)施例的防喘振控制裝置包括:調(diào)節(jié)信號檢測單元、工作點(diǎn)確定單元、工作區(qū)域確定單元和防喘振閥控制單元。其中,
調(diào)節(jié)信號檢測單元,用于檢測對流體機(jī)械的調(diào)節(jié)信號。
其中,流體機(jī)械可以是離心式壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)、泵等流體機(jī)械;對流體機(jī)械的調(diào)節(jié)信號是可以引起流體機(jī)械的入口流量變化的調(diào)節(jié)信號;例如,對離心式壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速或入口導(dǎo)葉的調(diào)節(jié)信號。
工作點(diǎn)確定單元,用于根據(jù)調(diào)節(jié)信號確定流體機(jī)械的瞬時(shí)工作點(diǎn);以及確定流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)。
具體實(shí)現(xiàn)中,工作點(diǎn)確定單元,具體用于:通過判斷調(diào)節(jié)信號所引起的流體機(jī)械的流量的預(yù)期變化量是否滿足預(yù)設(shè)條件;若調(diào)節(jié)信號所引起的流體機(jī)械的流量的預(yù)期變化量滿足預(yù)設(shè)條件,則以當(dāng)前流體機(jī)械的工作狀態(tài)作為瞬時(shí)工作點(diǎn);若調(diào)節(jié)信號所引起的流體機(jī)械的流量的預(yù)期變化量不滿足預(yù)設(shè)條件,則結(jié)束本實(shí)施例的防喘振控制方法。
其中,預(yù)設(shè)條件可以為流體機(jī)械的流量的預(yù)期減小量大于當(dāng)前流體機(jī)械入口流量的預(yù)設(shè)比率。例如:流體機(jī)械的流量的預(yù)期減小量大于當(dāng)前流體機(jī)械入口流量的一個(gè)百分比。
具體地,若調(diào)節(jié)信號所引起的流體機(jī)械的流量的預(yù)期變化量滿足預(yù)設(shè)條件,工作點(diǎn)確定單元可以通過獲取當(dāng)前流體機(jī)械的進(jìn)出口壓力及入口流量數(shù)據(jù),并根據(jù)當(dāng)前流體機(jī)械的進(jìn)出口壓力及入口流量數(shù)據(jù),在流體機(jī)械的性能曲線圖中確定當(dāng)前流體機(jī)械的工作狀態(tài)所在的位置,作為瞬時(shí)工作點(diǎn)。
具體地,工作點(diǎn)確定單元還可以通過獲取當(dāng)前流體機(jī)械的進(jìn)出口壓力及入口流量數(shù)據(jù),并根據(jù)當(dāng)前流體機(jī)械的進(jìn)出口壓力及入口流量數(shù)據(jù),在流體機(jī)械的性能曲線圖中確定當(dāng)前流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)所在的位置,作為實(shí)時(shí)工作點(diǎn)。
工作區(qū)域確定單元,用于以瞬時(shí)工作點(diǎn)為中心按照預(yù)設(shè)規(guī)則確定流體機(jī)械的各工作區(qū)域。
在一個(gè)具體示例中,工作區(qū)域包括:工作允許區(qū)和工作調(diào)整區(qū);工作區(qū)域確定單元具體用于:以瞬時(shí)工作點(diǎn)為中心,分別以瞬時(shí)工作點(diǎn)在流體機(jī)械的性能曲線圖中的橫縱坐標(biāo)的第一預(yù)設(shè)比率為長短半軸構(gòu)造第一橢圓形區(qū)域;以第一橢圓形區(qū)域內(nèi)除瞬時(shí)工作點(diǎn)外的區(qū)域作為工作允許區(qū),以第一橢圓形區(qū)域外的區(qū)域作為工作調(diào)整區(qū)。
在另一個(gè)具體示例中,工作區(qū)域包括:工作允許區(qū)、工作調(diào)整區(qū)和工作波動區(qū);工作區(qū)域確定單元具體用于:以瞬時(shí)工作點(diǎn)為中心,分別以瞬時(shí)工作點(diǎn)在流體機(jī)械的性能曲線圖中的橫縱坐標(biāo)的第一預(yù)設(shè)比率為長短半軸構(gòu)造第一橢圓形區(qū)域;再以瞬時(shí)工作點(diǎn)為中心,分別以瞬時(shí)工作點(diǎn)在流體機(jī)械的性能曲線圖中的橫縱坐標(biāo)的第二預(yù)設(shè)比率為長短半軸構(gòu)造第二橢圓形區(qū)域,其中第二預(yù)設(shè)比率大于第一預(yù)設(shè)比率;以第一橢圓形區(qū)域內(nèi)除瞬時(shí)工作點(diǎn)外的區(qū)域作為工作允許區(qū),以第二橢圓形區(qū)域內(nèi)除第一橢圓形區(qū)域外的區(qū)域作為工作調(diào)整區(qū),以第二橢圓形區(qū)域外的區(qū)域作為工作波動區(qū)。
防喘振閥控制單元,用于根據(jù)實(shí)時(shí)工作點(diǎn)在各工作區(qū)中的位置控制防喘振閥。
在一個(gè)具體示例中,當(dāng)工作區(qū)域確定單元所確定的各工作區(qū)包括:工作允許區(qū)和工作調(diào)整區(qū)時(shí),防喘振閥控制單元首先判斷流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于瞬時(shí)工作點(diǎn)處;若流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于瞬時(shí)工作點(diǎn)處,結(jié)束本實(shí)施例的防喘振發(fā)的控制方法;若流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)未位于瞬時(shí)工作點(diǎn)處,判斷流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于工作允許區(qū);若流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于工作允許區(qū),采用分回路PID控制方式控制防喘振閥打開;若流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于工作調(diào)整區(qū),采用比例控制方式控制防喘振閥打開。
在另一個(gè)具體示例中,當(dāng)工作區(qū)域確定單元所確定的各工作區(qū)包括:工作允許區(qū)、工作調(diào)整區(qū)和工作波動區(qū)時(shí),防喘振閥控制單元首先判斷流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于瞬時(shí)工作點(diǎn)處,若流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于瞬時(shí)工作點(diǎn)處,結(jié)束本實(shí)施例的防喘振發(fā)的控制方法;若流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)未位于瞬時(shí)工作點(diǎn)處,判斷流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于工作允許區(qū);若流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于工作允許區(qū),采用分回路PID控制方式控制防喘振閥打開;若流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)未位于工作允許區(qū),判斷流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于工作調(diào)整區(qū);若流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于工作調(diào)整區(qū),采用等比例控制方式控制防喘振閥打開;若流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于工作波動區(qū),采用變比例控制方式控制防喘振閥打開。
基于本發(fā)明實(shí)施例的防喘振控制裝置,通過檢測對流體機(jī)械的調(diào)節(jié)信號,可以在流機(jī)機(jī)械的工作點(diǎn)發(fā)生改變但還未達(dá)到預(yù)期變化前,預(yù)先控制防喘振閥動作,從而更直接更有效的預(yù)先進(jìn)行防喘振控制,減小工作點(diǎn)的波動,保證流體機(jī)械的穩(wěn)定運(yùn)行,由于本實(shí)施例提供的方法在外界條件發(fā)生一定變化時(shí)即對流體機(jī)械的工作點(diǎn)進(jìn)行調(diào)節(jié),因此該方法還為有效控制流體機(jī)械在突發(fā)狀況下維穩(wěn)運(yùn)行提供了一種可能,并且也可以與現(xiàn)有的經(jīng)典防喘振控制方法結(jié)合,更有效的維護(hù)立體機(jī)械的穩(wěn)定運(yùn)行。
圖6為本發(fā)明實(shí)施例防喘振控制裝置的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。如圖6所示,與圖5的實(shí)施例相比,在該實(shí)施例中,防喘振閥控制單元包括:第一判斷模塊、第二判斷模塊、第三判斷模塊、第四判斷模塊、第五判斷模塊、第六判斷模塊、第一執(zhí)行模塊、第二執(zhí)行模塊、第三執(zhí)行模塊、第四執(zhí)行模塊和第五執(zhí)行模塊。其中,
第一判斷模塊,用于判斷流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于瞬時(shí)工作點(diǎn)處。
第二判斷模塊,用于根據(jù)第一判斷模塊的判斷結(jié)果,響應(yīng)于流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)未位于瞬時(shí)工作點(diǎn)處,判斷流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于工作允許區(qū);以及根據(jù)第五判斷模塊的判斷結(jié)果,響應(yīng)于流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)未位于防喘振線的左側(cè),執(zhí)行判斷流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于工作允許區(qū)的操作。
第三判斷模塊,用于根據(jù)第二判斷模塊的判斷結(jié)果,響應(yīng)于流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)未位于工作允許區(qū),判斷流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于工作調(diào)整區(qū)。
第四判斷模塊,用于判斷流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否回到瞬時(shí)工作點(diǎn)。
第五判斷模塊,用于根據(jù)第四判斷模塊的判斷結(jié)果,響應(yīng)于流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)未回到瞬時(shí)工作點(diǎn),判斷流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于流體機(jī)械的性能曲線圖中防喘振線的左側(cè)。
第六判斷模塊,用于根據(jù)第五判斷模塊的判斷結(jié)果,響應(yīng)于流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于防喘振線的左側(cè),判斷流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于流體機(jī)械的性能曲線圖中喘振線的左側(cè)。
第一執(zhí)行模塊,用于根據(jù)第二判斷模塊的判斷結(jié)果,響應(yīng)于流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于工作允許區(qū),采用分回路PID控制方式控制防喘振閥打開。
第二執(zhí)行模塊,用于根據(jù)第三判斷模塊的判斷結(jié)果,響應(yīng)于流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于工作調(diào)整區(qū),采用等比例控制方式控制防喘振閥打開。
第三執(zhí)行模塊,用于根據(jù)第三判斷模塊的判斷結(jié)果,響應(yīng)于流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于工作波動區(qū),采用變比例控制方式控制防喘振閥打開。
第四執(zhí)行模塊,用于根據(jù)第四判斷模塊的判斷結(jié)果,響應(yīng)于流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)回到瞬時(shí)工作點(diǎn),采用主回路PID控制方式控制防喘振閥回到初始位置;以及根據(jù)第六判斷模塊的判斷結(jié)果,響應(yīng)于流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)未位于喘振線的左側(cè),采用主回路PID控制方式控制防喘振閥打開。
第五執(zhí)行模塊,用于根據(jù)第六判斷模塊的判斷結(jié)果,響應(yīng)于流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于喘振線的左側(cè),直接控制防喘振閥全開。
具體實(shí)現(xiàn)中,分回路PID控制方式與主回路PID控制方式為不同的控制方式,兩者的具體控制參數(shù)不同。
基于本發(fā)明實(shí)施例的防喘振控制裝置,通過檢測對流體機(jī)械的調(diào)節(jié)信號,可以在壓縮機(jī)的工作點(diǎn)發(fā)生改變但還未達(dá)到預(yù)期變化前,預(yù)先控制防喘振閥打開,從而更直接更有效的預(yù)先進(jìn)行防喘振控制,減小工作點(diǎn)的波動,保證流體機(jī)械的穩(wěn)定運(yùn)行,并在工作點(diǎn)回調(diào)到位后控制防喘振閥回到初始位置,而當(dāng)工作點(diǎn)未回調(diào)到位且位于喘振線的左側(cè)時(shí),直接控制防喘振閥全開,而當(dāng)工作點(diǎn)未回調(diào)到位且位于喘振線與防喘振線之間時(shí),采用PID控制方式控制防喘振閥打開。
在上述各實(shí)施例中,各工作區(qū)域還包括:死區(qū),當(dāng)實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于死區(qū)內(nèi)時(shí),認(rèn)為實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于或回到瞬時(shí)工作點(diǎn)。
另外,本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種控制系統(tǒng),包括:流體機(jī)械和上述任一實(shí)施例的防喘振控制裝置。
具體實(shí)現(xiàn)中,流體機(jī)械可以是離心式壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)、泵等流體機(jī)械。
基于本發(fā)明實(shí)施例的控制系統(tǒng),設(shè)有上述任一實(shí)施例的防喘振控制裝置,其通過檢測對流體機(jī)械的調(diào)節(jié)信號,可以在壓縮機(jī)的工作點(diǎn)發(fā)生改變但還未達(dá)到預(yù)期變化前,預(yù)先控制防喘振閥動作,從而更直接更有效的預(yù)先進(jìn)行防喘振控制,減小工作點(diǎn)的波動,保證流體機(jī)械的穩(wěn)定運(yùn)行,由于本實(shí)施例提供的方法在外界條件發(fā)生一定變化時(shí)即對流體機(jī)械的工作點(diǎn)進(jìn)行調(diào)節(jié),因此該方法還為有效控制流體機(jī)械在突發(fā)狀況下維穩(wěn)運(yùn)行提供了一種可能,并且也可以與現(xiàn)有的經(jīng)典防喘振控制方法結(jié)合,更有效的維護(hù)立體機(jī)械的穩(wěn)定運(yùn)行。
本發(fā)明實(shí)施例提供了以下技術(shù)方案:
1、一種防喘振控制方法,包括:
檢測對流體機(jī)械的調(diào)節(jié)信號;
根據(jù)所述調(diào)節(jié)信號確定所述流體機(jī)械的瞬時(shí)工作點(diǎn);
以所述瞬時(shí)工作點(diǎn)為中心按照預(yù)設(shè)規(guī)則確定所述流體機(jī)械的各工作區(qū)域;
確定所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn);
根據(jù)所述實(shí)時(shí)工作點(diǎn)在所述各工作區(qū)中的位置控制防喘振閥。
2、根據(jù)1所述的方法,所述根據(jù)所述調(diào)節(jié)信號確定所述流體機(jī)械的瞬時(shí)工作點(diǎn),包括:
判斷所述調(diào)節(jié)信號所引起的所述流體機(jī)械的流量的預(yù)期變化量是否滿足預(yù)設(shè)條件;
若所述調(diào)節(jié)信號所引起的所述流體機(jī)械的流量的預(yù)期變化量滿足預(yù)設(shè)條件,以當(dāng)前所述流體機(jī)械的工作狀態(tài)作為瞬時(shí)工作點(diǎn)。
3、根據(jù)2所述的方法,所述預(yù)設(shè)條件包括:所述流體機(jī)械的流量的預(yù)期減小量大于當(dāng)前所述流體機(jī)械入口流量的預(yù)設(shè)比率。
4、根據(jù)3所述的方法,所述以當(dāng)前所述流體機(jī)械的工作狀態(tài)作為瞬時(shí)工作點(diǎn),包括:
獲取當(dāng)前所述流體機(jī)械的進(jìn)出口壓力及入口流量數(shù)據(jù);
根據(jù)當(dāng)前所述流體機(jī)械的進(jìn)出口壓力及入口流量數(shù)據(jù),在所述流體機(jī)械的性能曲線圖中確定當(dāng)前所述流體機(jī)械的工作狀態(tài)所在的位置,作為瞬時(shí)工作點(diǎn)。
5、根據(jù)4所述的方法,所述各工作區(qū)域包括:工作允許區(qū)和工作調(diào)整區(qū)。
6、根據(jù)5所述的方法,所述以所述瞬時(shí)工作點(diǎn)為中心按照預(yù)設(shè)規(guī)則確定所述流體機(jī)械的各工作區(qū)域,包括:
以所述瞬時(shí)工作點(diǎn)為中心,分別以所述瞬時(shí)工作點(diǎn)在所述流體機(jī)械的性能曲線圖中的橫縱坐標(biāo)的第一預(yù)設(shè)比率為長短半軸構(gòu)造第一橢圓形區(qū)域;以所述第一橢圓形區(qū)域內(nèi)除所述瞬時(shí)工作點(diǎn)外的區(qū)域作為工作允許區(qū),以所述第一橢圓形區(qū)域外的區(qū)域作為工作調(diào)整區(qū)。
7、根據(jù)6所述的方法,所述確定所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn),包括:
獲取當(dāng)前所述流體機(jī)械的進(jìn)出口壓力及入口流量數(shù)據(jù);
根據(jù)當(dāng)前所述流體機(jī)械的進(jìn)出口壓力及入口流量數(shù)據(jù),在所述流體機(jī)械的性能曲線圖中確定當(dāng)前所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)所在的位置,作為實(shí)時(shí)工作點(diǎn)。
8、根據(jù)7所述的方法,所述根據(jù)所述實(shí)時(shí)工作點(diǎn)在所述各工作區(qū)中的位置控制防喘振閥,包括:
判斷所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于所述瞬時(shí)工作點(diǎn)處;
若所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)未位于所述瞬時(shí)工作點(diǎn)處,判斷所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于所述工作允許區(qū);
若所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于所述工作允許區(qū),采用分回路PID控制方式控制防喘振閥打開;若所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于所述工作調(diào)整區(qū),采用比例控制方式控制防喘振閥打開。
9、根據(jù)8所述的方法,所述各工作區(qū)域還包括:工作波動區(qū)。
10、根據(jù)9所述的方法,所述以所述瞬時(shí)工作點(diǎn)為中心按照預(yù)設(shè)規(guī)則確定所述流體機(jī)械的各工作區(qū)域,還包括:
以所述瞬時(shí)工作點(diǎn)為中心,分別以所述瞬時(shí)工作點(diǎn)在所述流體機(jī)械的性能曲線圖中的橫縱坐標(biāo)的第二預(yù)設(shè)比率為長短半軸構(gòu)造第二橢圓形區(qū)域,其中所述第二預(yù)設(shè)比率大于所述第一預(yù)設(shè)比率;以所述第二橢圓形區(qū)域內(nèi)除所述第一橢圓形區(qū)域外的區(qū)域作為工作調(diào)整區(qū),以所述第二橢圓形區(qū)域外的區(qū)域作為工作波動區(qū)。
11、根據(jù)10所述的方法,所述采用比例控制方式控制防喘振閥打開,還包括:
若所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)未位于所述工作允許區(qū),判斷所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于所述工作調(diào)整區(qū);
若所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于所述工作調(diào)整區(qū),采用等比例控制方式控制防喘振閥打開;若所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于所述工作波動區(qū),采用變比例控制方式控制防喘振閥打開。
12、根據(jù)8至11任意一項(xiàng)所述的方法,所述根據(jù)所述實(shí)時(shí)工作點(diǎn)在所述各工作區(qū)中的位置控制防喘振閥,還包括:
判斷所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否回到所述瞬時(shí)工作點(diǎn);
若所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)回到所述瞬時(shí)工作點(diǎn),采用主回路PID控制方式控制所述防喘振閥回到初始位置;若所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)未回到所述瞬時(shí)工作點(diǎn),執(zhí)行所述判斷所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于所述工作允許區(qū)的操作。
13、根據(jù)12所述的方法,所述根據(jù)所述實(shí)時(shí)工作點(diǎn)在所述各工作區(qū)中的位置控制防喘振閥,還包括:
若所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)未回到所述瞬時(shí)工作點(diǎn),判斷所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于所述流體機(jī)械的性能曲線圖中防喘振線的左側(cè);
若所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)未位于防喘振線的左側(cè),執(zhí)行所述判斷所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于所述工作允許區(qū)的操作;若所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于防喘振線的左側(cè),判斷所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于所述流體機(jī)械的性能曲線圖中喘振線的左側(cè);
若所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)未位于喘振線的左側(cè),采用主回路PID控制方式控制所述防喘振閥打開;若所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于喘振線的左側(cè),直接控制所述防喘振閥全開。
14、根據(jù)1至13任意一項(xiàng)所述的方法,所述各工作區(qū)域還包括:死區(qū),當(dāng)所述實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于所述死區(qū)內(nèi)時(shí),認(rèn)為所述實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于或回到所述瞬時(shí)工作點(diǎn)。
15、一種防喘振控制裝置,包括:
調(diào)節(jié)信號檢測單元,用于檢測對流體機(jī)械的調(diào)節(jié)信號;
工作點(diǎn)確定單元,用于根據(jù)所述調(diào)節(jié)信號確定所述流體機(jī)械的瞬時(shí)工作點(diǎn);以及確定所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn);
工作區(qū)域確定單元,用于以所述瞬時(shí)工作點(diǎn)為中心按照預(yù)設(shè)規(guī)則確定所述流體機(jī)械的各工作區(qū)域;
防喘振閥控制單元,用于根據(jù)所述實(shí)時(shí)工作點(diǎn)在所述各工作區(qū)中的位置控制防喘振閥。
16、根據(jù)15所述的裝置,所述工作點(diǎn)確定單元,具體用于:
判斷所述調(diào)節(jié)信號所引起的所述流體機(jī)械的流量的預(yù)期變化量是否滿足預(yù)設(shè)條件;
若所述調(diào)節(jié)信號所引起的所述流體機(jī)械的流量的預(yù)期變化量滿足預(yù)設(shè)條件,以當(dāng)前所述流體機(jī)械的工作狀態(tài)作為瞬時(shí)工作點(diǎn)。
17、根據(jù)16所述的裝置,所述預(yù)設(shè)條件包括:所述流體機(jī)械的流量的預(yù)期減小量大于當(dāng)前所述流體機(jī)械入口流量的預(yù)設(shè)比率。
18、根據(jù)17所述的裝置,若所述調(diào)節(jié)信號所引起的流體機(jī)械的流量的預(yù)期變化量滿足預(yù)設(shè)條件,所述工作點(diǎn)確定單元具體用于:
獲取當(dāng)前所述流體機(jī)械的進(jìn)出口壓力及入口流量數(shù)據(jù);
根據(jù)當(dāng)前所述流體機(jī)械的進(jìn)出口壓力及入口流量數(shù)據(jù),在所述流體機(jī)械的性能曲線圖中確定當(dāng)前所述流體機(jī)械的工作狀態(tài)所在的位置,作為瞬時(shí)工作點(diǎn)。
19、根據(jù)18所述的裝置,所述各工作區(qū)域包括:工作允許區(qū)和工作調(diào)整區(qū)。
20、根據(jù)19所述的裝置,所述工作區(qū)域確定單元,具體用于:
以所述瞬時(shí)工作點(diǎn)為中心,分別以所述瞬時(shí)工作點(diǎn)在所述流體機(jī)械的性能曲線圖中的橫縱坐標(biāo)的第一預(yù)設(shè)比率為長短半軸構(gòu)造第一橢圓形區(qū)域;以所述第一橢圓形區(qū)域內(nèi)除所述瞬時(shí)工作點(diǎn)外的區(qū)域作為工作允許區(qū),以所述第一橢圓形區(qū)域外的區(qū)域作為工作調(diào)整區(qū)。
21、根據(jù)20所述的方法,所述工作點(diǎn)確定單元,還具體用于:
獲取當(dāng)前所述流體機(jī)械的進(jìn)出口壓力及入口流量數(shù)據(jù);
根據(jù)當(dāng)前所述流體機(jī)械的進(jìn)出口壓力及入口流量數(shù)據(jù),在所述流體機(jī)械的性能曲線圖中確定當(dāng)前所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)所在的位置,作為實(shí)時(shí)工作點(diǎn)。
22、根據(jù)21所述的裝置,所述防喘振閥控制單元,包括:
第一判斷模塊,用于判斷所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于所述瞬時(shí)工作點(diǎn)處;
第二判斷模塊,用于根據(jù)所述第一判斷模塊的判斷結(jié)果,響應(yīng)于所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)未位于所述瞬時(shí)工作點(diǎn)處,判斷所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于所述工作允許區(qū);
第一執(zhí)行模塊,用于根據(jù)所述第二判斷模塊的判斷結(jié)果,響應(yīng)于所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于所述工作允許區(qū),采用分回路PID控制方式控制防喘振閥打開;
第二執(zhí)行模塊,用于根據(jù)所述第二判斷模塊的判斷結(jié)果,響應(yīng)于所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于所述工作調(diào)整區(qū),采用比例控制方式控制防喘振閥打開。
23、根據(jù)22所述的裝置,所述各工作區(qū)域還包括:工作波動區(qū)。
24、根據(jù)23所述的裝置,所述工作區(qū)域確定單元,還具體用于:
以所述瞬時(shí)工作點(diǎn)為中心,分別以所述瞬時(shí)工作點(diǎn)在所述流體機(jī)械的性能曲線圖中的橫縱坐標(biāo)的第二預(yù)設(shè)比率為長短半軸構(gòu)造第二橢圓形區(qū)域,其中所述第二預(yù)設(shè)比率大于所述第一預(yù)設(shè)比率;以所述第二橢圓形區(qū)域內(nèi)除所述第一橢圓形區(qū)域外的區(qū)域作為工作調(diào)整區(qū),以所述第二橢圓形區(qū)域外的區(qū)域作為工作波動區(qū)。
25、根據(jù)24所述的裝置,所述防喘振閥控制單元,還包括:
第三判斷模塊,用于根據(jù)所述第二判斷模塊的判斷結(jié)果,響應(yīng)于所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)未位于所述工作允許區(qū),判斷所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于所述工作調(diào)整區(qū);
所述第二執(zhí)行模塊,具體用于根據(jù)所述第三判斷模塊的判斷結(jié)果,響應(yīng)于所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于所述工作調(diào)整區(qū),采用等比例控制方式控制防喘振閥打開;
第三執(zhí)行模塊,用于根據(jù)所述第三判斷模塊的判斷結(jié)果,響應(yīng)于所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于所述工作波動區(qū),采用變比例控制方式控制防喘振閥打開。
26、根據(jù)22至25任意一項(xiàng)所述的裝置,所述防喘振閥控制單元,還包括:
第四判斷模塊,用于判斷所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否回到所述瞬時(shí)工作點(diǎn);
第四執(zhí)行模塊,用于根據(jù)所述第四判斷模塊的判斷結(jié)果,響應(yīng)于所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)回到所述瞬時(shí)工作點(diǎn),采用主回路PID控制方式控制所述防喘振閥回到初始位置;
所述第二判斷模塊,還用于根據(jù)所述第四判斷模塊的判斷結(jié)果,響應(yīng)于所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)未回到所述瞬時(shí)工作點(diǎn),執(zhí)行所述判斷所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于所述工作允許區(qū)的操作。
27、根據(jù)26所述的裝置,所述防喘振閥控制單元,還包括:
第五判斷模塊,用于根據(jù)所述第四判斷模塊的判斷結(jié)果,響應(yīng)于所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)未回到所述瞬時(shí)工作點(diǎn),判斷所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于所述流體機(jī)械的性能曲線圖中防喘振線的左側(cè);
所述第二判斷模塊,具體用于根據(jù)所述第五判斷模塊的判斷結(jié)果,響應(yīng)于所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)未位于防喘振線的左側(cè),執(zhí)行所述判斷所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于所述工作允許區(qū)的操作。
第六判斷模塊,用于根據(jù)所述第五判斷模塊的判斷結(jié)果,響應(yīng)于所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于防喘振線的左側(cè),判斷所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)是否位于所述流體機(jī)械的性能曲線圖中喘振線的左側(cè);
所述第四執(zhí)行模塊,還用于根據(jù)所述第六判斷模塊的判斷結(jié)果,響應(yīng)于所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)未位于喘振線的左側(cè),采用主回路PID控制方式控制所述防喘振閥打開;
第五執(zhí)行模塊,用于根據(jù)所述第六判斷模塊的判斷結(jié)果,響應(yīng)于所述流體機(jī)械的實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于喘振線的左側(cè),直接控制所述防喘振閥全開。
28、根據(jù)15至27任意一項(xiàng)所述的裝置,所述各工作區(qū)域還包括:死區(qū),當(dāng)所述實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于所述死區(qū)內(nèi)時(shí),認(rèn)為所述實(shí)時(shí)工作點(diǎn)位于或回到所述瞬時(shí)工作點(diǎn)。
29、一種控制系統(tǒng),包括:流體機(jī)械及根據(jù)15至28任意一項(xiàng)所述防喘振控制裝置。
30、根據(jù)29所述的系統(tǒng),所述流體機(jī)械為離心式壓縮機(jī)。
本說明書中各個(gè)實(shí)施例均采用遞進(jìn)的方式描述,每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其它實(shí)施例的不同之處,各個(gè)實(shí)施例之間相同或相似的部分相互參見即可。對于裝置實(shí)施例而言,由于其與方法實(shí)施例基本對應(yīng),所以描述的比較簡單,相關(guān)之處參見方法實(shí)施例的部分說明即可。
本發(fā)明的描述是為了示例和描述起見而給出的,而并不是無遺漏的或者將本發(fā)明限于所公開的形式。很多修改和變化對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯然的。選擇和描述實(shí)施例是為了更好說明本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用,并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明從而設(shè)計(jì)適于特定用途的帶有各種修改的各種實(shí)施例。