一种轴流压缩机全线防喘振控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及高炉鼓风轴流压缩机防喘振控制技术，具体设及一种轴流压缩机全线 防喘振控制方法。
【背景技术】
[0002] 目前，轴流压缩机普遍存在排气压力低，风量大，长期放风运行，其原因除了轴流 压缩机的设计参数与用户使用工况不一致外，机组的升压能力有限、排气压力设计余量不 足也是重要的方面。从喘振实验所得到的喘振曲线来看，喉部差压偏大的同时，对应排气压 力较低，使得实测喘振线较为扁平，特别是静叶角度较小时，升压能力弱，而在该区间运行 时效率相对较高。再加上防喘控制线离实测喘振线有10%的安全余量，因此在广泛的使用 过程中会出现送风流量足够，但送风压力不足的现象，而且夏季相对冬季会更明显。如需满 足较高的使用压力，在避免机组进入防喘控制区的前提下，则只能增大静叶角度来满足，运 样就使得机组风量增大。倘若高炉不需要大风量，则只能通过打开放风管道上的阀口，放掉 多出的风量，而此时机组耗电量或能源消耗在已经增加的情况下，能源利用率却降低，造成 了浪费;若此时为了减少放风，关小静叶和放风阀，则压缩机容易进入防喘控制区，操作不 当则会发生真实喘振，危害机组安全。
[0003] 随着轴流压缩机市场的发展，轴流压缩机项目逐渐增多，W上存在的性能问题就 越来越突出。除了从机组设计角度在根本上进行改进之外，自控专业也要寻求更好的控制 策略，在增强机组安全性、提高控制精度的同时，也要在尽量减少和避免放风方面下工夫。 因此研究并提出了一种新型的防喘振控制技术，该技术通过更加精细、更加稳定的控制策 略，在保证机组安全的同时，也尽可能的减少放风，降低能耗。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种轴流压缩机全线防喘振控制方法，解决了目前轴流压 缩机的防喘振控制技术存在控制精度差、控制不稳定、能源浪费W及容易误操作危害机组 安全的问题。
[0005] 为解决上述的技术问题，本发明采用W下技术方案：
[0006] -种轴流压缩机全线防喘振控制方法，包括W下步骤：
[0007] 在自动控制系统的人机界面上绘制出预先控制线EFU喘振控制线ACU快开放风 线V0L、实际喘振线A化和紧急停机线EAL，其中实际喘振线A化是根据轴流压缩机产生喘振 时的标准喉部差压和标准排气压力绘制而成，所述预先控制线E化绘制所根据的喉部差压 和排气压力均为标准喉部差压和标准排气压力的90%-92%，所述喘振控制线ACL绘制所 根据的喉部差压和排气压力为标准喉部差压和标准排气压力的92%-96%，所述快开放风 线VOL绘制所根据的喉部差压和排气压力为标准喉部差压和标准排气压力的96%-100%， 所述紧急停机线EAL绘制所根据的喉部差压和排气压力为标准喉部差压和标准排气压力的 110%;
[0008] 当轴流压缩机的实时喉部差压和实时排气压力变化触及预先控制线E化所标记的 喉部差压和排气压力时，细微调整防喘阀或静叶的角度；
[0009] 当轴流压缩机的实时喉部差压和实时排气压力变化触及喘振控制线A化所标记的 喉部差压和排气压力时，激活防喘振PID控制器自动调节功能，W预先控制线E化所标记的 喉部差压和排气压力为目标线，调节防喘阀开度，将当前实时喉部差压和实时排气压力拉 回到喘振控制线ACLW下，并最终稳定在预先控制线E化上，直到用户手动复位后，退出防喘 振PID控制器自动调节；
[0010] 当轴流压缩机的实时喉部差压和实时排气压力变化触及快开放风线VOL所标记的 喉部差压和排气压力时，自动控制系统立刻强制使防喘阀和放风阀快速打开30%至50%， 从而使工况点迅速从快开放风线VOL所标记的喉部差压和排气压力回到喘振控制线A化所 标记的喉部差压和排气压力，防止机组发生真实喘振；
[0011] 当轴流压缩机的实时喉部差压和实时排气压力变化触及实际喘振线A化所标记的 喉部差压和排气压力时，自动控制系统则立即将静叶全关、止回阀强关、放风阀及防喘阀全 开；
[0012] 当轴流压缩机的实时喉部差压和实时排气压力变化触及紧急停机线EAL，则发机 组紧急停机。
[0013] 进一步的，所述防喘振PID控制器自动调节功能包括快开慢关的变参数调节和防 喘振变增益动态调节；
[0014] 所述快开慢关的变参数调节方法如下：
[0015] ①、PID控制器输入偏差为正，PID控制器输出在大比例、大积分参数的作用下，快 速开大防喘阀，防止喘振发生；
[0016] ②、当防喘阀打开后，工况点被拉回到预先控制线E化下后，此时PID控制器输入偏 差为负，PID控制器输出在小比例、小积分参数的作用下，缓慢关小防喘阀；
[0017] 所述防喘振变增益动态调节方法如下：
[0018] ①、工况点高于喘振控制线ACL所标记的喉部差压和排气压力时，通过
[0019] K=Ki[( 1-0). (P-PacO+P]
[0020] 计算出PID整定参数中的比例值K，式中Ki为原始比例值，即快开慢关变参数调节 功能中的"大参数"中的比例值，e为可调整的常数，范围是0-1，其值越小，变增益K值越大，P 为压缩机排气压力实测值，Pacl为当前喘振控制线上对应压力；
[002。 ②、获取实际喘振线A化对应压力Pasl，依据Pasl的百分比，当P-Pacl的值大于Pasl的 百分比值时，则使增益K值变大，增强PID调节强度。
[0022]进一步的，当轴流压缩机的实时喉部差压和实时排气压力变化触及预先控制线 E化所标记的喉部差压和排气压力时，采用喉部差压的溫度补偿方法根据压缩机入口溫度 的变化自动偏移喘振控制线ACL，补偿公式如下：
[0024] 式中，AP'为补偿后的喉部差压，AP为当前工况点对应的喉部差压，T为当前轴流 压缩机的入口溫度，Tl为喘振实验时轴流压缩机入口的平均溫度值。
[0025]进一步的，当轴流压缩机的实时喉部差压和实时排气压力变化触及预先控制线 E化所标记的喉部差压和排气压力时，采用排气压力的溫度补偿功能将压缩机排气压力随 溫度的改变作用到喘振控制线ACL上，补偿公式如下：
[0027] 式中P'为溫度补偿后的排气压力值，Po为当地年平均大气压，Po为当地年平均大气 压，Tl为喘振实验时轴流压缩机入口的平均溫度值，Tl为喘振实验时轴流压缩机入口的平均 溫度值，Kt为空气的等赌指数，为常数1.4。
[0028] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：不仅完成了保护轴流压缩机机组安全的 基本功能，而且更能反映轴流压缩机在各个季节的真实性能，更能准确地指导用户操作，使 用更加安全可靠。其防喘振的控制策略更加精细和平稳，在调节过程中避免了对高炉风量 和风压的大范围波动影响，使压缩机供风的稳定性和持续性更高，保证高炉连续生产的要 求。在此基础上，该技术可在一定程度上缩小防喘裕度，进而在某些压缩机运行中能减小 其防喘阀开度，减少不必要的放风能耗，节能效益明显。
[0029] 另外
[0030] 1，本发明采用五条控制线与实测的真实喘振线成各自相应的比例关系，根据机组 防喘保护的不同要求设置保护预度，根据轴流压缩机排气压力从低到高，依次发挥不同的 防喘振保护作用。
[0031] 2,在防喘振PID控制器自动调节时，该技术引入了快开慢关变参数调节功能，改善 了传统单一 PID控制器参数时的调节效果，减弱PID控制器调节系统的震荡现象，避免了工 况点在上下的波动，进而迅速将工况点稳定在目标线上。
[0032] 3,为使防喘振PID控制器调节更加精细，在快开慢关变参数调节功能基础上，针对 工况点高于喘振控制线时，PID控制器整定参数中的比例值K，又引入了变增益动态调节功 能。
[0033] 4,轴流压缩机全年的运行工况会受到外部环境变