一种轴流压缩机全线防喘振控制方法_2

文档序号:9841071阅读:来源:国知局
化的影响,压缩机的真实喘振特 性会随着环境溫度的变化而发生改变。轴流压缩机全线防喘振控制技术具有喉部差压的溫 度补偿功能,它可W根据压缩机入口溫度的变化自动偏移防喘振曲线,W适应机组因溫度 改变而产生的特性变化,达到精确防喘振的目的。
[0034] 5,轴流压缩机的排气压力也会随着外部环境的溫度变化而发生细微改变。轴流压 缩机全线防喘振控制技术具有排气压力的溫度补偿功能,它可W将压缩机排气压力随溫度 的改变作用到防喘振曲线上,进而达到更加精确的防喘振目的。
【附图说明】
[0035] 图1为本发明一种轴流压缩机全线防喘振控制方法的逻辑示意图。
[0036] 图2为本发明一个实施例中五线绘制图。
[0037] 图3为本发明一个实施例中快开慢关变参数调节功能程序截图。
[0038] 图4为本发明一个实施例中变增益动态调节功能程序截图。
[0039] 图5为本发明一个实施例中溫、压补偿计算图表。
【具体实施方式】
[0040] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,W下结合附图及实施例,对 本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用W解释本发明,并 不用于限定本发明。
[0041] 图1示出了本发明一种轴流压缩机全线防喘振控制方法的一个实施例:一种轴流 压缩机全线防喘振控制方法,其特征在于包括W下步骤:
[0042] 在自动控制系统的人机界面上(如西口子S7-300/S7-400/S7-400H系列化C自动控 审IJ系统的WINCC人机界面上)绘制出预先控制线EFL、喘振控制线ACL、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%;
[0043] 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,即在当前防喘阀或静叶的开度条 状态下,通过细微调整防喘阀或静叶的角度提前干预,在应对缓慢的喘振趋近时,能防止轴 流压缩机进入防喘保护区,避免了后续保护动作造成的供风波动,对高炉的风压风量都不 会产生明显影响,从而避免了因后续保护动作造成的能源浪费现象。该线也作为防喘PID控 制器自动调节的跟踪线,是压缩机即安全,又高效的运行线,因此也可称之为压缩机的"最 优运行线";
[0044] 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,相较于传统PID调节效果更好,在参数整定较好时,可达到"压线运 行"的效果,不会对高炉生产产生明显影响;
[0045] 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,此时的工况会短暂影响到高炉的稳 定生产,但在A化线的作用下两个阀口将逐渐关闭,最终将风压恢复到E化线上;
[0046] 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,即W保护压缩机为目的,将停止向高炉送风;
[0047] 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,其作为防喘振保护系统的最后一道防线,保证机组安全。
[0048] 根据本发明一种轴流压缩机全线防喘振控制方法的另一个实施例,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,
[0049] 所述防喘振PID控制器自动调节是为了改善传统单一 PID参数时的调节效果,减弱 PID调节系统的震荡现象,避免了工况点在目标线E化上下的波动,进而迅速将工况点稳定 在邸L线上;
[0050] 所述快开慢关的变参数调节方法如下:
[0051] 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;
[0052] ②、当防喘阀打开后,工况点被拉回到预先控制线邸L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;
[0053] 所述防喘振变增益动态调节是为了使防喘振PID调节更加精细,在"快开慢关变参 数调节"基础上,针对工况点高于A化线时,PID整定参数中的比例值K,又引入了变增益动态 调节功能,
[0054] 所述防喘振变增益动态调节方法如下:
[0055] 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
[0化6] k=Ki[(1-0) ? (P-Pacl)+^]
[0057]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;
[005引②、获取实际喘振线A化对应压力Pasl,依据Pasl的百分比(取喘振控制线A化作用区 间96 % -92 % = 4 %为高限,所W取值范围为0 % -4% ),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,可W更加细化当工况点高于防喘控制线A化时的调节 性能和效果。
[0059]根据本发明一种轴流压缩机全线防喘振控制方法的另一个实施例,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:
[0061] 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,喉部差压的溫度补偿 方法可W适应机组因溫度改变而产生的特性变化,达到精确防喘振的目的。
[0062] 根据本发明一种轴流压缩机全线防喘振控制方法的另一个实施例,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A化 上,补偿公式如下:
[0064] 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。
[0065] 排气压力的溫度补偿功能可W使防喘振曲线的纵坐标将产生动态变化,从直观上 改变防喘振曲线的排气压力最大值。
[0066] 五条控制线名称和相互关系见下表:
[0068] 下面
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