离心式冷水机组的防喘振控制方法与流程

本发明属于换热，具体提供一种离心式冷水机组的防喘振控制方法。

背景技术：

1、随着换热技术的不断发展，冷水机组的类型也越来越多；其中，离心式冷水机组以振动小、可靠性高等优点而备受关注。磁悬浮离心式压缩机作为离心式冷水机组的核心元件，其基本工作原理为利用高速回转的叶轮对气体做功，将机械能加给气体使气体压力升高、速度增大，进而使得气体获得压力能和速度能。然而，因为喘振是速度型离心式压缩机的固有特性，因而采用离心式压缩机的冷水机组不可避免地容易发生喘振现象，喘振现象的产生容易破坏系统稳定性、增大运行噪音，甚至损坏压缩机叶轮。基于此，在发挥离心式冷水机组优势的同时，如何避免离心式压缩机产生喘振现象成为本领域亟待解决的问题。

2、具体而言，喘振现象的形成机理分为以下两种情况：一种是在压缩机低负载运转中，当冷媒流量小于一定值时，压缩机流道中就容易出现冷媒流动恶化的情形，此时，叶轮不能有效提高气体的压力，从而导致压缩机的出口压力降低，但是，由于整个系统管网的压力没有瞬间相应地降下来，主要是由于冷凝器的压力不能瞬间实现相应地降低，从而导致气流从冷凝器倒流至压缩机中，直至冷凝压力低于压缩机的出口压力为止，冷媒倒流才会停止，之后，压缩机的排量增加，压缩机恢复正常工作；而实际上压缩机在这种条件下的总负荷很小，这就限制了压缩机的排量，压缩机的排量慢慢减小，气体又产生倒流，如此反复，就会在系统中产生周期性的气流振荡现象，进而导致喘振现象的产生。另一种是在压缩机高负载运行中，当冷凝压力较高、压缩机扬程小于冷凝器和蒸发器的压力差时，冷凝器中的气体就会倒流，进而产生喘振现象。对于采用磁悬浮变频离心式压缩机的冷水机组来说，喘振现象的产生时机主要集中在低负载运行阶段、高压比启动阶段和高压比运行阶段。针对喘振现象的产生，现有很多冷水机组也开始配置有相应结构或控制方法来进行避免。

3、进一步地，现有离心式冷水机组的防喘振措施主要分以下两类：其中一类是从压缩机侧进行解决，其主要通过调节转速或入口导叶的开度来实现，使压缩机的运行曲线远离喘振线，在稳定区域内运行。虽然压缩机有防喘振设计，但在实际运行过程中，总会遇见压缩机稳定运行区域外的恶劣工况，在这种工况下，仍然会发生喘振现象。另外，对于非压缩机生产商来说，无法从压缩机侧进行设计优化，所以，还是必须从系统侧增加防喘振设计。另一类则是从系统侧解决，其主要是通过在蒸发器与冷凝器之间增加热气旁通，然后通过旁通阀使冷凝器中的高压气体或液体进到蒸发器中，从而降低冷凝器的压力，同时提高蒸发器的压力，并降低压缩机的压头，同时增加了压缩机的流量，以此改善工况来防止喘振。由于热气旁通管路并不是保持常开的状态，而是只有在产生喘振现象时才打开，所以就需要使用阀门进行开关控制，现有技术中都是使用电磁阀作为热气旁通管路的控制阀以控制管路的通断状态，而电磁阀的开关动作时间短，加上蒸发器和冷凝器之间的压比较大，电磁阀在开关过程中很容易产生水锤效应，对电磁阀和管路造成冲击，从而导致振动现象的产生，进而降低其使用寿命。另外，在持续喘振阶段，电磁阀的频繁开关会使蒸发器和冷凝器之间的压比发生较大的波动，进而严重影响系统运行的稳定性。特别地，对于配置有多个离心式压缩机的大型离心式冷水机组而言，压缩机在处于高压比运行阶段也是喘振现象十分容易产生的时机。

4、相应地，本领域需要一种新的离心式冷水机组的防喘振控制方法来解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明旨在解决上述技术问题，即，解决现有离心式冷水机组的压缩机在高压比运行阶段容易产生喘振的问题。

2、本发明提供一种离心式冷水机组的防喘振控制方法，所述离心式冷水机组包括旁通支路、冷媒循环回路以及设置在所述冷媒循环回路上的离心式压缩机、冷凝器、节流构件和蒸发器，所述旁通支路设置成能够将所述冷凝器中的冷媒引入所述蒸发器中，并且所述旁通支路上设置有电子膨胀阀以控制所述旁通支路的通断状态，所述防喘振控制方法包括：

3、在所述离心式压缩机的运行过程中，获取所述离心式压缩机的当前转速；

4、根据所述离心式压缩机的当前转速，选择性地开启所述电子膨胀阀。

5、在上述防喘振控制方法的优选技术方案中，“根据所述离心式压缩机的当前转速，选择性地开启所述电子膨胀阀”的步骤具体包括：

6、将所述离心式压缩机的当前转速与预设转速进行比较；

7、如果所述离心式压缩机的当前转速小于或等于所述预设转速，则开启所述电子膨胀阀。

8、在上述防喘振控制方法的优选技术方案中，“开启所述电子膨胀阀”的步骤具体包括：

9、使所述电子膨胀阀开启至预设开度。

10、在上述防喘振控制方法的优选技术方案中，在所述电子膨胀阀的开度维持在所述预设开度的时长达到预设时长时，所述防喘振控制方法还包括：

11、再次获取所述离心式压缩机的当前转速；

12、根据再次获取到的所述离心式压缩机的当前转速，选择性地增大所述电子膨胀阀的开度。

13、在上述防喘振控制方法的优选技术方案中，“根据再次获取到的所述离心式压缩机的当前转速，选择性地增大所述电子膨胀阀的开度”的步骤具体包括：

14、如果再次获取到的所述离心式压缩机的当前转速依然小于或等于所述预设转速，则增大所述电子膨胀阀的开度。

15、在上述防喘振控制方法的优选技术方案中，“增大所述电子膨胀阀的开度”的步骤具体包括：

16、使所述电子膨胀阀的开度增大预设幅度。

17、在上述防喘振控制方法的优选技术方案中，在所述电子膨胀阀的开度已经增大至最大开度的情形下，所述防喘振控制方法还包括：

18、又一次获取所述离心式压缩机的当前转速；

19、如果又一次获取到的所述离心式压缩机的当前转速大于所述预设转速，则关闭所述电子膨胀阀。

20、在上述防喘振控制方法的优选技术方案中，所述预设幅度为5％。

21、在上述防喘振控制方法的优选技术方案中，所述防喘振控制方法还包括：

22、如果再次获取到的所述离心式压缩机的当前转速大于所述预设转速，则关闭所述电子膨胀阀。

23、在上述防喘振控制方法的优选技术方案中，所述预设转速等于喘振转速乘以修正系数；

24、其中，所述修正系数大于1且小于2。

25、在采用上述技术方案的情况下，本发明的离心式冷水机组包括多条旁通支路、冷媒循环回路以及设置在所述冷媒循环回路上的多个离心式压缩机、冷凝器、节流构件和蒸发器，多条所述旁通支路和多个所述离心式压缩机呈对应设置，所述旁通支路设置成能够将所述冷凝器中的冷媒引入所述蒸发器中，并且所述旁通支路上设置有电子膨胀阀以控制所述旁通支路的通断状态，本发明的防喘振控制方法包括：在所述离心式压缩机的运行过程中，获取所述离心式压缩机的当前转速；根据所述离心式压缩机的当前转速，选择性地开启所述电子膨胀阀。本发明通过在所述旁通支路上设置所述电子膨胀阀以根据运行阶段的不同情况来相应控制所述旁通支路的连通情况，并且具体根据所述离心式压缩机在运行过程中的转速选择性地开启所述电子膨胀阀以连通相应的旁通支路，以便有效避免水锤效应的产生，以及有效避免较大的压力波动，进而有效地保证所述离心式冷水机组的运行稳定性，保护所述离心式压缩机不受损坏，以便有效延长其使用寿命以及保证其可靠性。