防喘振控制方法、控制装置及控制系统与流程

文档序号:12721273阅读:771来源:国知局
防喘振控制方法、控制装置及控制系统与流程

本发明属于流体机械控制领域,特别是涉及一种防喘振控制方法、控制装置及控制系统。



背景技术:

喘振是透平式压缩机在流量减少到一定程度时所发生的一种非正常工况下的振动,离心式压缩机是透平式压缩机的一种,喘振会对离心式压缩机造成严重的危害。

目前,对于离心式压缩机的防喘振控制,大多是以离心式压缩机的入口流量和出口压力作为控制参数来进行防喘振控制,具体是在离心式压缩机的工作点已经发生变化后,以离心式压缩机的入口流量和出口压力作为参数进行各种方式的调节,这种控制方法虽然可以达到防喘振的目的,但是在本质上仍然存在着调节不及时,机组容易发生喘振,影响机组正常使用的问题。



技术实现要素:

本发明实施例要解决的一个技术问题是:提供一种防喘振控制方法、控制装置及控制系统,以在工作点发生改变但还未达到预期变化前,预先控制防喘振阀动作。

根据本发明实施例的一个方面,提供一种防喘振控制方法,包括:

检测对流体机械的调节信号;

根据所述调节信号确定所述流体机械的瞬时工作点;

以所述瞬时工作点为中心按照预设规则确定所述流体机械的各工作区域;

确定所述流体机械的实时工作点;

根据所述实时工作点在所述各工作区中的位置控制防喘振阀。

基于本发明上述方法的另一实施例中,所述根据所述调节信号确定所述流体机械的瞬时工作点,包括:

判断所述调节信号所引起的所述流体机械的流量的预期变化量是否满足预设条件;

若所述调节信号所引起的所述流体机械的流量的预期变化量满足预设条件,以当前所述流体机械的工作状态作为瞬时工作点。

基于本发明上述方法的另一实施例中,所述预设条件包括:所述流体机械的流量的预期减小量大于当前所述流体机械入口流量的预设比率。

基于本发明上述方法的另一实施例中,所述以当前所述流体机械的工作状态作为瞬时工作点,包括:

获取当前所述流体机械的进出口压力及入口流量数据;

根据当前所述流体机械的进出口压力及入口流量数据,在所述流体机械的性能曲线图中确定当前所述流体机械的工作状态所在的位置,作为瞬时工作点。

基于本发明上述方法的另一实施例中,所述各工作区域包括:工作允许区和工作调整区。

基于本发明上述方法的另一实施例中,所述以所述瞬时工作点为中心按照预设规则确定所述流体机械的各工作区域,包括:

以所述瞬时工作点为中心,分别以所述瞬时工作点在所述流体机械的性能曲线图中的横纵坐标的第一预设比率为长短半轴构造第一椭圆形区域;以所述第一椭圆形区域内除所述瞬时工作点外的区域作为工作允许区,以所述第一椭圆形区域外的区域作为工作调整区。

基于本发明上述方法的另一实施例中,所述确定所述流体机械的实时工作点,包括:

获取当前所述流体机械的进出口压力及入口流量数据;

根据当前所述流体机械的进出口压力及入口流量数据,在所述流体机械的性能曲线图中确定当前所述流体机械的实时工作状态所在的位置,作为实时工作点。

基于本发明上述方法的另一实施例中,所述根据所述实时工作点在所述各工作区中的位置控制防喘振阀,包括:

判断所述流体机械的实时工作点是否位于所述瞬时工作点处;

若所述流体机械的实时工作点未位于所述瞬时工作点处,判断所述流体机械的实时工作点是否位于所述工作允许区;

若所述流体机械的实时工作点位于所述工作允许区,采用分回路PID控制方式控制防喘振阀打开;若所述流体机械的实时工作点位于所述工作调整区,采用比例控制方式控制防喘振阀打开。

基于本发明上述方法的另一实施例中,所述各工作区域还包括:工作波动区。

基于本发明上述方法的另一实施例中,所述以所述瞬时工作点为中心按照预设规则确定所述流体机械的各工作区域,还包括:

以所述瞬时工作点为中心,分别以所述瞬时工作点在所述流体机械的性能曲线图中的横纵坐标的第二预设比率为长短半轴构造第二椭圆形区域,其中所述第二预设比率大于所述第一预设比率;以所述第二椭圆形区域内除所述第一椭圆形区域外的区域作为工作调整区,以所述第二椭圆形区域外的区域作为工作波动区。

基于本发明上述方法的另一实施例中,所述采用比例控制方式控制防喘振阀打开,还包括:

若所述流体机械的实时工作点未位于所述工作允许区,判断所述流体机械的实时工作点是否位于所述工作调整区;

若所述流体机械的实时工作点位于所述工作调整区,采用等比例控制方式控制防喘振阀打开;若所述流体机械的实时工作点位于所述工作波动区,采用变比例控制方式控制防喘振阀打开。

基于本发明上述方法的另一实施例中,所述根据所述实时工作点在所述各工作区中的位置控制防喘振阀,还包括:

判断所述流体机械实时工作点是否回到所述瞬时工作点;

若所述流体机械的实时工作点回到所述瞬时工作点,采用主回路PID控制方式控制所述防喘振阀回到初始位置;若所述流体机械的实时工作点未回到所述瞬时工作点,执行所述判断所述流体机械的实时工作点是否位于所述工作允许区的操作。

基于本发明上述方法的另一实施例中,所述根据所述实时工作点在所述各工作区中的位置控制防喘振阀,还包括:

若所述流体机械的实时工作点未回到所述瞬时工作点,判断所述流体机械的实时工作点是否位于所述流体机械的性能曲线图中防喘振线的左侧;

若所述流体机械的实时工作点未位于防喘振线的左侧,执行所述判断所述流体机械的实时工作点是否位于所述工作允许区的操作;若所述流体机械的实时工作点位于防喘振线的左侧,判断所述流体机械的实时工作点是否位于所述流体机械的性能曲线图中喘振线的左侧;

若所述流体机械的实时工作点未位于喘振线的左侧,采用主回路PID控制方式控制所述防喘振阀打开;若所述流体机械的实时工作点位于喘振线的左侧,直接控制所述防喘振阀全开。

基于本发明上述方法的另一实施例中,所述各工作区域还包括:死区,当所述实时工作点位于所述死区内时,认为所述实时工作点位于或回到所述瞬时工作点。

根据本发明实施例的另一个方面,提供一种防喘振控制装置,包括:

调节信号检测单元,用于检测对流体机械的调节信号;

工作点确定单元,用于根据所述调节信号确定所述流体机械的瞬时工作点;以及确定所述流体机械的实时工作点;

工作区域确定单元,用于以所述瞬时工作点为中心按照预设规则确定所述流体机械的各工作区域;

防喘振阀控制单元,用于根据所述实时工作点在所述各工作区中的位置控制防喘振阀。

基于本发明上述装置的另一实施例中,所述工作点确定单元,具体用于:

判断所述调节信号所引起的所述流体机械的流量的预期变化量是否满足预设条件;

若所述调节信号所引起的所述流体机械的流量的预期变化量满足预设条件,以当前所述流体机械的工作状态作为瞬时工作点。

基于本发明上述装置的另一实施例中,所述预设条件包括:所述流体机械的流量的预期减小量大于当前所述流体机械入口流量的预设比率。

基于本发明上述装置的另一实施例中,若所述调节信号所引起的流体机械的流量的预期变化量满足预设条件,所述工作点确定单元具体用于:

获取当前所述流体机械的进出口压力及入口流量数据;

根据当前所述流体机械的进出口压力及入口流量数据,在所述流体机械的性能曲线图中确定当前所述流体机械的工作状态所在的位置,作为瞬时工作点。

基于本发明上述装置的另一实施例中,所述各工作区域包括:工作允许区和工作调整区。

基于本发明上述装置的另一实施例中,所述工作区域确定单元,具体用于:

以所述瞬时工作点为中心,分别以所述瞬时工作点在所述流体机械的性能曲线图中的横纵坐标的第一预设比率为长短半轴构造第一椭圆形区域;以所述第一椭圆形区域内除所述瞬时工作点外的区域作为工作允许区,以所述第一椭圆形区域外的区域作为工作调整区。

基于本发明上述装置的另一实施例中,所述工作点确定单元,还具体用于:

获取当前所述流体机械的进出口压力及入口流量数据;

根据当前所述流体机械的进出口压力及入口流量数据,在所述流体机械的性能曲线图中确定当前所述流体机械的实时工作状态所在的位置,作为实时工作点。

基于本发明上述装置的另一实施例中,

基于本发明上述装置的另一实施例中,所述防喘振阀控制单元,包括:

第一判断模块,用于判断所述流体机械的实时工作点是否位于所述瞬时工作点处;

第二判断模块,用于根据所述第一判断模块的判断结果,响应于所述流体机械的实时工作点未位于所述瞬时工作点处,判断所述流体机械的实时工作点是否位于所述工作允许区;

第一执行模块,用于根据所述第二判断模块的判断结果,响应于所述流体机械的实时工作点位于所述工作允许区,采用分回路PID控制方式控制防喘振阀打开;

第二执行模块,用于根据所述第二判断模块的判断结果,响应于所述流体机械的实时工作点位于所述工作调整区,采用比例控制方式控制防喘振阀打开。

基于本发明上述装置的另一实施例中,所述各工作区域还包括:工作波动区。

基于本发明上述装置的另一实施例中,所述工作区域确定单元,还具体用于:

以所述瞬时工作点为中心,分别以所述瞬时工作点在所述流体机械的性能曲线图中的横纵坐标的第二预设比率为长短半轴构造第二椭圆形区域,其中所述第二预设比率大于所述第一预设比率;以所述第二椭圆形区域内除所述第一椭圆形区域外的区域作为工作调整区,以所述第二椭圆形区域外的区域作为工作波动区。

基于本发明上述装置的另一实施例中,所述防喘振阀控制单元,还包括:

第三判断模块,用于根据所述第二判断模块的判断结果,响应于所述流体机械的实时工作点未位于所述工作允许区,判断所述流体机械的实时工作点是否位于所述工作调整区;

所述第二执行模块,具体用于根据所述第三判断模块的判断结果,响应于所述流体机械的实时工作点位于所述工作调整区,采用等比例控制方式控制防喘振阀打开;

第三执行模块,用于根据所述第三判断模块的判断结果,响应于所述流体机械的实时工作点位于所述工作波动区,采用变比例控制方式控制防喘振阀打开。

基于本发明上述装置的另一实施例中,所述防喘振阀控制单元,还包括:

第四判断模块,用于判断所述流体机械实时工作点是否回到所述瞬时工作点;

第四执行模块,用于根据所述第四判断模块的判断结果,响应于所述流体机械的实时工作点回到所述瞬时工作点,采用主回路PID控制方式控制所述防喘振阀回到初始位置;

所述第二判断模块,还用于根据所述第四判断模块的判断结果,响应于所述流体机械的实时工作点未回到所述瞬时工作点,执行所述判断所述流体机械的实时工作点是否位于所述工作允许区的操作。

基于本发明上述装置的另一实施例中,所述防喘振阀控制单元,还包括:

第五判断模块,用于根据所述第四判断模块的判断结果,响应于所述流体机械的实时工作点未回到所述瞬时工作点,判断所述流体机械的实时工作点是否位于所述流体机械的性能曲线图中防喘振线的左侧;

所述第二判断模块,具体用于根据所述第五判断模块的判断结果,响应于所述流体机械的实时工作点未位于防喘振线的左侧,执行所述判断所述流体机械的实时工作点是否位于所述工作允许区的操作。

第六判断模块,用于根据所述第五判断模块的判断结果,响应于所述流体机械的实时工作点位于防喘振线的左侧,判断所述流体机械的实时工作点是否位于所述流体机械的性能曲线图中喘振线的左侧;

所述第四执行模块,还用于根据所述第六判断模块的判断结果,响应于所述流体机械的实时工作点未位于喘振线的左侧,采用主回路PID控制方式控制所述防喘振阀打开;

第五执行模块,用于根据所述第六判断模块的判断结果,响应于所述流体机械的实时工作点位于喘振线的左侧,直接控制所述防喘振阀全开。

基于本发明上述装置的另一实施例中,所述各工作区域还包括:死区,当所述实时工作点位于所述死区内时,认为所述实时工作点位于或回到所述瞬时工作点。

根据本发明实施例的又一个方面,提供一种控制系统,包括:流体机械及上述任意一实施例所述防喘振控制装置。

基于本发明上述系统的另一实施例中,所述流体机械为离心式压缩机。

基于本发明实施例提供的防喘振控制方法、控制装置及控制系统,通过检测对流体机械的调节信号,可以在流机机械的工作点发生改变但还未达到预期变化前,预先控制防喘振阀动作,从而更直接更有效的预先进行防喘振控制,减小工作点的波动,保证流体机械的稳定运行,由于本实施例提供的方法在外界条件发生一定变化时即对流体机械的工作点进行调节,因此该方法还为有效控制流体机械在突发状况下维稳运行提供了一种可能,并且也可以与现有的经典防喘振控制方法结合,更有效的维护立体机械的稳定运行。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例,并且连同描述一起用于解释本发明的原理。

参照附图,根据下面的详细描述,可以更加清楚地理解本发明,其中:

图1为本发明实施例防喘振控制方法的一个实施例的流程图。

图2为本发明实施例防喘振控制方法的另一个实施例的流程图。

图3为离心式压缩机组在不同转速下流量随功率变化的曲线图。

图4为离心式压缩机组在不同入口导叶开度下流量随功率变化的曲线图。

图5为本发明实施例防喘振控制装置的一个实施例的结构图。

图6为本发明实施例防喘振控制装置的另一个实施例的结构图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的零部件的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时,应当明白,为了便于描述,附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图1为本发明实施例防喘振控制方法的一个实施例的流程图。如图1所示,该实施例的防喘振控制方法,包括:

S102,检测对流体机械的调节信号。

其中,流体机械可以是离心式压缩机、风机、泵等流体机械;对流体机械的调节信号是可以引起流体机械的入口流量变化的调节信号;例如,对离心式压缩机转速或入口导叶的调节信号。

S104,根据调节信号确定流体机械的瞬时工作点。

具体实现中,操作S104通过判断调节信号所引起的流体机械的流量的预期变化量是否满足预设条件;若调节信号所引起的流体机械的流量的预期变化量满足预设条件,则以当前流体机械的工作状态作为瞬时工作点;若调节信号所引起的流体机械的流量的预期变化量不满足预设条件,则结束本实施例的防喘振控制方法。

其中,预设条件可以为流体机械的流量的预期减小量大于当前流体机械入口流量的预设比率。例如:流体机械的流量的预期减小量大于当前流体机械入口流量的一个百分比。

具体地,在操作S104中,若调节信号所引起的流体机械的流量的预期变化量满足预设条件,可以通过获取当前流体机械的进出口压力及入口流量数据,并根据当前流体机械的进出口压力及入口流量数据,在流体机械的性能曲线图中确定当前流体机械的工作状态所在的位置,作为瞬时工作点。

S106,以瞬时工作点为中心按照预设规则确定流体机械的各工作区域。

在一个具体示例中,工作区域包括:工作允许区和工作调整区;操作S106具体为以瞬时工作点为中心,分别以瞬时工作点在流体机械的性能曲线图中的横纵坐标的第一预设比率为长短半轴构造第一椭圆形区域;以第一椭圆形区域内除瞬时工作点外的区域作为工作允许区,以第一椭圆形区域外的区域作为工作调整区。

在另一个具体示例中,工作区域包括:工作允许区、工作调整区和工作波动区,操作S106具体为以瞬时工作点为中心,分别以瞬时工作点在流体机械的性能曲线图中的横纵坐标的第一预设比率为长短半轴构造第一椭圆形区域;再以瞬时工作点为中心,分别以瞬时工作点在流体机械的性能曲线图中的横纵坐标的第二预设比率为长短半轴构造第二椭圆形区域,其中第二预设比率大于第一预设比率;以第一椭圆形区域内除瞬时工作点外的区域作为工作允许区,以第二椭圆形区域内除第一椭圆形区域外的区域作为工作调整区,以第二椭圆形区域外的区域作为工作波动区。

S108,确定流体机械的实时工作点。

具体地,操作S108可以通过获取当前流体机械的进出口压力及入口流量数据,并根据当前流体机械的进出口压力及入口流量数据,在流体机械的性能曲线图中确定当前流体机械的实时工作状态所在的位置,作为实时工作点。

具体实现中,操作108中的实时工作点可以通过快速照影技术来确定,通常当流体机械的工作状态发生波动时,会产生一连串的快速照影,现场工程师可以根据实际情况从中选择作为实时工作点的实时工作状态的快速照影,例如可以选择首次或末次的快速照影为调整点,也可以选择中间的快速照影为调整点。

S110,根据实时工作点在各工作区中的位置控制防喘振阀。

在一个具体示例中,当操作S106所确定的各工作区包括:工作允许区和工作调整区时,操作S110首先判断流体机械的实时工作点是否位于瞬时工作点处;若流体机械的实时工作点位于瞬时工作点处,结束本实施例的防喘振发的控制方法;若流体机械的实时工作点未位于瞬时工作点处,判断流体机械的实时工作点是否位于工作允许区;若流体机械的实时工作点位于工作允许区,采用分回路PID控制方式控制防喘振阀打开;若流体机械的实时工作点位于工作调整区,采用比例控制方式控制防喘振阀打开。

在另一个具体示例中,当操作S106所确定的各工作区包括:工作允许区、工作调整区和工作波动区时,操作S110首先判断流体机械的实时工作点是否位于瞬时工作点处,若流体机械的实时工作点位于瞬时工作点处,结束本实施例的防喘振发的控制方法;若流体机械的实时工作点未位于瞬时工作点处,判断流体机械的实时工作点是否位于工作允许区;若流体机械的实时工作点位于工作允许区,采用分回路PID控制方式控制防喘振阀打开;若流体机械的实时工作点未位于工作允许区,判断流体机械的实时工作点是否位于工作调整区;若流体机械的实时工作点位于工作调整区,采用等比例控制方式控制防喘振阀打开;若流体机械的实时工作点位于工作波动区,采用变比例控制方式控制防喘振阀打开。

基于本发明实施例的防喘振控制方法,通过检测对流体机械的调节信号,可以在压缩机的工作点发生改变但还未达到预期变化前,例如离心式压缩机租的入口流量由于转速的下降或者入口导叶开度减小导致流量由30000Nm3/h减小到27000Nm3/h时,预先控制防喘振阀动作,从而更直接更有效的预先进行防喘振控制,减小工作点的波动,保证流体机械的稳定运行,由于本实施例提供的方法在外界条件发生一定变化时即对流体机械的工作点进行调节,因此该方法还为有效控制流体机械在突发状况下维稳运行提供了一种可能,并且也可以与现有的经典防喘振控制方法结合,更有效的维护立体机械的稳定运行。

图2为本发明实施例防喘振控制方法的另一个实施例的流程图。如图2所示,与图1的实施例相比,在该实施例中,根据实时工作点在各工作区中的位置控制防喘振阀,包括:

S212,判断流体机械的实时工作点是否位于瞬时工作点处。

若流体机械的实时工作点位于瞬时工作点处,不执行本实施例的后续操作;否则,若流体机械的实时工作点未位于瞬时工作点处,执行操作S214。

S214,判断流体机械的实时工作点是否位于工作允许区。

若流体机械的实时工作点位于工作允许区,执行操作S216;否则,若流体机械的实时工作点未位于工作允许区,执行操作S218。

S216,采用分回路PID控制方式控制防喘振阀打开。

S218,判断流体机械的实时工作点是否位于工作调整区。

若流体机械的实时工作点位于工作调整区,执行操作S220;否则,若流体机械的实时工作点位于工作波动区,执行操作S222。

S220,采用等比例控制方式控制防喘振阀打开。

S222,采用变比例控制方式控制防喘振阀打开。

S224,判断流体机械的实时工作点是否回到瞬时工作点。

若流体机械的实时工作点回到瞬时工作点,执行操作S226;否则,若流体机械的实时工作点未回到瞬时工作点,执行操作S228。

S226,采用主回路PID控制方式控制防喘振阀回到初始位置。

S228,判断流体机械的实时工作点是否位于流体机械的性能曲线图中防喘振线的左侧。

若流体机械的实时工作点未位于防喘振线的左侧,执行操作S214;否则,若流体机械的实时工作点位于防喘振线的左侧,执行操作S230。

S230,判断流体机械的实时工作点是否位于流体机械的性能曲线图中喘振线的左侧。

若流体机械的实时工作点未位于喘振线的左侧,执行操作S232;否则,若流体机械的实时工作点位于喘振线的左侧,执行操作S234。

S232,采用主回路PID控制方式控制防喘振阀打开。

S234,直接控制防喘振阀全开。

具体实现中,分回路PID控制方式与主回路PID控制方式为不同的控制方式,两者的具体控制参数不同。

基于本发明实施例的防喘振控制方法,通过检测对流体机械的调节信号,可以在压缩机的工作点发生改变但还未达到预期变化前,预先控制防喘振阀打开,从而更直接更有效的预先进行防喘振控制,减小工作点的波动,保证流体机械的稳定运行,并在工作点回调到位后控制防喘振阀回到初始位置,而当工作点未回调到位且位于喘振线的左侧时,直接控制防喘振阀全开,而当工作点未回调到位且位于喘振线与防喘振线之间时,采用PID控制方式控制防喘振阀打开。

在上述各实施例中,各工作区域还包括:死区,当实时工作点位于死区内时,认为实时工作点位于或回到瞬时工作点。

在一个具体实施例中,流体机械是采用汽轮机或者变频调速电机作为原动机的离心式压缩机组,离心式压缩机组的转速是可以调节的,当离心式压缩机组达到工作转速区时,通过调节信号调节离心式压缩机组的转速来适应下游生产工艺的负荷,通常可以通过以离心式压缩机组的出口压力或者入口流量作为工艺参数进行PID调解来实现。

具体地,当离心式压缩机组下游的生产工艺要求降低产能或者低负荷运转时,通常会要求减小离心式压缩机组的出口压力来满足工艺要求,具体可以通过降低离心式压缩机组的转速来达到此目的。例如:当需要离心式压缩机组的出口压力由实际值PV=0.8MPa(G)变化到设定值SP=0.6MPa(G)时,压缩机组的转速会由当前的转速SPEED=8000RPM通过PID计算逐渐降低,直到PV=SP时,压缩机组的转速将维持在当前的转速不变;如果PV一直大于SP,压缩机组的转速则会一直降低至工作转速区间的下限6000RPM,其中工作转速区间为9000RPM到6000RPM。当离心式压缩机组下游的生产工艺要求增加产能或者高负荷运转时,通常会要求增大离心式压缩机组的出口压力来满足工艺要求,具体可以通过提高离心式压缩机组的转速来达到此目的。例如:当需要离心式压缩机组的出口压力由实际值PV=0.6MPa(G)变化到设定值SP=0.8MPa(G)时,压缩机组的转速会由当前的转速SPEED=7000RPM通过PID计算逐渐升高,直到PV=SP时,压缩机组的转速将维持在当前的转速不变;如果PV一直小于SP,压缩机组的转速则会一直升高至工作转速区间的上限9000RPM,其中工作转速区间为9000RPM到6000RPM。从而通过调节转速实现了离心式压缩机组正常生产工艺的调节。其中,离心式压缩机组转速的变化会对压缩机组出入口的流量带来影响,离心式压缩机组的转速升高,流量增大,反之转速降低,流量会相应减小。

所以在通过调节信号调节离心式压缩机组的转速来适应下游生产工艺的负荷时,当压缩机组的转速瞬时降低,例如转速瞬时降低200RPM,通过检测对离心式压缩机组的转速的调节信号,可以在压缩机的工作点发生改变但还未达到预期变化前,预先控制防喘振阀打开,从而更直接更有效的预先进行防喘振控制,由于在压缩机组转速下降即打开防喘振阀,还可以消除或减少由于离心式压缩机组入口流量变化过快而造成的压缩机组工况不稳定运行的影响,维护压缩机组工作点稳定,保证压缩机组负荷变化的平稳过渡。

具体地,如图3所示,图3为离心式压缩机组在不同转速下流量随功率变化的曲线图,其中A、B、C、D、E五点分别代表压缩机组在3349RPM、3611RPM、3767RPM、4186RPM、4395RPM转速下对应的发生喘振的流量极限点,这些流量的极限点共同构成了流量极限线,由图中可见,当转速逐渐降低时,流量极限线的极限流量也随之减小,因此通过流量极限线可以初步推算出当压缩机组转速突然下降时,流量的预期减小量是多少。例如当转速在4000RPM时,突然下降到3800RPM,参考C、D点间所对应的曲线,通过C、D点的坐标可以得到曲线方程,利用转速在4000RPM时所对应的流量与转速在3800RPM时所对应的流量之差即可初步推算出流量的预期减小量。

根据调节信号调节压缩机组的转速所引起的压缩机组流量的预期减小量大于当前压缩机组入口流量的一个百分比,例如调节信号调节压缩机组的入口导叶所引起的压缩机组流量的预期减小量为1000Nm3/h大于当前压缩机组入口流量为10000Nm3/h的5%,获取当前压缩机组的进出口压力、入口流量及温度等重要数据,根据这些数据在压缩机组的性能曲线图中确定当前压缩机组的工作状态所在的位置,作为瞬时工作点。

以此瞬时工作点为中心,分别以此瞬时工作点在压缩机组的性能曲线图中的横坐标的3%和纵坐标的3%为长短半轴构造第一椭圆形区域,以第一椭圆形区域内除瞬时工作点外的区域作为工作允许区,即为可以接受工作点偏移的范围,视为正常的工作点波动;以此瞬时工作点为中心,分别以此瞬时工作点在压缩机组的性能曲线图中的横坐标的8%和纵坐标的8%的距离为Y轴半径为长短半轴构造第二椭圆形区域,以第二椭圆形区域内除第一椭圆形区域外的区域作为工作调整区作,即为不可以接受工作点偏移的范围,但偏离不算过大,可以通过微调整来使工作点回到工作允许区;以第二椭圆形区域外的区域作为工作波动区,即为工作点发生重大波动的范围,会严重影响压缩机组的稳定运行。通过提出这三个区域可以更精准的控制防喘振阀,使防喘振阀迅速的做出响应,当实时工作点落入这三个不同的区域时,可以选定不同的控制策略对防喘振阀进行控制。

具体地,当实时工作点由于上述原因偏移瞬时工作点向左移动时,可以通过变比例控制方式控制防喘振阀打开,例如变比例控制的可变增量为10%到1%,可变增量的变化可以根据实时工作点偏移瞬时工作点的速度自加或自减,以此来适应工作点的变化快慢;当实时工作点由于上述原因偏移瞬时工作点向左移动时,可以通过等比例控制方式控制防喘振阀打开,例如等比例控制的等量增量为5%,等量增量可以设定的较大也可以设定的较小,具体可以根据现场工程师所选的控制方案确定;当实时工作点由于上述原因偏移瞬时工作点向左移动时,可以通过分回路PID控制方式控制防喘振阀打开,以横坐标为例,瞬时工作点的横坐标为SP,实时工作点的横坐标为PV,通过PID的运算进行调节,以纵坐标为例,瞬时工作点的纵坐标为SP,实时工作点的纵坐标为PV,通过PID的运算进行调节,具体实现时也可以对横坐标和纵坐标的输出量进行高选,其中P、I参数的设定可以根据现场工程师所选的控制方案确定。以上三种控制方式,现场工程师可以根据实际情况灵活进行选择,以求达到最优匹配。

例如,当实时工作点落入工作波动区时,可以采用变比例控制方式,这样可以将工作点的位置快速拉回允许的区域;当实时工作点落入工作调整区时,可以采用等比例控制方式,以通过小步逼近的方式对工作点的位置进行微调整;当实时工作点落入工作允许区时,可以采用PID控制方式,以通过瞬时工作点坐标的设定,对实时工作点的位置进行调整,使实时工作点回到波动前的位置。

在另一个具体实施例中,流体机械是恒定转速且入口带导叶调节的离心式压缩机组,离心式压缩机组的入口导叶是可以调节的,当离心式压缩机组正常运转时,通过调节信号调节离心式压缩机组入口导叶的位置来适应下游生产工艺的负荷,通常可以通过以离心式压缩机组的出口压力或者入口流量作为工艺参数进行PID调解来实现。

具体地,当离心式压缩机组下游的生产工艺要求降低产能或者低负荷运转时,通常会要求减小离心式压缩机组的出口压力来满足工艺要求,具体可以通过减小离心式压缩机组的入口导叶开度来达到此目的。例如:当需要离心式压缩机组的出口压力由实际值PV=0.7MPa(G)变化到设定值SP=0.5MPa(G)时,压缩机组的入口导叶开度会由当前的开度CV=80%通过PID计算逐渐降低,直到PV=SP时,压缩机组的入口导叶开度维持在当前的开度不变;如果PV一直大于SP,压缩机组的入口导叶开度则会一直减小至入口导叶开度区间的下限10%,其中入口导叶开度区间为100%到10%。当离心式压缩机组下游的生产工艺要求增加产能或者高负荷运转时,通常会要求增大压缩机的出口压力来满足工艺要求,具体可以通过增大离心式压缩机组的入口导叶开度来达到此目的。例如:当需要离心式压缩机组的出口压力由实际值PV=0.5MPa(G)变化到设定值SP=0.7MPa(G)时,压缩机组的入口导叶开度会由当前的开度CV=40%通过PID计算逐渐增大,直到PV=SP时,压缩机组的入口导叶开度将维持在当前的开度不变;如果PV一直小于SP,压缩机组的入口导叶开度则会一直增大至入口导叶开度区间的上限100%,其中入口导叶开度区间为100%到10%。从而通过调节入口导叶开度实现了离心式压缩机组正常生产工艺的调节。其中,离心式压缩机组入口导叶开度的变化会对压缩机组出入口流量带来影响,离心式压缩机组的入口导叶开度增大,流量增大,反之入口导叶开度减小,流量会相应减小。

所以在通过调节信号调节离心式压缩机组的入口导叶开度来适应下游生产工艺的负荷时,当压缩机组的入口导叶开度瞬时减小,例如入口导叶开度瞬时减小10%,通过检测对离心式压缩机组的入口导叶的调节信号,可以在压缩机的工作点发生改变但还未达到预期变化前,预先打开防喘振阀,从而更直接更有效的预先进行防喘振控制,由于在压缩机组入口导叶开度减小即打开防喘振阀,还可以消除或减少离心式压缩机组入口流量变化过快造成的压缩机组工况不稳定运行的影响,维护压缩机组工作点稳定,保证压缩机组负荷变化的平稳过渡。

具体地,如图4所示,图4为离心式压缩机组在不同入口导叶开度下流量随功率变化的曲线图,其中A、B、C、D、E五点分别代表压缩机组的入口导叶在60度,40度,20度,0度,-20度位置时对应的发生喘振的流量极限点,这些流量的极限点共同构成了流量极限线,由图中可见,当入口导叶开度减小时,流量极限线的极限流量也随之减小,因此通过流量极限线可以初步推算出当压缩机组入口导叶开度突然减小时,流量的预期减小量是多少。例如当入口导叶位置在45度时,突然入口导叶位置变化到55度,参考A、B点间所对应的曲线,通过A、B点的坐标可以得曲线方程,利用入口导叶位置在45度时所对应的流量与入口导叶位置在55度时所对应的流量之差即可初步推算出流量的预期减小量。

根据调节信号调节压缩机组的入口导叶所引起的压缩机组流量的预期减小量大于当前压缩机组入口流量的一个百分比,例如调节信号调节压缩机组的入口导叶所引起的压缩机组流量的预期减小量为1000Nm3/h大于当前压缩机组入口流量为10000Nm3/h的5%,获取当前压缩机组的进出口压力、入口流量及温度等重要数据,根据这些数据在压缩机组的性能曲线图中确定当前压缩机组的工作状态所在的位置,作为瞬时工作点。

以此瞬时工作点为中心,分别以此瞬时工作点在压缩机组的性能曲线图中的横坐标的2%和纵坐标的2%为长短半轴构造第一椭圆形区域,以第一椭圆形区域内除瞬时工作点外的区域作为工作允许区,即为可以接受工作点偏移的范围,视为正常的工作点波动;以此瞬时工作点为中心,分别以此瞬时工作点在压缩机组的性能曲线图中的横坐标的7%和纵坐标的7%的距离为Y轴半径为长短半轴构造第二椭圆形区域,以第二椭圆形区域内除第一椭圆形区域外的区域作为工作调整区作,即为不可以接受工作点偏移的范围,但偏离不算过大,可以通过微调整来使工作点回到工作允许区;以第二椭圆形区域外的区域作为工作波动区,即为工作点发生重大波动的范围,会严重影响压缩机组的稳定运行。通过提出这三个区域可以更精准的控制防喘振阀,使防喘振阀迅速的做出响应,当实时工作点落入这三个不同的区域时,可以选定不同的控制策略对防喘振阀进行控制。

具体地,当实时工作点由于上述原因偏移瞬时工作点向左移动时,可以通过变比例控制方式控制防喘振阀打开,例如变比例控制的可变增量为10%到1%,可变增量的变化可以根据实时工作点偏移瞬时工作点的速度自加或自减,以此来适应工作点的变化快慢;当实时工作点由于上述原因偏移瞬时工作点向左移动时,可以通过等比例控制方式控制防喘振阀打开,例如等比例控制的等量增量为4%,等量增量可以设定的较大也可以设定的较小,具体可以根据现场工程师所选的控制方案确定;当实时工作点由于上述原因偏移瞬时工作点向左移动时,可以通过分回路PID控制方式控制防喘振阀打开,以横坐标为例,瞬时工作点的横坐标为SP,实时工作点的横坐标为PV,通过PID的运算进行调节,以纵坐标为例,瞬时工作点的纵坐标为SP,实时工作点的纵坐标为PV,通过PID的运算进行调节,具体实现时也可以对横坐标和纵坐标的输出量进行高选,其中P、I参数的设定可以根据现场工程师所选的控制方案确定。以上三种控制方式,现场工程师可以根据实际情况灵活进行选择,以求达到最优匹配。

例如,当实时工作点落入工作波动区时,可以采用变比例控制方式,这样可以将工作点的位置快速拉回允许的区域;当实时工作点落入工作调整区时,可以采用等比例控制方式,以通过小步逼近的方式对工作点的位置进行微调整;当实时工作点落入工作允许区时,可以采用PID控制方式,以通过瞬时工作点坐标的设定,对实时工作点的位置进行调整,使实时工作点回到波动前的位置。

在上述具体实施例中,防喘振控制可以采用快速照影技术,通常当工作点发生波动时会产生一连串的快速照影,因此可以通过快速照影获得瞬时工作点和实时工作点,现场工程师可以根据实际情况选择需要调整的工作点,例如可以选择首次或末次照影的工作点作为需要调整的工作点,也可以选择中间照影点为需要调整的工作点。

通过上述方法控制防喘振阀打开,可以有效地、逐渐地、量化地对流量的预期减小量进行补充,并维持工作点在原有位置附近,从而保证压缩机组的稳定运行。

图5为本发明实施例防喘振控制装置的一个实施例的结构图。如图5所示,该实施例的防喘振控制装置包括:调节信号检测单元、工作点确定单元、工作区域确定单元和防喘振阀控制单元。其中,

调节信号检测单元,用于检测对流体机械的调节信号。

其中,流体机械可以是离心式压缩机、风机、泵等流体机械;对流体机械的调节信号是可以引起流体机械的入口流量变化的调节信号;例如,对离心式压缩机转速或入口导叶的调节信号。

工作点确定单元,用于根据调节信号确定流体机械的瞬时工作点;以及确定流体机械的实时工作点。

具体实现中,工作点确定单元,具体用于:通过判断调节信号所引起的流体机械的流量的预期变化量是否满足预设条件;若调节信号所引起的流体机械的流量的预期变化量满足预设条件,则以当前流体机械的工作状态作为瞬时工作点;若调节信号所引起的流体机械的流量的预期变化量不满足预设条件,则结束本实施例的防喘振控制方法。

其中,预设条件可以为流体机械的流量的预期减小量大于当前流体机械入口流量的预设比率。例如:流体机械的流量的预期减小量大于当前流体机械入口流量的一个百分比。

具体地,若调节信号所引起的流体机械的流量的预期变化量满足预设条件,工作点确定单元可以通过获取当前流体机械的进出口压力及入口流量数据,并根据当前流体机械的进出口压力及入口流量数据,在流体机械的性能曲线图中确定当前流体机械的工作状态所在的位置,作为瞬时工作点。

具体地,工作点确定单元还可以通过获取当前流体机械的进出口压力及入口流量数据,并根据当前流体机械的进出口压力及入口流量数据,在流体机械的性能曲线图中确定当前流体机械的实时工作状态所在的位置,作为实时工作点。

工作区域确定单元,用于以瞬时工作点为中心按照预设规则确定流体机械的各工作区域。

在一个具体示例中,工作区域包括:工作允许区和工作调整区;工作区域确定单元具体用于:以瞬时工作点为中心,分别以瞬时工作点在流体机械的性能曲线图中的横纵坐标的第一预设比率为长短半轴构造第一椭圆形区域;以第一椭圆形区域内除瞬时工作点外的区域作为工作允许区,以第一椭圆形区域外的区域作为工作调整区。

在另一个具体示例中,工作区域包括:工作允许区、工作调整区和工作波动区;工作区域确定单元具体用于:以瞬时工作点为中心,分别以瞬时工作点在流体机械的性能曲线图中的横纵坐标的第一预设比率为长短半轴构造第一椭圆形区域;再以瞬时工作点为中心,分别以瞬时工作点在流体机械的性能曲线图中的横纵坐标的第二预设比率为长短半轴构造第二椭圆形区域,其中第二预设比率大于第一预设比率;以第一椭圆形区域内除瞬时工作点外的区域作为工作允许区,以第二椭圆形区域内除第一椭圆形区域外的区域作为工作调整区,以第二椭圆形区域外的区域作为工作波动区。

防喘振阀控制单元,用于根据实时工作点在各工作区中的位置控制防喘振阀。

在一个具体示例中,当工作区域确定单元所确定的各工作区包括:工作允许区和工作调整区时,防喘振阀控制单元首先判断流体机械的实时工作点是否位于瞬时工作点处;若流体机械的实时工作点位于瞬时工作点处,结束本实施例的防喘振发的控制方法;若流体机械的实时工作点未位于瞬时工作点处,判断流体机械的实时工作点是否位于工作允许区;若流体机械的实时工作点位于工作允许区,采用分回路PID控制方式控制防喘振阀打开;若流体机械的实时工作点位于工作调整区,采用比例控制方式控制防喘振阀打开。

在另一个具体示例中,当工作区域确定单元所确定的各工作区包括:工作允许区、工作调整区和工作波动区时,防喘振阀控制单元首先判断流体机械的实时工作点是否位于瞬时工作点处,若流体机械的实时工作点位于瞬时工作点处,结束本实施例的防喘振发的控制方法;若流体机械的实时工作点未位于瞬时工作点处,判断流体机械的实时工作点是否位于工作允许区;若流体机械的实时工作点位于工作允许区,采用分回路PID控制方式控制防喘振阀打开;若流体机械的实时工作点未位于工作允许区,判断流体机械的实时工作点是否位于工作调整区;若流体机械的实时工作点位于工作调整区,采用等比例控制方式控制防喘振阀打开;若流体机械的实时工作点位于工作波动区,采用变比例控制方式控制防喘振阀打开。

基于本发明实施例的防喘振控制装置,通过检测对流体机械的调节信号,可以在流机机械的工作点发生改变但还未达到预期变化前,预先控制防喘振阀动作,从而更直接更有效的预先进行防喘振控制,减小工作点的波动,保证流体机械的稳定运行,由于本实施例提供的方法在外界条件发生一定变化时即对流体机械的工作点进行调节,因此该方法还为有效控制流体机械在突发状况下维稳运行提供了一种可能,并且也可以与现有的经典防喘振控制方法结合,更有效的维护立体机械的稳定运行。

图6为本发明实施例防喘振控制装置的另一个实施例的结构图。如图6所示,与图5的实施例相比,在该实施例中,防喘振阀控制单元包括:第一判断模块、第二判断模块、第三判断模块、第四判断模块、第五判断模块、第六判断模块、第一执行模块、第二执行模块、第三执行模块、第四执行模块和第五执行模块。其中,

第一判断模块,用于判断流体机械的实时工作点是否位于瞬时工作点处。

第二判断模块,用于根据第一判断模块的判断结果,响应于流体机械的实时工作点未位于瞬时工作点处,判断流体机械的实时工作点是否位于工作允许区;以及根据第五判断模块的判断结果,响应于流体机械的实时工作点未位于防喘振线的左侧,执行判断流体机械的实时工作点是否位于工作允许区的操作。

第三判断模块,用于根据第二判断模块的判断结果,响应于流体机械的实时工作点未位于工作允许区,判断流体机械的实时工作点是否位于工作调整区。

第四判断模块,用于判断流体机械的实时工作点是否回到瞬时工作点。

第五判断模块,用于根据第四判断模块的判断结果,响应于流体机械的实时工作点未回到瞬时工作点,判断流体机械的实时工作点是否位于流体机械的性能曲线图中防喘振线的左侧。

第六判断模块,用于根据第五判断模块的判断结果,响应于流体机械的实时工作点位于防喘振线的左侧,判断流体机械的实时工作点是否位于流体机械的性能曲线图中喘振线的左侧。

第一执行模块,用于根据第二判断模块的判断结果,响应于流体机械的实时工作点位于工作允许区,采用分回路PID控制方式控制防喘振阀打开。

第二执行模块,用于根据第三判断模块的判断结果,响应于流体机械的实时工作点位于工作调整区,采用等比例控制方式控制防喘振阀打开。

第三执行模块,用于根据第三判断模块的判断结果,响应于流体机械的实时工作点位于工作波动区,采用变比例控制方式控制防喘振阀打开。

第四执行模块,用于根据第四判断模块的判断结果,响应于流体机械的实时工作点回到瞬时工作点,采用主回路PID控制方式控制防喘振阀回到初始位置;以及根据第六判断模块的判断结果,响应于流体机械的实时工作点未位于喘振线的左侧,采用主回路PID控制方式控制防喘振阀打开。

第五执行模块,用于根据第六判断模块的判断结果,响应于流体机械的实时工作点位于喘振线的左侧,直接控制防喘振阀全开。

具体实现中,分回路PID控制方式与主回路PID控制方式为不同的控制方式,两者的具体控制参数不同。

基于本发明实施例的防喘振控制装置,通过检测对流体机械的调节信号,可以在压缩机的工作点发生改变但还未达到预期变化前,预先控制防喘振阀打开,从而更直接更有效的预先进行防喘振控制,减小工作点的波动,保证流体机械的稳定运行,并在工作点回调到位后控制防喘振阀回到初始位置,而当工作点未回调到位且位于喘振线的左侧时,直接控制防喘振阀全开,而当工作点未回调到位且位于喘振线与防喘振线之间时,采用PID控制方式控制防喘振阀打开。

在上述各实施例中,各工作区域还包括:死区,当实时工作点位于死区内时,认为实时工作点位于或回到瞬时工作点。

另外,本发明实施例还提供了一种控制系统,包括:流体机械和上述任一实施例的防喘振控制装置。

具体实现中,流体机械可以是离心式压缩机、风机、泵等流体机械。

基于本发明实施例的控制系统,设有上述任一实施例的防喘振控制装置,其通过检测对流体机械的调节信号,可以在压缩机的工作点发生改变但还未达到预期变化前,预先控制防喘振阀动作,从而更直接更有效的预先进行防喘振控制,减小工作点的波动,保证流体机械的稳定运行,由于本实施例提供的方法在外界条件发生一定变化时即对流体机械的工作点进行调节,因此该方法还为有效控制流体机械在突发状况下维稳运行提供了一种可能,并且也可以与现有的经典防喘振控制方法结合,更有效的维护立体机械的稳定运行。

本发明实施例提供了以下技术方案:

1、一种防喘振控制方法,包括:

检测对流体机械的调节信号;

根据所述调节信号确定所述流体机械的瞬时工作点;

以所述瞬时工作点为中心按照预设规则确定所述流体机械的各工作区域;

确定所述流体机械的实时工作点;

根据所述实时工作点在所述各工作区中的位置控制防喘振阀。

2、根据1所述的方法,所述根据所述调节信号确定所述流体机械的瞬时工作点,包括:

判断所述调节信号所引起的所述流体机械的流量的预期变化量是否满足预设条件;

若所述调节信号所引起的所述流体机械的流量的预期变化量满足预设条件,以当前所述流体机械的工作状态作为瞬时工作点。

3、根据2所述的方法,所述预设条件包括:所述流体机械的流量的预期减小量大于当前所述流体机械入口流量的预设比率。

4、根据3所述的方法,所述以当前所述流体机械的工作状态作为瞬时工作点,包括:

获取当前所述流体机械的进出口压力及入口流量数据;

根据当前所述流体机械的进出口压力及入口流量数据,在所述流体机械的性能曲线图中确定当前所述流体机械的工作状态所在的位置,作为瞬时工作点。

5、根据4所述的方法,所述各工作区域包括:工作允许区和工作调整区。

6、根据5所述的方法,所述以所述瞬时工作点为中心按照预设规则确定所述流体机械的各工作区域,包括:

以所述瞬时工作点为中心,分别以所述瞬时工作点在所述流体机械的性能曲线图中的横纵坐标的第一预设比率为长短半轴构造第一椭圆形区域;以所述第一椭圆形区域内除所述瞬时工作点外的区域作为工作允许区,以所述第一椭圆形区域外的区域作为工作调整区。

7、根据6所述的方法,所述确定所述流体机械的实时工作点,包括:

获取当前所述流体机械的进出口压力及入口流量数据;

根据当前所述流体机械的进出口压力及入口流量数据,在所述流体机械的性能曲线图中确定当前所述流体机械的实时工作状态所在的位置,作为实时工作点。

8、根据7所述的方法,所述根据所述实时工作点在所述各工作区中的位置控制防喘振阀,包括:

判断所述流体机械的实时工作点是否位于所述瞬时工作点处;

若所述流体机械的实时工作点未位于所述瞬时工作点处,判断所述流体机械的实时工作点是否位于所述工作允许区;

若所述流体机械的实时工作点位于所述工作允许区,采用分回路PID控制方式控制防喘振阀打开;若所述流体机械的实时工作点位于所述工作调整区,采用比例控制方式控制防喘振阀打开。

9、根据8所述的方法,所述各工作区域还包括:工作波动区。

10、根据9所述的方法,所述以所述瞬时工作点为中心按照预设规则确定所述流体机械的各工作区域,还包括:

以所述瞬时工作点为中心,分别以所述瞬时工作点在所述流体机械的性能曲线图中的横纵坐标的第二预设比率为长短半轴构造第二椭圆形区域,其中所述第二预设比率大于所述第一预设比率;以所述第二椭圆形区域内除所述第一椭圆形区域外的区域作为工作调整区,以所述第二椭圆形区域外的区域作为工作波动区。

11、根据10所述的方法,所述采用比例控制方式控制防喘振阀打开,还包括:

若所述流体机械的实时工作点未位于所述工作允许区,判断所述流体机械的实时工作点是否位于所述工作调整区;

若所述流体机械的实时工作点位于所述工作调整区,采用等比例控制方式控制防喘振阀打开;若所述流体机械的实时工作点位于所述工作波动区,采用变比例控制方式控制防喘振阀打开。

12、根据8至11任意一项所述的方法,所述根据所述实时工作点在所述各工作区中的位置控制防喘振阀,还包括:

判断所述流体机械的实时工作点是否回到所述瞬时工作点;

若所述流体机械的实时工作点回到所述瞬时工作点,采用主回路PID控制方式控制所述防喘振阀回到初始位置;若所述流体机械的实时工作点未回到所述瞬时工作点,执行所述判断所述流体机械的实时工作点是否位于所述工作允许区的操作。

13、根据12所述的方法,所述根据所述实时工作点在所述各工作区中的位置控制防喘振阀,还包括:

若所述流体机械的实时工作点未回到所述瞬时工作点,判断所述流体机械的实时工作点是否位于所述流体机械的性能曲线图中防喘振线的左侧;

若所述流体机械的实时工作点未位于防喘振线的左侧,执行所述判断所述流体机械的实时工作点是否位于所述工作允许区的操作;若所述流体机械的实时工作点位于防喘振线的左侧,判断所述流体机械的实时工作点是否位于所述流体机械的性能曲线图中喘振线的左侧;

若所述流体机械的实时工作点未位于喘振线的左侧,采用主回路PID控制方式控制所述防喘振阀打开;若所述流体机械的实时工作点位于喘振线的左侧,直接控制所述防喘振阀全开。

14、根据1至13任意一项所述的方法,所述各工作区域还包括:死区,当所述实时工作点位于所述死区内时,认为所述实时工作点位于或回到所述瞬时工作点。

15、一种防喘振控制装置,包括:

调节信号检测单元,用于检测对流体机械的调节信号;

工作点确定单元,用于根据所述调节信号确定所述流体机械的瞬时工作点;以及确定所述流体机械的实时工作点;

工作区域确定单元,用于以所述瞬时工作点为中心按照预设规则确定所述流体机械的各工作区域;

防喘振阀控制单元,用于根据所述实时工作点在所述各工作区中的位置控制防喘振阀。

16、根据15所述的装置,所述工作点确定单元,具体用于:

判断所述调节信号所引起的所述流体机械的流量的预期变化量是否满足预设条件;

若所述调节信号所引起的所述流体机械的流量的预期变化量满足预设条件,以当前所述流体机械的工作状态作为瞬时工作点。

17、根据16所述的装置,所述预设条件包括:所述流体机械的流量的预期减小量大于当前所述流体机械入口流量的预设比率。

18、根据17所述的装置,若所述调节信号所引起的流体机械的流量的预期变化量满足预设条件,所述工作点确定单元具体用于:

获取当前所述流体机械的进出口压力及入口流量数据;

根据当前所述流体机械的进出口压力及入口流量数据,在所述流体机械的性能曲线图中确定当前所述流体机械的工作状态所在的位置,作为瞬时工作点。

19、根据18所述的装置,所述各工作区域包括:工作允许区和工作调整区。

20、根据19所述的装置,所述工作区域确定单元,具体用于:

以所述瞬时工作点为中心,分别以所述瞬时工作点在所述流体机械的性能曲线图中的横纵坐标的第一预设比率为长短半轴构造第一椭圆形区域;以所述第一椭圆形区域内除所述瞬时工作点外的区域作为工作允许区,以所述第一椭圆形区域外的区域作为工作调整区。

21、根据20所述的方法,所述工作点确定单元,还具体用于:

获取当前所述流体机械的进出口压力及入口流量数据;

根据当前所述流体机械的进出口压力及入口流量数据,在所述流体机械的性能曲线图中确定当前所述流体机械的实时工作状态所在的位置,作为实时工作点。

22、根据21所述的装置,所述防喘振阀控制单元,包括:

第一判断模块,用于判断所述流体机械的实时工作点是否位于所述瞬时工作点处;

第二判断模块,用于根据所述第一判断模块的判断结果,响应于所述流体机械的实时工作点未位于所述瞬时工作点处,判断所述流体机械的实时工作点是否位于所述工作允许区;

第一执行模块,用于根据所述第二判断模块的判断结果,响应于所述流体机械的实时工作点位于所述工作允许区,采用分回路PID控制方式控制防喘振阀打开;

第二执行模块,用于根据所述第二判断模块的判断结果,响应于所述流体机械的实时工作点位于所述工作调整区,采用比例控制方式控制防喘振阀打开。

23、根据22所述的装置,所述各工作区域还包括:工作波动区。

24、根据23所述的装置,所述工作区域确定单元,还具体用于:

以所述瞬时工作点为中心,分别以所述瞬时工作点在所述流体机械的性能曲线图中的横纵坐标的第二预设比率为长短半轴构造第二椭圆形区域,其中所述第二预设比率大于所述第一预设比率;以所述第二椭圆形区域内除所述第一椭圆形区域外的区域作为工作调整区,以所述第二椭圆形区域外的区域作为工作波动区。

25、根据24所述的装置,所述防喘振阀控制单元,还包括:

第三判断模块,用于根据所述第二判断模块的判断结果,响应于所述流体机械的实时工作点未位于所述工作允许区,判断所述流体机械的实时工作点是否位于所述工作调整区;

所述第二执行模块,具体用于根据所述第三判断模块的判断结果,响应于所述流体机械的实时工作点位于所述工作调整区,采用等比例控制方式控制防喘振阀打开;

第三执行模块,用于根据所述第三判断模块的判断结果,响应于所述流体机械的实时工作点位于所述工作波动区,采用变比例控制方式控制防喘振阀打开。

26、根据22至25任意一项所述的装置,所述防喘振阀控制单元,还包括:

第四判断模块,用于判断所述流体机械的实时工作点是否回到所述瞬时工作点;

第四执行模块,用于根据所述第四判断模块的判断结果,响应于所述流体机械的实时工作点回到所述瞬时工作点,采用主回路PID控制方式控制所述防喘振阀回到初始位置;

所述第二判断模块,还用于根据所述第四判断模块的判断结果,响应于所述流体机械的实时工作点未回到所述瞬时工作点,执行所述判断所述流体机械的实时工作点是否位于所述工作允许区的操作。

27、根据26所述的装置,所述防喘振阀控制单元,还包括:

第五判断模块,用于根据所述第四判断模块的判断结果,响应于所述流体机械的实时工作点未回到所述瞬时工作点,判断所述流体机械的实时工作点是否位于所述流体机械的性能曲线图中防喘振线的左侧;

所述第二判断模块,具体用于根据所述第五判断模块的判断结果,响应于所述流体机械的实时工作点未位于防喘振线的左侧,执行所述判断所述流体机械的实时工作点是否位于所述工作允许区的操作。

第六判断模块,用于根据所述第五判断模块的判断结果,响应于所述流体机械的实时工作点位于防喘振线的左侧,判断所述流体机械的实时工作点是否位于所述流体机械的性能曲线图中喘振线的左侧;

所述第四执行模块,还用于根据所述第六判断模块的判断结果,响应于所述流体机械的实时工作点未位于喘振线的左侧,采用主回路PID控制方式控制所述防喘振阀打开;

第五执行模块,用于根据所述第六判断模块的判断结果,响应于所述流体机械的实时工作点位于喘振线的左侧,直接控制所述防喘振阀全开。

28、根据15至27任意一项所述的装置,所述各工作区域还包括:死区,当所述实时工作点位于所述死区内时,认为所述实时工作点位于或回到所述瞬时工作点。

29、一种控制系统,包括:流体机械及根据15至28任意一项所述防喘振控制装置。

30、根据29所述的系统,所述流体机械为离心式压缩机。

本说明书中各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处,各个实施例之间相同或相似的部分相互参见即可。对于装置实施例而言,由于其与方法实施例基本对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的,而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用,并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

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