一种多台离心空压机高效运行控制方法与流程

文档序号:44129137发布日期:2025-12-23 21:56阅读:33来源:国知局
技术简介:
本发明针对传统离心空压机独立控制导致的负荷不均、效率低下及能源浪费问题,提出基于进口导叶开度区间划分的动态调控方法。通过实时监测流量与电流,确定各机组最佳效率区间,并结合主管道压力变化,优先保持机组在最佳效率区间运行,极端负荷时通过机组替换优化运行组合,实现供需动态平衡与整体效率提升。
关键词:多台离心空压机,高效运行控制

本发明涉及离心空压机运行控制,具体为一种多台离心空压机高效运行控制方法。


背景技术:

1、离心空压机基于离心力的作用,通过高速旋转的叶轮对气体进行压缩并稳定输出高品质的压缩空气,具有排气量大、效率高、稳定性好、自动化程度高、调节范围广等优点,广泛应用于工业制造、冶金、化工、食品、医疗等多个行业领域。在钢铁企业,压缩空气是使用最广泛的能源介质之一,用于粉灰气力运输、连铸气雾冷却、除尘装置、板坯表面吹扫、气动阀门和仪表等。

2、钢铁企业工序产线多、厂区范围大,为避免压缩空气长距离输送压力损失,通常按铁前、钢轧等区域设置空压站,每座空压站均安装有多台离心式空压机,承担各区域用户的压缩空气供给。为提高整个厂区压缩空气系统的平衡保供能力,不同区域空压站之间设置有联通管道。

3、受钢铁企业内部组产方式调整、工序产线用气量波动等因素影响,系统用气负荷不断地变化,为应对这种变化,需要离心空压机对其出力进行适时自动调整,以实现系统供需动态平衡。目前,各空压站离心空压机均采取出口压力设定且各自独立控制方式进行出力调整:当系统用气量增加,离心空压机出口压力低于设定值时,即调整进口导叶加大出力;当系统用气量减少,离心空压机出口压力高于设定值时,即调整进口导叶减小出力。由于每台离心空压机出口的管路结构、流动阻力和压力监测准确度存在差异,需通过经验摸索并区别设置各离心空压机的出口压力设定值并进行各自出力控制调整,然而,在实际生产中,这种出口压力设定及出力调整方法存在明显问题:不能对系统负荷进行合理分配,各离心空压机出力不均衡,高负荷和低负荷的运行情况同时存在,影响整体运行效率,尤其是当系统负荷减少时,空压站出口主管道压力逐渐升高,往往是某一台离心空压机出口压力首先达到“高于设定值”条件并持续进行出力调整,从而会造成这台离心空压机进口导叶开度过小、运行效率明显降低,当系统负荷进一步减少时,该离心空压机会受防喘振保护控制自动打开旁通阀,造成压缩空气放空和能源严重浪费,直接导致压缩空气电耗成本增加和企业效益损失。

4、因此,开发一种多台离心空压机高效运行控制方法,解决当前经验设定离心空压机出口压力值并进行各自独立控制过程中存在的低效运行和能源浪费问题。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种多台离心空压机高效运行控制方法,以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:s1监测每台离心空压机的压缩空气流量、运行电流参数,确定各离心空压机最佳效率对应的进口导叶开度区间a(ki2≤a≤ki3)、高负荷对应的进口导叶开度区间b(ki3<b≤ki4)、低负荷对应的进口导叶开度区间c(ki1≤c<ki2),其中ki1为最小有效出力对应的进口导叶开度,ki2为最佳效率开度区间下限,ki3为最佳效率开度区间上限,ki4为最大出力对应的进口导叶开度,i为离心空压机编号(i=1,2,3…n);

3、s2在控制系统中录入各离心空压机的三个进口导叶开度区间,设定空压站压缩空气主管道压力设定值p2,控制系统实时采集主管道实际压力p1和各离心空压机进口导叶开度信号;

4、s3控制系统对空压站压缩空气主管道压力p1和压力设定值p2进行比较,若p1=p2,各离心空压机进口导叶维持当前状态运行,若p1>p2,执行步骤s4,若p1<p2,执行步骤s5;

5、s4控制系统判断各离心空压机的进口导叶开度是否处于高负荷开度区间b,若为是,则按额定功率从大到小排序选择离心空压机,依次调整关小其进口导叶开度,且进口导叶开度调整的下限为ki3,在调整过程中,当p1=p2时,即停止调整,若为否,执行下一步;

6、控制系统判断各离心空压机的进口导叶开度是否处于最佳效率开度区间a,且开度大于ki2,若为是,按额定功率从大到小排序,依次关小进口导叶开度,进口导叶开度的调整下限为ki2,当p1=p2时,即停止调整,若为否,执行下一步;

7、按额定功率从大到小排序,依次关小空压机进口导叶开度至区间c,调整下限为ki1,当p1=p2时,停止调整;

8、s5控制系统判断各离心空压机的进口导叶开度是否处于低负荷开度区间,若为是,则按额定功率从大到小排序选择离心空压机,依次调整开大其进口导叶开度,且进口导叶开度调整的上限为ki2,在调整过程中,当p1=p2时,即停止调整,若为否,执行下一步;

9、控制系统判断各离心空压机的进口导叶开度是否处于最佳效率开度区间,且开度小于ki3,若为是,则按额定功率从大到小排序选择离心空压机,依次调整开大其进口导叶开度,且进口导叶开度调整的上限为ki3,在调整过程中,当p1=p2时,即停止调整,若为否,执行下一步;

10、按额定功率从大到小排序选择离心空压机,依次调整开大其进口导叶开度并进入高负荷开度区间,且进口导叶开度调整的上限为ki4,在调整过程中,当p1=p2时,即停止调整。

11、优选的,步骤s4中,当各离心空压机的进口导叶开度均处于低负荷开度区间c时,控制系统将发出预警,提示岗位人员调整运行方式。

12、优选的,调整运行方式为启运一台小功率离心空压机替换某一台大功率离心空压机。

13、优选的,步骤s5中,当各离心空压机的进口导叶开度均处于高负荷开度区间时,控制系统将发出预警,提示岗位人员调整运行方式。

14、优选的,调整运行的方式为启运一台大功率离心空压机替换某一台小功率离心空压机。

15、优选的,最小有效出力为进口导叶关小至旁通阀即将打开时的出力,最大出力为进口导叶开大至运行电流上限时的出力。

16、与现有技术相比,本发明的有益效果如下:

17、1.显著提升整体运行效率,实现负荷精准均衡分配

18、本发明通过监测确定每台离心空压机的最佳效率、高负荷、低负荷开度区间,以“最佳效率区间优先”为核心控制原则,结合系统用气负荷变化动态调整进口导叶开度。当负荷波动时,优先让机组维持在80%-90%出力的最佳效率区间运行,避免单台机组过度调整导致的“忙闲不均”现象。

19、2.大幅降低能源消耗,实现企业节能创效

20、本发明通过精准控制进口导叶开度下限(不低于最小有效出力开度ki1),从源头避免了机组因导叶开度过小触发防喘振保护、打开旁通阀放空压缩空气的浪费场景。同时,当所有机组进入低负荷区间时,通过“小功率机组替换大功率机组”的组合优化,解决了低效耗电问题。

21、3.增强系统运行稳定性,保障供需动态平衡

22、本发明构建了“动态调整+预警提示”的双重保障机制,控制系统实时采集主管道压力和机组开度信号,根据负荷变化分级调整导叶开度,确保系统压力始终稳定在设定值p2附近,实现供需动态平衡。同时,通过预警机制提示机组组合优化,避免了机组长期处于极端运行状态,有效降低了喘振、放空等故障发生概率。

23、4.适配性强,实施成本低,应用范围广

24、本发明无需对现有离心空压机进行大规模改造,仅通过优化控制策略、划分开度区间、增设预警逻辑即可实现,实施成本低、操作简便。该方法可适配不同型号、不同使用年限、不同功率的离心空压机,不受厂区规模、空压站数量限制,不仅适用于钢铁企业多区域空压站的联动控制,还可广泛应用于工业制造、冶金、化工、食品、医疗等所有需多台离心空压机集中供气的行业,具有极强的实用性和推广价值。

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