防喘振控制技术

CCC压缩机防喘振控制技术(Antisurge Control)
1. 喘振现象
喘振是涡轮压缩机特有的现象从图中可以看出压缩机运行点由D沿性能曲线上升流量减小压力升高由A点开始到B点压缩机出现负流量即出现
倒流B-C C-D这样
伴随喘振而来的是压缩机振动剧烈上升
如果不能有效控制会给压缩机造成严重的损伤
一般来讲在1-2秒内就以发生
2. 喘振控制
2.1 喘振线的确定
通常压缩机都会有一系列的性能曲线图由于压缩机入口条件的不同压力其喘振曲线是分散的多条曲线
CCC根据压缩机的设计理论
可以将多变的入口条件的喘振曲线转化成与入口条件无关的曲线
而一般来讲压缩机制造厂商提供的性能曲线是计算值特别是旧机组的性能会发生变化或者没有性能曲线
传统的测试方法需要由经验丰富的测试工程师来进行测试
这样做带来了巨大的风险
确往往会动作滞后或过早打开
CCC的喘振算法和控制算法能够在自动状态下测量喘振曲线这一功能是CCC的专利技术而且是世界独一无二的
2.2 喘振控制算法
在传统的防喘振控制算法中用运行点的流量与喘振点的流量比较放空阀这样做会造成大量的回流能量和造成工艺的扰动甚至中断
2,1)(op r s q hr f S = 2,1)(SLL r q hr f =
喘振线上的点1)(2,1==op r s q hr f S 因而
Ss ＜1的区域为安全区域
从而实现控制
各种控制线及其相互之间的关系
(1) Surge Limit Line, SLL
压缩机在不同的工况下有不同的性能曲线所有这些
点构成了一条喘振极限线SLL
CCC 防喘振控制算法在喘振极限线SLL 右边设置了一个可变的安全裕量
b
Ôö¼ÓѹËõ»úµÄÁ÷Á¿
Èç¹û²Ù×÷µã³¬¹ýÕâ¸ö¼«ÏÞ
RTL 位于SCL 与SLL 之间
如果操作点超过这个极限
安
全保险响应将增加喘振控制线的裕度(总b 值)SOL 线在喘振极限线的左
边
(5) Tight Shut-off Line, TSL TSL 定义最小的SCL 的偏差
二者之间的距离为d 1
2.3.2 CCC防喘振控制算法的控制功能
(1) PID控制响应
对于缓慢的小的扰动CCC防喘振控制算法的PI控制算法防止压缩机操作点回到SCL左侧的非安全控制区
而是用于加大CCC防喘振控制算法的安全裕量但并没有实质的喘振危险时
只有在操作点处于或者接近防喘振控制线SCL时
这样一来又能防止喘振的发生
当比例积分响应和特殊微分响应不能使压缩机操作点保持在SCL线的右边则RTL响应就会以快速重复的阶跃响应迅速打开防喘振阀
(3) 根据SOL线的安全保险响应
如果因意外情况过程变化使压缩机的操作点越过SLL 线和SOL线而发生喘振使喘振控制线右移在一个喘振周期内将喘振止住
那么防喘振控制算法的TSL响应将输出0或者100%的信号
CCC防喘振控制算法根据喘振发生的特点当操作点越过不同的控制线产生不同的控制响应这种控制响应既能防止喘振也不需要浪费能量
则喘振控制算法自动加大一个安全裕量b4
ÕâÒ»¶¯×÷×î¶à¿ÉÒÔ¼Ó´ó5次b4,并且可以手动或自动复位
当计算喘振接近度S S公式中所用的输入信号出现故障时
(7) 手动控制
手动控制可以让操作员手动控制防喘振阀的开度一种是完全的手动另一种方式是在手动操作中
(8) 解耦控制
对于有性能控制的机组
当压缩机进入喘振调节时如性能控制变量为入口压力时两个控制回路是互相反作用的使机组更加接近喘振CCC的性能控制算法和喘振控制算法会将各自的输出加权到对方的控制响应中去迅速稳定系统
CCC的控制算法能够在机组达到最小控制转速后或当出口单向阀打开时将机组并入到工艺系统中去将机组切出系统
(11) CCC喘振控制算法功能框图
3. 采用CCC防喘振控制算法的益处
采用先进的防喘振控制算法
而不必打开回流阀
内置的回路解耦算法允许性能控制算法和防喘振控制算法之间更快地协调并消除防喘振控制动作可能产生的间断效应
CCC防喘振控制算法消除了因喘振或者过载引起的不必要停车
消除损害性的喘振
(5) 压缩机运行更可靠FallBack¿ØÖÆËã·¨Äܹ»ÔÚ±äËÍÆ÷·¢Éú¹ÊÕÏʱ
(6) 操作简化
(7)更低的工程成本用户不必进行软件设计和软件组
态
(8) 降低压缩机初始投资。