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ARGG装置轴流式压缩机的防喘振控制
发布时间：2012-11-21 13:54 来源：未知
轴流式压缩机因其工作效率高(多变效率要比离心式压缩机高10%)，正越来越被国内大多数炼油厂所采用。但是，在其运行中，喘振现象是轴流风机最危险的工况，它变化的动态过程极短，对风机的机械部件损坏程度是无法预料的。根据轴流式压缩机的工作特点，一旦进入喘振工况，目前还无法控制住。由于误操作会使压缩机发生喘振，致使轴流式压缩机的转子叶片严熏磨损、静叶承缸出现裂痕，因此，如何使正在接近喘振工况的风机，迅速、可靠、安全、准确地回到正常工作区域，是防喘振控制的最终目的。大庆油田炼化公司ARGG装置主风机组和备用主风机均采用轴流式压缩机，它采用的防喘振控制方案，无论是从硬件上看，还是从软件上看，均能够实现机械制造厂的控制要求。
1、对防喘振控制的要求
当风机正常运行时，它的工作点应该在防喘振线的下方。当工作点越过防喘振线并在其上方时，则要求防喘振阀快速打开。由于防喘振阀的打开，使工作点开始回到防喘振线以下时，阀的动作又应减慢，即要求防喘振阀在开关时，是以变速动作的。在发现可能发生喘振时，该阀以较快的速率打开，而当喘振发生的趋势得以控制时，打开阀的速率减慢，而当无喘振的可能时，阀应以更慢的速率关闭。
2、控制功能的实现
ARCG装置对风机防喘振控制的方案，运用PLG丰富的程序软件功能，采用了以比例积分运算(PJ运算)为核心，以温度补偿、分段折线等算法为辅助，而构成不同的控制功能，来实现防喘振控制不同的要求。
2.1防喘振线的确定
(1)采用温度补偿算法。由于冬季与夏季的环境温度相差很大，根据理想气体状态方程式，可知气体的体积流量随着温度升高而增大。因此，在相同压力的情况下，冬季风机安全运行的范围比夏季时要大。采用了入口温度对喉部差压进行补偿，以修正防喘振线，而使风机的效率发挥到最佳水平。
(2)采用分段折线的算法。虽然风机在设计的时侯，性能设计的专业会提供一条计算的喘振线。但是由于实际情况的复杂，汉条喘振线将会改变，所以在机组安装完毕后，要做一次喘振线的标定试验来修正计算的喘振线。再根据工艺生产的需要，且使风机的效率发挥得尽可能地高，来确定防唰振线。
在每个静叶角度下，其对应的喘振点是不同的，且不同静叶角度，入口喉部差压也不同。因此，根据补偿后的入口喉部差压作为坐标的横轴，对应纵辅与喘振线相交点，向下留10%的裕度确定一点，将若干点相连，就形成防喘振控制线。在本控制方案中，防喘振控制线是采用11段折线算法，确定了近似于理论防喘振线，使风机的效率发挥到最佳。
2.2实现防喘振阀快开慢关的功能
(1)比例参数自适应。在比例、积分运算(PI运算)中，比例参数是动态变化的。这种动态变化是采用了11段折线算法得到的，它是将出口压力减去一定的入口喉部差压相对应防喘振线上的点的正偏差值大小，作为坐标的横轴，然后按照一定的折线得到的相应的比例参数(P参数)大小。正偏差值越大，比例参数值就越大，也就是说，风机的工作点越过防喘振线以上，越接近喘振线，比例参数值就越大，而且斜率越大，在比例参数值的作用下，控制输出值越大，那么防喘振阀开得就越大，而使工作点快速地回到安全区域。
(2)抑制控制输出。本控制方案利用可编程逻辑控制器(PLC)运行应用程序时，对其进行逐条周期地扫描的特点，来一直控制输出，达到控制防喘振阀“快开慢关”的目的。当控制输出值增大，经程序判断后，以每秒0.5%的速率关防喘振阀；当控制输出值减小，不经过程序判断，直接开防喘振阀，从而实现防喘振阀“快开慢关”的功能。
3.其他辅助功能
(1)防喘振线移动。由于反应再生系统存在问题等原因，致使风机出口压力高，工作点超过防喘振线以上，在防喘振控制下，工作点会反复多次地接近喘振线。因此，设置防喘振线自动移动的功能，以确保风机安全运行。当程序判断出工作点超过防喘振线7%时，那么其下移1%。为了防止防喘振线无限制地下移，使风机的效率降低，在程序中只允许下移5次，且设置有手动复位的功能。
(2)设置“快速打开”功能。在机组出现了紧急�；那榭鱿拢绦蛑葱惺狗来穹Э焖俚厝墓δ�，使风机不进入喘振工况。
(3)设置“喘振阀闭锁“功能。为了保证在机组启动的过程中，风机进入喘振工况下运行，程序设置了在没有机缉启动正常时，不允许关闭喘振阀。
(4)分程控制。由于风机喘振阀为2台调节阀，所以采用了在其中一台阀开到81. 8%时，程序才允许另一台阀开始工作的分程控制方案，以保证调节质量。
