一种大尺寸深低温轴流压缩机运行控制方法技术

本发明专利技术提供一种大尺寸深低温轴流压缩机运行控制方法，主要涉及大型旋转机械设备运行控制领域，密封气源和保温气源的供气压力均采用差压控制，差压变送器低压端测量深低温轴流压缩机的入口和出口气流压力，高压端测量气源供气压力；但当深低温轴流压缩机试验台位内流道压力＜95KPa时，强制将差压变送器低压端信号置为100Kpa。号置为100Kpa。号置为100Kpa。

【技术实现步骤摘要】
一种大尺寸深低温轴流压缩机运行控制方法


[0001]本专利技术主要涉及大型旋转机械设备运行控制领域，具体涉及一种大尺寸深低温轴流压缩机运行控制方法。

技术介绍

[0002]轴流压缩机以其工作流量大、运行效率高等典型优势，广泛应用于高炉鼓风、大容量空分设备以及催化裂化装置等诸多工业生产领域。现有大多数轴流压缩机的工作温度范围均为常温、高温或浅低温，最低工作温度为158K左右，此前国内尚无具备长期处于110K深低温甚至更低温域运行能力、且已投入实际工程应用的大尺寸深低温轴流压缩机。因此，现有轴流压缩机的运行控制技术仅适用于工作温度为158K以上的应用场合，缺乏应用于110K及以下深低温工作温域的运行控制方法。
[0003]最新研发成功的大尺寸深低温轴流压缩机采用77K深低温液氮气化后的低温氮气作为工作介质，运行温域覆盖从常温300K到77K深低温的跨度范围，并可以长时间处于110K的深低温环境运行，其运行条件以及控制需求与现有大多数轴流压缩机存在显著差异。具体表现在深低温工作介质在轴流压缩机流道内流通，已被深冷的机壳将和内部腔体发生热交换，而内部腔体中安装有大量的常温部件；同时密封气源、保温气源、润滑及顶升油源等管道途经机壳进入内部腔体，管道也将和机壳产生热交换，由此带来轴流压缩机的密封控制、保温控制以及油源温度控制等全新的运行控制需求。同时，轴流压缩机是其所在试验台位的唯一热源，试验台位运行完毕后还需继续运行轴流压缩机，依靠其运行所产生的热量使试验台位回温至常温状态。此外，110K及以下深低温运行环境属设备运行的危险工况，轴流压缩机转速存在多个控制方，控制权限交接过程如何确保接收方已成功接收、如何确保交接方释放权限，如何有效保证转速控制权限处于连续的受控状态；同时，持续的深低温环境需要轴流压缩机保持稳定的运行状态，发生停机故障后，如何快速再次启动并投入运行，防止轴系发生变形，对轴流压缩机转速控制权限交接的合理可靠、运行状态的持续稳定均提出了新的更高要求。
[0004]综上，受深低温运行环境影响，大尺寸深低温轴流压缩机的运行控制方法、范围、内容和重点均与现有运行控制技术存在显著差异。因此，急需提出一种适用于大尺寸深低温轴流压缩机安全稳定运行的控制方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种大尺寸深低温轴流压缩机运行控制方法，解决大尺寸深低温轴流压缩机在实际工程应用中的运行控制问题，能够满足大尺寸深低温轴流压缩机的安全稳定运行所需。
[0006]本专利技术公开了一种大尺寸深低温轴流压缩机运行控制方法，密封气源和保温气源的供气压力均采用差压控制，差压变送器低压端测量深低温轴流压缩机的入口和出口气流压力，高压端测量气源供气压力；但当深低温轴流压缩机试验台位内流道压力＜95KPa时，
强制将差压变送器低压端信号置为100KPa。
[0007]进一步的，当试验台位内流道压力≥95KPa时充入深低温轴流压缩机梳齿密封件，试验台位内流道压力＜95KPa时深低温轴流压缩机充入碳环密封件。
[0008]进一步的，深低温轴流压缩机试验台位内流道压力≥95KPa时，入口密封气供气压力和推力轴承箱密封气供气压力均高于入口气流压力20KPa，出口密封气供气压力高于出口气流压力20KPa，深低温轴流压缩机联轴器保温腔体保温气供气压力高于入口气流压力5KPa，入口保温腔体保温气供气压力高于入口气流压力10KPa，出口保温腔体保温气供气压力高于出口气流压力10KPa，贯穿筒保温气供气压力高于出口气流压力5KPa；当试验台位内流道压力＜95KPa时，所述密封气和保温气供气压力的差压不变，参考端置为100KPa。
[0009]进一步的，深低温轴流压缩机入口和出口处密封腔体分别设置多点温度测点；温度测点之一≤10℃时对密封气源供气管道外进行加热，全部温度测点均≥25℃时加热停止；若进行加热后密封腔体内的温度继续下降，当温度测点之一≤5℃时，对密封腔体内进行加热，全部温度测点均≥25℃时，加热停止。
[0010]进一步的，所述充入深低温轴流压缩机入口和出口处密封腔体内的密封气源，供气温度控制采用自动加热方法。加热载体为分布于密封气源供气管道和密封腔体内的电加热器。
[0011]进一步的，深低温轴流压缩机联轴器处保温腔体充入保温气源，所述保温气源温度采用加热控制；深低温轴流压缩机入口和出口处保温腔体充入保温气源，所述保温气源温度控制包括加热控制和冷却控制。所述加热控制均采用自动加热循环方法，冷却控制采用自动冷却循环方法。
[0012]进一步的，保温气源加热载体为设置于保温气源供气管道上的电加热器，保温气源冷却载体为设置于保温气源供气管道上的水冷却器；加热控制和冷却控制的循环载体均为循环风机。
[0013]进一步的，所述加热控制和冷却控制通过电动阀门切换气源路径。
[0014]具体实施方式：采用加热控制时，位于保温气源供气管道上的水冷却器旁路阀门自动打开，水冷却器自动停止；采用冷却控制时，位于保温气源供气管道上的水冷却器旁路阀门自动关闭，水冷却器自动投入。
[0015]进一步的，所述深低温轴流压缩机联轴器、入口和出口处的保温腔体内分别设置多点温度测点，温度测点之一≤15℃时进行加热，全部温度测点均≥30℃时加热停止。
[0016]进一步的，位于保温气源供气管道上的循环风机在电加热器停止后不立即停止，当电加热器出口温度≤30℃时自动停止。
[0017]进一步的，保温气源供气管道上电加热器的驱动调功器功率设置70%限额，电加热器运行采用限温控制模式：当电加热器出口温度≥90℃时自动停止，出口温度≤70℃时再次启动。
[0018]进一步的，所述深低温轴流压缩机入口和出口处保温腔体内的温度测点之一≥45℃时进行冷却，全部温度测点≤30℃时冷却停止。
[0019]通过设置了基于差压控制方法且具备加热功能的密封气源、具备加热和冷却功能的保温气源，用于大尺寸深低温轴流压缩机密封腔体的保温以及保温腔体的保温和冷却，
起到了很好的绝热和常温设备保护的作用，满足了从常温300K至77K的运行控制所需。
[0020]进一步的，油源温度采用油箱加热器和自力式温度控制阀进行组合控制，油箱加热器配置独立的加热循环回路，油源加热器启动时加热循环回路同步开启，将油液进行循环加热，且深低温轴流压缩机运行期间油源加热器持续运行；自力式温度控制阀分别连接油源冷却器出口和油箱出口，将经过冷却器冷却以后的冷油与油箱出口的热油进行掺混，进而冷却油源。
[0021]进一步的，先将油箱内部压力抽负压至微负压
‑
0.8KPa，再依次控制压缩机顶升油源、高压电机顶升油源、润滑油源至正常压力。
[0022]进一步的，深低温轴流压缩机的转速采用高压变频器和电机机械盘车装置的组合控制方法，区分以下工况：深低温轴流压缩机长时间停置后的首次启动采用电机机械盘车装置，控制转速10r/min；日常启动则采用高压变频器，控制转速40r/min；电机机械盘车装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大尺寸深低温轴流压缩机运行控制方法，其特征在于：密封气源和保温气源的供气压力均采用差压控制，差压变送器低压端测量深低温轴流压缩机的入口和出口气流压力，高压端测量气源供气压力；但当深低温轴流压缩机试验台位内流道压力＜95KPa时，强制将差压变送器低压端信号置为100KPa。2.根据权利要求1所述的一种大尺寸深低温轴流压缩机运行控制方法，其特征在于：深低温轴流压缩机试验台位内流道压力≥95KPa时，入口密封气供气压力和推力轴承箱密封气供气压力均高于入口气流压力20KPa，出口密封气供气压力高于出口气流压力20KPa，深低温轴流压缩机联轴器保温腔体保温气供气压力高于入口气流压力5KPa，入口保温腔体保温气供气压力高于入口气流压力10KPa，出口保温腔体保温气供气压力高于出口气流压力10KPa，贯穿筒保温气供气压力高于出口气流压力5KPa；当试验台位内流道压力＜95KPa时，所述密封气和保温气供气压力的差压不变，参考端置为100KPa。3.根据权利要求 2所述的一种大尺寸深低温轴流压缩机运行控制方法，其特征在于：深低温轴流压缩机入口和出口处密封腔体分别设置多点温度测点；温度测点之一≤10℃时对密封气源供气管道外进行加热，全部温度测点均≥25℃时加热停止；若进行加热后密封腔体内的温度继续下降，当温度测点之一≤5℃时，对密封腔体内进行加热，全部温度测点均≥25℃时，加热停止。4.根据权利要求2所述的一种大尺寸深低温轴流压缩机运行控制方法，其特征在于：深低温轴流压缩机联轴器处、深低温轴流压缩机入口和出口处保温腔体充入保温气源，所述保温气源温度控制包括加热控制和/或冷却控制。5.根据权利要求4所述的一种大尺寸深低温轴流压缩机运行控制方法，其特征在于：深低温轴流压缩机联轴器、深低温轴流压缩机入口和出口处的保温腔体内分别设置多点温度测点，温度测点之一≤15℃时进行加热，全部温度测点均≥30℃时加热停止。6.根据权利要求1或2任一项所述的一种大尺寸深低温轴流压缩机运行控制方法，其特征在于：油源温度采用油箱加热器和自力式温度控制阀进...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文，周恩民，刘恺，何文信，李刚，闫羽佳，雷鹏飞，李瑞，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：