透平压缩机一键起动加载方法技术

本发明专利技术公开透平压缩机一键起动加载方法，包括通过现场压缩机喘振试验得到喘振曲线，根据此曲线做出相应的数学模型；将此数学模型转换成对应的计算机防喘振控制的程序；在压缩机拖动设备电机或汽轮机在本控制系统起动后，入口导叶开度自动突跳到预先设定的开度，以通过机组的第一临界转速；在压缩机机组满足允许加载条件后，各调节器和各设备的设定都自动被初始化，压缩机一键起动加载。本发明专利技术通过系统的一键加载，实现了全自动起动加载，缩短了机组起动加载时间，保证了机组的安全起动；且机组输出可以采用恒压控制，也可以随时切换到恒流量控制，其设定值由下游设备流量调节器给出，即整个机组在控制上能够做到无扰动任意切换。即整个机组在控制上能够做到无扰动任意切换。即整个机组在控制上能够做到无扰动任意切换。

【技术实现步骤摘要】
透平压缩机一键起动加载方法


[0001]本专利技术属于压缩机控制
，具体涉及透平压缩机一键起动加载方法。

技术介绍

[0002]随着压缩空气在金属冶炼、化学工业、石油开采、煤化工、机械加工等领域中使用越来越广泛，对压缩空气生产中的关键设备——空气压缩机的防喘振控制变得越来越重要。怎样控制压缩机使其运行状态最稳定、高效、节能、环保是目前工业生产中的一大难题。
[0003]目前，大型透平压缩机的控制几乎全部采用DCS(集散型控制系统)或PLC（可编程控制系统），但大部分压缩机仍采用手动起动加载的方式，没有充分发挥系统的功能，机组起动加载过程仍然紧张、缓慢和安全性差，对操作人员要求高，要求操作人员熟悉工艺原理、小心翼翼、精神紧张、责任重大，且所需时间冗长。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于提供透平压缩机一键起动加载方法，通过设置一键起动加载，既减轻了操作人员的劳动强度，又保证机组的绝对安全，缩短了起动时间，起动过程完全实现了自动化；解决了现有压缩机起动需要人工操作、所需时间长，以及起动加载过程不稳定的问题。为实现该目的，本专利技术的具体技术方案如下：透平压缩机一键起动加载方法，包括：步骤1：通过现场压缩机喘振试验得到喘振曲线，根据此曲线做出相应的数学模型；步骤2：将此数学模型转换成对应的计算机防喘振控制程序；步骤3：压缩机拖动设备电机或汽轮机在本控制系统起动后，入口导叶开度自动突跳到预先设定的开度，通过机组的第一临界转速；步骤4：在压缩机机组满足允许加载条件后，各调节器和各设备的设定都自动被初始化，压缩机一键起动加载；步骤5：按下系统的一键加载按钮，放空阀以设计规定的时间和爬坡速率关闭，机组工作点沿着上述开度的特性曲线移动至入口导叶在预先设定的20
°
开度的特性曲线和喘振控制线的交叉点；步骤6：入口导叶开度不变，放空阀到达上述预先设计的开度，此时入口导叶将自动地以预先设定的时间和爬坡速率沿着机组的喘振曲线，在计算机防喘振控制程序的控制下，上升到设定的压力，至出口压力到达预定的设计值后，机组在防喘振控制程序和出口压力的配合下保持恒定工作，工作点将一直保持在该点；步骤7：当下游设备需要用气，放空阀开始自动关闭，完成倒气过程：下游设备入口阀打开，放空阀关闭，气量转至下游设备，随着下游设备进气量需求量的增加，入口导叶开度同步增加，直至达到下游设备需求的流量，起动过程结束。
[0005]具体的，步骤2中，通过现场压缩机喘振试验建立防喘振控制模型，以压缩机入口
流量F为X轴，以压缩机等熵压头为Y轴，从测试中得到喘振线，根据理论特性曲线右移喘振线得到安全线和控制线裕度。
[0006]具体的，步骤2中入口流量和压头的计算公式为：入口流量：，式中，K1为流量系数； PDI3001为入口变径管所测压力，单位为bar；TI3001为入口温度，单位为℃；PI3001为入口压力，单位为bar；等熵压头：， 式中：K2为压头系数； PI3002为出口压力，单位为bar。
[0007]进一步地，流量系数K1为4.81。
[0008]进一步地，压头系数K2为1021。
[0009]进一步地，当确定了喘振线后，喘振线右移1.5%～4.5％得到安全线，喘振线右移5.5％～8.5%得到控制线，到达控制线后放空阀开启，防止喘振。
[0010]进一步地，当确定了喘振线后，喘振线右移2%～4％得到安全线，喘振线右移6％～8%得到控制线，到达控制线后放空阀开启，防止喘振。
[0011]具体的，在压缩机机组卸载或停车后，各参数均自动初始化，为下次一键加载做好准备。
[0012]与现有技术相比，本专利技术有以下优点：（1）本专利技术压缩机机组输出可以采用恒压控制，也可以随时切换到恒流量控制，它的设定值由下游设备流量调节器给出，故整个机组可以是恒压控制也可以恒流量控制，在控制上做到无扰动任意切换；（2）本专利技术实现了全自动起动加载，缩短了机组起动加载时间，保证了机组的安全起动，减少了冶炼炉的周期时间，提高了产量，实现了现代压缩机的高水平控制。
附图说明
[0013]图1为本专利技术压缩机管道特性曲线及工作点在起动过程中的移动轨迹图；图2为本专利技术喘振线为一条直线的防喘振控制线和数学模型；图3为本专利技术等熵压头
‑
入口流量曲线（二根折线组成）图。
具体实施方式
[0014]下面结合附图对本专利技术透平压缩机一键起动加载方法作进一步说明。
[0015]如图1
‑
图3所示的透平压缩机一键起动加载方法，具体步骤包括：步骤1：通过现场压缩机喘振试验得到喘振曲线，根据此曲线做出相应的数学模型；步骤2：将此数学模型转换成对应的计算机防喘振控制的程序：通过现场压缩机喘
振试验建立防喘振控制模型，以压缩机入口流量F为X轴，以压缩机等熵压头为Y轴，从测试中得到喘振线，根据理论特性曲线右移喘振线得到安全线和控制线裕度。当确定了喘振线后，喘振线右移2%～4％得到安全线，喘振线右移6％～8%得到控制线，到达控制线后放空阀开启，防止喘振。
[0016]其中，入口流量和压头的计算公式为：入口流量：，式中，K1为流量系数，具体值为4.81； PDI3001为入口变径管所测压力，单位为bar；TI3001为入口温度，单位为℃；PI3001为入口压力，单位为bar；等熵压头：， 式中：K2为压头系数，具体值为1021； PI3002为出口压力，单位为bar。
[0017]本实施例中，现场喘振测试做了以下(FI3003
‑
Y)7个喘振点：
[0018]根据以上7个喘振点得到如图2所示的一条直线的防喘振控制线和数学模型和如图3的等熵压头
‑
入口流量曲线，图3中转折点为两条线y值相等：6.655x+44.3787=0.7956x+110.963，X≈11.36。
[0019]步骤3：在压缩机拖动设备电机或汽轮机在本控制系统起动后，入口导叶开度自动突跳到预先设定的开度，迅速通过机组的第一临界转速。具体的，预先设定的开度值和设定输出压力有关，通常西门子或阿特拉斯机组为20，即图1中的α
min
。
[0020]步骤4：在压缩机机组满足允许加载条件后，各调节器和各设备的设定都自动被初始化，压缩机一键起动加载。
[0021]按下系统的一键加载按钮，入口导叶已在20
°
的开度，此时机组的工作点为A点，放空阀以设计规定的时间和爬坡速率慢慢关闭，机组工作点沿着上述开度的特性曲线慢慢移动至入口导叶在预先设定的开度的特性曲线和喘振控制线交叉的点；机组工作点由A点沿着特性曲线慢慢移动到B点，即在入口导叶在20度的特性曲线和喘振控制线交叉的点（注意入口导叶始终不变，在20的开度）；在导叶开度为20，放空阀开度为此时的喘振控制线上的开度大5度左右，或下游设备进气阀门开度为一小开度时，入口导叶爬坡控制器开始自动投入运行，工作点沿着喘振控制线向上移动，入口导叶开度慢慢开大，此时机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.透平压缩机一键起动加载方法，其特征在于，包括：步骤1：通过现场压缩机喘振试验得到喘振曲线，根据此曲线做出相应的数学模型；步骤2：将此数学模型转换成对应的计算机防喘振控制程序；步骤3：压缩机拖动设备电机或汽轮机在本控制系统起动后，入口导叶开度自动突跳到预先设定的开度，通过机组的第一临界转速；步骤4：在压缩机机组满足允许加载条件后，各调节器和各设备的设定都自动被初始化，压缩机一键起动加载；步骤5：按下系统的一键加载按钮，放空阀以设计规定的时间和爬坡速率关闭，机组工作点沿着上述开度的特性曲线移动至入口导叶在20
°
开度的特性曲线和喘振控制线的交叉点；步骤6：此时入口导叶将自动地以预先设定的时间和爬坡速率沿着机组的喘振曲线，在计算机防喘振控制程序的控制下开大，上升到设定的压力，至出口压力到达预定的设计值后，机组在防喘振控制程序和出口压力的配合下保持恒定工作，工作点将一直保持在该点；步骤7：当下游设备需要用气，放空阀开始自动关闭，完成倒气过程：下游设备入口阀打开，放空阀关闭，气量转至下游设备，随着下游设备进气量需求量的增加，入口导叶开度同步增加，直至达到下游设备需求的流量，起动过程结束。2.根据权利要求1所述的透平压缩机一键起动加载方法，其特征在于，步骤2中，通过现场压缩机喘振试验建立防喘振控制模型，以压缩机入口流量F为X轴，以压缩...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵阳，杨昕，
申请(专利权)人：杭州德玛仕气体设备工程有限公司，
类型：发明
国别省市：