空壓機(jī)組的防喘振控制.pdf

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1、西部煤化工2009年第1期·自動(dòng)化控制·空壓機(jī)組的防喘振控制馬曉華張幼萍(陜西渭河煤化工集團(tuán)有限責(zé)任公司陜西渭南，714000)摘要詳細(xì)介紹了TRICON控制器的防喘振控制功能，針對(duì)雙甲空壓機(jī)組的參數(shù)設(shè)置及不同工作點(diǎn)的計(jì)算方法，使讀者對(duì)本機(jī)組的防喘振控制有深入的了解。關(guān)鍵詞空壓機(jī)組；防喘振控制：功能；工作點(diǎn)渭化集團(tuán)公司甲醇及二甲醚裝置中的空壓機(jī)1．2控制線移位(安全裕度重校)組由蒸汽透平驅(qū)動(dòng)，帶動(dòng)空壓機(jī)和增壓機(jī)兩臺(tái)壓縮如果系統(tǒng)檢測(cè)到工作點(diǎn)越過喘振線，表示喘振機(jī)，這臺(tái)機(jī)組采用美國TRICONNEX公司的已經(jīng)發(fā)生，喘振控制線將被自動(dòng)右移一個(gè)校準(zhǔn)量，

2、ITCC(IntegratedTurbinCompressorContro1)產(chǎn)即增加安全裕度。系統(tǒng)可設(shè)置每次增加的校準(zhǔn)量為品——TS3o0O控制系統(tǒng)，來對(duì)機(jī)組進(jìn)行全方位的監(jiān)一個(gè)固定值或一個(gè)比例值，本機(jī)組設(shè)每次增加的校視及控制。本文著重介紹壓縮機(jī)的防喘振控制。準(zhǔn)量為～個(gè)固定值2％。重校發(fā)生的最多次數(shù)也是防喘振控制集成在具有特殊的控制技術(shù)的可以設(shè)置的，本機(jī)組設(shè)為1O次，超過該最多次數(shù)，TS3000控制系統(tǒng)TRIC0N控制器內(nèi)部，從而保證防安全裕度不再增加。喘振閥能夠及時(shí)打開，并且控制器的掃描周期短例如，系統(tǒng)檢測(cè)到第1次喘振，控制線會(huì)(20Oms以

3、下)，運(yùn)算速度很快，能夠高效處理復(fù)雜右移2％，安全裕度就會(huì)由原來的10％增加到12的運(yùn)算，理想地實(shí)現(xiàn)防喘振控制。；如果檢測(cè)到第5次喘振，控制線會(huì)發(fā)生第5次右移，總移動(dòng)量為2％×5=10，安全裕度會(huì)變?yōu)?TRICONNEX防喘振控制系統(tǒng)的主要功能2O％。如下面圖2所示。1．1控制線控制線即防喘振線，由喘振點(diǎn)加一定的安全裕度得到控制點(diǎn)，將不同工況下的控制點(diǎn)連接起來，就形成了一條喘振控制線?？刂凭€()=當(dāng)前喘振點(diǎn)+安全裕度安全裕度由偏置和比例兩部分組成，本機(jī)組中將偏置設(shè)為10，比例為0，那么：安全裕度=10％控制線(％)=當(dāng)前喘振點(diǎn)+10％圖2控制線

4、移位示意圖如圖1所示：每個(gè)喘振點(diǎn)的橫坐標(biāo)加量程的10％就形成控制點(diǎn)的橫坐標(biāo)，控制點(diǎn)的縱坐標(biāo)與喘振點(diǎn)如何檢測(cè)喘振呢?當(dāng)工作點(diǎn)越過喘振線1縱坐標(biāo)相同。時(shí)，系統(tǒng)認(rèn)為喘振發(fā)生，當(dāng)工作點(diǎn)回到喘振線右側(cè)1％處時(shí)，系統(tǒng)認(rèn)為脫離喘振，參考圖3。當(dāng)查明喘振原因并消除使喘振發(fā)生的因素后，在操作畫面上可以將校準(zhǔn)次數(shù)和校準(zhǔn)增量復(fù)位為零，使安全裕度重新回到原始的喘振控制線位置。1．3PI控制最基本的防喘振控制采用PI控制(比例積分控制)，它將所測(cè)得的實(shí)際值與設(shè)定值進(jìn)行比較后，圖1喘振控制線進(jìn)入比例積分控制過程。若實(shí)際值>設(shè)定值(工作西部煤化工2009年第1期點(diǎn)位于設(shè)定點(diǎn)

5、右側(cè))，調(diào)節(jié)器輸出為高(100％，防有一個(gè)閥門關(guān)閉速率限制器，本機(jī)組的速率設(shè)為5喘振閥保持關(guān)閉，當(dāng)實(shí)際值=設(shè)定值時(shí)(工作點(diǎn)與％，當(dāng)需要關(guān)閉閥門時(shí)，只能最快以5／秒的速率設(shè)定點(diǎn)重合)，閥門準(zhǔn)備打開，實(shí)際值<設(shè)定值時(shí)來關(guān)小閥門，在開閥時(shí)則沒有這一限制，這樣就能(工作點(diǎn)位于設(shè)定點(diǎn)左側(cè))，閥門打開，偏差越大，使防喘振閥達(dá)到快開慢關(guān)的目的閥門開度越大。圖4．設(shè)定點(diǎn)跟蹤原理圖圖3喘振的檢測(cè)1．6純比例控制1．4設(shè)定點(diǎn)跟蹤系統(tǒng)有一個(gè)純比例控制，獨(dú)立于正常PI作用，當(dāng)壓縮機(jī)的工作點(diǎn)在喘振控制線右方(安全區(qū)可強(qiáng)制打開防喘振閥。如果由于工藝過程出現(xiàn)紊域)時(shí)，防喘振

6、控制器的設(shè)定點(diǎn)位于實(shí)際工作點(diǎn)的亂，工作點(diǎn)移到控制線左方，而正常的PI整定無左側(cè)，并與實(shí)際工作點(diǎn)保持一定的跟蹤距離，此距法提供足夠快的響應(yīng)時(shí)，純比例控制將起作用。該離是可以設(shè)置的，本機(jī)組控制系統(tǒng)中設(shè)定為5，控制是在工作點(diǎn)進(jìn)入控制線左方一段距離時(shí)(本機(jī)即設(shè)定點(diǎn)以5％的距離跟蹤實(shí)際工作點(diǎn)。組為進(jìn)入安全裕度的70％處，圖中陰影部分)開始工作點(diǎn)移動(dòng)，設(shè)定點(diǎn)會(huì)跟著移動(dòng)。設(shè)定點(diǎn)向右起作用，打開閥門；當(dāng)工作點(diǎn)到達(dá)喘振線時(shí)，使防側(cè)安全區(qū)的跟蹤是及時(shí)的，但向左側(cè)移動(dòng)時(shí)，會(huì)有喘振閥全開。開閥的信號(hào)正比于工作裕度的瞬間值一個(gè)移動(dòng)速率限制，移動(dòng)速率是可以設(shè)置的，本機(jī)與其

7、初始值之差。該比例項(xiàng)通過信號(hào)選擇器來起作組設(shè)置為2。也就是說，當(dāng)工作點(diǎn)左移時(shí)，設(shè)定用，也就是說，最終到防喘振閥的輸出信號(hào)為純比點(diǎn)不會(huì)馬上左移，而是以2％的速率向左移動(dòng)，最例控制輸出和防喘振控制輸出中的最高值。終與工作點(diǎn)保持5％的距離，而且設(shè)定點(diǎn)不會(huì)越過喘振控制線，即最小值為喘振控制點(diǎn)。當(dāng)工作點(diǎn)小幅但快速向喘振區(qū)移動(dòng)，并越過跟蹤區(qū)間(本機(jī)組為5)時(shí)，將發(fā)生如下情形：a．立即打開防喘振閥；b．設(shè)定點(diǎn)按跟蹤速率(2／s)左移，直至防喘振閥關(guān)閉；C．新工作點(diǎn)建立；d．如果工作點(diǎn)越過喘振控制線，系統(tǒng)將保持圖5純比例控制回流(或放空)，并在防喘振控制線上運(yùn)

8、行。這一設(shè)定點(diǎn)跟蹤的功能就是為了在惡劣工況至防喘振閥的輸出下，比如遇到后續(xù)工段突然大量減負(fù)荷，壓縮機(jī)出口流量驟減時(shí)，起到提前控制的作用，使工作點(diǎn)不會(huì)進(jìn)