[发明专利]PTA装置用能量回收控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种能量回收阀的控制方法，具体涉及一种PTA装置用的压缩机外接的能量回收阀的控制方法。

背景技术

空压机组是PTA装置的核心设备，它除了承担输送大量空气的任务外，还需承担装置能量平衡和尾气利用的功能。压缩机运行参数中有压缩机各段间的温度、压力、振动、密封气量、润滑油压力、汽轮机的转速。

如图1所示PTA装置中压缩机的系统原理图，空气经过空气过滤器送入，然后经过压缩机入口导叶进入，压缩机的入口导叶可调节，不同导叶角度对应不同风量，压力特性曲线，空气在压缩机中经过四级压缩增压后从压缩机出口向氧化反应流程送风，当压缩机运行点触到防喘振线后，防喘振控制调节器开始激活，防喘振阀根据防喘振控制调节器输出控制信号CV确定防喘振阀开度进行放空，放风运行，最终使得压缩机运行点远离防喘振控制线回到安全区域。

PTA装置中压缩机生产是以风量、压力为基准，是在定压力1.492MPaA操作状态下,反应流程取决于风压大小。根据离心式压缩机固有特性，当用户管网阻力增大到某值时，空压机流量下降很快，当下降到一定程度时，就会出现整个空压机管网的气流周期性的振荡现象，压力和流量发生脉动，同时发出异常噪声，即发生喘振，整个空压机组受到严重破坏，因此空压机严禁在喘振区运行。当压缩机出口压力达到一定压力时，并且还没进入反应流程阶段，此时，是一种能源浪费。

能量回收阀是在开车阶段，将具有一定压力的空气，经过能量回收阀和膨胀机入口导叶使膨胀机做功，待反应流程产生的尾气达到设计压力后，打开膨胀机入口切断阀，此时能量回收阀会以一定的速率快速关闭。

现有能量回收阀控制是根据操作员的经验，手动控制。这样，需要多个操作员协调控制各种相关阀门，时间长，人员多，且能量回收的效果不好，以致于失去了能量回收的意义，能源极大地浪费。

发明内容

本发明目的是提供一种可以建立动态防喘振曲线、实现适应各个温度、压力环境下的能量回收控制方法，以克服上述缺陷。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：PTA装置用能量回收控制方法，在压缩机的输出端与膨胀机一级入口导叶之间设置能量回收阀，控制能量回收阀包括以下步骤：

1)测量压缩机的入口、出口温度，入口、出口压力以及出口流量；

2)将孔板差压转换为入口流量的平方qr²作为防喘振曲线的横坐标；

3)根据压缩机出、入口的压力转换为压比Rc作为防喘振曲线的纵坐标；

4)根据入口流量的平方qr²、压比Rc得到动态防喘振控制曲线；

5)根据动态防喘振控制曲线，得到工作点至喘振点的距离d，再根据设定的安全裕度b计算出DEV值即DEV＝d-2×b；根据DEV值对能量回收阀进行控制。

所述动态防喘振控制曲线通过下式得到：

Ss＝qr²(,sll)/qr²(,op)

其中，qr²(,sll)为喘振点的流量平方，qr²(,op)为正常运行点的流量平方，分别利用下式得到：

qr²＝(△Po,d*Pd/Ps²*Ts/Td)/Ps；

其中△Po,d为喘振点/正常运行点的出口差压，Td为喘振点/正常运行点的出口温度；Pd为喘振点/正常运行点的压缩机出口压力，Ps为喘振点/正常运行点的压缩机入口压力，Ts为喘振点/正常运行点的压缩机入口气体温度。

所述根据DEV值对能量回收阀进行控制包括：

当DEV值小于零时，控制能量回收阀以设定的速率打开阀门；

当DEV值等于零时，控制能量回收阀保持当前阀门开度；

当DEV值大于零时，控制能量回收阀以设定的速率关闭阀门。

当DEV与2×b的和超过阈值时，控制能量回收阀、冷空气入口阀在若干秒内关闭。

在压缩机的输出端通过并联的两个防喘振阀放空；根据DEV值即DEV＝d-b 对防喘振阀进行控制，包括：

当DEV值小于零时，控制防喘振调节阀以设定的速率打开阀门直至全开；

当DEV值等于零时，防喘振调节阀保持当前阀门开度；

当DEV值大于零时，控制防喘振调节阀以设定的速率关闭阀门直至全关。

本发明具有以下有益效果及优点：