[发明专利]一种基于压力差和流量控制的压缩机运行控制方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及化工、冶金、制造等领域，特别是涉及一种基于压力差和流量控制的压缩机优化运行调节方法和装置。

背景技术

压缩机运转中可能出现的异常振动会对安全生产带来巨大的风险。分析这种异常振动现场产生的原因如下：流量减小到最小值时出口压力会突然下降，下游管道内压力反而高于出口压力，于是被输送介质倒流回机内，直到出口压力升高重新向管道输送介质为止；当管道中的压力恢复到原来的压力时,流量再次减少,管道中介质又产生倒流，如此周而复始。

以离心式压缩机为例，进口压力或流量瞬间降低，低过最低允许工况点时，压缩机内的气体由于流量发生变化会出现严重的旋转脱离形成突变失速，这时叶轮不能有效提高气体的压力，导致机出口压力降低；但是系统管网的压力没有瞬间相应地降下来，从而发生气体从系统管网向压缩机倒流；当系统管网压力降至低于机出口压力时，气体又向系统管网流动。如此反复，使机组与管网发生周期性的轴向低频大振幅的气流振荡现象。

这种异常振动的出现，会造成出口压力和进口流量明显降低并产生大幅度波动；气流的强烈脉动引发激振，使转子、轴承、壳体、出口管线都会发生振动；噪音由原连续变为周期性且分贝显著上升，甚至有爆音出现；强烈的振动引起轴承、密封的损坏，严重时将损坏转子甚至震碎轴瓦造成安全事故。

图1示出了现有技术中压缩机的工作流程，在该工作流程下若想预防异常振动的发生，全过程需专人实时监控，在异常发生时采取人工干预，使得操作人员劳动强度大、生产效率低，尤其在夜班操作人员比较疲劳的情况下容易引发安全事故。

发明内容

基于上述现有技术存在的缺陷，需要提供一种基于压力差和流量控制的压缩机优化运行调节方法和装置，以便彻底根除异常振动情况下压缩机轴瓦震碎崩出可能危及现场操作人员人身安全的隐患，同时降低操作工人的劳动强度。

为解决上述技术问题，作为本发明的第一个方面，提供了一种基于压力差和流量控制的压缩机优化运行调节方法，该方法包括以下步骤：

压缩机出入口压力差设定步骤，根据设备安全运行要求确定压缩机出入口压力差设定值SV1；

测量步骤，测量压缩机入口压力实际值PV1、出口压力实际值PV2、压缩机出口侧管道压力实际值PV3；

压缩机出入口压力差自动控制步骤，根据所述压缩机出入口压力差设定值SV1和测得的压缩机出入口压力差PV，通过反馈算法给出一个压缩机出入口压力差控制值CV1；

压缩机出入口压差执行步骤，调节压缩机出口旁路回流量，实现所述压缩机出入口压力差控制值CV1；

压缩机出口侧管道压力设定步骤，根据工艺要求确定压缩机出口侧管道压力设定值SV2；

压缩机出口侧管道压力自动控制步骤，根据所述压缩机出口侧管道压力设定值SV2和测得的所述压缩机出口侧管道压力实际值PV3，通过反馈算法给出压缩机出口侧管道压力控制值CV2，以控制压缩机出口侧管道压力达到设定值SV2；

调节变频器步骤，根据自动控制步骤计算结果通过调节变频器改变压缩机转速，实现所述压缩机出口侧管道压力控制值CV2。

还可以进一步包括运行结果显示步骤，适时显示所述压缩机入口压力实际PV1、出口压力实际值PV2、压缩机出口侧管道压力实际值PV3、压缩机出入口压力差设定值SV1、压缩机出口侧管道压力设定值SV2。

作为本发明的第二个方面，还提供了一种基于压力差和流量控制的压缩机优化运行调节装置，该装置包括：

压缩机出入口压力差设定模块，用于接受压缩机出入口压力差设定值的输入；

压缩机入口压力测量模块，用于测量压缩机入口的实际压力；

压缩机出口压力测量模块，用于测量压缩机出口的实际压力；

压差反馈控制算法模块，通过反馈控制算法使得压缩机出入口压力差的实际值达到设定值并建立新的动态平衡；

执行模块，通过调节压缩机出口旁路回流量控制压缩机出入口压力差；

压缩机出口侧管道压力设定模块，用于接受压缩机出口侧管道压力设定值的输入；

压缩机出口侧管道压力测量模块，用于测量压缩机出口侧管道的实际压力；

压力反馈控制算法模块，通过反馈控制算法使得压缩机出口侧管道压力的实测值达到设定值并建立新的动态平衡；

变频调节模块，通过调节变频器改变压缩机转速实现压缩机出口侧管道压力控制。

运行结果显示模块，用于实时显示压缩机出入口压力实际测量值和压差设定值、压缩机出口侧管道压力设定值和实际测量值的变化趋势。