[发明专利]一种离心式压缩机系统及其加机头控制方法

说明书

本发明公开一种离心式压缩机系统及其加机头控制方法，当第一压缩机启动并运行至满足加机头条件时，首先判断是否满足加机头防喘振条件，在不满足防喘振条件时，通过主动调节一级节流阀和二级节流阀的开度，使冷凝器的冷媒液位高度降低，平衡冷凝器与蒸发器之间的冷媒量，从而降低压缩机吸排气压差，进而降低了压缩机的喘振频率，保证加机头过程中实际运行频率高于喘振频率，避免了加机头过程中发生喘振现象，加机头期间第一压缩机正常运转，不影响系统的运行效率，且不存在开启热气旁通管路而产生噪音的问题。

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，尤其涉及一种离心式压缩机系统及其加机头控制方法。

背景技术

离心式压缩机在运行过程中容易发生喘振现象，严重影响系统的安全性和稳定性，研究表明，喘振发生的内部原因与其叶轮结构及叶道内介质气体有着密切的关系，当进口气体流量瞬时降低，低过了所允许的最低工况时，压缩机内的气流流动方向与叶片进口安装角出现很大的偏差，造成叶道内的气流出现严重的“旋转脱离”，使气体在叶道中滞留，致使压缩机压力突然降低，然而出口系统的压力并没有瞬时下降，这就使排气管内压力高的气体流回压缩机，使叶道内的流量又得以补充，并恢复正常工作，当压缩机内的流量再次减小时，系统气体又会出现倒流，如此反复，系统中的气流便产生了周期性的振荡，并伴随着强烈的噪声，从而形成了压缩机喘振。

离心式压缩机在不同的转速下运行时可以得到不同的机组喘振时的性能参数，将这些喘振点的参数标在性能曲线图上，并连接起来，就可以得到离心式压缩机的喘振线，当压缩机实际运转频率低于喘振频率时，其工作点一定进入喘振工况区而发生喘振。

如图1所示双离心式压缩机系统，包括由压缩机11、压缩机12、冷凝器2、经济器3、蒸发器4构成的循环主管路；当压缩机11启动运行至蒸发器4温度大于设定温度时，也即满足加机头条件时，压缩机12加机启动，加机过程中，系统变化波动大，存在压缩机实际运行频率低于喘振频率的问题，导致压缩机发生喘振现象。

为了避免加机头过程中的喘振现象，现有方式采用热气旁通的方式解决；具体的，如图1所示，该系统在压缩机11和12的排气口与进气口均设有吸排气旁通管路51和52，在冷凝器2和蒸发器4之间设有将冷凝器2的高温气体分流到蒸发器4的热气旁通管路6，当压缩机12启动后实际运转频率低于喘振频率时，对热气旁通管路6的热气旁通阀61的开度实施调整，将冷凝器2的高温气体分流到蒸发器4中，进而平衡压缩机的吸气和排气压力，降低压缩机的喘振频率，以及，开启压缩机11/12的排气口和进气口的吸排气旁通管路51/52，使压缩机吸排气口处于短路状态下进行启动，启动到两个压缩机具有相同的转速后，关闭吸排气旁通管路51/52，同时关闭冷凝器2与蒸发器4之间的热气旁通管路6，加机头启动完成。

这种通过热气旁通的方式虽然可以有效解决加机头控制过程中的喘振问题，但在加机头启动期间，由于热气旁通使得冷凝器与蒸发器联通，且压缩机吸排气口短接，造成该期间内压缩机的运转都是无功率输出，这会降低机组的运行效率，同时在开启热气旁通管路时会产生较大的噪音。

发明内容

为解决现有现有通过热气旁通降低压缩机喘振频率而导致系统运行效率降低且产生噪音的技术问题，本发明提出一种离心式压缩机系统及其加机头控制方法，基于控制逻辑对冷凝器的液位实施调整，以平衡冷凝器与蒸发器之间的冷媒量达到降低压缩机吸排气压差的效果，从而降低压缩机喘振频率，使得加机头过程中的实际运行频率低于喘振频率，避免喘振现象发生，不影响系统运行效率，且不存在开启热气旁通管路而产生噪音的问题。

本发明采用如下技术方案：