基于相似原理的通用特性曲線喘振控制方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于相似原理的通用特性曲線喘振控制方法和系統(tǒng)，所述通用特性曲線是用根據(jù)相似原理組合而成的無因次組合參數(shù)來表示，采用通用特性曲線作為喘振極限線，通過準(zhǔn)確計(jì)算壓縮機(jī)運(yùn)行點(diǎn)與喘振區(qū)的距離，從而達(dá)到避免機(jī)組進(jìn)入喘振區(qū)的危險(xiǎn)，并且盡量減少放空和回流帶來的能量損失。本發(fā)明用于防喘振控制時(shí)，不受入口工況，如分子質(zhì)量、溫度、壓力等變化帶來的影響。
【專利說明】
基于相似原理的通用特性曲線喘振控制方法和系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及透平壓縮機(jī)防喘振控制與保護(hù)，尤其是使用與入口條件無關(guān)的通用特 性曲線坐標(biāo)系統(tǒng)，解決壓縮機(jī)運(yùn)行點(diǎn)和喘振區(qū)測(cè)量和計(jì)算的準(zhǔn)確性。
【背景技術(shù)】
[0002] 喘振是軸流和離屯、壓縮機(jī)特有的屬性，強(qiáng)烈的喘振會(huì)使止推軸承損壞，機(jī)器內(nèi)部 產(chǎn)生摩擦，嚴(yán)重?fù)p傷壓縮機(jī)部件，持續(xù)喘振對(duì)壓縮機(jī)會(huì)造成嚴(yán)重危害，壓縮機(jī)組在整個(gè)工藝 系統(tǒng)運(yùn)行中，必須避免喘振工況。
[0003] 有效的防喘振控制與許多因素有關(guān)，如過程工藝、壓縮機(jī)、控制閥、測(cè)量和控制設(shè) 備的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性等，尤其是控制系統(tǒng)測(cè)量和計(jì)算的準(zhǔn)確性。
[0004] 因?yàn)榉来窨刂贫际峭ㄟ^壓縮機(jī)性能曲線來實(shí)現(xiàn)，常規(guī)性能曲線橫坐標(biāo)為流量， 縱坐標(biāo)為壓力、壓比或效率，某些壓縮機(jī)在實(shí)際運(yùn)行過程中，工況條件經(jīng)常發(fā)生變化，如分 子質(zhì)量、溫度、壓力等的波動(dòng)，偏離了設(shè)計(jì)的工作狀態(tài)，使原先的性能曲線不準(zhǔn)確，結(jié)果導(dǎo)致 運(yùn)行安全性和效率下降，甚至不能阻止喘振發(fā)生，嚴(yán)重時(shí)造成機(jī)組的損毀。
[0005] 現(xiàn)有防喘振控制方法主要包括固定極限流量法和可變極限流量法。固定極限流量 防喘振控制是使壓縮機(jī)的入口流量保持大于某一固定值，即正常可W達(dá)到最高轉(zhuǎn)速下的臨 界流量(喘振流量），從而避免進(jìn)入喘振區(qū)運(yùn)行。固定極限流量防喘振控制方案設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，系 統(tǒng)可靠性高，投資少，適用于轉(zhuǎn)速恒定場(chǎng)合。它的缺點(diǎn)為當(dāng)轉(zhuǎn)速下降的時(shí)候，低負(fù)荷情況下 運(yùn)轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)能量消耗大，極限流量的裕量也很大。
[0006] 相對(duì)于固定極限流量防喘振控制，可變極限流量防喘振控制方法增加了低轉(zhuǎn)速的 運(yùn)行區(qū)間，是目前應(yīng)用的最廣泛的一種方法。在各種轉(zhuǎn)速工況(對(duì)于可變導(dǎo)葉或靜葉的機(jī) 組，情況類似，在本發(fā)明中不再描述)下的壓縮機(jī)的喘振流量是不穩(wěn)定的，喘振流量和壓縮 機(jī)的轉(zhuǎn)速有著密切的關(guān)系，一般情況下，壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速減小，喘振流量也相應(yīng)的減小。所W 防喘振控制方案的最佳設(shè)計(jì)是留有相應(yīng)的安全裕度，在喘振線的右側(cè)設(shè)計(jì)出一條和喘振線 (即喘振極限線)類似的安全線（即喘振控制線），讓防喘振控制器沿著運(yùn)條安全線工作，使 控制器的預(yù)先設(shè)定好的給定值隨著轉(zhuǎn)速的變化而能做出相應(yīng)的變化，運(yùn)樣就可W減少喘振 發(fā)生的幾率。
[0007] 上述兩種傳統(tǒng)的防喘振控制方法可滿足大多數(shù)壓縮機(jī)防喘振控制要求。但運(yùn)兩種 方法均未考慮壓縮機(jī)進(jìn)氣狀態(tài)變化對(duì)性能曲線的影響，存在W下缺點(diǎn)：
[000引1)在開工階段W及正常生產(chǎn)階段，無論入口壓力、入口溫度、分子量怎樣變化，喘 振極限線和喘振控制線的形狀和位置始終固定不變，與實(shí)際產(chǎn)生偏差，使控制不確定性因 素增加。
[0009] 2)不能有效補(bǔ)償入口壓力、入口溫度、分子量等變化對(duì)喘振極限線、喘振控制線和 運(yùn)行點(diǎn)造成的影響。
[0010] 3)-旦發(fā)生喘振，需要改為手動(dòng)操作，否則在自動(dòng)模式中振蕩發(fā)散。
[001。 4)很多現(xiàn)場(chǎng)閥口長期回流或放空，造成巨大的能源浪費(fèi)。
[0012] 因此，需要發(fā)明一種有效的測(cè)量和計(jì)算方法，能對(duì)入口溫度變化、入口壓力變化、 分子量變化等進(jìn)行有效和準(zhǔn)確的補(bǔ)償，保證喘振極限線和運(yùn)行點(diǎn)的計(jì)算準(zhǔn)確可靠，W提高 機(jī)組運(yùn)行的安全性和效能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于相似原理的通用特性曲線喘振控制方法和系統(tǒng)。
[0014] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了 W下技術(shù)方案：
[0015] -種基于相似原理的通用特性曲線喘振控制方法，該喘振控制方法包括W下步 驟：
[0016] 1)根據(jù)相似原理構(gòu)造無因次組合參數(shù)，利用所述無因次組合參數(shù)建立適用于多種 工況下的喘振控制的壓縮機(jī)通用特性曲線；
[0017] 2)根據(jù)所述壓縮機(jī)通用特性曲線建立喘振控制線，計(jì)算壓縮機(jī)實(shí)際運(yùn)行點(diǎn)與喘振 控制線的距離并作為偏差信號(hào)，根據(jù)偏差信號(hào)控制壓縮機(jī)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，避免壓縮機(jī)運(yùn) 行進(jìn)入喘振區(qū)。
[0018] 所述工況包括入口溫度、入口壓力W及氣體分子質(zhì)量。
[0019] 所述壓縮機(jī)通用特性曲線選自馬一 寺性曲線或者Rc-Ma特性曲線，R康示壓比， 巧表示流量系數(shù)，Ma表示馬赫數(shù);無因次組合參勤
表示，Qv表示 體積流量，Z表示壓縮因子，R表示氣體常數(shù)，T表示氣體絕對(duì)溫度，fk(〇)表示多變指數(shù)的函 數(shù);Ma W無因次組合參數(shù);表示，N表示轉(zhuǎn)速。
[0020] 將& /V森護(hù)的計(jì)算等同轉(zhuǎn)化為計(jì)算，APd,s為入口流量壓差，Ps為入口壓 力。
[0021] 利用安裝在排氣口的流量壓差測(cè)量元件測(cè)量得到出口流量壓差A(yù) Pn,d，通過壓比 及溫比將APD,d換算為APd,s。
[0022] 所述喘振控制方法具體包括W下步驟：
[0023] a)根據(jù)壓縮機(jī)廠商提供的某一入口工況下的壓縮機(jī)特性曲線，經(jīng)換算和擬合得到 所述壓縮機(jī)通用特性曲線，或通過喘振試驗(yàn)得到的試驗(yàn)特性數(shù)據(jù)建立所述壓縮機(jī)通用特性 曲線；W所述壓縮機(jī)通用特性曲線作為喘振極限線，將喘振極限線偏移一定裕度S得到喘振 控制線；
[0024] b)壓縮機(jī)實(shí)際運(yùn)行中，通過壓力傳感器測(cè)量入口壓力Ps和排氣壓力Pd，通過流量壓 差測(cè)量元件測(cè)量入口流量壓差A(yù) P。, S;
[002引 C)通過計(jì)算壓比Rc = Pd化和\^俱到實(shí)際運(yùn)行點(diǎn)；
[0026] d)計(jì)算實(shí)際運(yùn)行點(diǎn)與喘振控制線對(duì)應(yīng)控制點(diǎn)的距離，根據(jù)距離產(chǎn)生用于控制防喘 振閥開度或壓縮機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速的控制信號(hào)。
[0027] -種基于相似原理的通用特性曲線喘振控制系統(tǒng)，所述喘振控制系統(tǒng)包括用于計(jì) 算實(shí)際運(yùn)行點(diǎn)的模塊、用于計(jì)算喘振極限線上與所述實(shí)際運(yùn)行點(diǎn)對(duì)應(yīng)的喘振點(diǎn)的模塊w及 用于根據(jù)所述喘振點(diǎn)計(jì)算所述實(shí)際運(yùn)行點(diǎn)與喘振控制線的距離的模塊，所述喘振極限線是 利用根據(jù)相似原理構(gòu)造的無因次組合參數(shù)建立的適用于多種工況下的喘振控制的壓縮機(jī) 通用特性曲線。
[002引所述壓縮機(jī)通用特性曲線選自馬一貨特性曲線或者Rc-Ma特性曲線，Rc表示壓比， f表示流量系數(shù)，Ma表示馬赫數(shù)；fPW無因次組合參I
衰示，Qv表示 體積流量，Z表示壓縮因子，R表示氣體常數(shù)，T表示氣體絕對(duì)溫度，fk(0)表示多變指數(shù)的函 數(shù);MaW無因次組合參數(shù)表示，N表示轉(zhuǎn)速。
[0029] 將a. /V文京f的計(jì)算等同轉(zhuǎn)化為計(jì)算，APe,s為入口流量壓差，Ps為入口壓 力。
[0030] 所述喘振控制系統(tǒng)具體包括第一乘除器模塊、第二乘除器模塊、開方器模塊、特性 修正模塊W及加減器模塊;第一乘除器模塊計(jì)算壓比Rc = Pd/Ps，Pd為排氣（出口）壓力；第二 乘除器模塊和開方器模塊計(jì)算;特性修正模塊根據(jù)第一乘除器模塊計(jì)算的壓比W及 所述壓縮機(jī)通用特性曲線得到喘振點(diǎn)，加減器模塊根據(jù)所述喘振點(diǎn)及喘振裕度S計(jì)算實(shí)際 運(yùn)行點(diǎn)與喘振控制線對(duì)應(yīng)控制點(diǎn)的距離，所述實(shí)際運(yùn)行點(diǎn)通過計(jì)算壓比Rc=Pd化和 得到。
[0031 ]本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：
[0032] 本發(fā)明根據(jù)壓縮機(jī)組相似原理，建立通用特性曲線坐標(biāo)系統(tǒng)（例如Pd/Ps VS. 0,. /V^)，使喘振極限線不會(huì)因?yàn)槿肟诠r(如分子質(zhì)量、溫度、壓力等）的變化而變化， 因此可W準(zhǔn)確計(jì)算出壓縮機(jī)運(yùn)行點(diǎn)與喘振區(qū)的距離，能夠更好地保護(hù)透平壓縮機(jī)，避免喘 振損壞，并且盡可能地減少回流和放空帶來的能量損失。將通用特性曲線應(yīng)用于防喘振控 審IJ，對(duì)工藝參數(shù)經(jīng)常變化的場(chǎng)合，具有很好的適用性。
【附圖說明】
[0033] 圖1為透平壓縮機(jī)及其控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034] 圖2為常規(guī)透平壓縮機(jī)性能曲線示意圖。
[0035] 圖3為實(shí)際工藝流量小于壓縮機(jī)喘振流量時(shí)回流控制示意圖。
[0036] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例不同工況下常規(guī)性能曲線圖。
[0037] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例不同工況下通用特性曲線圖。
[0038] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例喘振控制計(jì)算模型框圖；
[0039] 圖中：101為透平，102為壓縮機(jī)，103為進(jìn)口管線，104為流量節(jié)流元件，105為排氣 管線，106為氣源，107為用戶，110為入口壓力傳感器，111為排氣壓力傳感器，112為入口溫 度傳感器，113為排氣溫度傳感器，114為流量壓差傳感器，115為防喘振閥位置傳感器，116 為轉(zhuǎn)速傳感器，117為入口導(dǎo)葉位置傳感器，12為控制系統(tǒng)，121為喘振控制器，122為性能控 制器，123為速度控制器，130為防喘振閥，131為透平蒸汽入口閥口，132為入口導(dǎo)葉，31為第 一乘除器，32為第二乘除器，33為特性修正，34為開方器，35為加減器。
【具體實(shí)施方式】
[0040] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0041] 參見圖1，透平壓縮機(jī)中，透平101(本發(fā)明W蒸汽透平驅(qū)動(dòng)為例，燃?xì)馔钙胶碗姍C(jī) 驅(qū)動(dòng)方式不再描述巧E動(dòng)壓縮機(jī)102旋轉(zhuǎn)，將氣體從氣源106壓縮輸送至用戶107,氣體通過 進(jìn)口管線103，經(jīng)過流量節(jié)流元件104進(jìn)入壓縮機(jī)102，通過排氣管線105離開壓縮機(jī)102至用 戶107,一部分氣體通過防喘振閥130回流到氣源106。
[0042] 圖1也顯示了透平壓縮機(jī)的控制系統(tǒng)12(含測(cè)量傳感器），測(cè)量傳感器包括轉(zhuǎn)速傳 感器116,入口導(dǎo)葉位置傳感器117,入口壓力傳感器110,排氣壓力傳感器111，入口溫度傳 感器112，排氣溫度傳感器113，流量壓差測(cè)量元件(例如流量壓差傳感器114，通過測(cè)量流量 節(jié)流元件104的壓差），W及防喘振閥位置傳感器115。
[0043] 控制系統(tǒng)12主要由喘振控制器121、性能控制器122和速度控制器123組成，喘振控 制器121通過計(jì)算運(yùn)行點(diǎn)與喘振點(diǎn)的距離，控制防喘振閥130的開度，使運(yùn)行點(diǎn)在安全區(qū)內(nèi) 運(yùn)行，運(yùn)是本發(fā)明要闡述的重點(diǎn)；性能控制器122接收工藝氣體流量和壓力信號(hào)，通過控制 入口導(dǎo)葉132(是其中控制方法之一），使流量和壓力滿足用戶工藝要求;速度控制器123接 收轉(zhuǎn)速傳感器116信號(hào)，控制透平蒸汽入口閥口 131，W保證透平轉(zhuǎn)速達(dá)到目標(biāo)要求。
[0044] 透平壓縮機(jī)組的振動(dòng)、油站、密封等監(jiān)控不在本發(fā)明中描述。
[0045] 參見圖2、圖3,對(duì)于在100%壓力（相對(duì)值)下的喘振點(diǎn)B和控制點(diǎn)C，喘振控制必須 維持80% (假設(shè))的最低喘振流量通過壓縮機(jī)102, W保證機(jī)組安全運(yùn)行。假如工藝要求65% 的流量(在運(yùn)行點(diǎn)A)，喘振控制通過防喘振閥130回流15%的流量，兩者加起來80 %的流量 通過壓縮機(jī)102。當(dāng)工藝要求流量大于80%最低喘振流量時(shí)(在運(yùn)行點(diǎn)D)，防喘振閥130將全 部關(guān)閉。
[0046] 某C-202重整循環(huán)氨壓縮機(jī)在S種不同工況下壓縮機(jī)的特性曲線（壓比Rc VS.體 積流量Qv)，參見圖4:
[0047] Case A E0C工況：MW=13.85，Ps = 1420kPa，Ts = 311.15K
[0048] Hy化ogen 2工況：MW=3.72，Ps = 1000kPa，Ts = 311.15K
[0049] Regen 2工況：MW=31.41，Ps = 600k化，Ts = 313.15K
[0050] 在Case A EOC工況下，壓比Rc=1.943時(shí)壓縮機(jī)喘振流量為11041(ACMH)，在同樣 壓比Rc = l .943下，Regen 2工況下，壓縮機(jī)喘振流量為7059(ACMH)?？蒞看出，在同樣壓比 下，分子量MW= 13.85工況的喘振流量要比分子量MW=31.41的喘振流量高出56%。
[0051] 從上面可W看出，常規(guī)特性曲線用于氣體組分變化較大的防喘振控制，實(shí)際偏差 較大，一旦工況變化，往往會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行效率降低（回流或放空增加），甚至防喘振控制失敗。
[0052] 要使特性曲線坐標(biāo)系統(tǒng)與入口工況無關(guān)，就必須滿足相似條件，即：幾何相似，進(jìn) 口速度立角形相等(或流量系數(shù)^^相等），馬赫數(shù)13相等，氣體定賭指數(shù)4相等，則可證明壓比 和效率不變。
[0053] 由于氣體定賭指數(shù)k不能直接測(cè)量，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)在很多情況下k值影響很小，可 W乎略。特殊場(chǎng)合，如需要更精確計(jì)算，可W作為多變指數(shù)的函數(shù)計(jì)算k = fk(〇)值。
[0054] 因此，對(duì)于同一透平壓縮機(jī)，要使壓比R。相等，則只需保持流量系數(shù)和馬赫數(shù)相等 就可^了，如用流量系數(shù)^^和馬赫數(shù)13表示它們的性能曲線，9切0,./>/^表示，13^ /V /\盡^表示，運(yùn)樣繪出的性能曲線，與傳統(tǒng)性能曲線相比，在應(yīng)用時(shí)不受進(jìn)口條件限制 (如分子質(zhì)量、溫度、壓力等），性能曲線不受影響。參見圖5,使用無因次流量系數(shù) & / 代替體積流量Qv，同樣圖4的S種工況，在圖5中S種工況曲線可歸一化到一條曲 線。運(yùn)種通用特性曲線用于防喘振控制，將不受進(jìn)口條件限制，計(jì)算準(zhǔn)確，使控制系統(tǒng)安全 性提高，運(yùn)行效率增加（回流或放空減?。?。
[0055] 可W根據(jù)(ffiM廠提供的常規(guī)特性曲線，換算和擬合成通用特性曲線作為喘振極限 線?；蛲ㄟ^喘振試驗(yàn)得到的一組試驗(yàn)特性數(shù)據(jù)，根據(jù)特性數(shù)據(jù)建立通用特性曲線：
[0化6] 1)對(duì)于通用特性曲線坐標(biāo)系統(tǒng)。<1/?3 VS.。，/^/^^)，首先Y軸壓比Pd/Ps，是比較 容易測(cè)量計(jì)算的，對(duì)于X軸流量系數(shù)a /7^可通過換算到常規(guī)儀表容易測(cè)量的參數(shù)(例 如 AP〇,s、Ps)。
[0化7]
[0化引 [0化9]
[0060]此處ki是由節(jié)流裝置確定的計(jì)算系數(shù)。
[0061 ] 入口流量壓差A(yù)P。, S和入口壓力Ps容易用常規(guī)儀表測(cè)量得到。
[0062] 當(dāng)流量壓差測(cè)量元件安裝在排氣口時(shí)，可通過壓比及溫比由出口流量壓差A(yù)P。, d 換算得到入口流量壓差A(yù)P。, S。
[0063] 2)根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，很多情況下k值影響很小，可W乎略，所W假定為常數(shù)。特殊情 況，要考慮k值的影響，可將k作為多變指數(shù)的函數(shù)k = fk(〇)，因此通用特性曲線坐標(biāo)系統(tǒng)改 為化化 .M。）
[0064] 3)在沒有流量壓差測(cè)量元件，而氣體分子質(zhì)量已知的情況，可W建立用;代 表馬赫數(shù)Ma的通用特性曲線坐標(biāo)系統(tǒng)(Pd/Ps vs.^j^)，同樣不受進(jìn)口條件（如分子質(zhì) 量、溫度、壓力等)的影響。
[0065] 參見圖6,根據(jù)上述通用特性曲線（例如圖5)，W下舉例說明本發(fā)明喘振控制計(jì)算 流程:第一乘除器31計(jì)算壓比Rc = Pd/Ps，第二乘除器32與開方器34計(jì)算與曼，./V^等同 的巧，特性修正33修正Pd/Ps為f(R。）與壓縮機(jī)喘振極限線匹配，將兩個(gè)信號(hào)
與a = f (R。)送到加減器3 5，得到喘振過程控制值PV = a-b+喘振裕度S，進(jìn)入喘 振控制器進(jìn)行控制。
[0066] 符號(hào)說明：
[0067] P為氣體絕對(duì)壓力;I?。為壓比；A P。為流量壓差;Qv為體積流量;f為流量系數(shù);Ma為 馬赫數(shù);2為壓縮因子;賦1轉(zhuǎn)速;1?為氣體常數(shù)，1?=私/^胖(私為普適氣體常數(shù)，8.31441，麗為 分子質(zhì)量）；T為氣體絕對(duì)溫度;0為指數(shù)，0 = (n-1)/n;n為多變指數(shù);k為氣體定賭指數(shù)，k = Cp/Cv(Cp為氣體定壓比熱，Cv為氣體定容比熱）；P為氣體密度；下標(biāo)d表示出口（即排氣口）； 下標(biāo)S表入口。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于相似原理的通用特性曲線喘振控制方法，其特征在于：該喘振控制方法包 括以下步驟： 1) 根據(jù)相似原理構(gòu)造無因次組合參數(shù)，利用所述無因次組合參數(shù)建立適用于多種工況 下的喘振控制的壓縮機(jī)通用特性曲線； 2) 根據(jù)所述壓縮機(jī)通用特性曲線建立喘振控制線，計(jì)算壓縮機(jī)實(shí)際運(yùn)行點(diǎn)與喘振控制 線的距離并作為偏差信號(hào)，根據(jù)偏差信號(hào)控制壓縮機(jī)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，避免壓縮機(jī)運(yùn)行進(jìn) 入喘振區(qū)。2. 如權(quán)利要求1所述的基于相似原理的通用特性曲線喘振控制方法，其特征在于:所述 工況包括入口溫度、入口壓力以及氣體分子質(zhì)量。3. 如權(quán)利要求1所述的基于相似原理的通用特性曲線喘振控制方法，其特征在于:所述 壓縮機(jī)通用特性曲線選自Rc-供特性曲線或者Rc-Ma特性曲線，R c表示壓比，供表示流量系 數(shù)，Ma表示馬赫數(shù)#以無因次組合參數(shù)-表示，Qv表示體積流量，Z表 示壓縮因子，R表示氣體常數(shù)，T表示氣體絕對(duì)溫度，fk(〇)表示多變指數(shù)的函數(shù);Ma&無因次 組合參數(shù)_表示，N表示轉(zhuǎn)速。4. 如權(quán)利要求3所述的基于相似原理的通用特性曲線喘振控制方法，其特征在于：將1 勺計(jì)算等同轉(zhuǎn)化為計(jì)算，A P。, s為入口流量壓差，Ps為入口壓力。5. 如權(quán)利要求4所述的基于相似原理的通用特性曲線喘振控制方法，其特征在于:利用 安裝在排氣口的流量壓差測(cè)量元件測(cè)量得到出口流量壓差△ P〇,d，通過壓比及溫比將A PQ,d 換算為AP〇,s。6. 如權(quán)利要求1或3所述的基于相似原理的通用特性曲線喘振控制方法，其特征在于： 所述喘振控制方法具體包括以下步驟： a) 根據(jù)壓縮機(jī)廠商提供的某一入口工況下的壓縮機(jī)特性曲線，經(jīng)換算和擬合得到所述 壓縮機(jī)通用特性曲線，或通過喘振試驗(yàn)得到的試驗(yàn)特性數(shù)據(jù)建立所述壓縮機(jī)通用特性曲 線；以所述壓縮機(jī)通用特性曲線作為喘振極限線，將喘振極限線偏移一定裕度S得到喘振控 制線； b) 壓縮機(jī)實(shí)際運(yùn)行中，通過壓力傳感器測(cè)量入口壓力Ps和排氣壓力Pd，通過流量壓差測(cè) 量元件測(cè)量入口流量壓差A(yù) P〇, s; C)通過計(jì)算壓比Rc^Pd/Ps和，得到實(shí)際運(yùn)行點(diǎn)； d)計(jì)算實(shí)際運(yùn)行點(diǎn)與喘振控制線對(duì)應(yīng)控制點(diǎn)的距離，根據(jù)距離產(chǎn)生用于控制防喘振閥 開度或壓縮機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速的控制信號(hào)。7. -種基于相似原理的通用特性曲線喘振控制系統(tǒng)，其特征在于:所述喘振控制系統(tǒng) 包括用于計(jì)算實(shí)際運(yùn)行點(diǎn)的模塊、用于計(jì)算喘振極限線上與所述實(shí)際運(yùn)行點(diǎn)對(duì)應(yīng)的喘振點(diǎn) 的模塊以及用于根據(jù)所述喘振點(diǎn)計(jì)算所述實(shí)際運(yùn)行點(diǎn)與喘振控制線的距離的模塊，所述喘 振極限線是利用根據(jù)相似原理構(gòu)造的無因次組合參數(shù)建立的適用于多種工況下的喘振控 制的壓縮機(jī)通用特性曲線。8. 如權(quán)利要求7所述的基于相似原理的通用特性曲線喘振控制系統(tǒng)，其特征在于:所述 壓縮機(jī)通用特性曲線選自R。一f特性曲線或者1?。一]^特性曲線，R。表示壓比，表示流量系 數(shù)，Ma表示馬赫數(shù);貧以無因次組合參數(shù)表示，Qv表示體積流量，Z表 示壓縮因子，R表示氣體常數(shù)，T表示氣體絕對(duì)溫度，fk(〇)表示多變指數(shù)的函數(shù);Ma&無因次 組合參數(shù)：表示，N表示轉(zhuǎn)速。9. 如權(quán)利要求7所述的基于相似原理的通用特性曲線喘振控制系統(tǒng)，其特征在于：將_的計(jì)算等同轉(zhuǎn)化為計(jì)算，A P。, s為入口流量壓差，Ps為入口壓力。10. 如權(quán)利要求9所述的基于相似原理的通用特性曲線喘振控制系統(tǒng)，其特征在于:所 述喘振控制系統(tǒng)具體包括第一乘除器模塊、第二乘除器模塊、開方器模塊、特性修正模塊以 及加減器模塊;第一乘除器模塊計(jì)算壓比Rc^=Pd/P s，Pd為排氣壓力;第二乘除器模塊和開方 器模塊計(jì)算；特性修正模塊根據(jù)第一乘除器模塊計(jì)算的壓比以及所述壓縮機(jī)通用特 性曲線得到喘振點(diǎn)，加減器模塊根據(jù)所述喘振點(diǎn)及喘振裕度S計(jì)算實(shí)際運(yùn)行點(diǎn)與喘振控制 線對(duì)應(yīng)控制點(diǎn)的距離，所述實(shí)際運(yùn)行點(diǎn)通過計(jì)算壓比Rc^Pd/Ps和
【文檔編號(hào)】F04D27/02GK106050722SQ201610538337
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月8日
【發(fā)明人】秦國良, 紀(jì)云鋒, 陳雪飛, 張帥甲
【申請(qǐng)人】西安交通大學(xué), 杭州澎康自動(dòng)化科技有限公司