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防浪涌控制器工作原理的詳細(xì)圖文解釋

來源：上海自動(dòng)化儀表有限公司作者：發(fā)表時(shí)間：2020-11-03 14:24:51【小中大】

 “喘振”現(xiàn)象在離心式壓縮機(jī)中很常見。這是一個(gè)工作點(diǎn)，由于來自壓縮機(jī)出口的流量需求減少，壓縮機(jī)排氣的下游壓力迅速增加。由于壓縮機(jī)保持運(yùn)轉(zhuǎn)，因此額外的積聚壓力必須傳遞到大氣或壓縮機(jī)的吸入側(cè)。

 
當(dāng)緊急關(guān)閉或下游用電設(shè)備不可用時(shí)，會(huì)出現(xiàn)這種情況。
 
通常，喘振周期為每個(gè)喘振周期0.3s到3s，在喘振期間，壓縮機(jī)振動(dòng)，溫度升高并產(chǎn)生噪音。
 
為防止壓縮機(jī)喘振，流量逆轉(zhuǎn)，過程不穩(wěn)定和壓縮機(jī)損壞，壓縮機(jī)排放流量通過防喘振/再循環(huán)控制閥轉(zhuǎn)移到壓縮機(jī)吸入口。
 
壓縮機(jī)工作點(diǎn)發(fā)生了變化（正在向喘振線移動(dòng)）。在極端條件下，壓縮機(jī)必須在最小流量條件下運(yùn)行（保持運(yùn)行而無任何跳閘）
 
防喘振控制器和控制閥的基本功能是保持流經(jīng)壓縮機(jī)的最小流量并處理喘振。
 
壓縮機(jī)吸入壓力，吸入溫度，吸入流量，排出壓力和排出溫度的測量對(duì)于計(jì)算與喘振線的接近程度很重要。
 
防浪涌控制器

防浪涌控制器理論

如果關(guān)聯(lián)壓縮機(jī)壓頭（壓力）與流量的曲線，您將注意到，對(duì)于給定的一種速度，最小流量對(duì)應(yīng)于較高的壓頭，最大流量對(duì)應(yīng)于最小的壓頭。
 
壓縮機(jī)的運(yùn)行極限是喘振線和節(jié)流線，超過這些極限，壓縮機(jī)的運(yùn)行會(huì)在過程異常之外引起嚴(yán)重的機(jī)械損壞。
 
在壓縮機(jī)正常運(yùn)行期間，該防喘振閥保持關(guān)閉狀態(tài)。每當(dāng)過程不正常時(shí)，該閥的作用就開始。
 
壓縮機(jī)的整體運(yùn)行受控制器參數(shù)和控制閥的影響時(shí)，應(yīng)考慮兩個(gè)重要的設(shè)計(jì)方面。
 
防喘振閥的設(shè)計(jì)，尺寸和選擇
防浪涌控制器邏輯，用于調(diào)節(jié)控制參數(shù)。
防喘振閥的設(shè)計(jì)，選型和選擇
防喘振控制閥通常包括閥，執(zhí)行器，定位器和其他附件，例如容積增壓器，電磁閥和位置變送器。根據(jù)執(zhí)行器的類型，可能需要容積罐和相關(guān)附件。
 
防喘振閥的尺寸不得太小或太大，以使壓縮機(jī)的運(yùn)行保持在所需的工作區(qū)域/范圍內(nèi)。
 
尺寸過小的閥門將無法提供足夠的循環(huán)流量/最小流量，導(dǎo)致壓縮機(jī)頻繁在喘振極限線上運(yùn)行。
 
尺寸過大的閥將向壓縮機(jī)輸送過多的流量，從而導(dǎo)致壓縮機(jī)在節(jié)流區(qū)域內(nèi)運(yùn)行。控制器輸出的微小變化將使過大的閥產(chǎn)生大量流量。這將導(dǎo)致工藝不穩(wěn)定。
 
所選最大閥容量與壓縮機(jī)喘振曲線（最壞情況）所要求的閥容量之比應(yīng)介于1.8和2.2之間。
 
通常，防喘振控制閥應(yīng)具有線性/等百分比特性。線性特性是首選。
 
由于控制閥兩端的壓差（DP）（壓縮機(jī)排氣壓力–壓縮機(jī)吸入壓力）較高，因此會(huì)產(chǎn)生較高的噪音。
 
大多數(shù)抗噪裝飾件都具有線性特性。
 
閥門出口速度應(yīng)小于0.3馬赫
 
防喘振閥的行程時(shí)間應(yīng)在0.5到2秒之間，以關(guān)閉和打開。這是從安全區(qū)域到喘振線之間的過程安全時(shí)間得出的。
 
儀表空氣管的長度應(yīng)盡可能短，以免泄漏。
 
通常，防喘振閥的故障位置應(yīng)為“故障打開”。當(dāng)儀表空氣或電磁閥/定位器電源/信號(hào)出現(xiàn)故障時(shí)，閥門將處于打開狀態(tài)。
 
泄漏等級(jí)應(yīng)為IV級(jí)，以確保正常操作的閥門關(guān)閉并且沒有流量被導(dǎo)回吸入側(cè)。
 
控制閥的位置應(yīng)靠近壓縮機(jī)排氣法蘭。這是為了避免控制回路中的停滯時(shí)間和滯后時(shí)間。
 
防喘振閥的最終尺寸必須與壓縮機(jī)供應(yīng)商，閥門制造商以及設(shè)計(jì)顧問聯(lián)系，以進(jìn)行啟動(dòng)，關(guān)閉和正常使用情況的驗(yàn)證。
 
防喘振控制器邏輯，用于調(diào)整的控制參數(shù)
防喘振控制器通過連續(xù)計(jì)算壓縮機(jī)的工作點(diǎn)與其喘振極限線之間的距離來保護(hù)壓縮機(jī)免受喘振。
 
控制器調(diào)節(jié)/控制循環(huán)或防喘振控制閥，以防止壓縮機(jī)的工作點(diǎn)達(dá)到喘振極限，同時(shí)將其他過程變量保持在可接受的極限范圍內(nèi)。
防浪涌控制圖
 
控制器應(yīng)具有浪涌監(jiān)視功能，計(jì)算與浪涌的接近程度，應(yīng)具有抗浪涌和回退算法。
 
應(yīng)該執(zhí)行壓力和溫度補(bǔ)償以得出正確的流量值。
 
喘振曲線定義為喘振極限線[SLL]。
 
為喘振控制線[SCL] = SLL + 10％提供了操作裕度（例如，流量的10％）。
 
這將確保壓縮機(jī)將在遠(yuǎn)離SLL的SCL右側(cè)運(yùn)行。
 
為了將流量保持在防喘振控制器設(shè)定值或更高水平，邏輯求解器使用比例積分（PI）控制回路來生成輸出信號(hào)，該輸出信號(hào)被導(dǎo)向防喘振控制閥
 
當(dāng)工作點(diǎn)在SLL和SCL之間時(shí)，將使用比例控制為控制閥提供較大的增益，從而使工作點(diǎn)在SCL右側(cè)移動(dòng)。PI控制有點(diǎn)遲鈍，P控制速度更快，但已偏移到設(shè)定點(diǎn)。
 
有時(shí)，當(dāng)壓縮機(jī)承受較大的喘振時(shí)，可以使用微分控制來增加喘振控制裕度。
 
為防止無擾動(dòng)的壓縮機(jī)保護(hù)，應(yīng)考慮使用手動(dòng)超馳（從手動(dòng)到自動(dòng)轉(zhuǎn)換）。
 
后備策略是在防喘振控制器的任何過程輸入失敗時(shí)將壓縮機(jī)的運(yùn)行保持在安全的運(yùn)行范圍內(nèi)
 
基于壓縮機(jī)配置（串聯(lián)和/或并聯(lián)運(yùn)行），設(shè)想了負(fù)載分配控制器和性能控制器，它們超出了防喘振控制器。
 
防浪涌控制器的整個(gè)控制系統(tǒng)將包括類似于PLC / ESD系統(tǒng)的組件（例如CPU /處理器，電源模塊，I / O卡等）。
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