防喘振课件文档格式.docx
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C且大于27°
●膨胀机润滑油压力10PI1420大于414KPa
●膨胀机润滑油温度10TI1422小于60°
●转速无坏值且无报警
●就地停机按钮在正常位置(按钮按下去为跳车,无自复位,开车前需要检查按钮拔出)对应空分的急停按钮在操作台前
满足条件后先点首出按钮,弹出首出画面,点击首出中复位按钮,复位首出。
然后点击启动按钮,则DCS依次执行以下动作:
a,回流阀电磁阀10SV1457带电,画面显示“电磁阀带电”,表示10PDV1457可以给开度,否则此阀无法手动操作。
如下图。
b,膨胀机膨胀端入口截止阀10XV1443开。
此时,便可以通过喷嘴调节膨胀机转速,同时通过调节回流阀10PDV1457开度来加载。
1,2进口膨胀机防喘振控制
防喘振控制:
喘振定义:
流体机械及其管道中介质的周期性振荡,是介质受到周期性吸入和排出的激励作用而发生的机械振动。
例如,泵或压缩机运转中可能出现的喘振过程是:
流量减小到最小值时出口压力会突然下降,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。
喘振的产生与流体机械和管道的特性有关,管道系统的容量越大,则喘振越强,频率越低。
流体机械产品一般都附有压力-流量特性曲线,据此可确定喘振点、喘振边界线或喘振区。
流体机械的喘振会破坏机器内部介质的流动规律性,产生机械噪声,引起工作部件的强烈振动,加速轴承和密封的损坏。
一旦喘振引起管道、机器及其基础共振时,还会造成严重后果。
为防止喘振,必须使流体机械在喘振区之外运转。
在压缩机中,通常采用最小流量式、流量-转速控制式或流量-压力差控制式防喘振调节系统。
当多台机器串联或并联工作时,应有各自的防喘振调节装置。
喘振,顾名思义就象人哮喘一样,风机出现周期性的出风与倒流,相对来讲轴流式风机更容易发生喘振,严重的喘振会导致风机叶片疲劳损坏。
进口膨胀机防喘振控制策略:
由ACD提供增压端差压(DP),流量计差压(DP2),以及DP-DP2坐标图上的喘振线(一组11点),采用以下控制方法:
1,以DP为纵坐标,DP2为横坐标,将喘振点(一组点)整理成喘振线L,设喘振线上DP2为100%,在DP2为121%处做一条喘振保护线L1,再在DP2为112%处做一条控制线L2。
如果工作点在L1线右侧则为安全,反之不安全。
2,若工作点到达L1线,自动控制回流阀开大2%,当回流阀开大以后,增压端流量增加,压比下降,即DP2增大,DP减小,工作点应该往右移动向安全区。
若2秒工作点未回到L1线右侧,回流阀再开大2%,如此继续。
如果工作点不是往右移动进入安全区二是往左移到达L2时,则自动全开回流阀。
这样起到防喘振作用。
如下图:
联锁控制逻辑实现请见下图:
正常状态时,实际点(10FI1412,10PDI1457)应在L1的右侧,此时为安全。
但为了节省流量,减少损耗,实际点应接近L1,即回流阀10PDV1457尽可能的开小。
故运行人员要调整好回流阀开度,即要保证在安全区域之内,也要尽可能减少损耗。
当实际流量10FI1412小于当前差压对应的L1的流量时,回流阀10PDV1457会自动在原有开度上加2%开度,同时画面上显示“流量超过L1”。
若两秒后仍未回到L1右侧,则继续开大2%,依次继续。
当实际流量10FI1412小于当前差压对应的L2的流量时,回流阀自动10PDV1457全开,画面上显示“流量超过L2”。
注意:
当实际点(10FI1412.10PDV1457)在L1及L1左侧时,10PDV1457无法操作。
2,空压机防喘振
在空压机加载时,在调节放空阀10BV1106/10BV1107以加载之前,需要在空压机启动条件画面中点击“空压机组加载”,其按钮的作用
先介绍下防喘振设备(见后页)
了解了放喘阀结构动作原理后,就明白了“空压机组加载”按钮的作用就是给防喘振阀上的电磁阀带电,但是带电的条件是:
无ITCC跳车条件
带电后画面上10BV1106/10BV1107阀上的电磁阀变为绿色(是否需要修给为红色?
)如下图:
2.1入口流量校正
校正参数:
空压机入口温度10TI1101
校正公式:
V%=(273.15+10)/(10TI1101+273.15)*100/30*10PDI1102
公式由来:
由于空气的体积流量与温度和压力有关,故需要将空压机入口流量转换到基准温度下的流量百分比,ITCC中定义基准温度为10°
C。
众所周知,理想气体方程为
PV/T=R,其中R为常数,故
P*V/T=P0*V0/T0
其中P:
测量压力
V:
测量体积流量
T:
测量温度,即入口温度10TI1101;
P0:
基准工况下压力
V0:
基准工况体积流量
T0:
基准工况下温度,即为10°
在基准工况下,温度为10°
C,且P=P0,故公式转变成:
V0/V=T0/T
又由于参与防喘振控制的体积流量是按百分比进行比较的,且10PDI1102的范围为0-30KPA,故
V0%/V%=V0%/(10PDI1102/30*100)
故,代入即得公式
V0%=(173.15+10)/(273.15+10TI1101)*10PDI1102*100/30
即入口流量校正公式。
2.2盘旋点
喘振线:
由陕鼓提供6个喘振点,这6个点都是通过喘振试验而来,将这六个点绘制成一条曲线,近似认为空压机喘振线,当实际工作点到达此线时,即发生喘振。
图中为红色线。
控制线:
由喘振线向右平移10%,绘制成一条控制线。
图中为紫色线。
裕度的概念:
ITCC定义裕度为:
当前流量V0与当前排气压力对应喘振线所得流量值之差即为裕度。
当裕度为正时,说明实际工作点在喘振线以右,表明安全。
当裕度为负时,说明实际工作点在喘振线以左,表明发生喘振。
盘旋点:
即为实际工作点的设定点。
其一直在控制线上以及右侧,与实际工作点位置水平。
当实际工作点在控制线右侧5%以右时,盘旋点为实际工作点左侧水平位置的5%处;
当实际工作点在控制线右侧5%以左时,盘旋点在控制线上。
2.3防喘振PID控制
ITCC控制系统采用PID调节来控制放喘阀开度,以此来控制实际工作点位置。
PID调节的设定值(SP):
盘旋点所对应的流量
被调节量(PV):
实际入口流量
输出(OP):
放喘阀开度
在实际调节中,若在正常状态,盘旋随着实际工作点的移动而向左移动,直到到达控制线,以维持实际工作点在控制线附近。
PID调节参数:
ITCC系统防喘振控制PID为变参数调节。
先介绍下PID调节参数K,TI对调节系统的影响。
增大比例系数K,一般将加快系统的响应,在有静差的情况下有利于减小静差。
但过大比例系数会使系统有较大的超调,并产生振荡,使稳定性变坏。
增大积分时间TI,有利于减小超调,减小振荡,使系统更加稳定,但系统静差的消除将随之减慢。
增大微分时间TD,亦有利于加快系统响应,使超调量减小,稳定性增加,但系统对扰动的抑制能力减弱,有扰动有较敏感的响应。
由于ITCC系统未采用微分调节,故暂不做介绍。
当实际工作点在控制线以右时,即在稳定状态时,K=0.02,TI=1.0;
当实际工作点接近控制线甚至越过控制线时,K增大,TI增大,以此加快系统调节,但静差随之增大。
随着裕度越小,K逐渐增大,TI也逐渐增大,直到到达上限,K=10,TI=20;
即系统以加快系统调节和稳定性,但静差会因此增大。
当机组在跳闸状态时,PID输出值为100%
2.4超压控制
当裕度大于等于7时,超压控制输出为0%;
当裕度等于0及小于0时,超压控制输出为100%;
当裕度在0-7之间时,超压控制按线性输出,即100%-0%;
当机组发生喘振时,ITCC系统会认为喘振线不对,会将喘振线向右移动10%。
当机组达到正常工况后,运行人员可通过“喘振线复位”按钮来将喘振线复位。
2.5手动模式,半自动模式以及自动模式
在手动模式下输出值为手动输出阀门开度。
在半自动模式下输出值为手动输出值、防喘振PID输出值和超压控制输出值的最大值。
在自动模式下输出值为防喘振PID输出值和超压控制输出值的最大值。
以上只在机组正常运行时有效,当跳闸状态时,输出值为100%。
当空压机入口流量10PDI1102坏点时,操作模式切到手动模式
无扰切换:
当在手动模式下,防喘振控制输出跟随手动输出值
当在自动模式下,手动输出值跟随防喘振输出值。
注意,当在自动模式下手动输入手动输出值后,不再跟踪防喘振输出,但是切到手动时总输出不变,需要重新给定手动输出值,以实现无扰切换。
2.6放喘阀介绍说明
空压机防喘振阀10BV1106/10BV1107采用FISHER双作用式启动阀,原理图如下。
当系统在正常工作状态下,电磁阀带电,当输入的4-20mA控制信号增大,数字式的定位器DVC6020的A输出口(与多路转换器377的A口相连)输出压力增大,经过377的B口,快排阀进入执行机构气缸的上腔,执行机构推动阀门向下,数字式定位器DVC6020的B输出口输出压力增加,经过377的E口作用于气动放大器2625的控制口,启动放大器2625的输出压力增加,作用于执行机构气缸的下腔,执行机构带动阀门向上运行,由于2625的增压放大作用,阀门开启的速度更快。
快开功能:
电磁阀失电,ASCO的三通电磁阀切断多路转换器的气路,从而气路发生转换,377的A-B、D-E、切断,B-C、E-F接通,储气罐的气源作用于气动放大器2625,此时2625处于最大流通能力,储气罐的压缩气体直接进入执行机构气缸的腔,同时由于B-C接通,快排阀输入端失压,导致快速排气,并且ASCO的二通电磁阀也失电开启,加速了执行机构气缸的上腔气体的排除,从而实现了阀门快速打开的功能。
ITCC中4MA对于全开,20MA对于全关。
故当点“空压机加载”按钮时,即给ASCO电磁阀带电。
画面上也将显示电磁阀带电状态(为绿色)。
当空压机跳闸时,两个电磁阀同时失电,且防喘振输出为100%(发送个定位器的信号,为4MA)。
只有当电磁阀带电后,防喘振输出才有效。