防喘振课件.docx

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防喘振课件

进口膨胀机与空压机防喘振比较

1，进口膨胀机

在介绍膨胀机防喘振前，先介绍膨胀机T1401启动方式。

1,1进口膨胀机启动

在启动膨胀机前，在查看启动允许之前，先点转速高复位按钮。

膨胀机启动允许条件：

●膨胀机膨胀端入口截止阀10XV1443关闭

●膨胀机喷嘴调节10HIC1401全关

●增压端回流阀10PDV1457全开

●油泵运行

●膨胀机密封气压力10PI1421大于69KPa

●膨胀机振动10VI1420振动小于28um

●膨胀机增压端轴承温度10TI1421小于98.9°C

●膨胀机膨胀度轴承温度10TI1420小于98.9°C且大于27°C

●膨胀机润滑油压力10PI1420大于414KPa

●膨胀机润滑油温度10TI1422小于60°C

●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°C。

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。

注意：

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%；

注意：

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。

注意：

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。

注意：

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。