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防浪涌控制器工作原理的詳細圖文解釋

來源:上海自動化儀表有限公司作者:發表時間:2020-11-03 14:24:51

 “喘振”現象在離心式壓縮機中很常見。這是一個工作點,由于來自壓縮機出口的流量需求減少,壓縮機排氣的下游壓力迅速增加。由于壓縮機保持運轉,因此額外的積聚壓力必須傳遞到大氣或壓縮機的吸入側。

 
當緊急關閉或下游用電設備不可用時,會出現這種情況。
 
通常,喘振周期為每個喘振周期0.3s到3s,在喘振期間,壓縮機振動,溫度升高并產生噪音。
 
為防止壓縮機喘振,流量逆轉,過程不穩定和壓縮機損壞,壓縮機排放流量通過防喘振/再循環控制閥轉移到壓縮機吸入口。
 
壓縮機工作點發生了變化(正在向喘振線移動)。在極端條件下,壓縮機必須在最小流量條件下運行(保持運行而無任何跳閘)
 
防喘振控制器和控制閥的基本功能是保持流經壓縮機的最小流量并處理喘振。
 
壓縮機吸入壓力,吸入溫度,吸入流量,排出壓力和排出溫度的測量對于計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

如果關聯壓縮機壓頭(壓力)與流量的曲線,您將注意到,對于給定的一種速度,最小流量對應于較高的壓頭,最大流量對應于最小的壓頭。
 
壓縮機的運行極限是喘振線和節流線,超過這些極限,壓縮機的運行會在過程異常之外引起嚴重的機械損壞。
 
在壓縮機正常運行期間,該防喘振閥保持關閉狀態。每當過程不正常時,該閥的作用就開始。
 
壓縮機的整體運行受控制器參數和控制閥的影響時,應考慮兩個重要的設計方面。
 
防喘振閥的設計,尺寸和選擇
防浪涌控制器邏輯,用于調節控制參數。
防喘振閥的設計,選型和選擇
防喘振控制閥通常包括閥,執行器,定位器和其他附件,例如容積增壓器,電磁閥和位置變送器。根據執行器的類型,可能需要容積罐和相關附件。
 
防喘振閥的尺寸不得太小或太大,以使壓縮機的運行保持在所需的工作區域/范圍內。
 
尺寸過小的閥門將無法提供足夠的循環流量/最小流量,導致壓縮機頻繁在喘振極限線上運行。
 
尺寸過大的閥將向壓縮機輸送過多的流量,從而導致壓縮機在節流區域內運行。控制器輸出的微小變化將使過大的閥產生大量流量。這將導致工藝不穩定。
 
所選最大閥容量與壓縮機喘振曲線(最壞情況)所要求的閥容量之比應介于1.8和2.2之間。
 
通常,防喘振控制閥應具有線性/等百分比特性。線性特性是首選。
 
由于控制閥兩端的壓差(DP)(壓縮機排氣壓力–壓縮機吸入壓力)較高,因此會產生較高的噪音。
 
大多數抗噪裝飾件都具有線性特性。
 
閥門出口速度應小于0.3馬赫
 
防喘振閥的行程時間應在0.5到2秒之間,以關閉和打開。這是從安全區域到喘振線之間的過程安全時間得出的。
 
儀表空氣管的長度應盡可能短,以免泄漏。
 
通常,防喘振閥的故障位置應為“故障打開”。當儀表空氣或電磁閥/定位器電源/信號出現故障時,閥門將處于打開狀態。
 
泄漏等級應為IV級,以確保正常操作的閥門關閉并且沒有流量被導回吸入側。
 
控制閥的位置應靠近壓縮機排氣法蘭。這是為了避免控制回路中的停滯時間和滯后時間。
 
防喘振閥的最終尺寸必須與壓縮機供應商,閥門制造商以及設計顧問聯系,以進行啟動,關閉和正常使用情況的驗證。
 
防喘振控制器邏輯,用于調整的控制參數
防喘振控制器通過連續計算壓縮機的工作點與其喘振極限線之間的距離來保護壓縮機免受喘振。
 
控制器調節/控制循環或防喘振控制閥,以防止壓縮機的工作點達到喘振極限,同時將其他過程變量保持在可接受的極限范圍內。
防浪涌控制圖
 
控制器應具有浪涌監視功能,計算與浪涌的接近程度,應具有抗浪涌和回退算法。
 
應該執行壓力和溫度補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%)。
 
這將確保壓縮機將在遠離SLL的SCL右側運行。
 
為了將流量保持在防喘振控制器設定值或更高水平,邏輯求解器使用比例積分(PI)控制回路來生成輸出信號,該輸出信號被導向防喘振控制閥
 
當工作點在SLL和SCL之間時,將使用比例控制為控制閥提供較大的增益,從而使工作點在SCL右側移動。PI控制有點遲鈍,P控制速度更快,但已偏移到設定點。
 
有時,當壓縮機承受較大的喘振時,可以使用微分控制來增加喘振控制裕度。
 
為防止無擾動的壓縮機保護,應考慮使用手動超馳(從手動到自動轉換)。
 
后備策略是在防喘振控制器的任何過程輸入失敗時將壓縮機的運行保持在安全的運行范圍內
 
基于壓縮機配置(串聯和/或并聯運行),設想了負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控制系統將包括類似于PLC / ESD系統的組件(例如CPU /處理器,電源模塊,I / O卡等)。
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