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防浪涌控制器工作原理的详细图文解释

来源:上海自动化仪表有限公司作者:发表时间:2020-11-03 14:24:51

 “喘振”现象在离心式压缩机中很常见。这是一个工作点,由于来自压缩机出口的流量需求减少,压缩机排气的下游压力迅速增加。由于压缩机保持运转,因此额外的积聚压力必须传递到大气或压缩机的吸入侧。

 
当紧急关闭或下游用电设备不可用时,会出现这种情况。
 
通常,喘振周期为每个喘振周期0.3s到3s,在喘振期间,压缩机振动,温度升高并产生噪音。
 
为防止压缩机喘振,流量逆转,过程不稳定和压缩机损坏,压缩机排放流量通过防喘振/再循环控制阀转移到压缩机吸入口。
 
压缩机工作点发生了变化(正在向喘振线移动)。在极端条件下,压缩机必须在最小流量条件下运行(保持运行而无任何跳闸)
 
防喘振控制器和控制阀的基本功能是保持流经压缩机的最小流量并处理喘振。
 
压缩机吸入压力,吸入温度,吸入流量,排出压力和排出温度的测量对于计算与喘振线的接近程度很重要。
 
防浪涌控制器

防浪涌控制器理论

如果关联压缩机压头(压力)与流量的曲线,您将注意到,对于给定的一种速度,最小流量对应于较高的压头,最大流量对应于最小的压头。
 
压缩机的运行极限是喘振线和节流线,超过这些极限,压缩机的运行会在过程异常之外引起严重的机械损坏。
 
在压缩机正常运行期间,该防喘振阀保持关闭状态。每当过程不正常时,该阀的作用就开始。
 
压缩机的整体运行受控制器参数和控制阀的影响时,应考虑两个重要的设计方面。
 
防喘振阀的设计,尺寸和选择
防浪涌控制器逻辑,用于调节控制参数。
防喘振阀的设计,选型和选择
防喘振控制阀通常包括阀,执行器,定位器和其他附件,例如容积增压器,电磁阀和位置变送器。根据执行器的类型,可能需要容积罐和相关附件。
 
防喘振阀的尺寸不得太小或太大,以使压缩机的运行保持在所需的工作区域/范围内。
 
尺寸过小的阀门将无法提供足够的循环流量/最小流量,导致压缩机频繁在喘振极限线上运行。
 
尺寸过大的阀将向压缩机输送过多的流量,从而导致压缩机在节流区域内运行。控制器输出的微小变化将使过大的阀产生大量流量。这将导致工艺不稳定。
 
所选最大阀容量与压缩机喘振曲线(最坏情况)所要求的阀容量之比应介于1.8和2.2之间。
 
通常,防喘振控制阀应具有线性/等百分比特性。线性特性是首选。
 
由于控制阀两端的压差(DP)(压缩机排气压力–压缩机吸入压力)较高,因此会产生较高的噪音。
 
大多数抗噪装饰件都具有线性特性。
 
阀门出口速度应小于0.3马赫
 
防喘振阀的行程时间应在0.5到2秒之间,以关闭和打开。这是从安全区域到喘振线之间的过程安全时间得出的。
 
仪表空气管的长度应尽可能短,以免泄漏。
 
通常,防喘振阀的故障位置应为“故障打开”。当仪表空气或电磁阀/定位器电源/信号出现故障时,阀门将处于打开状态。
 
泄漏等级应为IV级,以确保正常操作的阀门关闭并且没有流量被导回吸入侧。
 
控制阀的位置应靠近压缩机排气法兰。这是为了避免控制回路中的停滞时间和滞后时间。
 
防喘振阀的最终尺寸必须与压缩机供应商,阀门制造商以及设计顾问联系,以进行启动,关闭和正常使用情况的验证。
 
防喘振控制器逻辑,用于调整的控制参数
防喘振控制器通过连续计算压缩机的工作点与其喘振极限线之间的距离来保护压缩机免受喘振。
 
控制器调节/控制循环或防喘振控制阀,以防止压缩机的工作点达到喘振极限,同时将其他过程变量保持在可接受的极限范围内。
防浪涌控制图
 
控制器应具有浪涌监视功能,计算与浪涌的接近程度,应具有抗浪涌和回退算法。
 
应该执行压力和温度补偿以得出正确的流量值。
 
喘振曲线定义为喘振极限线[SLL]。
 
为喘振控制线[SCL] = SLL + 10%提供了操作裕度(例如,流量的10%)。
 
这将确保压缩机将在远离SLL的SCL右侧运行。
 
为了将流量保持在防喘振控制器设定值或更高水平,逻辑求解器使用比例积分(PI)控制回路来生成输出信号,该输出信号被导向防喘振控制阀
 
当工作点在SLL和SCL之间时,将使用比例控制为控制阀提供较大的增益,从而使工作点在SCL右侧移动。PI控制有点迟钝,P控制速度更快,但已偏移到设定点。
 
有时,当压缩机承受较大的喘振时,可以使用微分控制来增加喘振控制裕度。
 
为防止无扰动的压缩机保护,应考虑使用手动超驰(从手动到自动转换)。
 
后备策略是在防喘振控制器的任何过程输入失败时将压缩机的运行保持在安全的运行范围内
 
基于压缩机配置(串联和/或并联运行),设想了负载分配控制器和性能控制器,它们超出了防喘振控制器。
 
防浪涌控制器的整个控制系统将包括类似于PLC / ESD系统的组件(例如CPU /处理器,电源模块,I / O卡等)。
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