1喘振的形成過程

　　當(dāng)進(jìn)氣量過小時(shí)，造成壓縮機(jī)排氣壓力降低，如果管網(wǎng)容量較大，壓力較高，則管網(wǎng)壓力大于排氣壓力，使壓縮機(jī)排氣量更加減小連鎖反應(yīng)的結(jié)果，會(huì)使壓縮機(jī)排氣量為零，甚至為負(fù)（管網(wǎng)向壓縮機(jī)倒流），但管網(wǎng)壓力也不是維持不變的，隨著管網(wǎng)向工藝排氣，它的壓力也在下降，當(dāng)下降到低于壓縮機(jī)排氣壓力時(shí)，壓縮機(jī)又會(huì)向管網(wǎng)排氣，使管網(wǎng)壓力回升，如果管網(wǎng)阻力不變，則又會(huì)周而復(fù)始地重復(fù)上述循環(huán)，形成氣流的忽大忽小，忽進(jìn)忽出的喘振。

　　2組成防喘振控制系統(tǒng)的基本原則

　　從喘振形成過程可以看出，在一定的排氣壓力下，防止壓縮機(jī)流量過小，就能避免喘振。然而管網(wǎng)的阻力是一定的，所以一般采用打開防喘振回流閥來增加壓縮機(jī)流量。如1所示，由于喘振線的理論計(jì)算和實(shí)際喘振線的檢測(cè)都難于準(zhǔn)確，所以為了安全起見，實(shí)際應(yīng)用中在喘振線之前設(shè)一道防喘振線，兩線之間留5%～10%的安全裕量。當(dāng)實(shí)際工作點(diǎn)如果在防喘振線以下的安全區(qū)域，防喘振閥關(guān)閉，如果在防喘振線以上，則打開防喘振閥。為了減少回流所造成的浪費(fèi)，防喘振閥在打開消除喘振時(shí)，開度應(yīng)盡可能的小。

　　3防喘振控制方案

　　防喘振控制方案P2=f（△P1，T1），如2所示，經(jīng)入口溫度T1校正后正比于入口流量的入口差壓的計(jì)算函數(shù)作為防喘振線，而出口壓力P2作為壓縮機(jī)的實(shí)際運(yùn)行工作點(diǎn)。當(dāng)實(shí)際壓力值小于f（△P1，T1）時(shí)，工作點(diǎn)在A點(diǎn)，說明壓縮機(jī)處于正常工況范圍運(yùn)行，防喘振系統(tǒng)不發(fā)生調(diào)節(jié)作用，防喘振閥關(guān)閉。

　　當(dāng)實(shí)際壓力值大于f（△P1，T1）時(shí)，工作點(diǎn)在B點(diǎn)，說明壓縮機(jī)運(yùn)行工況點(diǎn)處于喘振區(qū)，防喘振閥應(yīng)打開適當(dāng)角度，進(jìn)行防喘振調(diào)節(jié)。

　　4防喘振控制方案的輔助功能為了提高防喘振控制方案的適應(yīng)性，有必要在該方案中增加下列輔助功能，以確保該方案對(duì)工藝工況和環(huán)境條件變化的適應(yīng)能力。

　　4.1溫度補(bǔ)償功能壓縮機(jī)的特性曲線可能會(huì)隨著環(huán)境溫度的變化而變化，特別是溫度升高時(shí)造成喘振線前移，如果設(shè)置的防喘振線位置固定不變，就使喘振線與防喘振線之間的安全裕量減小，甚至?xí)斐蓪?shí)際的喘振線越過防喘振線，失去防喘振線的保護(hù)意義。

　　為此需設(shè)置溫度補(bǔ)償功能對(duì)防喘振線進(jìn)行校正，使防喘振線能自動(dòng)隨溫度變化而移動(dòng)，在溫度高時(shí)，防喘振線向右移，在溫度低時(shí)，防喘振線向左移，從而保持與喘振線之間始終保持一定的安全裕量。

　　4.2防喘振閥的快開慢關(guān)功能為了防止防喘振系統(tǒng)的反復(fù)調(diào)節(jié)造成防喘振閥的振蕩，影響壓縮機(jī)出口的穩(wěn)定，需增加防喘振閥的快開慢關(guān)功。在喘振發(fā)生時(shí)，能夠快速響應(yīng)，快速打開防喘振閥，以防止危險(xiǎn)發(fā)生。

　　而在關(guān)閉閥門過程中，則慢慢關(guān)閉，可以防止發(fā)生振蕩。

　　4.3防喘振線自動(dòng)移動(dòng)功能長(zhǎng)期運(yùn)行造成的壓縮機(jī)動(dòng)，靜葉片的沖蝕，污垢增多等原因，會(huì)引起壓縮機(jī)喘振特性的改變。這種改變往往會(huì)使實(shí)際喘振線向右下方移動(dòng)，造成喘振線與所設(shè)置的防喘振線之間的安全間隔距離的減小，從而防喘振線不能有效地阻止壓縮機(jī)進(jìn)入喘振區(qū)。為了有效解決這個(gè)問題，需在防喘振控制系統(tǒng)中設(shè)置防喘振線自動(dòng)移動(dòng)功能，其作用是，如果壓縮機(jī)發(fā)生喘振時(shí)，則防喘振線自動(dòng)背離喘振線向前移動(dòng)一定距離將此線作為新的防喘振線，這樣就增加了防喘振線和喘振線之間的安全間隔。如果再次出現(xiàn)類似的喘振情況，則防喘振線又會(huì)向前移動(dòng)。

　　為了不使有效操作范圍減少過多，*多向前移動(dòng)10次，前移距離一般取安全裕量的5%～10%. 4.4動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)功能當(dāng)壓縮機(jī)的實(shí)際工作點(diǎn)快速接近喘振線時(shí)，則所設(shè)置的防喘振控制系統(tǒng)如果按原來的PI調(diào)節(jié)作用，就可能不能有效地阻止壓縮機(jī)進(jìn)入喘振區(qū)，在這種情況出現(xiàn)時(shí)，必須設(shè)置動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)功能，加快調(diào)節(jié)作用。

　　4.5手動(dòng)，半自動(dòng)，自動(dòng)功能防喘振控制系統(tǒng)應(yīng)具有手動(dòng)和自動(dòng)切換功能。手動(dòng)方式就是當(dāng)實(shí)際工作點(diǎn)在防喘振線的右邊，可以人為控制防喘振閥的開關(guān)，當(dāng)實(shí)際工作點(diǎn)在防喘振線的左邊，人為控制防喘振閥的閥位無效。半自動(dòng)方式就是防喘振閥實(shí)際輸出取手動(dòng)和自動(dòng)輸出的高值，即人為輸入閥位只能大于自動(dòng)輸出，否則人為輸入閥位不起作用。自動(dòng)方式就是當(dāng)實(shí)際工作點(diǎn)進(jìn)入防喘振線左邊，在自動(dòng)位置時(shí)，PID自動(dòng)調(diào)節(jié)開閥，當(dāng)實(shí)際工作點(diǎn)進(jìn)入防喘振線右邊，在自動(dòng)位置時(shí)，PID自動(dòng)調(diào)節(jié)關(guān)閥。

　　4.6手動(dòng)超馳功能

　　5防喘振控制方案在廢酸再生裝置壓縮機(jī)中的應(yīng)用中海煉化惠州煉油分公司1萬噸/年廢酸再生裝置引進(jìn)美國(guó)MECS的工藝包，其以烷基化產(chǎn)生的廢硫酸為原料，并補(bǔ)充少量的硫化氫氣體，生產(chǎn)出99.2%的新鮮硫酸，供烷基化使用。

　　該裝置DA100-21310二氧化硫主壓縮機(jī)組共有2臺(tái)（一開一備），各用1套潤(rùn)滑油系統(tǒng)（共用1個(gè)高位油箱），主輔機(jī)之間采用干式疊片式聯(lián)軸器聯(lián)接。兩臺(tái)壓縮機(jī)公用一臺(tái)防喘振閥。

　　工廠選用TRIDANT控制器用于廢酸再生裝置壓縮機(jī)防喘振控制系統(tǒng)，采用三重化冗余容錯(cuò)（TMR）微處理器硬件技術(shù)和TRISTATION1131軟件，監(jiān)控系統(tǒng)采用INTOUCH軟件。

　　該控制系統(tǒng)具有完整的數(shù)據(jù)采集，過程監(jiān)控，安全聯(lián)鎖和機(jī)組集成控制功能。整套系統(tǒng)由控制站，操作站，工程師站和輔助操作臺(tái)組成。

　　TRIDANT通過三重模件冗余結(jié)（TMR）提供容錯(cuò)能力。此系統(tǒng)由三個(gè)完全相同的系統(tǒng)通道組成。每個(gè)系統(tǒng)通道獨(dú)立地執(zhí)行控制程序，并于其他兩個(gè)通道并行工作。硬件決機(jī)構(gòu)則對(duì)所有來自現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)字式輸入和輸出進(jìn)行決和診斷。模擬輸入則進(jìn)行取中值的處理。

　　TRISTATION1131是在WINDOWS形界面上生成的很容易使用的編程軟件，有一整套編程工具，可以用來開發(fā)各種控制軟件。

　　Wonderware的InTouch可視化軟件是一個(gè)功能強(qiáng)大而且直觀的形人機(jī)界面（HMI），可用于工業(yè)自動(dòng)化，過程控制，管理監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集。InTouchHMI使用戶可以實(shí)時(shí)察看和控制工業(yè)生產(chǎn)過程，同時(shí)，它為工程師提供了一個(gè)易用的開發(fā)環(huán)境和廣泛的功能，使工程師能夠快速地建立，測(cè)試和部署強(qiáng)大的自動(dòng)化應(yīng)用，來連接和傳遞實(shí)時(shí)信息。InTouch軟件是一個(gè)開放的，可擴(kuò)展的人機(jī)界面，為客戶的應(yīng)用設(shè)計(jì)提供了靈活性，同時(shí)為工業(yè)中的各種自動(dòng)化設(shè)備提供了連接能力。

　　防喘振控制是對(duì)壓縮機(jī)機(jī)組的一種保護(hù)。它在機(jī)組工作點(diǎn)進(jìn)入喘振區(qū)前通過提前打開防喘振閥，提高流量使工作點(diǎn)回歸正常。廢酸再生裝置壓縮機(jī)防喘振控制系統(tǒng)性能曲線，系統(tǒng)采用動(dòng)態(tài)防喘振技術(shù)，能根據(jù)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)動(dòng)態(tài)的調(diào)整防喘振線，同時(shí)對(duì)防喘振閥進(jìn)行控制，使機(jī)組運(yùn)行更加安全和可靠。坐標(biāo)系的橫坐標(biāo)為△P1，坐標(biāo)系的縱坐標(biāo)為Pd/Ps.△P1為入口差壓，Ps為入口壓力，Pd為出口壓力。三條折線，分別是喘振線，防喘振線，預(yù)設(shè)防喘振線。當(dāng)工作點(diǎn)進(jìn)入喘振線左邊時(shí)，說明機(jī)組已進(jìn)入喘振區(qū)，系統(tǒng)應(yīng)提前迅速將防喘振閥全打開，系統(tǒng)正常投用不會(huì)出現(xiàn)這種情況。預(yù)設(shè)防喘振線，是由廠家提供的出廠防喘振線。當(dāng)機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行過程中，如果工作點(diǎn)進(jìn)入喘振線左邊，并在自動(dòng)位置時(shí)，為了今后機(jī)組控制更安全，防喘振線自動(dòng)向右平移，*多校正十次，畫面記數(shù)顯示校正次數(shù)。這種現(xiàn)象沒發(fā)生時(shí)，實(shí)際防喘振線與預(yù)期防喘振線重疊。性能曲線把機(jī)組性能及防喘振控制**結(jié)合在一起。工作點(diǎn)進(jìn)入實(shí)際防喘振線左邊，在自動(dòng)位置時(shí)，PID自動(dòng)調(diào)節(jié)開閥。工作點(diǎn)進(jìn)入實(shí)際防喘振線右邊，在自動(dòng)位置時(shí)，PID自動(dòng)調(diào)節(jié)關(guān)閥。防喘振調(diào)節(jié)方式有手動(dòng)，半自動(dòng)，全自動(dòng)三種方式。近一年來的實(shí)際運(yùn)行，驗(yàn)證了這種防喘振控制方案的有效性和可靠性。

　　6結(jié)論

　　防喘振控制方案由于采用了對(duì)工況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和提前預(yù)測(cè)的算法，并根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果提前采取防范措施，確保了防喘振控制的效率，達(dá)到了節(jié)約能耗提高效益的目的，延長(zhǎng)了機(jī)組的使用壽命，確保機(jī)組安全，平穩(wěn)和長(zhǎng)周期運(yùn)行。同時(shí)采用具有友好工作界面和較強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)功能的TRIDANT系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，使得實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用系統(tǒng)融入了更多的人性化設(shè)計(jì)理念，方便于應(yīng)用和推廣。