基于變工況運(yùn)行的壓縮機(jī)運(yùn)行空間的確定方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及旋轉(zhuǎn)機(jī)械控制領(lǐng)域，特別是設(shè)及一種基于變工況運(yùn)行的壓縮機(jī)運(yùn)行空 間的確定方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，國內(nèi)壓縮機(jī)普遍采用基于設(shè)計(jì)工況的固定工況防喘振算法，即壓縮機(jī)的運(yùn) 行與控制曲線始終與設(shè)計(jì)工況保持一致。但是壓縮機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中入口工況經(jīng)常會(huì)脫離設(shè) 計(jì)工況、有時(shí)候還會(huì)嚴(yán)重脫離設(shè)計(jì)工況（例如在壓縮機(jī)開工階段或者上游工藝因設(shè)備問題 而降量生產(chǎn)時(shí)），從而導(dǎo)致壓縮機(jī)的防喘振控制經(jīng)常性拒動(dòng)或者誤動(dòng)，該樣會(huì)造成壓縮機(jī)設(shè) 備的損壞與工藝生產(chǎn)參數(shù)的擾動(dòng)、甚至停工。
[0003] 通常，為了避免因防喘振控制拒動(dòng)或者誤動(dòng)造成的嚴(yán)重后果，通常采用手動(dòng)防喘 振的方式并開大防喘振回流閥口或者放空閥口。但該樣做會(huì)造成工藝調(diào)節(jié)精度差，壓縮機(jī) 能耗升高的問題。
[0004] 產(chǎn)生上述問題的根本原因在于離屯、式或軸流式壓縮機(jī)的運(yùn)行與控制曲線始終與 設(shè)計(jì)工況保持一致。因此，要解決上述問題，必須要使離屯、式或軸流式壓縮機(jī)的運(yùn)行與控制 曲線隨著壓縮機(jī)入口工況的改變而動(dòng)態(tài)改變。如何確定不同工況下壓縮機(jī)運(yùn)行與控制曲 線，是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的重要技術(shù)問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種基于變工況運(yùn)行的壓縮機(jī)運(yùn)行空間的確定方法，該方法 能夠使壓縮機(jī)的運(yùn)行與控制曲線隨著壓縮機(jī)入口工況的改變而動(dòng)態(tài)改變，從而對(duì)離屯、式或 軸流式壓縮機(jī)進(jìn)行準(zhǔn)確和高效的防喘振控制、并最大程度的提升工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)精度、降 低壓縮機(jī)的能量消耗。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于變工況運(yùn)行的壓縮機(jī)運(yùn)行空間的確定 方法：
[0007] 采集在預(yù)定工況條件下壓縮機(jī)的運(yùn)行與控制曲線中各曲線中的各個(gè)預(yù)定點(diǎn)的坐 標(biāo)數(shù)據(jù)；
[000引根據(jù)所述各曲線中的各個(gè)預(yù)定點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)及預(yù)定工況條件，利用預(yù)定歸一化公 式對(duì)所述各曲線中的各個(gè)預(yù)定點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算得到各個(gè)預(yù)定點(diǎn)歸一化數(shù)值，根據(jù)所述各個(gè)預(yù)定 點(diǎn)歸一化數(shù)值得到歸一化的壓縮機(jī)運(yùn)行與控制曲線；
[0009] 根據(jù)實(shí)際工況下壓縮機(jī)的入口壓力及入口溫度的數(shù)值，利用預(yù)定公式計(jì)算得到所 述實(shí)際工況下壓縮機(jī)運(yùn)行與控制曲線并通過所述曲線確定壓縮機(jī)運(yùn)行空間。
[0010] 其中，所述采集在預(yù)定工況條件下壓縮機(jī)的運(yùn)行與控制曲線中各曲線中的各個(gè)預(yù) 定點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)包括：
[0011] 根據(jù)預(yù)定工況條件下壓縮機(jī)的運(yùn)行與控制曲線中各曲線長度，確定各曲線的預(yù)定 點(diǎn)的個(gè)數(shù)及各個(gè)預(yù)定點(diǎn)的位置；
[0012] 根據(jù)所述各曲線的預(yù)定點(diǎn)的個(gè)數(shù)及各個(gè)預(yù)定點(diǎn)的位置，采集各曲線中的各個(gè)預(yù)定 點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
[0013] 其中，所述利用預(yù)定歸一化公式對(duì)所述各曲線中的各個(gè)預(yù)定點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算得到各個(gè) 預(yù)定點(diǎn)歸一化數(shù)值包括：
[0014] 將各個(gè)預(yù)定點(diǎn)的橫坐標(biāo)數(shù)據(jù)帶入歸一化橫坐標(biāo)公式qr2=A化/Ps進(jìn)行計(jì)算；
[0015] 將各個(gè)預(yù)定點(diǎn)的縱坐標(biāo)數(shù)據(jù)帶入歸一化縱坐標(biāo)公式Rc=Pd/Ps進(jìn)行計(jì)算；
[0016] 根據(jù)計(jì)算結(jié)果得到各個(gè)預(yù)定點(diǎn)的歸一化數(shù)值；
[0017] 其中，qr2為簡(jiǎn)化流量平方，A化為入口流量差壓，Ps為入口壓力，Rc為出口壓比， Pd為出口壓力。
[0018] 其中，所述根據(jù)所述各個(gè)預(yù)定點(diǎn)歸一化數(shù)值得到歸一化的壓縮機(jī)運(yùn)行與控制曲線 包括：
[0019] 根據(jù)各曲線中的各個(gè)預(yù)定點(diǎn)的歸一化數(shù)值，利用最小二乘法得到歸一化的壓縮機(jī) 運(yùn)行與控制曲線。
[0020] 其中，所述根據(jù)實(shí)際工況下壓縮機(jī)的入口壓力及入口溫度的數(shù)值，利用預(yù)定公式 計(jì)算得到所述實(shí)際工況下壓縮機(jī)運(yùn)行與控制曲線包括：
[0021] 利用壓縮機(jī)入口壓力變送器測(cè)得實(shí)際工況下壓縮機(jī)的入口壓力Ps' ；
[0022] 利用壓縮機(jī)入口溫度變送器測(cè)得實(shí)際工況下壓縮機(jī)的入口溫度Ts' ；
[0023] 將所述Ps'和Ts'帶入到預(yù)定橫坐標(biāo)公式
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于變工況運(yùn)行的壓縮機(jī)運(yùn)行空間的確定方法，其特征在于，包括： 采集在預(yù)定工況條件下壓縮機(jī)的運(yùn)行與控制曲線中各曲線中的各個(gè)預(yù)定點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù) 據(jù)； 根據(jù)所述各曲線中的各個(gè)預(yù)定點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)及預(yù)定工況條件，利用預(yù)定歸一化公式對(duì) 所述各曲線中的各個(gè)預(yù)定點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算得到各個(gè)預(yù)定點(diǎn)歸一化數(shù)值，根據(jù)所述各個(gè)預(yù)定點(diǎn)歸 一化數(shù)值得到歸一化的壓縮機(jī)運(yùn)行與控制曲線； 根據(jù)實(shí)際工況下壓縮機(jī)的入口壓力及入口溫度的數(shù)值，利用預(yù)定公式計(jì)算得到所述實(shí) 際工況下壓縮機(jī)運(yùn)行與控制曲線并通過所述曲線確定壓縮機(jī)運(yùn)行空間。
2. 如權(quán)利要求1所述的確定方法，其特征在于，所述采集在預(yù)定工況條件下壓縮機(jī)的 運(yùn)行與控制曲線中各曲線中的各個(gè)預(yù)定點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)包括： 根據(jù)預(yù)定工況條件下壓縮機(jī)的運(yùn)行與控制曲線中各曲線長度，確定各曲線的預(yù)定點(diǎn)的 個(gè)數(shù)及各個(gè)預(yù)定點(diǎn)的位置； 根據(jù)所述各曲線的預(yù)定點(diǎn)的個(gè)數(shù)及各個(gè)預(yù)定點(diǎn)的位置，采集各曲線中的各個(gè)預(yù)定點(diǎn)的 坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
3. 如權(quán)利要求1所述的確定方法，其特征在于，所述利用預(yù)定歸一化公式對(duì)所述各曲 線中的各個(gè)預(yù)定點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算得到各個(gè)預(yù)定點(diǎn)歸一化數(shù)值包括： 將各個(gè)預(yù)定點(diǎn)的橫坐標(biāo)數(shù)據(jù)帶入歸一化橫坐標(biāo)公式qr2= ΔΡο/Ps進(jìn)行計(jì)算； 將各個(gè)預(yù)定點(diǎn)的縱坐標(biāo)數(shù)據(jù)帶入歸一化縱坐標(biāo)公式Re = Pd/Ps進(jìn)行計(jì)算； 根據(jù)計(jì)算結(jié)果得到各個(gè)預(yù)定點(diǎn)的歸一化數(shù)值； 其中，qr2為簡(jiǎn)化流量平方，ΔΡ〇為入口流量差壓，Ps為入口壓力，Rc為出口壓比，Pd 為出口壓力。
4. 如權(quán)利要求1所述的確定方法，其特征在于，所述根據(jù)所述各個(gè)預(yù)定點(diǎn)歸一化數(shù)值 得到歸一化的壓縮機(jī)運(yùn)行與控制曲線包括： 根據(jù)各曲線中的各個(gè)預(yù)定點(diǎn)的歸一化數(shù)值，利用最小二乘法得到歸一化的壓縮機(jī)運(yùn)行 與控制曲線。
5. 如權(quán)利要求1所述的確定方法，其特征在于，所述根據(jù)實(shí)際工況下壓縮機(jī)的入口壓 力及入口溫度的數(shù)值，利用預(yù)定公式計(jì)算得到所述實(shí)際工況下壓縮機(jī)運(yùn)行與控制曲線包 括： 利用壓縮機(jī)入口壓力變送器測(cè)得實(shí)際工況下壓縮機(jī)的入口壓力Ps' ； 利用壓縮機(jī)入口溫度變送器測(cè)得實(shí)際工況下壓縮機(jī)的入口溫度Ts' ； 將所述Ps'和Ts'帶入到預(yù)定橫坐標(biāo)公式
及縱坐標(biāo)公式 Pd' =Rc*Ps'，計(jì)算得到實(shí)際工況下壓縮機(jī)的入口體積流量Qs'和出口壓力Pd' ； 根據(jù)所述入口體積流量Qs'和出口壓力Pd'得到所述實(shí)際工況下壓縮機(jī)運(yùn)行與控制曲 線； 其中，A為流量元件的流量系數(shù)，qr2為簡(jiǎn)化流量平方，Ro為普適氣體常數(shù)，Zs'為入口 氣體壓縮因子數(shù)值，麗'為氣體分子量，Rc為出口壓比。
6. 如權(quán)利要求1所述的確定方法，其特征在于，還包括：根據(jù)實(shí)際工況下壓縮機(jī)運(yùn)行與 控制曲線，利用防喘振算法控制器對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行防喘振控制。
7. -種基于變工況運(yùn)行的壓縮機(jī)運(yùn)行空間的確定系統(tǒng)，其特征在于，包括： 獲取模塊，用于采集在預(yù)定工況條件下壓縮機(jī)的運(yùn)行與控制曲線中各曲線中的各個(gè)預(yù) 定點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)； 歸一化模塊，用于根據(jù)所述各曲線中的各個(gè)預(yù)定點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)及預(yù)定工況條件，利用 預(yù)定歸一化公式對(duì)所述各曲線中的各個(gè)預(yù)定點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算得到各個(gè)預(yù)定點(diǎn)歸一化數(shù)值，根據(jù) 所述各個(gè)預(yù)定點(diǎn)歸一化數(shù)值得到歸一化的壓縮機(jī)運(yùn)行與控制曲線； 確定模塊，用于根據(jù)實(shí)際工況下壓縮機(jī)的入口壓力及入口溫度的數(shù)值，利用預(yù)定公式 計(jì)算得到所述實(shí)際工況下壓縮機(jī)運(yùn)行與控制曲線并通過所述曲線確定壓縮機(jī)運(yùn)行空間。
8. 如權(quán)利要求7所述的確定系統(tǒng)，其特征在于，所述歸一化模塊包括： 第一計(jì)算單元，用于根據(jù)所述各曲線中的各個(gè)預(yù)定點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)及預(yù)定工況條件，利 用預(yù)定歸一化公式對(duì)所述各曲線中的各個(gè)預(yù)定點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算得到各個(gè)預(yù)定點(diǎn)歸一化數(shù)值； 第二計(jì)算單元，用于根據(jù)所述各個(gè)預(yù)定點(diǎn)歸一化數(shù)值得到歸一化的壓縮機(jī)運(yùn)行與控制 曲線。
9. 如權(quán)利要求7所述的確定系統(tǒng)，其特征在于，所述確定模塊包括： 采集單元，用于利用壓縮機(jī)入口壓力變送器測(cè)得實(shí)際工況下壓縮機(jī)的入口壓力Ps' ； 利用壓縮機(jī)入口溫度變送器測(cè)得實(shí)際工況下壓縮機(jī)的入口溫度Ts' ； 第三計(jì)算單元，用于將所述Ps'和Ts'帶入到預(yù)定橫坐標(biāo)公式
及縱坐標(biāo)公式Pd' = Rc*Ps'，計(jì)算得到實(shí)際工況下壓縮機(jī)的入 口體積流量Qs'和出口壓力Pd' ； 其中，A為流量元件的流量系數(shù)，qr2為簡(jiǎn)化流量平方，Ro為普適氣體常數(shù)，Zs'為入口 氣體壓縮因子數(shù)值，麗'為氣體分子量，Rc為出口壓比； 第四計(jì)算單元，用于根據(jù)所述入口體積流量Qs'和出口壓力Pd'得到所述實(shí)際工況下 壓縮機(jī)運(yùn)行與控制曲線并通過所述曲線確定壓縮機(jī)運(yùn)行空間。
10. 如權(quán)利要求7所述的確定系統(tǒng)，其特征在于，還包括： 控制模塊，用于根據(jù)實(shí)際工況下壓縮機(jī)運(yùn)行與控制曲線，利用防喘振算法控制器對(duì)壓 縮機(jī)進(jìn)行準(zhǔn)確和高效的防喘振控制。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于變工況運(yùn)行的壓縮機(jī)運(yùn)行空間的確定方法及系統(tǒng)，包括：采集在預(yù)定工況條件下壓縮機(jī)的運(yùn)行與控制曲線中各曲線中的各個(gè)預(yù)定點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)；根據(jù)所述各曲線中的各個(gè)預(yù)定點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)及預(yù)定工況條件，利用預(yù)定歸一化公式對(duì)所述各曲線中的各個(gè)預(yù)定點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算得到各個(gè)預(yù)定點(diǎn)歸一化數(shù)值，根據(jù)所述各個(gè)預(yù)定點(diǎn)歸一化數(shù)值得到歸一化的壓縮機(jī)運(yùn)行與控制曲線；根據(jù)實(shí)際工況下壓縮機(jī)的入口壓力及入口溫度的數(shù)值，利用預(yù)定公式計(jì)算得到所述實(shí)際工況下壓縮機(jī)運(yùn)行與控制曲線并通過所述曲線確定壓縮機(jī)運(yùn)行空間；該方法能夠使壓縮機(jī)的運(yùn)行與控制曲線隨著壓縮機(jī)入口工況的改變而動(dòng)態(tài)改變。
【IPC分類】F04D27-00, F04D29-66
【公開號(hào)】CN104763663
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510083546
【發(fā)明人】康明強(qiáng), 秦悅明, 紀(jì)云峰, 劉康寧, 行增輝, 杜輝
【申請(qǐng)人】杭州和利時(shí)自動(dòng)化有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年2月15日