1喘振的形成過程

　　當進氣量過小時，造成壓縮機排氣壓力降低，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，使壓縮機排氣量更加減小連鎖反應的結(jié)果，會使壓縮機排氣量為零，甚至為負（管網(wǎng)向壓縮機倒流），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，當下降到低于壓縮機排氣壓力時，壓縮機又會向管網(wǎng)排氣，使管網(wǎng)壓力回升，如果管網(wǎng)阻力不變，則又會周而復始地重復上述循環(huán)，形成氣流的忽大忽小，忽進忽出的喘振。

　　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流量。如1所示，由于喘振線的理論計算和實際喘振線的檢測都難于準確，所以為了安全起見，實際應用中在喘振線之前設一道防喘振線，兩線之間留5%～10%的安全裕量。當實際工作點如果在防喘振線以下的安全區(qū)域，防喘振閥關閉，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，防喘振閥在打開消除喘振時，開度應盡可能的小。

　　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算函數(shù)作為防喘振線，而出口壓力P2作為壓縮機的實際運行工作點。當實際壓力值小于f（△P1，T1）時，工作點在A點，說明壓縮機處于正常工況范圍運行，防喘振系統(tǒng)不發(fā)生調(diào)節(jié)作用，防喘振閥關閉。

　　當實際壓力值大于f（△P1，T1）時，工作點在B點，說明壓縮機運行工況點處于喘振區(qū)，防喘振閥應打開適當角度，進行防喘振調(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性，有必要在該方案中增加下列輔助功能，以確保該方案對工藝工況和環(huán)境條件變化的適應能力。

　　4.1溫度補償功能壓縮機的特性曲線可能會隨著環(huán)境溫度的變化而變化，特別是溫度升高時造成喘振線前移，如果設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，甚至會造成實際的喘振線越過防喘振線，失去防喘振線的保護意義。

　　為此需設置溫度補償功能對防喘振線進行校正，使防喘振線能自動隨溫度變化而移動，在溫度高時，防喘振線向右移，在溫度低時，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功能為了防止防喘振系統(tǒng)的反復調(diào)節(jié)造成防喘振閥的振蕩，影響壓縮機出口的穩(wěn)定，需增加防喘振閥的快開慢關功。在喘振發(fā)生時，能夠快速響應，快速打開防喘振閥，以防止危險發(fā)生。

　　而在關閉閥門過程中，則慢慢關閉，可以防止發(fā)生振蕩。

　　4.3防喘振線自動移動功能長期運行造成的壓縮機動，靜葉片的沖蝕，污垢增多等原因，會引起壓縮機喘振特性的改變。這種改變往往會使實際喘振線向右下方移動，造成喘振線與所設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進入喘振區(qū)。為了有效解決這個問題，需在防喘振控制系統(tǒng)中設置防喘振線自動移動功能，其作用是，如果壓縮機發(fā)生喘振時，則防喘振線自動背離喘振線向前移動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，則防喘振線又會向前移動。

　　為了不使有效操作范圍減少過多，*多向前移動10次，前移距離一般取安全裕量的5%～10%. 4.4動態(tài)調(diào)節(jié)功能當壓縮機的實際工作點快速接近喘振線時，則所設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進入喘振區(qū)，在這種情況出現(xiàn)時，必須設置動態(tài)調(diào)節(jié)功能，加快調(diào)節(jié)作用。

　　4.5手動，半自動，自動功能防喘振控制系統(tǒng)應具有手動和自動切換功能。手動方式就是當實際工作點在防喘振線的右邊，可以人為控制防喘振閥的開關，當實際工作點在防喘振線的左邊，人為控制防喘振閥的閥位無效。半自動方式就是防喘振閥實際輸出取手動和自動輸出的高值，即人為輸入閥位只能大于自動輸出，否則人為輸入閥位不起作用。自動方式就是當實際工作點進入防喘振線左邊，在自動位置時，PID自動調(diào)節(jié)開閥，當實際工作點進入防喘振線右邊，在自動位置時，PID自動調(diào)節(jié)關閥。

　　4.6手動超馳功能

　　5防喘振控制方案在廢酸再生裝置壓縮機中的應用中海煉化惠州煉油分公司1萬噸/年廢酸再生裝置引進美國MECS的工藝包，其以烷基化產(chǎn)生的廢硫酸為原料，并補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組共有2臺（一開一備），各用1套潤滑油系統(tǒng)（共用1個高位油箱），主輔機之間采用干式疊片式聯(lián)軸器聯(lián)接。兩臺壓縮機公用一臺防喘振閥。

　　工廠選用TRIDANT控制器用于廢酸再生裝置壓縮機防喘振控制系統(tǒng)，采用三重化冗余容錯（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組成。

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

　　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可視化軟件是一個功能強大而且直觀的形人機界面（HMI），可用于工業(yè)自動化，過程控制，管理監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集。InTouchHMI使用戶可以實時察看和控制工業(yè)生產(chǎn)過程，同時，它為工程師提供了一個易用的開發(fā)環(huán)境和廣泛的功能，使工程師能夠快速地建立，測試和部署強大的自動化應用，來連接和傳遞實時信息。InTouch軟件是一個開放的，可擴展的人機界面，為客戶的應用設計提供了靈活性，同時為工業(yè)中的各種自動化設備提供了連接能力。

　　防喘振控制是對壓縮機機組的一種保護。它在機組工作點進入喘振區(qū)前通過提前打開防喘振閥，提高流量使工作點回歸正常。廢酸再生裝置壓縮機防喘振控制系統(tǒng)性能曲線，系統(tǒng)采用動態(tài)防喘振技術(shù)，能根據(jù)機組運行狀態(tài)動態(tài)的調(diào)整防喘振線，同時對防喘振閥進行控制，使機組運行更加安全和可靠。坐標系的橫坐標為△P1，坐標系的縱坐標為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，預設防喘振線。當工作點進入喘振線左邊時，說明機組已進入喘振區(qū)，系統(tǒng)應提前迅速將防喘振閥全打開，系統(tǒng)正常投用不會出現(xiàn)這種情況。預設防喘振線，是由廠家提供的出廠防喘振線。當機組在實際運行過程中，如果工作點進入喘振線左邊，并在自動位置時，為了今后機組控制更安全，防喘振線自動向右平移，*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，實際防喘振線與預期防喘振線重疊。性能曲線把機組性能及防喘振控制**結(jié)合在一起。工作點進入實際防喘振線左邊，在自動位置時，PID自動調(diào)節(jié)開閥。工作點進入實際防喘振線右邊，在自動位置時，PID自動調(diào)節(jié)關閥。防喘振調(diào)節(jié)方式有手動，半自動，全自動三種方式。近一年來的實際運行，驗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工況的實時監(jiān)測和提前預測的算法，并根據(jù)預測結(jié)果提前采取防范措施，確保了防喘振控制的效率，達到了節(jié)約能耗提高效益的目的，延長了機組的使用壽命，確保機組安全，平穩(wěn)和長周期運行。同時采用具有友好工作界面和較強網(wǎng)絡功能的TRIDANT系統(tǒng)實現(xiàn)，使得實現(xiàn)的應用系統(tǒng)融入了更多的人性化設計理念，方便于應用和推廣。