【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及压缩机控制，尤其涉及一种压缩机性能控制的解耦方法。
技术介绍
1、压缩机是常用于制冷、空调、工业过程和能源转换等领域的关键设备，类型以离心式和轴流式为主，性能调节的方法有进口节流、出口节流、可调进口导叶、可调静叶和可调转速等方式。压缩机在运行过程中需要不断调整性能以满足工艺生产的需求，其工艺控制参数主要有流量、压力等。性能调节的本质就是改变压缩机出口压力或管网阻力，使得压缩机工况变化以满足系统或生产工艺对气体介质参数的要求，维持主要的控制变量在它的设定值上，保证工艺参数在安全界限之内，最终实现压缩机与管网的动态平衡。
2、为了满足生产工艺对压缩机的控制需求，一般压缩机的控制系统至少要有两个控制回路，一个用于控制性能，例如控制转速、控制进口导叶或控制可变静叶；另一个用于控制防喘振阀，以防止喘振。
3、但是在实际工程中这两个控制回路独立设置，如果性能控制和防喘控制之间没有解耦控制，压缩机工况靠近防喘控制线的时候，性能控制和防喘控制会出现冲突。例如当机组需要降低功率时，性能控制会要求减小机组的流量而防喘控制要求增加机组的流量，这两个相反的控制导致机组进入不稳定状态且容易发生喘振，同时破坏了工艺系统的稳定性。因此，性能控制必须具有解耦功能，避免与防喘控制冲突，才能满足工艺的稳定生产需求。
4、cn108708872a公开了一种并列运行透平压缩机控制方法及控制系统，包括负荷平衡控制、性能控制、防喘振控制；计算喘振控制偏差，根据压缩站内各机组的喘振控制偏差及平均喘振控制偏差实现机组自动负荷分
5、但上述方法还存在压缩机控制系统的灵活性和稳定性较差的问题。
技术实现思路
1、鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种压缩机性能控制的解耦方法，根据工艺对压缩机负荷的控制要求，结合压缩机的解耦状态、防喘阀开度、性能控制对象参数，判断压缩机性能控制与防喘控制的耦合关系，得出了性能控制对象和防喘控制的输出值；本专利技术所述解耦方法适用范围广，提高了压缩机控制系统的灵活性、稳定性、可靠性和经济性。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、本专利技术提供一种压缩机性能控制的解耦方法，所述解耦方法适用于基于转速、可变进口导叶或可变静叶调整性能的压缩机；
4、所述解耦方法包括如下步骤：
5、s1：实时监控压缩机的工作数据；
6、s2：计算压缩机工作点在防喘控制坐标系中的位置k_op；
7、s3：计算防喘控制线scl在防喘控制坐标系位置k_scl；
8、s4：计算解耦控制低线ldll在防喘控制坐标系位置k_ldll；
9、s5：计算解耦控制高线ldhl在防喘控制坐标系位置k_ldhl；
10、s6：根据计算的k_op、k_ldll、k_ldhl，判断压缩机是否处于解耦状
11、s7：根据生产工艺的实际值和设定值，判断性能控制对压缩机负荷的调节方向；
12、s8：根据压缩机的解耦状态、防喘阀开度和转速，设计在升负荷状态下的解耦策略；
13、s9：根据压缩机的解耦状态、防喘阀开度和转速，设计在降负荷状态下的解耦策略；
14、s10：根据解耦控制策略确定性能控制对象和防喘控制的输出值。
15、本专利技术所述的压缩机性能控制的解耦方法定义压缩机性能控制的解耦区由解耦控制线ldll和ldhl构成，根据压缩机工作点与解耦区的位置关系判断压缩机工作点是否靠近喘振控制线scl，也就是解耦状态。本专利技术中的解耦策略是根据压缩机工艺运行要求设计的，即压缩机升负荷的时候优先关闭防喘阀，压缩机降低负荷的时候优先降低转速或优先关小可变进口导叶或优先关小可变静叶。当工艺要求压缩机提升负荷的时候，性能控制优先关防喘阀；随着防喘阀的关闭，压缩机工作点逐渐靠近防喘控制线scl，当压缩机工作点足够靠近防喘控制线scl的时候进入解耦状态，此时性能控制器输出开始由防喘阀转移至机组转速或可变进口导叶开度或可变静叶开度，随着机组转速的提升或可变进口导叶开度增大或可变静叶开度的增大，压缩机工作点远离防喘控制线scl，该过程一直循环到防喘阀全关，此后性能控制始终作用于机组转速或可变进口导叶开度或可变静叶开度。当工艺要求压缩机降低负荷的时候，性能控制优先降低机组转速或减小可变进口导叶开度或减小可变静叶开度；随着机组转速的降低或可变进口导叶开度减小或可变静叶开度减小，压缩机工作点逐渐靠近防喘控制线scl，当足够压缩机工作点足够靠近防喘控制线scl的时候进入解耦状态，性能控制输出由机组转速或可变进口导叶开度或可变静叶开度转移至防喘阀，随着防喘阀的打开压缩机工作点远离防喘控制线scl，该过程一直循环直到机组转速降到最低或可变进口导叶开度最小或可变静叶开度最小，此后性能控制始终作用于机组防喘阀。本专利技术所述的压缩机性能控制的解耦方法通过上述解耦策略解决了性能控制与防喘控制耦合的问题，提高了压缩机控制系统的灵活性、稳定性、可靠性和经济性。
16、本专利技术所述的压缩机性能控制的解耦方法适用于轴流压缩机或离心式压缩机以及根据可变转速、可变进口导叶、可变静叶进行变负荷调节的压缩机。本专利技术所述的压缩机性能控制的解耦方法中定义压缩机工作点在防喘控制坐标系中的位置k_op。
17、优选地，当压缩机的性能调整方式为转速时，步骤s1所述工作数据包括进口温度、出口温度、进口压力、出口压力、流量计压差、防喘阀开度和转速。
18、本专利技术所述流量计压差中的流量计可以设置在压缩机的进口处，也可以设置在压缩机的出口处。本专利技术对流量计的数量不进行限定，可以是1个，2个或3个等，只要可以得出流量计压差即可。
19、优选地，当压缩机的性能调整方式为可变进口导叶时，步骤s1所述工作数据包括进口温度、出口温度、进口压力、出口压力、流量计压差、防喘阀开度、转速和可变进口导叶开度。
20、优选地，当压缩机的性能调整方式为可变静叶时，步骤s1所述工作数据包括进口温度、出口温度、进口压力、出口压力、流量计压差、防喘阀开度、转速和可变静叶开度。
21、优选地，根据所述工作数据计算体积流量、质量流量、压比、简化流量和简化压头。
22、本专利技术中对简化流量和简化压头的方法不进行详细限定，采用本领域技术人员熟知的方法进行简化即可。
23、本专利技术对步骤s2中计算压缩机工作点在防喘控制坐标系中的位置k_op的方法不进行详细限定，采用本领域技术人员熟知的方法进行计算即可。
24、优选地，步骤s3所述防喘控制线scl的设计原则是防喘控制线scl位于喘振控制线sll的右侧区域。
25、优选地，步骤s3所述计算防喘控制线scl在防喘控制坐标系本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种压缩机性能控制的解耦方法，其特征在于，所述解耦方法适用于基于转速、可变进口导叶或可变静叶调整性能的压缩机；
2.根据权利要求1所述的解耦方法，其特征在于，当压缩机的性能调整方式为转速时，步骤S1所述工作数据包括进口温度、出口温度、进口压力、出口压力、流量计压差、防喘阀开度和转速；
3.根据权利要求1或2所述的解耦方法，其特征在于，步骤S3所述防喘控制线SCL的设计原则是防喘控制线SCL位于喘振控制线SLL的右侧区域；
4.根据权利要求1～3任一项所述的解耦方法，其特征在于，步骤S4所述解耦控制低线LDLL的设计原则是解耦控制低线LDLL位于防喘控制线SCL的右侧区域；
5.根据权利要求1～4任一项所述的解耦方法，其特征在于，步骤S5所述解耦控制高线LDHL的设计原则是解耦控制高线LDHL位于防喘控制线SCL的右侧区域；
6.根据权利要求1～5任一项所述的解耦方法，其特征在于，步骤S6所述判断压缩机是否处于解耦状态的方法如下：
7.根据权利要求1～6任一项所述的解耦方法，其特征在于，步骤S7所述实际值包
8.根据权利要求1～7任一项所述的解耦方法，其特征在于，当压缩机的性能调整方式为转速时，步骤S8所述升负荷状态下的解耦策略如下：
9.根据权利要求1～8任一项所述的解耦方法，其特征在于，当压缩机的性能调整方式为转速时，步骤S9所述降负荷状态下的解耦策略如下：
10.根据权利要求1～9任一项所述的解耦方法，其特征在于，当压缩机的性能调整方式为转速时，步骤S9所述性能控制对象为转速；
...【技术特征摘要】
1.一种压缩机性能控制的解耦方法，其特征在于，所述解耦方法适用于基于转速、可变进口导叶或可变静叶调整性能的压缩机；
2.根据权利要求1所述的解耦方法，其特征在于，当压缩机的性能调整方式为转速时，步骤s1所述工作数据包括进口温度、出口温度、进口压力、出口压力、流量计压差、防喘阀开度和转速；
3.根据权利要求1或2所述的解耦方法，其特征在于，步骤s3所述防喘控制线scl的设计原则是防喘控制线scl位于喘振控制线sll的右侧区域；
4.根据权利要求1～3任一项所述的解耦方法，其特征在于，步骤s4所述解耦控制低线ldll的设计原则是解耦控制低线ldll位于防喘控制线scl的右侧区域；
5.根据权利要求1～4任一项所述的解耦方法，其特征在于，步骤s5所述解耦控制高线ldhl的设计原则...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨明成，郝宁，刘传亮，赵峰，张天博，马明俊，刘佳，李振亚，边文杰，
申请(专利权)人：上海发电设备成套设计研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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