line2為入口導(dǎo)葉的最小開度(絕對),由流量調(diào)節(jié)范圍決定,即啟動位置。
line3為喘振保護線。在目前的控制手段下,一般不希望工作區(qū)域受line3控制,故在條件允許情況下,提高進氣壓力設(shè)定值,即降低line1;如果條件不允許,應(yīng)增加排氣壓力運行值對入口導(dǎo)葉最小開度(相對)的限制,要求如下:Q>Q最小開度(Pd≤Pd′)Q>a(Pd-Pd′)+Q最小開度(Pd>Pd′)式中:Pd‘為line2、line3交點對應(yīng)的排氣壓力(此時進口狀態(tài)為最低狀態(tài));Q為氣體流量;a為(line1、line3交點對應(yīng)的Q-line2、line3交點對應(yīng)的Q)/(line1、line3交點對應(yīng)的Pd-line2、line3交點對應(yīng)的Pd)。
入口導(dǎo)葉單獨控制如果空分設(shè)備供氣量與壓縮機送氣量不平衡,會造成進氣壓力波動。通過入口導(dǎo)葉控制,改變壓縮機送氣量,達到平衡進氣壓力的目的。當進氣壓力下降時,空分設(shè)備供氣量小于壓縮機送氣量,入口導(dǎo)葉關(guān)小,壓縮機送氣量下降,實現(xiàn)平衡氣量;若空分設(shè)備供氣量遠小于壓縮機送氣量,入口導(dǎo)葉已關(guān)至最小,這時旁通閥打開,靠旁通量來補充空分設(shè)備供氣量,實現(xiàn)平衡氣量;旁通量不足以補充空分設(shè)備供氣量,則聯(lián)鎖停車。
實現(xiàn)性能調(diào)整時進氣壓力的設(shè)定壓縮機制造商在“技術(shù)參數(shù)匯總表”中提供一個排氣壓力參考值,用戶應(yīng)根據(jù)排氣壓力運行值(常用)間接反映進氣壓力值,進行進氣壓力的設(shè)定,以保證對入口導(dǎo)葉的控制。人為調(diào)整工況后,進氣壓力值應(yīng)重新設(shè)定。
實現(xiàn)防喘控制時的設(shè)定壓縮機防喘控制示意圖如所示。用戶如果對排氣壓力、進氣壓力重新取值,應(yīng)根據(jù)分析。中陰影部分為工作區(qū)域,它由line1、line2、line3構(gòu)成。
由排氣壓力/進氣壓力決定,排氣壓力(控制旁通閥)一般設(shè)定為設(shè)計值的1105%~111%;進氣壓力(控制旁通閥)設(shè)定值的大小決定安全區(qū)域是否由line3構(gòu)成。
當進氣壓力上升時,空分設(shè)備供氣量大于壓縮機送氣量,入口導(dǎo)葉開大,壓縮機送氣量上升,實現(xiàn)平衡氣量;空分設(shè)備供氣量遠大于壓縮機送氣量,入口導(dǎo)葉已開至最大,入口導(dǎo)葉失控,只有人為調(diào)整空分設(shè)備供氣量;或提供報警,提醒人為調(diào)整空分設(shè)備供氣量。
假定進氣壓力設(shè)計值為12kPa,進氣壓力小于10kPa,則控制入口導(dǎo)葉;進氣壓力小于6kPa,則控制旁通閥;若排氣壓力設(shè)定值高于排氣壓力實際值(即入口導(dǎo)葉單獨控制),旁通閥脫離排氣壓力控制,此時入口導(dǎo)葉與旁通閥存在以下5種狀態(tài):(1)當Pj>10kPa時,入口導(dǎo)葉全開,旁通閥全關(guān);(2)當Pj≈10kPa時,入口導(dǎo)葉受控,旁通閥全關(guān);(3)當6kPa 旁通閥單獨控制如果用戶需氣量與壓縮機送氣量(空分設(shè)備供氣量=壓縮機送氣量)不平衡,造成排氣壓力波動。通過旁通閥控制,改變壓縮機送氣量(改變旁通量),達到平衡排氣壓力的目的(此時非排氣壓力恒定,只是新的平衡)。同時,由于進氣壓力下降時,進氣壓力也參與旁通閥控制,故增加選擇器。增加選擇器的目的是防喘、安全,即選擇控制進氣壓力、排氣壓力造成旁通閥開大為原則。由于旁通閥為氣閉閥,取控制信號電流低者(低選)控制旁通閥(如所示)。
旁通閥控制示意圖假定旁通閥單獨控制,即入口導(dǎo)葉不動作,那么Pj≠10kPa,此時存在以下4種狀態(tài):(1)當Pj>10kPa時,排氣壓力控制旁通閥;用戶需氣量下降,排氣壓力上升,旁通閥打開,壓縮機送氣量增大,壓比(Pd/Pj)下降,會出現(xiàn)以下3種情況:若進氣壓力上升,排氣壓力上升,等于或低于設(shè)定值;進氣壓力上升,排氣壓力上升,高于設(shè)定值,這種情況決定于性能曲線,往往在中等排氣壓力時出現(xiàn),造成邏輯錯誤,只有人為減少空分設(shè)備供氣量,達到等于或低于設(shè)定值;進氣壓力不變或進氣壓力下降,排氣壓力下降,低于設(shè)定值。
(2)當6kPa ?。?)當Pj≈6kPa時,進氣壓力控制旁通閥,排氣壓力下降,低于設(shè)定值平衡。(4)當Pj<6kPa時,旁通閥已全開,排氣壓力失控,只有人為減少空分設(shè)備供氣量。
入口導(dǎo)葉與旁通閥同時控制入口導(dǎo)葉與旁通閥同時受控,這時進氣壓力恒定。當用戶需氣量變化時,空分設(shè)備供氣量不會自我調(diào)整,只有人為改變空分設(shè)備供氣量。壓縮機只能通過進氣壓力、空分設(shè)備供氣量進行自我調(diào)節(jié),排氣壓力決定于性能曲線(如所示)。
入口導(dǎo)葉和旁通閥同時控制時排氣壓力性能曲線圖(a)中,旁通量(Q3-Q1)大于開導(dǎo)葉的恒壓增多量(Q2-Q1),開導(dǎo)葉及旁通閥時,排氣壓力下降。(b)中,旁通量(Q3-Q1)小于開導(dǎo)葉的恒壓增多量(Q2-Q1),開導(dǎo)葉及旁通閥時,排氣壓力上升,邏輯錯誤。
因此,可以得到這樣的結(jié)論:排氣壓力設(shè)定值大于某一值時,才能實現(xiàn)排氣壓力下降。
控制的改進(1)不控制流量的改進在喘振保護線(line3)控制入口導(dǎo)葉最小值時,通過排氣壓力控制入口導(dǎo)葉,實現(xiàn)性能調(diào)整。通過進氣壓力(因為進氣壓力對line3有影響)、壓比(Pd/Pj)控制旁通閥;壓比控制放空閥,實現(xiàn)防喘控制。(2)控制流量的改進利用壓縮機性能曲線實現(xiàn)完全控制。