[发明专利]多级离心式空气压缩机恒压供气的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及离心式压缩机控制技术领域，特别是涉及多级离心式压缩机恒压供气的控制方法。

背景技术

多级离心式压缩机广泛应用于石油化工、空气分离和医药工程等各个方面，用于提供工业用气体，在很多应用场合都需要恒压供气，在工业现场，由于工艺以及其他方面影响，导致用气量经常发生变化；另外管道的长短，储气罐大小等因素也导致不同的场合由于用气量变化导致压缩机压力变化的快慢有很大的不同，由于其应用工业现场的情况比较复杂，给多级离心式压缩机的恒压控制带来很大的难度，另外在控制过程中，导叶和放空阀的开关速度，会使得导叶IGV或者放空阀BOV开度的设定值>实际值，如果处理不当，会造成超调的可能。而且要始终避免由于超调以及电流值漂移带来的超电流停机和喘振停机给生产带来的影响。因此，需要提供一种能够恒定控制进气量的控制方法，通过控制导叶和放空阀的开度，对压缩机恒定供气加以控制，从而消除压缩机供气状态不稳定的现象。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中无法对用气现场提供恒定供气，恒压供气控制难度大，控制过程中经常会出现超电流停机和喘振停机的问题，提供一种多级离心式压缩机恒压供气的控制方法，该方法根据压缩机设计参数以及实验数据，确定压缩机的控制调节区域图，再根据当前压力值和电流值判断目前处于哪个调节区域，通过PID调节进口导叶IGV或放空阀BOV的开度大小，达到恒压供气的目的。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

多级离心式空气压缩机恒压供气的控制方法，包括以下步骤：

第一步，根据多级压缩机的设计参数结合性能仿真与实验数据得出多级压缩机性能曲线；

第二步，确定卸载压力值和再加载压力值，结合第一步确定多级压缩机的喘振区、导叶调节区和放空阀调节区；

第三步，设置压缩机正常工作时的设定压力值P_设定和死区范围，基于目标值和实际值的差值大小，选择不同的比例-微分-积分PID调节参数，通过比例-微分-积分PID调节，生成调节信号；

第四步，多级压缩机再加载压力值为P_再加载，测量的出口压力值为P_current，卸载压力值为P_卸载；若P_再加载＜P_current＜P_卸载，则压缩机进入全恒压控制调节模式，进入步骤五；若当前压力值P_current>P_卸载，则进入强制卸载模式，进入步骤六，若当前压力值P_current<p_再加载，则进入再加载模式，进入步骤七；

第五步，根据多级压缩机当前电流值，确定多级压缩机调节区间，并根据目标值和实际值差值，确定PID调节参数，通过PID调节压力值；

第六步，全开放空阀，然后调节进口导叶IGV开度使多级压缩机使当前电流值I_current＝最小电流值I_min，然后进入全恒压调节模式；

第七步，调节进口导叶IGV开度使多级压缩机使当前电流值I_current＝最小电流值I_min，然后全关放空阀，再次调节进口导叶IGV开度使多级压缩机当前电流值I_current＝最小电流值I_min，进入全恒压调节模式。

优选地，所述步骤五中若当前电流值I_current≧最小电流值I_min，则压缩机处于导叶调节区，生成的调节信号送给导叶控制器，控制进口导叶的开度从而调节压缩机出口压力的大小；反之，若当前电流值I_current≦最小电流值I_min，则压缩机工作区间处于放空阀调节区，调节信号送给放空阀控制器，控制放空阀开度大小从而调节实际压力的大小，达到恒压供气目的。

优选的，所述步骤七进入全恒压调节模式后，在全恒压调节过程中，如果当前压力值P_current<p_再加载，则直接进入再加载模式，全关放空阀，利用PID调节进口导叶IGV开度，使系统恢复全恒压供气；如果P_current>p_再加载,则直接进入调节放空阀区，通过PID对放空阀开度进行调节，达到正常工作所需压力P_设定。