[发明专利]一种采用插值运算的风洞静叶可调轴流压缩机防喘系统

摘要

本发明专利公开了一种采用插值运算的风洞静叶可调轴流压缩机防喘系统，包括中央控制器、防喘振控制单元、静叶调节机构、监测单元、转速控制单元；通过已有静叶角度的喘振线数据通过插值运算获得未测角度的喘振线数据，以此设置防喘警戒线，允许机组在未进行实测喘振线数据的静叶角度下运行；在不增加调试工作、成本的前提下，大大拓宽了机组稳定运行角度区间；同时通过实时监控轴流压缩机运行工况，自动切换防喘警戒线，并依据机组运行工况对防喘警戒线进行温度修正，确保机组在防喘警戒线内安全稳定运行。本发明专利的采用插值运算的风洞用静叶可调轴流压缩机防喘控制系统还可应用于其他静叶角度频繁变化的工业场合。

主权项

1.一种采用插值运算的风洞静叶可调轴流压缩机防喘系统，包括中央控制器、防喘振控制单元、静叶调节机构、监测单元和转速控制单元；监测单元监测压缩机组流量、静叶角度、压比和温度，转速控制单元控制压缩机组转速；所述的防喘振控制单元用于控制阀门，该阀门设置于压缩机组进出口间旁通回路上，在压缩机组出现或接近防喘警戒线时能够快速打开阀门，增大机组入口流量、降低压缩机组进出口压比；其特征在于：所述的静叶调节机构包括静叶调节筒、齿条、伺服电机、斜齿轮、支撑轴、若干静叶滑块和若干静叶曲柄，所述的静叶调节筒安装于静叶机壳外侧，所述的静叶调节筒安装在支撑轴上，支撑轴用于支撑静叶调节筒，能够确保静叶调节筒轴向移动，齿条固定在静叶调节筒上，伺服电机的输出轴通过减速器与斜齿轮连接，斜齿轮与齿条啮合，若干静叶滑块安装于静叶调节筒的环形凹槽内，滑块能够在凹槽内滑动，每个静叶滑块与一个静叶曲柄的一端连接，每个静叶与其相对应位置的静叶曲柄的另外一端固定连接，在静叶调节筒轴向移动时，所有静叶滑块随静叶调节筒轴向移动，带动所有静叶曲柄转动，所有静叶同时随静叶曲柄转动，在机组运行时实时调节静叶运行角度；所述的中央控制器利用压缩机组运行过程中实测的静叶角度、流量、压比、温度的数据通过计算，得出压缩机组的实际运行工况点，并将该运行工况点与已设置好的该静叶角度的防喘警戒线进行比对，当机组运行工况点持续运行在防喘警戒线外，中央控制器控制防喘振控制单元动作，确保机组远离喘振区间；利用已有静叶角度的喘振线数据通过插值运算获得未测角度的喘振线数据，以此设置防喘警戒线，允许压缩机组在未进行实测喘振线数据的静叶角度下运行，同时通过实时监控轴流压缩机组运行工况，自动切换防喘警戒线，并依据压缩机组运行工况对防喘警戒线进行温度修正，确保压缩机组在防喘警戒线内安全稳定运行，其中，对已完成机组静叶角度为θ1、θ2、θ3……的实测喘振点数据，其数据格式为(θ1，Q1‑1，ε1‑1，n1)、(θ1，Q1‑2，ε1‑2，n2)、(θ1，Q1‑3，ε1‑3，n3)、(θ1，Q1‑4，ε1‑4，n4)……，(θ2，Q2‑1，ε2‑1，n1)、(θ2，Q2‑2，ε2‑2，n2)、(θ2，Q2‑3，ε2‑3，n3)、(θ2，Q2‑4，ε2‑4，n4)……，(θ3，Q3‑1，ε3‑1，n1)、(θ3，Q3‑2，ε3‑2，n2)、(θ3，Q3‑3，ε3‑3，n3)、(θ3，Q3‑4，ε3‑4，n4)……；对于静叶角θx，若θ1＜θx＜θ2，则该静叶角度不同转速nm(m＝1，2，3，4……)的喘振点数据(θx，Qx‑m，εx‑m，nm)，通过以下插值公式计算：通过计算得到静叶角θx不同转速nm(m＝1，2，3，4……)对应的喘振点数据，(θx，Qx‑1，εx‑1，n1)、(θx，Qx‑2，εx‑2，n2)、(θx，Qx‑3，εx‑3，n3)、(θx，Qx‑4，εx‑4，n4)……；其中，θ为压缩机组静叶角度，θp(p＝1，2，3，4……)为机组不同静叶角度；n为压缩机组转速，nm(m＝1，2，3，4……)为机组不同转速；Q为压缩机组进口体积流量，Qp‑m(p＝1，2，3，4……；m＝1，2，3，4……)为压缩机组静叶角度θp，转速nm的流量；ε为压缩机组进口出口压比，εp‑m(p＝1，2，3，4……；m＝1，2，3，4……)为压缩机组静叶角度θp，转速nm的压比。