[发明专利]一种大型氦压缩机站多级压力的控制方法

摘要

本发明公开了一种大型氦压缩机站多级压力的控制方法，以稳定三级压力为核心控制目标，针对主压缩机组两级串联形成三级压力的结构，在两两压力管路之间设置通路并配以旁通阀实现三级压力内部氦气量的快速调配，以改善单一使用压缩机能量滑阀调节的长时间滞后造成响应速度慢、易超调的缺点；在压缩机站储气、回收、主压缩机组三个子系统之间布置控制阀门，实现主压缩机系统三级压力管路与外部子系统之间的氦气量调配，用来抑制由于系统内部气量失衡造成的压力波动。通过分解各级压力之间的耦合关系，分别设计了三级压力各自的单变量多个执行机构的协调控制方法，并结合多种专家规则与控制参数动态匹配，实现大型氦压缩机站多级压力的实时调节。

主权项

一种大型氦压缩机站多级压力的控制方法，其特征在于：以稳定三级压力为核心控制目标，针对主压缩机组两级串联形成三级压力的结构，在两两压力管路之间设置通路并配以旁通阀实现三级压力内部氦气量的快速调配，以改善单一使用压缩机能量滑阀调节的长时间滞后造成响应速度慢、易超调的缺点；在压缩机站储气、回收、主压缩机组三个子系统之间布置控制阀门，实现主压缩机系统三级压力管路与外部子系统之间的氦气量调配，通过分解各级压力之间的耦合关系，分别设计了三级压力各自的单变量多个执行机构的协调控制策略，其中：三级压力中低压压力LP控制回路的执行机构是与高压管路相连的旁通阀V1、V2，与回收系统相连的保护阀V3以及低压级螺杆压缩机组C1能量滑阀，其中旁通阀V1、V2、保护阀V3均由PID控制器控制；低压压力LP控制策略是以低压压力LP作为单一被控变量：低压压力LP>设定值LP_SP1时，控制旁通阀V1开度减小，其中LP_SP1为；当旁通阀V1开度低于下限值时，低压级螺杆压缩机组C1能量滑阀执行增载动作；当低压LP<设定值LP_SP1时，控制旁通阀V1开度增大，当旁通阀V1开度高于上限值时，低压级螺杆压缩机组C1减载；如果低压压力LP继续下降至低压压力LP<设定值LP_SP2，则控制旁通阀V2打开辅助调节；当低压压力LP>上限值LP_HI时，控制保护阀V3打开向回收系统泄压；三级压力中中压压力MP控制回路的执行机构是与高压管路相连的旁通阀V4，与低压管路相连的旁通阀V5，与高压级螺杆压缩机组C2入口相连的旁通阀V6，其中旁通阀V4、V5、V6均由PID控制器控制；中压压力MP控制策略是以中压压力MP作为单一被控变量，由旁通阀V4与旁通阀V6进行逆向分程控制，旁通阀V4的PID控制器反作用，旁通阀V6的PID控制器正作用，且旁通阀V4与旁通阀V6互锁，只有当其中一个关闭后，才控制另一个进行调节；当MP>上限值MP_HI，控制旁通阀V5打开向低压压力LP管路泄压；三级压力中高压压力HP控制回路的执行机构是与储气系统相连的收气阀V7、V8，与低压管路相连的旁通阀V2，其中收气阀V7、V8均由PID控制器控制；高压压力HP的控制策略是：当高压压力HPHP>设定值HP_SP1，控制收气阀V7打开向储气系统收气，当收气阀V7来不及收气，高压压力HP继续升高至高压压力HP>设定值HP_SP2，启动收气阀V8控制；当高压压力HP>上限值HP_HI时，则强制旁通阀V2打开向低压路泄压。