壓縮機控制方案

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1、第 十 六 章 壓 縮 機 組 控 制方 案 壓 縮 機 的 控 制 壓 縮 機 的 分 類 往 復(fù) 式 壓 縮 機 ： 流 量 小 ， 壓 縮 比 高 場 合 離 心 式 壓 縮 機 ： 流 量 大 ， 體 積 小 ， 效 率 高， 維 護 方 便 離 心 式 壓 縮 機 的 防 喘 振 控 制1.往 復(fù) 式 壓 縮 機 的 常 用 控 制v汽 缸 余 隙 控 制 詳 見 教 材v頂 開 閥 控 制 （ 吸 入 管 阻 力 控 制 ） v旁 路 回 流 量 控 制v轉(zhuǎn) 速 控 制2.離 心 式 壓 縮 機 的 其 他 控 制 系 統(tǒng) 和 連 鎖 系 統(tǒng)v氣 量 控 制 系 統(tǒng) ： 即 負 荷

2、 控 制 系 統(tǒng) 出 口 節(jié) 流 ： 比 進 口 節(jié) 流 法 節(jié) 流 ， 但 結(jié) 構(gòu) 比較 復(fù) 雜 。 改 變 轉(zhuǎn) 速 ： 最 節(jié) 能 ， 價 貴 ， 常 用 于 大 型 壓縮 機 。 （ 蒸 汽 透 平 帶 動 ）v入 口 壓 力 控 制 系 統(tǒng) ： 例 如 吸 入 管 壓 力 控 制轉(zhuǎn) 速 來 穩(wěn) 定 入 口 壓 力 。 入 口 壓 力 與 出 口 流 量 的 選 擇 控 制 ， 旁 路 控制 調(diào) 節(jié) 緩 沖 罐 壓 力 等 。v油 系 統(tǒng) ： 密 封 油 、 潤 滑 油 、 調(diào) 速 油 等 的 壓 力、 溫 度 、 油 箱 液 位 等 的 控 制 。v聯(lián) 鎖 系 統(tǒng) ： 軸 位 移 和

3、振 動 、 軸 向 力 等 檢 測 、報 警 和 其 它 聯(lián) 鎖 系 統(tǒng) 。v壓 縮 機 各 段 吸 入 溫 度 、 分 離 器 液 位 控 制 系 統(tǒng)； 壓 縮 機 是 指 輸 送 較 高 壓 力 的 氣 體 機 械 ，一 般 產(chǎn) 生 高 于 300kPa的 壓 力 。 壓 縮 機 分 為 往復(fù) 式 壓 縮 機 和 離 心 式 二 大 類 。 16.1 往 復(fù) 式 壓 縮 機 控 制 方 案 如 圖 16-1所 示 是 氮 壓 縮 機 汽 缸 余 隙 及 旁路 控 制 的 流 程 圖 ， 這 套 控 制 系 統(tǒng) 允 許 負 荷波 動 范 圍 60 100 ， 是 個 分 程 控 制 系 統(tǒng)，

4、 即 當(dāng) 控 制 器 輸 出 信 號 在 20-60kPa時 ， 余隙 閥 動 作 。 當(dāng) 余 隙 閥 全 部 打 開 ， 壓 力 還 下不 來 時 ， 旁 路 閥 動 作 ， 即 控 制 器 輸 出 信 號在 60% 100%時 ， 旁 路 閥 動 作 ， 以 保 持 壓力 恒 定 。 圖 16-1 氮 壓 縮 機 汽 缸 余 隙 及 旁 路 閥 控 制 流 程 圖 16.2 離 心 式 壓 縮 機 控 制 方 案 16.2.1 氣 量 控 制 系 統(tǒng) (負 荷 控 制 系 統(tǒng) )（ 1） 出 口 節(jié) 流 法 圖 16-2為 “ 離 心 式 壓 縮 機 出 口 節(jié) 流 法 ” 控 制系 統(tǒng)

5、， 主 要 用 于 離 心 式 通 風(fēng) 機 和 功 效 較 小離 心 式 鼓 風(fēng) 機 。（ 2） 入 口 節(jié) 流 法 “ 入 口 節(jié) 流 控 制 ” 時 壓 縮 機 的 功 耗 比“ 出 口 節(jié) 流 控 制 ” 小 。 如 果 離 心 式 壓 縮 機入 口 壓 力 不 能 保 持 恒 定 , 靈 敏 度 高 , 則 較少 采 用 “ 入 出 口 節(jié) 流 法 ” 。 圖 16-2 離 心 式 壓 縮 機 出 口 節(jié) 流 法 圖 16-3 離 心 式 壓 縮 機 入 口 節(jié) 流 法 （ 3） 轉(zhuǎn) 速 控 制 法 圖 16-4 離 心 式 壓 縮 機 特 性 曲 線 圖 16-5 轉(zhuǎn) 速 控 制 法

6、 （ 4） 旁 路 控 制 法 如 圖 16-6旁 路 控 制 法 。（ 5） 控 制 導(dǎo) 向 葉 片 角 度 法 （ 簡 稱 “ 導(dǎo) 葉 控 制” ） 為 了 減 少 阻 力 損 失 ， 對 大 型 壓 縮 機 往 往 不用 控 制 吸 入 閥 的 方 法 ， 而 用 控 制 導(dǎo) 向 葉 片角 度 的 方 法 ， 如 圖 16-7。 圖 16-6旁 路 控 制 法 圖 16-7 控 制 導(dǎo) 向 葉 片 角 度 法 16.2.2 壓 縮 機 入 口 壓 力 控 制 系 統(tǒng) 壓 縮 機 負 荷 控 制 可 用 流 量 控 制 實 現(xiàn) , 有時 也 可 采 用 壓 縮 機 入 口 壓 力 控 制

7、來 實 現(xiàn) 。入 口 壓 力 控 制 方 法 有 ： 圖 16-8 吸 入 管 壓 力 控 制 轉(zhuǎn) 速 圖 16-9旁 路 控 制 入 口 壓 力 （ 1） 吸 入 管 壓 力 控 制 轉(zhuǎn) 速 見 圖 16-8， 采 用 “ 吸 入 管 壓 力 控 制 轉(zhuǎn) 速 ”來 穩(wěn) 定 入 口 壓 力 。 （ 2） 旁 路 控 制 入 口 壓 力 流 量 的 選 擇 性 控 制 見 圖 16-9， 采 用 旁 路 控制 壓 縮 機 入 口 緩 沖 罐 壓 力 。 （ 3） 入 口 壓 力 與 出 口 流 量 的 選 擇 性 控 制 采 用 如 圖 16-10所 示 ， 為 保 證 前 后 工 段 生 產(chǎn)負

8、 荷 均 衡 ， 壓 縮 機 所 輸 送 的 氣 量 也 不 能 超 過 前 面工 段 的 壓 力 。 尤 其 要 防 止 氣 量 過 大 ， 造 成抽 空 ， 吸 入 空 氣 而 發(fā) 生 爆 炸 。 所 以 必 要 時可 以 把 壓 縮 機 入 口 壓 力 和 流 量 結(jié) 合 在 一 起設(shè) 計 成 選 擇 控 制 系 統(tǒng) 。 正 常 生 產(chǎn) 時 ， 流 量控 制 系 統(tǒng) 工 作 ， 壓 縮 機 按 正 常 負 荷 輸 送 氣量 。 如 果 因 前 面 工 序 負 荷 減 低 , 而 造 成 入口 壓 力 下 降 時 ， 壓 力 控 制 系 統(tǒng) 通 過 低 選 器自 動 切 上 去 ， 把 氣

9、 量 減 下 來 ， 以 保 證 入 口壓 力 并 不 被 抽 空 。 圖 16-10 入 口 壓 力 與 出 口流 量 的 選 擇 性 控 制 16.2.3 壓 縮 機 出 口 壓 力 控 制 系 統(tǒng) 見 圖 16-11 壓 縮 機 出 口 壓 力 控 制 系 統(tǒng) （ 合成 氨 壓 縮 機 控 制 流 程 圖 ） 。 圖 16-11 壓 縮 機 口 壓 力 控 制 系 統(tǒng) 16.2.4 防 喘 振 控 制 系 統(tǒng) 因 為 喘 振 是 離 心 式 壓 縮 機 的 固 有 特 性， 喘 振 發(fā) 生 時 , 會 造 成 設(shè) 備 事 故 。 因 此 ,必須 設(shè) 置 防 喘 振 控 制 系 統(tǒng) 加 以

10、 防 止 ， 下 一 章將 詳 細 介 紹 離 心 式 壓 縮 機 的 防 喘 振 控 制 系統(tǒng) 。 16.2.5 壓 縮 機 段 間 吸 入 溫 度 控 制 氣 體 壓 縮 過 程 中 會 使 其 溫 度 升 高 。 為使 進 入 下 一 級 壓 縮 機 的 氣 體 降 溫 而 提 高 壓 縮效 率 。 壓 縮 機 的 出 口 和 級 間 需 要 通 過 換 熱 使被 壓 縮 氣 體 冷 卻 到 所 需 要 的 溫 度 ， 為 此 設(shè) 置溫 度 控 制 系 統(tǒng) 。 見 圖 16-12常 用 的 兩 種 控 制方 案（ 1） 見 圖 16-12（ a） ， 壓 縮 機 吸 入 口 由 多路 進

11、 入 ， 對 于 來 自 換 熱 器 的 入 口 氣 體 溫 度 更應(yīng) 注 意 ， 更 需 要 控 制 。（ 2） 見 圖 16-12（ b） 是 多 級 壓 縮 ， 不 引 入熱 量 。 （ a） （ b） 16.2.6 壓 縮 機 液 位 控 制 （ 分 離 器 液 位 控 制 系 統(tǒng) ） 為 防 止 吸 入 壓 縮 機 的 氣 體 帶 液 , 造 成葉 輪 損 壞 , 壓 縮 機 各 段 吸 入 口 均 設(shè) 置 冷 凝液 分 離 罐 , 為 防 止 液 位 過 高 , 造 成 氣 體 帶液 , 需 設(shè) 置 分 離 罐 液 位 控 制 系 統(tǒng) 。 見 圖 16-13。 （ a） （ b）圖

12、 16-13壓 縮 機 液 位 控 制 （ 分 離 器 液 位 控 制 系 統(tǒng) ） 16.3 變 頻 調(diào) 速 器 的 應(yīng) 用1.變 頻 調(diào) 速 器 采 用 變 頻 調(diào) 速 器 的 原 因 控 制 閥 的 壓 損 占 能 耗 的 大 部 分 ， S值 越 大 ，壓 損 越 大 。 電 機 功 率 與 轉(zhuǎn) 速 的 立 方 成 正 比 ， 變 頻 調(diào) 速 具有 最 大 節(jié) 能 效 果 。 變 頻 調(diào) 速 器 原 理 ： 采 用 正 弦 波 PWM脈 寬 調(diào) 制電 路 進 行 無 級 調(diào) 速 2.變 頻 調(diào) 速 器 的 應(yīng) 用 直 接 采 用 變 頻 調(diào) 速 控 制 系 統(tǒng) 進 行 轉(zhuǎn) 速 的 調(diào)節(jié) 。 采 用 變 頻 調(diào) 速 和 控 制 閥 并 存 ， 正 常 時 用 變頻 調(diào) 速 。 例 題 圖 16-15所 示 四 種 離 心 式 壓 縮 機 控 制 方 案中 ， 哪 種 方 法 屬 于 流 量 旁 路 法 控 制 （ D ）