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控制系统柜

喘振探测PLC控制器

发表时间:2013-05-02 15:21:59文字〖 阅读次数:2842 [关闭窗口]

 

喘振的概念

喘振是离心式压缩机的本身固有特性,而造成喘振的唯一直接原因是进气量减小到一定值。当气量减小到一定程度时,会出现旋转脱离,如这时进一步减小流量,在叶片背面将形成很大的涡流区域,气流分离层扩及整个通道,以至充满整个叶道,而把流道阻塞,气流不能顺利的流过,这时流动严重恶化,压缩机的排气压力会突然下降,由于压缩机总是和管网系统联合工作,这时管网中的压力不会马上减低,于是管网中的气体压力就会大于压缩机的出口处的压力,因而管网中的气体就倒流向压缩机,一直到管网中的压力下降到低于压缩机的出口压力为止,这时倒流停止,压缩机又开始向管网供气,经过压缩机的流量又增大,压缩机又恢复到正常工作。但当管网中的压力恢复到原来压力时,压缩机的流量又减少,系统中的气流又产生倒流,如此周而复始,就在整个系统中产生了周期性的气流振荡现象,这种现象就称作“喘振”。喘振现象不但和压缩机中严重的旋转脱离有关,还和管网系统有关。管网的容量越大,则喘振的振幅越大,频率越低。喘振的频率大致和管网容量的平方跟成反比。

 

喘振的现象及判断

机组喘振时,压缩机和其后的管道系统之间产生了一种低频高振幅的压力波动,整个机组发生强力的振动,发出严重的噪音,调节系统也大幅度的波动。

 

喘振的危害

喘振是离心式压缩机性能反常的一种不稳定运行状态。发生喘振时,表现为整个机组管网系统气流周期性的振荡。不但会使压缩机的性能显著恶化、气流参数(压力、流量)产生大幅度脉动、大大加剧了整个压缩机的振动,还会使压缩机的转子及定子元件经受交变动应力,级间压力失调引起强烈的振动,使密封及轴承损坏,因此在操作中必须避免在喘振工况下运行。

 

喘振探测系统的必要性

  • 传统的DCS由于扫描速度慢(≥250ms),不利于压缩机的喘振保护。
  • 还有外部的情况导致喘振保护出现失效的情况,如:防喘阀故障、入口导叶故障、叶轮或中间冷却器脏污等原因。
  • 喘振探测是国际压缩机行业喘振保护的通用做法。

 

喘振探测系统原则

  • 独立设置原则。独立的电源、控制器、I/O卡、尽量独立的检测仪表。
  • 中间环节最少原则。无手动操作,直接输出信号至防喘振阀门的电磁阀及压缩机跳闸回路。

 

 

喘振探测系统特点

我们作为专业的压缩机控制工程公司,设计开发了专用的喘振探测PLC,这是对压缩机防喘振的重要补充,类似于工厂的ESD(Emergency Shut Down紧急停车系统)。其特点为:

  • 采用SIEMENS S7-300硬件,成本低且通用性强。
  • 由于系统只需接入压缩机排气压力信号,并通过高效的喘振判断策略及精简优化的程序编写,可设置CPU的扫描周期为5ms,速度远快于ITCC与DCS.
  • 现场做喘振试验时,可在喘振探测PLC中预设经验保护值,起到保护作用。现场可安全地进行喘振测试,防止可能的由于喘振测试对压缩机的损害。

 

 

喘振探测系统使用条件

此系统的首要要求即速度,要发挥此系统的功能,在以下方面要匹配:

  • 选用低延时时间(TS)的变送器,建议Rosemount的3051C系列变送器。
  • 变送器引压管尽量短,建议引压管不超过1米。
  • 现场要进行喘振测试,得出真实的喘振参数。

 

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