變工況運(yùn)行的側(cè)流型壓縮機(jī)運(yùn)行空間的確定方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及壓縮機(jī)控制領(lǐng)域，特別是設(shè)及一種變工況運(yùn)行的側(cè)流型壓縮機(jī)運(yùn)行空 間的確定方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 側(cè)流型壓縮機(jī)一般是采用多級(jí)壓縮的方法，其主要可W分為反應(yīng)型側(cè)流應(yīng)用和制 冷型側(cè)流應(yīng)用兩種類型。
[0003] 目前，國(guó)內(nèi)的側(cè)流型壓縮機(jī)防喘振控制僅僅是采用簡(jiǎn)單的基于質(zhì)量守恒的流量計(jì) 算方法。但是該種基于質(zhì)量流量的防喘振控制方法僅僅在壓縮機(jī)在標(biāo)定工況條件下使用， 才具有控制作用。但是當(dāng)壓縮機(jī)運(yùn)行工況發(fā)生變化時(shí)，例如在開車階段，或者因上游工藝設(shè) 備問題會(huì)造成降量生產(chǎn)所導(dǎo)致壓縮機(jī)對(duì)應(yīng)段的入口工況條件發(fā)生顯著變化時(shí)，該種基于質(zhì) 量流量的固定工況防喘振流量計(jì)算將會(huì)導(dǎo)致很大的計(jì)算偏差，導(dǎo)致防喘振控制與保護(hù)產(chǎn)生 誤動(dòng)或者拒動(dòng)，一方面影響設(shè)備的安全運(yùn)行，另一方面在采用手動(dòng)控制的方式下會(huì)因開大 回流閥口增加回流流量而造成很高的能量消耗與浪費(fèi)。因此如何提升側(cè)流型壓縮機(jī)的設(shè)備 安全和運(yùn)行效率，是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種變工況運(yùn)行的側(cè)流型壓縮機(jī)運(yùn)行空間的確定方法及系 統(tǒng)，該方法能夠確定側(cè)流型壓縮機(jī)在變工況下的運(yùn)行空間，并提升側(cè)流型壓縮機(jī)的設(shè)備安 全和運(yùn)行效率。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種變工況運(yùn)行的側(cè)流型壓縮機(jī)運(yùn)行空間的確 定方法包括：
[0006] 根據(jù)預(yù)定質(zhì)量流量公式W及側(cè)流型壓縮機(jī)中測(cè)量元件得到的預(yù)定參數(shù)進(jìn)行計(jì)算， 分別得到側(cè)流型壓縮機(jī)一段和二段的質(zhì)量流量值并根據(jù)質(zhì)量守恒原則得到側(cè)流型壓縮機(jī) 二段的實(shí)際質(zhì)量流量值；
[0007] 利用所述側(cè)流型壓縮機(jī)二段的實(shí)際質(zhì)量流量值及所述預(yù)定參數(shù)，根據(jù)熱量守恒原 則及第一預(yù)定公式得到側(cè)流型壓縮機(jī)二段的實(shí)際入口溫度；
[000引根據(jù)預(yù)定的側(cè)流型壓縮機(jī)二段的流量系數(shù)及預(yù)定歸一化公式得到簡(jiǎn)化流量平方 及出口壓比，通過所述簡(jiǎn)化流量平方及出口壓比得到歸一化側(cè)流型壓縮機(jī)運(yùn)行與控制曲 線；
[0009] 根據(jù)側(cè)流型壓縮機(jī)二段的實(shí)際工況參數(shù)，利用第二預(yù)定公式得到所述側(cè)流型壓縮 機(jī)運(yùn)行空間。
[0010] 其中，所述根據(jù)預(yù)定質(zhì)量流量公式W及側(cè)流型壓縮機(jī)中測(cè)量元件得到的預(yù)定參數(shù) 進(jìn)行計(jì)算，分別得到側(cè)流型壓縮機(jī)一段和二段的質(zhì)量流量值并根據(jù)質(zhì)量守恒原則得到側(cè)流 型壓縮機(jī)二段的實(shí)際質(zhì)量流量值包括：
[0011] 根據(jù)側(cè)流型壓縮機(jī)中測(cè)量元件得到的預(yù)定參數(shù)，利用預(yù)定質(zhì)量流量公式
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種變工況運(yùn)行的側(cè)流型壓縮機(jī)運(yùn)行空間的確定方法，其特征在于，包括： 根據(jù)預(yù)定質(zhì)量流量公式以及側(cè)流型壓縮機(jī)中測(cè)量元件得到的預(yù)定參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，分別 得到側(cè)流型壓縮機(jī)一段和二段的質(zhì)量流量值并根據(jù)質(zhì)量守恒原則得到側(cè)流型壓縮機(jī)二段 的實(shí)際質(zhì)量流量值； 利用所述側(cè)流型壓縮機(jī)二段的實(shí)際質(zhì)量流量值及所述預(yù)定參數(shù)，根據(jù)熱量守恒原則及 第一預(yù)定公式得到側(cè)流型壓縮機(jī)二段的實(shí)際入口溫度； 根據(jù)預(yù)定的側(cè)流型壓縮機(jī)二段的流量系數(shù)及預(yù)定歸一化公式得到簡(jiǎn)化流量平方及出 口壓比，通過所述簡(jiǎn)化流量平方及出口壓比得到歸一化側(cè)流型壓縮機(jī)運(yùn)行與控制曲線； 根據(jù)側(cè)流型壓縮機(jī)二段的實(shí)際工況參數(shù)，利用第二預(yù)定公式得到所述側(cè)流型壓縮機(jī)運(yùn) 行空間。
2. 如權(quán)利要求1所述的確定方法，其特征在于，所述根據(jù)預(yù)定質(zhì)量流量公式以及側(cè)流 型壓縮機(jī)中測(cè)量元件得到的預(yù)定參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，分別得到側(cè)流型壓縮機(jī)一段和二段的質(zhì)量 流量值并根據(jù)質(zhì)量守恒原則得到側(cè)流型壓縮機(jī)二段的實(shí)際質(zhì)量流量值包括： 根據(jù)側(cè)流型壓縮機(jī)中測(cè)量元件得到的預(yù)定參數(shù)，利用預(yù)定質(zhì)量流量公式
得到側(cè)流型壓縮機(jī)一段的質(zhì)量流量值W1; 根據(jù)側(cè)流型壓縮機(jī)中測(cè)量元件得到的預(yù)定參數(shù)，利用預(yù)定質(zhì)量流量公式
得到側(cè)流型壓縮機(jī)二段的質(zhì)量流量值 W2s; 利用所述W^W2s，根據(jù)質(zhì)量守恒原則W2= WJW2s得到側(cè)流型壓縮機(jī)二段的實(shí)際質(zhì)量 流量值W2; 其中，A1為側(cè)流型壓縮機(jī)一段的流量系數(shù)，APtu為側(cè)流型壓縮機(jī)一段的入口流量壓 差，P i為側(cè)流型壓縮機(jī)一段的氣體密度，P U為側(cè)流型壓縮機(jī)一段的入口壓力，T u為側(cè)流 型壓縮機(jī)一段的入口溫度，Zu為側(cè)流型壓縮機(jī)一段的氣體壓縮因子，A2s為側(cè)流型壓縮機(jī)二 段的流量系數(shù)，ΔΡ。#為側(cè)流型壓縮機(jī)二段的入口流量壓差，p 2s為側(cè)流型壓縮機(jī)二段的氣 體密度，Ps，2s為側(cè)流型壓縮機(jī)二段的入口壓力，T s，2s為側(cè)流型壓縮機(jī)二段的入口溫度，Zs，2s 為側(cè)流型壓縮機(jī)二段的氣體壓縮因子，MW為氣體分子量，Ro為普適氣體常數(shù)。
3. 如權(quán)利要求1所述的確定方法，其特征在于，所述根據(jù)熱量守恒原則及第一預(yù)定公 式得到側(cè)流型壓縮機(jī)二段的實(shí)際入口溫度包括： 根據(jù)熱量守恒原則及第一預(yù)定公式
得到側(cè)流型壓縮機(jī)二段的實(shí) 際入口溫度T2; 其中，W1S側(cè)流型壓縮機(jī)一段的質(zhì)量流量值，W 2s為側(cè)流型壓縮機(jī)二段的質(zhì)量流量值，W 2 為側(cè)流型壓縮機(jī)二段的實(shí)際質(zhì)量流量值，L1為側(cè)流型壓縮機(jī)一段的入口溫度，T s，2s為側(cè)流 型壓縮機(jī)二段的入口溫度。
4. 如權(quán)利要求1所述的確定方法，其特征在于，所述根據(jù)預(yù)定的側(cè)流型壓縮機(jī)二段的 流量系數(shù)及預(yù)定歸一化公式得到簡(jiǎn)化流量平方及出口壓比包括：
根據(jù)預(yù)定側(cè)流型壓縮機(jī)二段的流量系數(shù)Aimg及預(yù)定歸一化橫坐標(biāo)公式 -得
到簡(jiǎn)化流量平方qr2; 根據(jù)預(yù)定歸一化縱坐標(biāo)公式 得到出口壓比R。； 其中，APtumg為流量壓差，P S，2s為側(cè)流型壓縮機(jī)二段的入口壓力，P3s為側(cè)流型壓縮機(jī) 二段的出口壓力。
5. 如權(quán)利要求4所述的確定方法，其特征在于，獲得所述流量壓差包括： 根據(jù)預(yù)定流量壓差公式
_得到流量壓差A(yù)Ptumg; 其中，所述1
其中，W2為側(cè)流型壓縮機(jī)二段的實(shí)際質(zhì)量流量值，Aimg為側(cè)流型壓縮機(jī)二段的流量系 數(shù)，P img為側(cè)流型壓縮機(jī)二段的氣體密度，Ps，2s為側(cè)流型壓縮機(jī)二段的入口壓力，麗為氣體 分子量，R 0為普適氣體常數(shù)，Zs 2s為側(cè)流型壓縮機(jī)二段的氣體壓縮因子，T 2為側(cè)流型壓縮機(jī) 二段的實(shí)際入口溫度。
6. 如權(quán)利要求1所述的確定方法，其特征在于，所述通過所述簡(jiǎn)化流量平方及出口壓 比得到歸一化側(cè)流型壓縮機(jī)運(yùn)行與控制曲線包括： 根據(jù)所述簡(jiǎn)化流量平方及出口壓比，利用最小二乘法得到歸一化側(cè)流型壓縮機(jī)運(yùn)行與 控制曲線。
7. 如權(quán)利要求1所述的確定方法，其特征在于，還包括：根據(jù)所述側(cè)流型壓縮機(jī)運(yùn)行空 間，利用防喘振算法控制器對(duì)側(cè)流型壓縮機(jī)進(jìn)行防喘振控制。
8. -種變工況運(yùn)行的側(cè)流型壓縮機(jī)運(yùn)行空間的確定系統(tǒng)，其特征在于，包括： 第一計(jì)算模塊，用于根據(jù)預(yù)定質(zhì)量流量公式以及側(cè)流型壓縮機(jī)中測(cè)量元件得到的預(yù)定 參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，分別得到側(cè)流型壓縮機(jī)一段和二段的質(zhì)量流量值并根據(jù)質(zhì)量守恒原則得到 側(cè)流型壓縮機(jī)二段的實(shí)際質(zhì)量流量值； 第二計(jì)算模塊，用于利用所述側(cè)流型壓縮機(jī)二段的實(shí)際質(zhì)量流量值及所述預(yù)定參數(shù)， 根據(jù)熱量守恒原則及第一預(yù)定公式得到側(cè)流型壓縮機(jī)二段的實(shí)際入口溫度； 歸一化模塊，用于根據(jù)預(yù)定的側(cè)流型壓縮機(jī)二段的流量系數(shù)及預(yù)定歸一化公式得到簡(jiǎn) 化流量平方及出口壓比，通過所述簡(jiǎn)化流量平方及出口壓比得到歸一化側(cè)流型壓縮機(jī)運(yùn)行 與控制曲線； 確定模塊，用于根據(jù)側(cè)流型壓縮機(jī)二段的實(shí)際工況參數(shù)，利用第二預(yù)定公式得到所述 側(cè)流型壓縮機(jī)運(yùn)行空間。
9. 如權(quán)利要求8所述的確定系統(tǒng)，其特征在于，還包括： 控制模塊，用于根據(jù)所述側(cè)流型壓縮機(jī)運(yùn)行空間，利用防喘振算法控制器對(duì)側(cè)流型壓 縮機(jī)進(jìn)行防喘振控制。
10. 如權(quán)利要求8所述的確定系統(tǒng)，其特征在于，所述歸一化模塊包括： 第一計(jì)算單元，用于根據(jù)預(yù)定側(cè)流型壓縮機(jī)二段的流量系數(shù)Aimg及預(yù)定歸一化橫坐標(biāo) 公式
得到簡(jiǎn)化流量平方qr2; 第二計(jì)算單元，用于根據(jù)預(yù)定歸一化縱坐標(biāo)公式
_得到出口壓比R。； 歸一化單元，用于根據(jù)所述簡(jiǎn)化流量平方及出口壓比，利用最小二乘法得到歸一化側(cè) 流型壓縮機(jī)運(yùn)行與控制曲線。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種變工況運(yùn)行的側(cè)流型壓縮機(jī)運(yùn)行空間的確定方法及系統(tǒng)包括：根據(jù)預(yù)定質(zhì)量流量公式以及側(cè)流型壓縮機(jī)中測(cè)量元件得到的預(yù)定參數(shù)進(jìn)行計(jì)算并根據(jù)質(zhì)量守恒原則得到側(cè)流型壓縮機(jī)二段的實(shí)際質(zhì)量流量值；根據(jù)熱量守恒原則及第一預(yù)定公式得到側(cè)流型壓縮機(jī)二段的實(shí)際入口溫度；根據(jù)預(yù)定的側(cè)流型壓縮機(jī)二段的流量系數(shù)及預(yù)定歸一化公式得到簡(jiǎn)化流量平方及出口壓比，通過所述簡(jiǎn)化流量平方及出口壓比得到歸一化側(cè)流型壓縮機(jī)運(yùn)行與控制曲線；根據(jù)側(cè)流型壓縮機(jī)二段的實(shí)際工況參數(shù)，利用第二預(yù)定公式得到所述側(cè)流型壓縮機(jī)運(yùn)行空間；該方法及系統(tǒng)能夠控制提升側(cè)流型壓縮機(jī)的設(shè)備安全和運(yùn)行效率。
【IPC分類】F04D29-66, F04D27-00
【公開號(hào)】CN104763662
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510082956
【發(fā)明人】紀(jì)云峰, 康明強(qiáng), 秦悅明, 杜輝
【申請(qǐng)人】杭州和利時(shí)自動(dòng)化有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年2月15日