防喘振功能详解

时间: 2023-09-19 06:35:54 |   作者: 4℃血液冷藏箱

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  1、防喘振功能详解:(主编：吕作清） TRICON调速及防喘振功能描述调速及防喘振功能描述 4 蒸汽透平的速度控制蒸汽透平的速度控制 ： 4 TRICONEX将根据汽轮机主机厂的起机曲线编制自动或半自动起机程 序。在通常应用中，机组的速度控制可以有多种运行方式，包括停机、 启动、暖机、加速、运行等。在自动起机模式下，根据起机曲线的升速 率，蒸汽透平将自动从零转速升到最小转速或额定转速。另外，还将组 态迅速越过临界转速的控制。在半自动起机模式下，操作工可在从零转 速到最小转速之间的任何转速下停留。一旦达到最小转速，操作人员可 将转速进一步提升到工作转速。 4 防喘振控制基础原理防喘振控制基本原理：

  2、机组投入运行后，TRICON系统将根据压缩机 入口流量、入口压力、出口压力及相应的温度，利用TRICONEX独特 的防喘振技术来判断是否发生喘振。如发生喘振，则由防喘振控制器的 输出值进行调节防喘振控制阀。 通用喘振线 压缩机的喘振点可由压比（Pd/Ps）及入口流量表测出的入口流量 计算得出。入口流量的测量值与 Pd, Ps, Td,及Ts等可用来计算等价 孔板值h（该孔板可视为位于压缩机的入口），进而作出喘振预测。 4 防喘控制的防喘控制的 I/O要求要求 4 Tag Type Function 4 PT AI 入口/出口压力 4 TT AI 入口/出口温度

  3、 4 FT AI 入口流量 4 PV AO 防喘阀 4 SOV DO 旁路/放空阀 4 ESD DI 跳车输出 防喘控制方框图防喘控制方框图 TRICONEX的防喘控制管理系统可由各个独立的 功能模块来描述，每个模块都有各自已定义的功能， 并通过输入输出信号（均给出位号名）与其它功能 模块相互连接和作用。 防喘模块方框图防喘模块方框图 各块的功能介绍 4 TS3000控制管理系统的喘振控制功能用上图形象的表达，每一个模块都 定义一种具体的控制功能，各种控制功能相互作用，构成一个完整的 防喘振控制管理系统。 4 模块 1 选定控制算法。 4 模块 2 检测工作点离喘振控制曲线、安全域 （即喘振控制曲线与喘振曲线之间的距离）重新 校验，如果机组发 生喘振，说明喘振安全域设得不太准确，需 要自动重新调整。 4 模块 4 生成喘振控制线，即喘振曲线加喘振安全域得到的喘振控制曲 线 计算出喘振控制器的设定值。喘振控制器的设定值根据工作点 的变化而变化。 4 模块 6 喘振控制器，这是一个PID控制器，根据喘振控制器的设定值 及当前的入口流量来计算出喘振控制器的输出值。 4 模块 7 计算喘振控制器的比例项输出。如工艺扰动特别大或其它原因， 造成机组突然喘振，喘振控制器来不及响应，这时该模块输出一个比 例项输出值，迅速打开防喘伐。 4 模块 8 计算机组启动时

  5、的控制逻辑输出值。在机组启动时，控制逻辑 使防喘伐全开，使机组安全启动，从而防止意外事故发生。 4 模块 9 选择防喘振控制程序的输出值。即在快速PID控制器的输出值， 比例项的输出值，机组启动时的逻辑控制器的输出值三者之间进行高 选。 4 模块 10 计算喘振速度耦合控制器的值。如果喘振发生，控制逻辑 会使控制器的设定值增加，使机组的转速升高增大入口流量防止喘振。 当然如果转速升高，机组的出口压力进一步升高，有可能继续引起喘 振，就应该解除耦合实现解耦控制。 4 模块 11 实现喘振控制逻辑的硬手动，软手动（半自动）及自动控制 功能。如果在硬手动方式，快速PID控制器的输出值不起作用。如果在

  6、 软手动方式，快速PID控制器仍然监视机组的运作情况，防止机组发生 喘振。 4 模块 12 阀门预置功能，用来提供阀门的响应速度。 4 模块 13 对等百分比伐进行线性化处理，提供其响应特性。 4 模块 14 如果联锁停车，用开关量信号紧急打开防喘伐。 TRICON 喘振控制器特性喘振控制器特性 4 特性简介：特性简介： 4 因为喘振发生得很快，一定要使用特殊的控制技术来保证防喘阀及时打开。 TRICON控制器的运算速度很快，且能高效处理复杂的算法，所以 TRICON控制器可以理想地实现防喘控制。 4 防喘控制策略的标准特性有：防喘控制策略的标准特性有： 4 可选择Pd/Ps对h/Ps或Dp

  7、对h的算法 4 如果喘振发生，喘振安全裕度可自动调整 4 设定点浮动线功能能在工作点向喘振线窜动时及时打开防喘阀 4 特殊的喘振控制器带有适应增益及快开/慢关响应等功能 4 比例调节功能能迫使防喘阀独立于控制过程而打开 4 灵活的起机和跳车逻辑 4 可选择手动控制帮助设定、测试和故障排除 4 当喘振逼近或透平跳车时，电磁阀触点输出可“打开”防喘阀 4说明：如果实际应用需要，以上特性均可实现，未要求的特性则不予实现。 压比或压升算法选择：压比或压升算法选择： 4 如前所述，依据使用需要，可选两种防喘算法之一进行组态。喘振线段。下面的图例显示的是4段的喘振线、喘振曲线压比 h/P s % 0 1 2 3 4 5 6 46.2,4.2 (x2,y2) 40.5,3.3 (x1,y1) 60.8,5.18 (x3,y3) 92.6,5.8 (x4,y4) P d P s 4 喘振曲线压升喘振曲线压升 h Orifice Differential % 0 0 20 40 60 80 100 46.2,62.2 (x2,y2) 40.5,44.9 (x1,y1) 60.8,86.8 (x3,y3) 92.6,98.5 (x4,y4) DP 安全裕度重校：安全裕度重校： 4 如果系统检测到工作点越过喘振线、已发生，喘振控制线将被自动调节 到右方，而加大安全余量。 4 可能会引起喘振的条件有： 4 因压缩机磨损导致喘振线 喘振线 每当如前述喘振被检测到，安全裕度增加（控制线右移）一个校准量。输入一个 裕度新值可使瞬态计数器归零，且使重校后的裕度等于输入值。系统可组态为每 次增加一个固定量（如2），或一个累加量（如1，2，4，8等）。重校发生 的最大次数亦可组态。 4 系统可显示如下量： 4 喘振发生次数（校准次数） 4 初始安全裕度 4 当前重校后的安全裕度 设定点浮动线 正常的情况下，压缩机不会在喘振线、上持续运行或过长时间运行。当工 作点在控制线右方（安全区域），喘振控制器的设定点（线）须在当前 h值的某一可设百分比范围内以可设值移动。当工作点越过设置点（浮 动线），以小幅快速向喘振线窜动时，将发生如下情形： 4 防喘阀迅速打开 4 设定点浮动线将以可设值移动直至防喘阀全关 4 新工作点建立 4 如果设定点浮动线与喘振控制线重合，系统将保持回流以保证在喘振控 制线上运行，此特性并非在所有条件下应用，在应用前亦需作充分评估 4 设定点浮动线设定点浮动线 Current Operating Point Hover Setting Control Setpoint Control Line Sur

  11、ge Line Suction Flowx PD/PS 适应性增益和非对称响应：适应性增益和非对称响应： 4喘振控制器提供了一种适应性增益特性。当工作点在喘振 控制线右方时，该特性减少了比例动作。当工作点在喘振 控制线右方的操作裕度超过设定距离，则调用适应性增益 特性。 4 根据比例或积分响应，防喘阀可打开，但STRAIGHT RAMP功能限制了防喘阀的关闭。该特性使得防喘阀响应 快。当工作点安全地移到喘振控制线的右方，防喘阀以设 定速率慢关，保证将透平驱动机及工况控制器调整到新的 工作条件下。 比例功能：比例功能： 4 系统有一纯比例调节阶段，该阶段可独立于正常PI控制器 打开防喘阀。当工作

  12、点移到喘振控制线左方，而正常PI控 制器没办法提供足够响应，可能会引起严重的过程失序时，则 进入该阶段。亦即在控制线左方到达某一特定裕度，则打 开防喘阀，进入该阶段。当工作点与喘振线重合时，防喘 阀全开。换言之，工作点进入喘振控制线及喘振线之间时， 防喘阀按比例打开。该比例阶段是由信号选择器来实现的。 控制器的反馈动作迫使控制器输出跟踪该阶段。 4 即使在喘振控制器失调情况下，此特性仍可保护机组。 手操控制：手操控制： 4 有两种手操控制可选：第一种为全权手操控制功能。它允许防喘阀不 顾喘振控制器的作用而关闭。这种选择在测试和设定的时候有用，但不 可组态为正常操作。因为如果系统被置于手操状态，喘振

  13、控制器将无法 开阀防喘。第二种为限权手操控制功能。这种选择设定了一个防喘阀的 最小开度，它允许操作工开阀，而不允许关，如果控制器需要开阀避免 喘振的线 阀的线性化及反转TRICON提供了可与调节阀同比例的线性度，因而 可产生更为线性化的增益。当系统在不同点而非耦合点运行时，则避免 了任何可能的不稳定性。大多数应用场合下，总有一个防喘阀是气开阀， 它需要防喘阀输出反转。TS3000系统可组态为径向或反转操作。 DUMP输出：输出： 4当向喘振控制线左方出现特定窜动时，可组态一个触点输 出打开大功率电磁阀，来使防喘阀快开。此特性对于有较 短阀程的大阀门来说很有用。当系统从喘振状态回来时， 电

  14、磁阀关。对阀的控制则可从比例控制恢复到正常的喘振 控制。 防喘振控制 4 在本套系统中，我们利用TRICON 防喘振扩展函数模块来完成压缩机的防喘 振控制。 4 防喘振扩展函数及功能块说明 在本套系统中，我们利用TRICON 防喘振扩展函数功能模块来完成压缩机的 防喘振控制。应用在防喘振控制中 4 防喘振扩展函数文件名： SGA31-02.LT2 4 防喘振扩展函数的各功能块作用如下： 4 喘振线功能块（Surge_Line）COMPRESSOR_SURGE_LINE 4 喘振监测功能块（Surge_Detect_02）COMPRESSOR_SURGE_DETECT 4 喘振调节功能块（Sur

  15、ge_Control_02） COMPRESSOR_SURGE_CONTROL 喘振检测功能块（Surge_Detect_02） 4 在本程序中，个人会使用的是压比aPRATIO102J1 对流量差压rHX102J1 （Pd/Ps 对h/ Ps）的算法。 4 在完全手动状态下gMANUAL 置1，输出阀位由操作员在HMI“手动输出”上 给出，当在半自动状态下，手动控制时，喘振控制优先。 4 本程序喘振控制模式采用压比rPRATIO（Pd/Ps 纵坐标）对能力rHX（h/ Ps 横坐标）组成的坐标曲线，选压比算法时kSUMOD 设置为1，入口流量选 择带温度补偿即HXTYPE 设置为2，机组效率E

  16、FF=0.85, 热容比K=1，入口 压力单元（表压刻度）X=5（模块内有压力补偿101.3KPa），出口压力单元 （表压刻度）Y=5（模块内有压力补偿101.3KPa），温度单元Z=2（摄氏 度）。 压缩机基准温度Tb（40.0），孔板基准温度Tbo（40.0），基准压力 Pb （ 70.0KPa），孔板 基准压力Pbo （ 70.0KPa）， 安全裕度偏置 KEBIAS=10， 比例安全裕度即安全裕度线，喘振线。 喘振点为rSULIN，压比为rPRATIO（Pd/Ps），能力为rHX(H/Ps) 功能块2 4 喘振安全裕度恢复可由HMI 上的“复

  21、关斜率设置为4 (%/sec) 4 放大倍数kSUGN 设置初值默认3，可以在HMI 画面上修改“放大倍 数” 4 积分时间kSUINT (秒) 设置初值默认30，可以在HMI 画面上修改 “积分时间” 4 微分时间设置为0 (seconds) kSUDER=0 4 PID 慢关斜率设置为4 (%/sec) kSURMP=4 4 如果（rHX）超过控制线kGNMAR 操作裕度、那么比例功能加倍， 并且1/4 积分时间。 如果工作点在比例交叉线左面就激活（Module ），微分极限就被使用。 功能块7 4 系统中有一个独立的比例项，它可强制防喘振阀打开，其作用与常规PI 调节器之间相互独立。当操

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