压缩机控制方案

第 十 六 章 压 缩 机 组 控 制方 案 压 缩 机 的 控 制 压 缩 机 的 分 类 往 复 式 压 缩 机 ： 流 量 小 ， 压 缩 比 高 场 合 离 心 式 压 缩 机 ： 流 量 大 ， 体 积 小 ， 效 率 高， 维 护 方 便 离 心 式 压 缩 机 的 防 喘 振 控 制1.往 复 式 压 缩 机 的 常 用 控 制v汽 缸 余 隙 控 制 详 见 教 材v顶 开 阀 控 制 （ 吸 入 管 阻 力 控 制 ） v旁 路 回 流 量 控 制v转 速 控 制2.离 心 式 压 缩 机 的 其 他 控 制 系 统 和 连 锁 系 统v气 量 控 制 系 统 ： 即 负 荷 控 制 系 统 出 口 节 流 ： 比 进 口 节 流 法 节 流 ， 但 结 构 比较 复 杂 。 改 变 转 速 ： 最 节 能 ， 价 贵 ， 常 用 于 大 型 压缩 机 。 （ 蒸 汽 透 平 带 动 ）v入 口 压 力 控 制 系 统 ： 例 如 吸 入 管 压 力 控 制转 速 来 稳 定 入 口 压 力 。 入 口 压 力 与 出 口 流 量 的 选 择 控 制 ， 旁 路 控制 调 节 缓 冲 罐 压 力 等 。v油 系 统 ： 密 封 油 、 润 滑 油 、 调 速 油 等 的 压 力、 温 度 、 油 箱 液 位 等 的 控 制 。v联 锁 系 统 ： 轴 位 移 和 振 动 、 轴 向 力 等 检 测 、报 警 和 其 它 联 锁 系 统 。v压 缩 机 各 段 吸 入 温 度 、 分 离 器 液 位 控 制 系 统； 压 缩 机 是 指 输 送 较 高 压 力 的 气 体 机 械 ，一 般 产 生 高 于 300kPa的 压 力 。 压 缩 机 分 为 往复 式 压 缩 机 和 离 心 式 二 大 类 。 16.1 往 复 式 压 缩 机 控 制 方 案 如 图 16-1所 示 是 氮 压 缩 机 汽 缸 余 隙 及 旁路 控 制 的 流 程 图 ， 这 套 控 制 系 统 允 许 负 荷波 动 范 围 60 100 ， 是 个 分 程 控 制 系 统， 即 当 控 制 器 输 出 信 号 在 20-60kPa时 ， 余隙 阀 动 作 。 当 余 隙 阀 全 部 打 开 ， 压 力 还 下不 来 时 ， 旁 路 阀 动 作 ， 即 控 制 器 输 出 信 号在 60% 100%时 ， 旁 路 阀 动 作 ， 以 保 持 压力 恒 定 。 图 16-1 氮 压 缩 机 汽 缸 余 隙 及 旁 路 阀 控 制 流 程 图 16.2 离 心 式 压 缩 机 控 制 方 案 16.2.1 气 量 控 制 系 统 (负 荷 控 制 系 统 )（ 1） 出 口 节 流 法 图 16-2为 “ 离 心 式 压 缩 机 出 口 节 流 法 ” 控 制系 统 ， 主 要 用 于 离 心 式 通 风 机 和 功 效 较 小离 心 式 鼓 风 机 。（ 2） 入 口 节 流 法 “ 入 口 节 流 控 制 ” 时 压 缩 机 的 功 耗 比“ 出 口 节 流 控 制 ” 小 。 如 果 离 心 式 压 缩 机入 口 压 力 不 能 保 持 恒 定 , 灵 敏 度 高 , 则 较少 采 用 “ 入 出 口 节 流 法 ” 。 图 16-2 离 心 式 压 缩 机 出 口 节 流 法 图 16-3 离 心 式 压 缩 机 入 口 节 流 法 （ 3） 转 速 控 制 法 图 16-4 离 心 式 压 缩 机 特 性 曲 线 图 16-5 转 速 控 制 法 （ 4） 旁 路 控 制 法 如 图 16-6旁 路 控 制 法 。（ 5） 控 制 导 向 叶 片 角 度 法 （ 简 称 “ 导 叶 控 制” ） 为 了 减 少 阻 力 损 失 ， 对 大 型 压 缩 机 往 往 不用 控 制 吸 入 阀 的 方 法 ， 而 用 控 制 导 向 叶 片角 度 的 方 法 ， 如 图 16-7。 图 16-6旁 路 控 制 法 图 16-7 控 制 导 向 叶 片 角 度 法 16.2.2 压 缩 机 入 口 压 力 控 制 系 统 压 缩 机 负 荷 控 制 可 用 流 量 控 制 实 现 , 有时 也 可 采 用 压 缩 机 入 口 压 力 控 制 来 实 现 。入 口 压 力 控 制 方 法 有 ： 图 16-8 吸 入 管 压 力 控 制 转 速 图 16-9旁 路 控 制 入 口 压 力 （ 1） 吸 入 管 压 力 控 制 转 速 见 图 16-8， 采 用 “ 吸 入 管 压 力 控 制 转 速 ”来 稳 定 入 口 压 力 。 （ 2） 旁 路 控 制 入 口 压 力 流 量 的 选 择 性 控 制 见 图 16-9， 采 用 旁 路 控制 压 缩 机 入 口 缓 冲 罐 压 力 。 （ 3） 入 口 压 力 与 出 口 流 量 的 选 择 性 控 制 采 用 如 图 16-10所 示 ， 为 保 证 前 后 工 段 生 产负 荷 均 衡 ， 压 缩 机 所 输 送 的 气 量 也 不 能 超 过 前 面工 段 的 压 力 。 尤 其 要 防 止 气 量 过 大 ， 造 成抽 空 ， 吸 入 空 气 而 发 生 爆 炸 。 所 以 必 要 时可 以 把 压 缩 机 入 口 压 力 和 流 量 结 合 在 一 起设 计 成 选 择 控 制 系 统 。 正 常 生 产 时 ， 流 量控 制 系 统 工 作 ， 压 缩 机 按 正 常 负 荷 输 送 气量 。 如 果 因 前 面 工 序 负 荷 减 低 , 而 造 成 入口 压 力 下 降 时 ， 压 力 控 制 系 统 通 过 低 选 器自 动 切 上 去 ， 把 气 量 减 下 来 ， 以 保 证 入 口压 力 并 不 被 抽 空 。 图 16-10 入 口 压 力 与 出 口流 量 的 选 择 性 控 制 16.2.3 压 缩 机 出 口 压 力 控 制 系 统 见 图 16-11 压 缩 机 出 口 压 力 控 制 系 统 （ 合成 氨 压 缩 机 控 制 流 程 图 ） 。 图 16-11 压 缩 机 口 压 力 控 制 系 统 16.2.4 防 喘 振 控 制 系 统 因 为 喘 振 是 离 心 式 压 缩 机 的 固 有 特 性， 喘 振 发 生 时 , 会 造 成 设 备 事 故 。 因 此 ,必须 设 置 防 喘 振 控 制 系 统 加 以 防 止 ， 下 一 章将 详 细 介 绍 离 心 式 压 缩 机 的 防 喘 振 控 制 系统 。 16.2.5 压 缩 机 段 间 吸 入 温 度 控 制 气 体 压 缩 过 程 中 会 使 其 温 度 升 高 。 为使 进 入 下 一 级 压 缩 机 的 气 体 降 温 而 提 高 压 缩效 率 。 压 缩 机 的 出 口 和 级 间 需 要 通 过 换 热 使被 压 缩 气 体 冷 却 到 所 需 要 的 温 度 ， 为 此 设 置温 度 控 制 系 统 。 见 图 16-12常 用 的 两 种 控 制方 案（ 1） 见 图 16-12（ a） ， 压 缩 机 吸 入 口 由 多路 进 入 ， 对 于 来 自 换 热 器 的 入 口 气 体 温 度 更应 注 意 ， 更 需 要 控 制 。（ 2） 见 图 16-12（ b） 是 多 级 压 缩 ， 不 引 入热 量 。 （ a） （ b） 16.2.6 压 缩 机 液 位 控 制 （ 分 离 器 液 位 控 制 系 统 ） 为 防 止 吸 入 压 缩 机 的 气 体 带 液 , 造 成叶 轮 损 坏 , 压 缩 机 各 段 吸 入 口 均 设 置 冷 凝液 分 离 罐 , 为 防 止 液 位 过 高 , 造 成 气 体 带液 , 需 设 置 分 离 罐 液 位 控 制 系 统 。 见 图 16-13。 （ a） （ b）图 16-13压 缩 机 液 位 控 制 （ 分 离 器 液 位 控 制 系 统 ） 16.3 变 频 调 速 器 的 应 用1.变 频 调 速 器 采 用 变 频 调 速 器 的 原 因 控 制 阀 的 压 损 占 能 耗 的 大 部 分 ， S值 越 大 ，压 损 越 大 。 电 机 功 率 与 转 速 的 立 方 成 正 比 ， 变 频 调 速 具有 最 大 节 能 效 果 。 变 频 调 速 器 原 理 ： 采 用 正 弦 波 PWM脉 宽 调 制电 路 进 行 无 级 调 速 2.变 频 调 速 器 的 应 用 直 接 采 用 变 频 调 速 控 制 系 统 进 行 转 速 的 调节 。 采 用 变 频 调 速 和 控 制 阀 并 存 ， 正 常 时 用 变频 调 速 。 例 题 图 16-15所 示 四 种 离 心 式 压 缩 机 控 制 方 案中 ， 哪 种 方 法 属 于 流 量 旁 路 法 控 制 （ D ）