在一個(gè)或更多測(cè)量信號(hào)的失效的情況下操作壓縮機(jī)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及在一個(gè)或更多測(cè)量信號(hào)的失效的情況下操作壓縮機(jī)的方法，以便不引 起通過(guò)打開(kāi)防喘振閥使防喘振控制器介入，而是替代地持續(xù)操作壓縮機(jī)，同時(shí)通過(guò)多個(gè)回 退策略提供足夠水平的保護(hù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 防喘振控制器需要多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，其通過(guò)多個(gè)傳感器和發(fā)射機(jī)利用控制器獲得， 來(lái)在不變的壓氣機(jī)特性圖中識(shí)別壓縮機(jī)操作點(diǎn)位置。在需要的測(cè)量的失效（例如，在發(fā)射 機(jī)和控制器之間的通信的損失）的情況下，操作點(diǎn)位置不能估算。在此發(fā)生時(shí)，通常使用最 壞情況方法來(lái)安全地操作壓縮機(jī)。利用該方法，失效的測(cè)量由允許盡可能安全地將操作點(diǎn) 朝向喘振線移位的值替換。例如，在包括處于吸引的流元件的壓縮機(jī)安裝中：在排放壓力的 值的損失的情況下，用其最大可能值取代后者；在流元件的壓差（h)的值的損失的情況下， 選擇這種壓差的最小可能值（即，零值）。
[0003] 在任何情況下，這種最壞情況方法傾向于打開(kāi)防喘振閥，甚至在這不被實(shí)際操作 條件需要時(shí)也通常損失處理可獲得性。
[0004] 因而將期望的是，提供一種改善的方法，其允許安全地操作壓縮機(jī)，并且同時(shí)，避 免已知的現(xiàn)有技術(shù)的上述不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 根據(jù)第一實(shí)施例，本發(fā)明通過(guò)提供包括以下步驟的用于操作壓縮機(jī)的方法實(shí)現(xiàn)這 種目的：獲得多個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)，其在壓縮機(jī)的相應(yīng)的吸引或排放區(qū)段處從多個(gè)相應(yīng)的測(cè)量獲 ??；通過(guò)由壓縮機(jī)壓縮的氣體的摩爾質(zhì)量的計(jì)算，來(lái)校驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的相合性；在所述測(cè)量 數(shù)據(jù)的第一測(cè)量的失效的情況下，用基于所述摩爾質(zhì)量的最后可獲得值和所述測(cè)量數(shù)據(jù)的 可獲得測(cè)量的估算值，來(lái)取代所述第一測(cè)量； 基于所述估算值和所述測(cè)量數(shù)據(jù)的可獲得測(cè)量，確定在防喘振圖上的估算的操作點(diǎn)。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，用估算值取代所述第一測(cè)量的步驟在預(yù)定的安全時(shí)間間 隔期間進(jìn)行。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的又一方面，該方法包括，在所述測(cè)量數(shù)據(jù)的第二測(cè)量的失效的情況 下或在安全時(shí)間間隔的末尾處： 用基于所述第一和第二測(cè)量的最大和/或最小值的相應(yīng)的最壞情況值取代所述第一 和第二測(cè)量的又一步驟； 基于所述最壞情況值和所述測(cè)量數(shù)據(jù)的可獲得測(cè)量，確定在防喘振圖上的最壞情況 點(diǎn)。
[0008] 利用這種方法，考慮由無(wú)量綱分析給出的壓縮機(jī)行為模型，通過(guò)使用剩余的多個(gè) 良好的測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算一個(gè)失效的測(cè)量。在圖上，用估算操作點(diǎn)取代測(cè)量操作點(diǎn)防止了在 點(diǎn)定位上的中斷，因而避免了防喘振控制和處理混亂的不被需要的介入。
【附圖說(shuō)明】
[0009] 本發(fā)明的其它目的特征和優(yōu)點(diǎn)將從結(jié)合下列附圖作出的本發(fā)明的實(shí)施例的下列 描述而變得顯而易見(jiàn)，其中： 圖1是根據(jù)本發(fā)明的用于操作壓縮機(jī)的方法的總框圖； 圖2是在圖1中的方法的局部框圖； 圖3a是可通過(guò)本發(fā)明的方法操作的壓縮機(jī)的第一示意實(shí)例； 圖3b是在圖3a中的壓縮機(jī)的防喘振圖的圖示； 圖4至圖6是在圖3b中的防喘振圖的三個(gè)圖示，分別與用于在圖3a中的壓縮機(jī)的可 通過(guò)在圖1中的方法管理的三個(gè)不同失效條件相對(duì)應(yīng)； 圖7a是可通過(guò)本發(fā)明的方法操作的壓縮機(jī)的第二示意實(shí)例； 圖7b是在圖7a中的壓縮機(jī)的防喘振圖的圖示； 圖8至圖12是在圖7b中的防喘振圖的五個(gè)圖示，分別與用于在圖7a中的壓縮機(jī)的可 通過(guò)在圖1中的方法管理的五個(gè)不同失效條件相對(duì)應(yīng)。
【具體實(shí)施方式】
[0010] 參照在圖1中的圖示和參照在圖3a和圖7a中的示意實(shí)例，用100整體地指示根 據(jù)本發(fā)明的操作離心壓縮機(jī)1的方法。方法100通過(guò)確認(rèn)測(cè)量來(lái)操作壓縮機(jī)1，該測(cè)量在確 定防喘振圖上的操作點(diǎn)中使用。在丟失一個(gè)或多于一個(gè)測(cè)量的情況下，提供回退策略。在 方法100的末尾，使測(cè)量或計(jì)算的多個(gè)值可獲得以用于計(jì)算在防喘振圖上的操作點(diǎn)。
[0011] 通過(guò)與壓縮機(jī)1關(guān)聯(lián)的控制單元（例如PLC系統(tǒng)）重復(fù)地執(zhí)行該方法。在方法 100的兩個(gè)連續(xù)執(zhí)行之間的時(shí)間間隔典型地與控制（PLC)單元的掃描時(shí)間相對(duì)應(yīng)。
[0012] 方法100包括從相應(yīng)的多個(gè)儀器獲得多個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)的預(yù)備步驟105,該儀器在離 心壓縮機(jī)1的吸引和排放處連接。測(cè)量的數(shù)據(jù)包括： -吸引壓力Ps-排放壓力Pd-吸引溫度八 -排放溫度Td -分別在吸引或排放處的流元件PE上的壓差h d=dPd。
[0013] 上述數(shù)據(jù)是通常用來(lái)確定在防喘振圖上的壓縮機(jī)1的操作點(diǎn)的那些。
[0014] 用于方法100的防喘振圖是無(wú)量綱防喘振圖?？墒褂酶鞣N類型的防喘振圖。如 果流元件PE定位在壓縮機(jī)1的吸引側(cè)處，那么使用hs/Ps(橫坐標(biāo)）vs Pd/Ps(縱坐標(biāo)）圖 300 (圖3b、圖4-6)。當(dāng)使用無(wú)量綱圖300時(shí)，需要hs、Ps以及P d的三個(gè)測(cè)量來(lái)識(shí)別在圖上的 操作點(diǎn)位置。如在下面更加詳細(xì)說(shuō)明的，完整的無(wú)量綱分析還需要吸引和排放氣體溫度Ts、 Td的測(cè)量。如果流元件PE定位在壓縮機(jī)1的排放側(cè)處，那么使用hs/Ps vs Pd/^圖400 (圖 7b、圖8-10)。但是，在后者的情況下，hs=dPs是不可獲得的，并且必須利用下列的在本領(lǐng)域 已知的公式計(jì)算：
用來(lái)識(shí)別在圖400上的操作點(diǎn)位置的公式A的應(yīng)用需要一組五個(gè)測(cè)量hd、Ps、Pd、T s、Td。
[0015] 備選地，在兩種情況下，即，在流元件PE定位在吸引或排放處時(shí)，可繪制降低的壓 頭匕，而不是在縱坐標(biāo)軸線上的壓縮比率Pd/Ps，與在橫坐標(biāo)軸線上的hs/P s。當(dāng)使用后者的 圖時(shí)，通過(guò)b的計(jì)算，需要h s、Ps、Pd、Ts、Td的五個(gè)測(cè)量來(lái)識(shí)別在圖上的操作點(diǎn)位置。
[0016] 在預(yù)備步驟105后，方法100包括在多個(gè)儀器中探測(cè)儀器故障的第一操作步驟 110,該多個(gè)儀器在壓縮機(jī)1的吸引和排放處連接。
[0017] 如果在第一步驟110期間未探測(cè)到儀器故障，那么方法100繼續(xù)進(jìn)行校驗(yàn)多個(gè)測(cè) 量數(shù)據(jù)的相合性的第二操作步驟120。第二步驟120包括第一子步驟121 :基于壓力Ps、Pd、 溫度Ts、Td、在流元件匕或h d處的壓差的測(cè)量數(shù)據(jù)，并且基于用于在摩爾質(zhì)量和吸引條件下 的氣體可壓縮性Z之間的比率1/&的計(jì)算的在下文中描述（并且在圖2中表示的）的程 序200,計(jì)算由壓縮機(jī)1壓縮的氣體的摩爾質(zhì)量Mw。
[0018] 程序200包括使用在程序200的之前的執(zhí)行中計(jì)算的值設(shè)置比率1/&的第一值 的初始化操作201。如果該值由于程序200第一次被執(zhí)行而不可獲得，那么使用摩爾質(zhì)量Mw和在吸引條件下的氣體可壓縮性Z的設(shè)計(jì)條件值。在初始化操作201之后，迭代程序200 包括循環(huán)210,在該循環(huán)210期間，連續(xù)地進(jìn)行下列操作211-220。
[0019] 在迭代循環(huán)210的第一操作211期間，吸引密度Ys根據(jù)下列在本領(lǐng)域中已知的 公式計(jì)算：
其中，（MwAs)H是在迭代循環(huán)210的之前的迭代處或在初始化操作201處計(jì)算的M w/ Zs的值，并且迭代循環(huán)210第一次被執(zhí)行。
[0020] 在迭代循環(huán)210的第二操作212期間，容積流量Qvs根據(jù)下列在本領(lǐng)域中已知的公 式計(jì)算：
其中，kFE是流元件FE常數(shù)，而"sqrt"是平方根函數(shù)。如果流元件PE定位在壓縮機(jī)1 的排放側(cè)處，并且因此使用圖400,那么hs未被直接測(cè)量，而是可使用公式A計(jì)算。
[0021] 在迭代循環(huán)210的第三操作213期間，葉輪尖端速度U1根據(jù)下列在本領(lǐng)域中已知 的公式計(jì)算：
其中，N是葉輪旋轉(zhuǎn)速度，而D是葉輪直徑。
[0022] 在迭代循環(huán)210的第四操作214期間，無(wú)量綱流量系數(shù)t根據(jù)下列在本領(lǐng)域中 已知的公式計(jì)算。
[0023] 在迭代循環(huán)210的第五操作215期間，在吸引處的聲速\根據(jù)下列在本領(lǐng)域中已 知的公式計(jì)算：
其中，kv是等熵指數(shù)。
[0024] 在迭代循環(huán)210的第六操作216期間，在吸引處的馬赫數(shù)