基于防喘振控制系统的防喘振控制方法

摘要

本发明公开基于防喘振控制系统的控制方法，包括监测风机出口压力，并将监测到的压力信号传送至第一控制模块；监测风机入口温度，并将监测到的温度信号传送至第二控制模块；根据监测的压力在规定时间内跳跃的次数判断机组是否发生喘振，并在判断发生喘振时，并控制第一定位器、第二定位器、入口导叶电动执行机构及防喘振阀进行防喘振控制；根据监测的温度在规定时间内上升的度数判断是否发生喘振，并在判断发生喘振时，并控制第一定位器、第二定位器、入口导叶电动执行机构及防喘振阀进行防喘振控制；本发明通过对风机出口压力的监测及控制，及对风机入口的温度的监测及控制，从而精确及有效进行了防喘振控制，减少了故障点。

说明书

技术领域

本发明涉及污水处理控制领域，特别涉及一种基于防喘振控制系统的 防喘振控制方法。

背景技术

以往机组控制系统采用流量计计算而得的流量及出口压力双参数函数 控制，在机组接近喘振状态时通过调节防喘振阀，使机组的流量－压力保 证在安全区运行。但由于流量计通常需要很长的直管段，许多现场都无法 实现。另外，流量计不仅占据了风机布置所需的空间，也需要相应的物力 和施工人力，如果流量计安装不当，就会导致流量参数不准，进而导致机 组运行问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种精确且有效进行防喘振控制的 基于防喘振控制系统的防喘振控制方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于防喘振控制系统的防喘 振控制方法，该防喘振控制系统是污水处理厂用GM鼓风机无流量计的防 喘振控制系统，所述防喘振控制系统包括风机入口温度监测模块、风机出 口压力监测模块、防喘振阀、第一控制模块、第二控制模块、第一定位器、 第二定位器、入口导叶电动执行机构；所述方法包括：

通过所述风机出口压力监测模块监测风机出口压力，并将监测到的压 力信号传送至第一控制模块；

通过所述风机入口温度监测模块监测风机入口温度，并将监测到的温 度信号传送至第二控制模块；

通过所述第一控制模块根据所述监测的压力在规定时间内跳跃的次数 判断机组是否发生喘振，并在判断发生喘振时，并通过所述第一控制模块 控制第一定位器、第二定位器、入口导叶电动执行机构及防喘振阀进行防 喘振控制；

通过所述第二控制模块根据所述监测的温度在规定时间内上升的度数 判断是否发生喘振，并在判断发生喘振时，并通过所述第二控制模块控制 第一定位器、第二定位器、入口导叶电动执行机构及防喘振阀进行防喘振 控制。

进一步地，所述通过所述第一控制模块根据所述监测的压力在规定时 间内跳跃的次数判断机组是否发生喘振，并在判断发生喘振时，并通过所 述第一控制模块控制第一定位器、第二定位器、入口导叶电动执行机构及 防喘振阀进行防喘振控制包括：

设定判断机组喘振的计次周期时间t3；

记录风机出口压力监测模块传送的压力信号出现两次突波的波峰间隔 的时间t2；

在所述t2小于所述t3时，计次1次，并在所述t3时间内计次次数做 累积计算，当计次周期时间t3内计次达到3次时，则判断为喘振报警；当 计次周期时间t3内计次达到5次时，则判断为喘振停机；当判断为喘振报 警时，通过第一定位器对所述防喘振阀进行防喘振调节，并控制所述防喘 振阀的阀门的开度，使机组的工作点向安全区移动，远离喘振区以避免机 组发生喘振；当判断为喘振停机时，通过所述第一定位器控制所述防喘振 阀全开泄压实现机组保护，同时机组做联锁停机处理，同时通过第二定位 器调节入口导叶电动执行机构回到启车时微开的初始状态。

进一步地，所述通过第一定位器FZT11对所述防喘振阀进行防喘振调 节是采用4～20mA信号通过第一定位器对所述防喘振阀进行防喘振调节。

进一步地，还包括当两次突波的波峰间隔时间t2大于等于计次周期时 间t3时，则计数器清零，重新计次。

进一步地，所述通过所述第二控制模块根据所述监测的温度在规定时 间内上升的度数判断是否发生喘振，并在判断发生喘振时，并通过所述第 二控制模块控制第一定位器、第二定位器、入口导叶电动执行机构及防喘 振阀进行防喘振控制包括：

接收温度风机入口温度监测模块监测的温度信号；

在所述温度信号在规定的时间内超过第一阈值时，则判断为喘振报警； 用于在所述温度信号在规定的时间内超过第二阈值时，则判断为喘振联锁；

当判断为喘振报警时，控制报警装置进行喘振报警；当判断为喘振停 机时，通过第一定位器控制防喘振阀全开泄压实现机组保护，同时机组做 联锁停机处理，同时通过第二定位器调节入口导叶电动执行机构回到启车 时微开的初始状态。

进一步地，还包括通过保障装置保障机组在不停机的状态下更换或检 修防喘振阀。

进一步地，所述保障装置包括防喘振三阀组，所述防喘振三阀组包括 第一阀门、第二阀门及第三阀门，所述防喘振阀串联在所述第一阀门、第 三阀门之间，从而构成第一管道支路；所述第二阀门构成第二管道支路， 所述第二管道支路与所述第一管道支路并联。

进一步地，所述通过保障装置保障机组在不停机的状态下更换或检修 防喘振阀包括：

当防喘振阀需要检修时，关闭第一阀门及第三阀门；

当拆卸防喘振阀时机组意外发生喘振，打开第二阀门。

进一步地，还包括当有介质通过所述第一管道支路及所述第二管道支 路排向大气时，通过消声器进行降噪；所述消声器分别与所述第二阀门及 第三阀门连接。

进一步地，还包括第三管道支路；所述第三管道支路连接有止回阀； 从鼓风机引出的管道支路分别与所述第一管道支路、所述第二管道支路及 所述第三管道支路连接，所述止回阀用于防止用户工艺管线的介质倒灌回 机组。

本发明提供的基于防喘振控制系统的防喘振控制方法，不仅由于取消 入口流量计，可节省流量计、与流量计配套的差压变送器及相应的安装施 工的人力物力，而且由于流量计的安装需要在工艺管线上预留安装直管段 (取消流量计就无此安装约束)，既节省了一部分管线，又减小了风机所 需的布置空间，消除由于流量计安装不当等原因造成的流量参数不准导致 的机组运行问题。通过对风机出口压力的监测及控制，及对风机入口的温 度的监测及控制，从而精确且有效进行了防喘振控制，减少了故障点。

附图说明

图1为本发明实施例提供的污水处理厂用GM鼓风机无流量计的防喘 振控制系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的压力检测喘振的动态曲线示意图；

图3为本发明实施例提供的第一控制模块的结构框图；

图4为本发明实施例提供的第二控制模块的结构框图；

图5为本发明实施例提供的监测入口温度变化的机组喘振保护报警联 锁逻辑图；

图6为本发明实施例提供的基于图1所示防喘振控制系统的防喘振控 制方法的流程示意图。

具体实施方式

参见图1，本发明实施例提供的一种污水处理厂用GM鼓风机无流量 计的防喘振控制系统，包括风机入口温度监测模块(即图1中的铂热电阻 TE110)、风机出口压力监测模块(即图1中的压力变送器PT11)、防喘 振阀2、第一控制模块FIC110、第二控制模块TISA110、第一定位器FZT11、 第二定位器PZT110及入口导叶电动执行机构1。

压力变送器PT11监测风机出口压力，并将监测到的压力信号传送至 第一控制模块FIC110。风机出口压力压力变化率初始设定值为 ±100mbar/100ms。铂热电阻TE110用于监测风机入口温度，并将监测到的 温度信号传送至第二控制模块TISA110。

第一控制模块FIC110根据压力变送器PT11监测的压力在规定时间内 跳跃的次数判断机组是否发生喘振，并在判断发生喘振时，并控制第一定 位器FZT11、第二定位器PZT110、入口导叶电动执行机构1及防喘振阀2 (其中，M表示安装在阀门上的电机，FV11为给防喘振阀设定的位号) 进行防喘振控制；

第二控制模块TISA110，用于根据监测的温度在规定时间内上升的度 数判断是否发生喘振，并在判断发生喘振时，并控制第一定位器FZT11、 第二定位器PZT110、入口导叶电动执行机构1及防喘振阀2进行防喘振控 制。

参见图2、图3，第一控制模块FIC110包括设定单元10、记录单元20、 第一判断单元30及第一防喘振控制单元40。其中，设定单元10用于设定 判断机组喘振的计次周期时间t3。记录单元20用于记录风机出口压力监测 模块传送的压力信号出现两次突波的波峰间隔的时间t2。其中，突波△P 可以是正突波或负突波。第一判断单元30用于当两次突波的波峰间隔时间 t2大于等于计次周期时间t3时，则计数器清零，重新计次。在t2小于t3 时，计次1次，并在t3时间内计次次数做累积计算，当计次周期时间t3 内计次达到3次时，则判断为喘振报警；当计次周期时间t3内计次达到5 次时，则判断为喘振停机。在具体示例中，设定突波值为±100mbar，t3设 定为100ms，当出口压力突波值达到±100mbar时，再看到达此突波的时间 t2，比如此时间为10ms，计数器就记录出现突波次数为一次，当在100ms 内计数器记到3次，第一判断单元30就判断为报警，记到5次时就判断为 喘振联锁，但如果突波值到达到±100mbar的时间t2所用的时间大于等于 100ms时，则计数器清零，重新计次。

第一防喘振控制单元40用于当第一判断单元30判断为喘振报警时， 采用4～20mA信号通过第一定位器FZT11对防喘振阀2进行防喘振调节， 并控制防喘振阀2的阀门的开度，使机组的工作点向安全区移动，远离喘 振区以避免机组发生喘振；及当第一判断单元30判断为喘振停机时，通过 第一定位器FZT11控制防喘振阀2全开泄压实现机组保护，同时机组做联 锁停机处理，同时通过第二定位器PZT110调节入口导叶电动执行机构1 回到启车时微开的初始状态。

为了保障机组在不停机的状态下更换或检修防喘振阀，本污水处理厂 用GM鼓风机无流量计的防喘振控制系统还包括保障装置，该保障装置包 括第一阀门3、第二阀门4及第三阀门5。防喘振阀2串联在第一阀门3、 第三阀门5之间，从而构成第一管道支路。第二阀门4构成第二管道支路， 第二管道支路与第一管道支路并联。此三阀门是为增设一条与防喘振阀并 联的防喘振旁通管线，常态时，阀门3、5为全开状态，阀门4为全闭；作 用为当防喘振阀需要检修时，可通过阀门3、5本体自带的手轮全关阀门， 此时可拆卸防喘振阀并保证介质不外泄，如拆卸防喘振阀时机组意外发生 喘振，此时可通过手轮打开阀门4，起到泄压并保护机组的作用，增设防 喘振旁路及三阀组目的为可在机组不停机的状态下更换或检修防喘振阀。 放空表示此管线为放空管线，表示为机组异常状态时可通过打开阀门将介 质通过此管线排向大气。放空消声器的目的是当有介质通过放空管线排向 大气时降噪所用。

如果机组发生喘振，压缩到出口的介质会逆流回到鼓风机的入口，造 成鼓风机入口温度在短时间内迅速上升，因此，利用这一特点可在鼓风机 入口设置温度检测点，通过判断鼓风机入口介质温度在一定时间的迅速上 升判断机组是否发生喘振，亦可通过此参数控制防喘振阀全开保护机组， TIME时间可在现场调试时根据机组实测性能确定。因此，参见图4，图5 所示，第二控制模块TISA110包括接收单元50、第二判断单元60及第二 防喘振控制单元70。接收单元50用于接收温度风机入口温度监测模块监 测的温度信号。第二判断单元60用于在温度信号在规定的时间内超过第一 阈值时，则判断为喘振报警；用于在所述温度信号在规定的时间内超过第 二阈值时，则判断为喘振联锁。为了有效保证生产安全，经过大量试验， 第一阈值可以设定为机组出口温度的3％左右，第二阈值可以设定为机组 出口温度的5％左右。参见图5，第一阈值为4摄氏度，第二阈值为5摄氏 度。第二防喘振控制单元70，用于当所述第二判断单元60判断为喘振停 机时，通过第一定位器FZT11控制防喘振阀2全开泄压实现机组保护，同 时机组做联锁停机处理，同时通过第二定位器PZT110调节入口导叶电动 执行机构1回到启车时微开的初始状态。

该污水处理厂用GM鼓风机无流量计的防喘振控制系统还包括连接有 止回阀的第三管道支路；从鼓风机引出的管道支路分别与所述第一管道支 路、所述第二管道支路及所述第三管道支路连接，所述止回阀用于防止用 户工艺管线的介质倒灌回机组；第三管道支路与用户工艺管线连接，将介 质送到下一工艺流程。

参见图6，本发明实施例提供了一种基于图1所示污水处理厂用GM 鼓风机无流量计的防喘振控制系统的防喘振控制方法，具体可包括：

步骤10、通过风机出口压力监测模块监测风机出口压力，并将监测到 的压力信号传送至第一控制模块FIC110；

步骤20、通过风机入口温度监测模块监测风机入口温度，并将监测到 的温度信号传送至第二控制模块TISA110；

步骤30、通过第一控制模块FIC110根据所述监测的压力在规定时间 内跳跃的次数判断机组是否发生喘振，并在判断发生喘振时，并通过第一 控制模块FIC110控制第一定位器FZT11、第二定位器PZT110、入口导叶 电动执行机构及防喘振阀进行防喘振控制；

步骤40、通过第二控制模块TISA110根据所述监测的温度在规定时间 内上升的度数判断是否发生喘振，并在判断发生喘振时，并通过所述第二 控制模块TISA110控制第一定位器FZT11、第二定位器PZT110、入口导 叶电动执行机构及防喘振阀进行防喘振控制。

其中，步骤30通过所述第一控制模块FIC110根据所述监测的压力在 规定时间内跳跃的次数判断机组是否发生喘振，并在判断发生喘振时，并 通过所述第一控制模块FIC110控制第一定位器FZT11、第二定位器 PZT110、入口导叶电动执行机构及防喘振阀进行防喘振控制具体可包括：

设定判断机组喘振的计次周期时间t3；

记录风机出口压力监测模块传送的压力信号出现两次突波的波峰间隔 的时间t2；

在t2小于所述t3时，计次1次，并在所述t3时间内计次次数做累积 计算，当计次周期时间t3内计次达到3次时，则判断为喘振报警；当计次 周期时间t3内计次达到5次时，则判断为喘振停机；当判断为喘振报警时， 通过第一定位器FZT11对所述防喘振阀进行防喘振调节，并控制所述防喘 振阀的阀门的开度，使机组的工作点向安全区移动，远离喘振区以避免机 组发生喘振；当判断为喘振停机时，通过第一定位器FZT11控制防喘振阀 全开泄压实现机组保护，同时机组做联锁停机处理，同时通过第二定位器 PZT110调节入口导叶电动执行机构回到启车时微开的初始状态。通过第一 定位器FZT11对所述防喘振阀进行防喘振调节是采用4～20mA信号通过第 一定位器FZT11对所述防喘振阀进行防喘振调节。当两次突波的波峰间隔 时间t2大于等于计次周期时间t3时，则计数器清零，重新计次。

步骤30、通过所述第二控制模块TISA110根据所述监测的温度在规定 时间内上升的度数判断是否发生喘振，并在判断发生喘振时，并通过所述 第二控制模块TISA110控制第一定位器FZT11、第二定位器PZT110、入 口导叶电动执行机构及防喘振阀进行防喘振控制具体可包括：

接收温度风机入口温度监测模块监测的温度信号；

在所述温度信号在规定的时间内超过第一阈值时，则判断为喘振报警； 用于在所述温度信号在规定的时间内超过第二阈值时，则判断为喘振联锁；

当判断为喘振报警时，控制报警装置进行喘振报警；当判断为喘振停 机时，通过第一定位器FZT11控制防喘振阀全开泄压实现机组保护，同时 机组做联锁停机处理，同时通过第二定位器PZT110调节入口导叶电动执 行机构回到启车时微开的初始状态。

本发明实施例提供的防喘振控制方法还包括通过保障装置保障机组在 不停机的状态下更换或检修防喘振阀。通过保障装置保障机组在不停机的 状态下更换或检修防喘振阀具体可包括当防喘振阀需要检修时，关闭第一 阀门3及第三阀门5；当拆卸防喘振阀时机组意外发生喘振，打开第二阀 门4。

本发明实施例提供的防喘振控制方法还包括通过第三管道支路，该第 三管道支路与用户工艺管线连接，将介质送到下一工艺流程。第三管道支 路连接有止回阀VR11；从鼓风机引出的管道支路分别与第一管道支路、 所述第二管道支路及所述第三管道支路连接。该止回阀VR11用于防止用 户工艺管线的介质倒灌回机组。

本发明实施例提供的污水处理厂用GM鼓风机无流量计的防喘振控制 系统及其方法，不仅由于取消入口流量计，可节省流量计、与流量计配套 的差压变送器及相应的安装施工的人力物力，而且由于流量计的安装需要 在工艺管线上预留安装直管段(取消流量计就无此安装约束)，既节省了 一部分管线，又减小了风机所需的布置空间，消除由于流量计安装不当等 原因造成的流量参数不准导致的机组运行问题。通过对风机出口压力的监 测及控制，及对风机入口的温度的监测及控制，判断机组运行点是否已靠 近喘振线，保证机组安全运行，从而精确及有效进行了防喘振控制，减少 了故障点，保证机组安全运行。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案 而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人 员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离 本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。