空氣壓縮機(jī)控制系統(tǒng)分析

前兩篇文章講完了空壓機(jī)的空分裝置，這篇文章，我們就來(lái)對(duì)空氣壓縮(compression)機(jī)控制系統(tǒng)分析，讓大家對(duì)于空氣壓縮機(jī)的控制系統(tǒng)有進(jìn)一步的了解

    前兩篇文章講完了空壓機(jī)的空分裝置，這篇文章，我們就來(lái)對(duì)空氣壓縮機(jī)控制系統(tǒng)分析，讓大家對(duì)于空氣壓縮機(jī)的控制系統(tǒng)有進(jìn)一步的了解，詳情請(qǐng)看：
控制系統(tǒng)概述：
　  控制（control)系統(tǒng)是指由控制主體、控制客體和控制媒體組成的具有自身目標(biāo)和功能的管理系統(tǒng)。
     控制系統(tǒng)意味著通過(guò)它可以按照所希望的方式保持和改變機(jī)器(machine)、機(jī)構(gòu)或其他設(shè)備內(nèi)任何感興趣或可變化的量。昆山空壓機(jī)保養(yǎng)由電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，使曲軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)連桿使活塞產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)，引起氣缸容積變化。由于氣缸內(nèi)壓力的變化，通過(guò)進(jìn)氣閥使空氣經(jīng)過(guò)空氣濾清器（消聲器）進(jìn)入氣缸，在壓縮行程中，由于氣缸容積的縮小，壓縮空氣經(jīng)過(guò)排氣閥的作用，經(jīng)排氣管，單向閥（止回閥）進(jìn)入儲(chǔ)氣罐，當(dāng)排氣壓力達(dá)到額定壓力0.7MPa時(shí)由壓力開(kāi)關(guān)控制而自動(dòng)停機(jī)。當(dāng)儲(chǔ)氣罐壓力降至0.5--0.6MPa時(shí)壓力開(kāi)關(guān)自動(dòng)聯(lián)接啟動(dòng)。控制系統(tǒng)同時(shí)是為了使被控制對(duì)象達(dá)到預(yù)定的理想狀態(tài)而實(shí)施的?？刂葡到y(tǒng)使被控制對(duì)象趨于某種需要的穩(wěn)定狀態(tài)。
　 例如，假設(shè)有一個(gè)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，汽車的速度是其加速器位置（position )的函數(shù)。通過(guò)控制加速器踏板的壓力可以保持所希望的速度(或可以達(dá)到所希望的速度變化)。這個(gè)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(加速器、汽化器和發(fā)動(dòng)機(jī)車輛)便組成一個(gè)控制系統(tǒng)。
控制（control)系統(tǒng)工作(job)原理：
　　檢測(cè)輸出量（被控制量）的實(shí)際值；
　　將輸出量的實(shí)際值與給定值（輸入量）進(jìn)行比較得出偏差；
　　用偏差值產(chǎn)生控制調(diào)節(jié)(adjust)作用去消除偏差，使得輸出量維持期望的輸出。昆山空壓機(jī)維修在啟動(dòng)前，首先啟動(dòng)油泵控制系統(tǒng)，油泵控制系統(tǒng)啟動(dòng)后保證空壓機(jī)各潤(rùn)滑部件潤(rùn)滑良好，同時(shí)油泵控制系統(tǒng)可通過(guò)內(nèi)置的溫控閥來(lái)調(diào)節(jié)內(nèi)部油壓和油溫，以滿足系統(tǒng)需要。 
空氣壓縮機(jī)控制系統(tǒng)分析：
1、空壓機(jī)控制系統(tǒng)
 
　　通常情況空壓機(jī)在定壓和定流量下運(yùn)行，當(dāng)壓力或流量過(guò)高時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)PV閥和調(diào)節(jié)放散管FV閥放空流量，以保持一定的壓力和流量并避免喘振發(fā)生。當(dāng)產(chǎn)品需要量變化時(shí)，需要對(duì)空壓機(jī)的流量、壓力、溫度（temperature)等進(jìn)行控制（control)，一般空壓機(jī)在保證液體產(chǎn)量不變的情況下，變工況流量調(diào)節(jié)范圍在75％～108％之間。圖中是通過(guò)進(jìn)冷箱的空氣流量FC2來(lái)調(diào)節(jié)MAC入口導(dǎo)葉閥，使進(jìn)冷箱的空氣流量保持在設(shè)定值附近。當(dāng)前比較實(shí)用的自動(dòng)防喘振控制是當(dāng)離心式壓縮(compression)機(jī)流量過(guò)小，壓力過(guò)高時(shí)，自動(dòng)打開(kāi)放空閥為出發(fā)點(diǎn)設(shè)計(jì)的。UY引入空壓機(jī)出口壓力，空壓機(jī)出口流量，結(jié)合空壓機(jī)廠家提供的喘振曲線去控制放空調(diào)節(jié)閥(使用材料:鑄鐵、鑄鋼、不銹鋼等)，以避免喘振發(fā)生。為安全考慮，放散閥FV應(yīng)選FO閥。當(dāng)喘振發(fā)生時(shí)，確?？焖偈枭?，在考慮現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)方便的情況下，放散閥FV應(yīng)盡量靠近主管，放散管至消音器的距離也最好短一些。同時(shí)放散管也考慮加粗些，以使道路便利。
2、 增壓機(jī)防喘振控制
　　喘振現(xiàn)象是離心式壓縮(compression)機(jī)結(jié)構(gòu)(Structure)特性（characteristic]）引起的。當(dāng)流過(guò)增壓機(jī)的空氣流量減少到一個(gè)最小流量值時(shí)，壓縮機(jī)性能就變得不穩(wěn)定了。喘振時(shí)，壓力和流量大幅度波動(dòng)將使整個(gè)增壓機(jī)的振動(dòng)加大，應(yīng)盡量避免。負(fù)荷減少是壓縮機(jī)喘振的主要原因，因此需要一個(gè)防喘振控制（control)系統(tǒng)，確保在任何轉(zhuǎn)速(Rotational Speed)下，限制壓縮機(jī)流量Ql不會(huì)小于喘振極限線所對(duì)應(yīng)的極限流量Qp,并且希望增壓機(jī)的正常操作點(diǎn)盡量遠(yuǎn)離喘振時(shí)的操作點(diǎn)，這樣可以保證有較大的壓縮機(jī)流量調(diào)節(jié)(adjust)范圍。因此采取循環(huán)流量法，可以防止(fáng zhǐ)進(jìn)入喘振區(qū)。讓壓縮機(jī)通過(guò)的流量總是大于某一定值流量，當(dāng)增壓機(jī)吸入量Q1大于Qp時(shí)，旁路閥關(guān)死；當(dāng)Q1小于Qp時(shí)，旁路閥打開(kāi)，使通過(guò)增壓機(jī)氣流量增大到大于Qp，結(jié)果向管網(wǎng)系統(tǒng)供氣量將會(huì)減少，以適應(yīng)負(fù)載減小的需要。
　　Qp是一定值，正確選定Qp是關(guān)鍵，Qp通常選更大轉(zhuǎn)速時(shí)的喘振極限流量作為Fc的給定值。昆山空壓機(jī)是一種用以壓縮氣體的設(shè)備。空氣壓縮機(jī)與水泵構(gòu)造類似。大多數(shù)空氣壓縮機(jī)是往復(fù)活塞式，旋轉(zhuǎn)葉片或旋轉(zhuǎn)螺桿。離心式壓縮機(jī)是非常大的應(yīng)用程序。但有一個(gè)問(wèn)題是，當(dāng)增壓機(jī)低速運(yùn)行時(shí)，雖然增壓機(jī)未進(jìn)入喘振區(qū)，但入口氣量也有可能小于設(shè)定值(設(shè)定值是按更大轉(zhuǎn)速流量設(shè)定的)，結(jié)果是旁路閥打開(kāi)，部分氣體回流，造成能量的浪費(fèi)。因此負(fù)荷經(jīng)常變化時(shí)，這種方法就不太適合了。另外有時(shí)往往不能在增壓機(jī)入口管線上安裝節(jié)流裝置，因?yàn)樵谌肟诠苌蠝y(cè)流量會(huì)造成壓力降，所以，要在增壓機(jī)出口管線上安裝節(jié)流裝置。
本工程中對(duì)應(yīng)的流量Ql比喘振極限流量Qp略大5％～10％。3.3 加氫比值（兩數(shù)相比所得的值)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)在氧化爐內(nèi)從粗氬塔而來(lái)的粗氬與氫氣反應(yīng)以除去粗氬中氧。氧化爐入口粗氬流量與其檢測(cè)出的含氧量相乘，從而計(jì)算出粗氬中實(shí)際的氧氣體(gases)積流量，同時(shí)考慮到在氧化爐內(nèi)反應(yīng)之后的過(guò)量氫氣(約1％)，可以計(jì)算出需加入氫氣的實(shí)際體積（volume)流量。
反應(yīng)后，使工藝( technology)氬中含氧(Oxygen)量小于3ppm，過(guò)量氫含量小于l％。如果粗氬塔中粗氬含氧量大于4.5 ％，或進(jìn)口溫度（temperature)較低，則停止粗氬壓縮機(jī)。因?yàn)榇謿搴趿窟^(guò)高，說(shuō)明分餾過(guò)程有問(wèn)題，會(huì)使氧的產(chǎn)量受影響，同時(shí)通過(guò)氧化爐降低（reduce)氧含量也會(huì)較困難。
　　此控制系統(tǒng)中，送入氧化爐內(nèi)氫氣和粗氬分別有各自的流量(單位:立方米每秒)調(diào)節(jié)回路。氫氣流量回路的設(shè)定來(lái)自氫氧比值計(jì)算器。同時(shí)當(dāng)主負(fù)荷粗氬提降時(shí)，投入的氫量也跟蹤提降，并使兩者比值不變。氫氣的流量測(cè)量精度在這里是比較重要的，本項(xiàng)目采用小孔板測(cè)量。
3、 再生污氮溫度控制系統(tǒng)
　　該系統(tǒng)中污氮和蒸氣送入蒸汽加熱器。污氮加熱后送入分子篩純化系統(tǒng)，用來(lái)再生分子篩吸附劑，在粵港氣體工程中，通過(guò)調(diào)節(jié)蒸氣流量(單位:立方米每秒)來(lái)穩(wěn)定送出的再生污氮溫度（temperature)。但可以看出這個(gè)控制系統(tǒng)有缺陷，如果進(jìn)入加熱器的污氮流量發(fā)生變化時(shí)，會(huì)影響加熱器出口污氮的溫度；同時(shí)因?yàn)闇囟葯z測(cè)量變化較慢，用它來(lái)控制蒸汽進(jìn)量有滯后的問(wèn)題。所以如果采用前饋控制，將污氮流量變化這一先導(dǎo)干擾引入控制回路中，就可提高響應(yīng)速度，穩(wěn)定溫度。但為了保證前饋補(bǔ)償?shù)木?，?duì)控制閥(Control valve)的要求較嚴(yán)格，通過(guò)把前饋控制器的輸出與溫度控制器的輸出疊加后作為蒸汽流。
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