서지 방지 제어; 압축기
1 소개
압축기도 공업에서 매우 중요한 설비로, 주로 석화업계에 냉방과 분리 부품을 제공한다. 석유화학공업은 고위험 산업으로 생산이 지속적으로 운영되고 있기 때문에 압축기의 성능이 좋아야 한다. 그러나 서지는 원심압축기의 고유 특성이므로 원심압축기의 서지를 검토하는 것이 필요하다.
2 서지의 발생과 위험
2. 1 서지 생성
서지 현상은 일반적으로 압축기 러너에서 발생합니다. 작업 조건의 변화로 인해 유량이 빠르게 줄어 더욱 심각한 기류 분리가 발생하지만, 유동 상황도 악화될 수 있다. 이때 작업잎바퀴는 여전히 회전하고 있지만 가스에 대한 작업은 대부분 에너지 손실로 변하고 기체의 압력은 높아지지 않아 압축기 출구 압력이 현저히 떨어진다. 압축기는 관망과 함께 작동하기 때문에 파이프 용량이 크면 반응이 민감하지 않고 파이프 네트워크 압력이 즉시 감소하지 않으므로 파이프 네트워크 압력이 압축기 출구 압력보다 클 수 있으므로 파이프 네트워크 압력이 압축기 출구 압력보다 작을 때까지 가스 역류 현상이 발생할 수 있습니다.
2.2 서지 위험
압축기 서지가 발생하면 작동 이상, 출구 압력 감소, 출구 파이프 시스템 압력 이하, 배관 시스템에서 압축기로 가스가 역류하여 배관 시스템 내 압력이 압축기 출구 압력보다 낮아질 때까지 역류가 중단되고 압축기가 다시 작동합니다. 그러나 출구 파이프 시스템의 압력이 원래 값으로 복원되면 압축기를 통한 가스 흐름이 다시 감소한 다음 서지가 다시 발생하는 방식입니다. 이 시스템은 주기적으로 진동한다. 전체 과정에서 압축기는 진동이 강하고 비정상적인 소음이 동반되어 압축기 내부의 미로 밀봉, 베어링, 임펠러 등의 보조 시설에 큰 손상을 입혔습니다. 심하면 압축기가 손상되고, 장치 출구에 연결된 파이프에도 주기적인 진동이 발생하고, 파이프 입구의 압력계, 온도계, 유량계도 크게 흔들린다. 한편, 압축 기회는 단기간에 무부하 상태에서 과부하까지 반복하며 커넥터 및 구동축과 같은 구동 시스템에 큰 영향을 미칩니다
3 서지 방지 제어 기술
3. 1 서지 방지 제어 프로세스
원심압축기의 방서제어 과정에서 흡입의 수출입 압력, 온도 및 실제 유량 측정치를 서지 제어 시스템의 입력으로 사용합니다. 압축기 출구에는 일방향 밸브가 있어 천연가스가 역류하는 것을 방지한다. 역류가스의 온도가 너무 높아지는 것을 막기 위해서는, 서지의 역류입구에 있는 기체가 공기 냉각기에 의해 냉각되어야 한다. 일부 압기소에 공예 공기 냉각기가 없는 경우, 특별히 방서환류 천연가스 공냉기를 설치해야 한다.
3.2 곡선 입력 제어
정상 작동 시 압축기는 OP (Operational Point) 에서 작동하며, 작동 지점의 압력과 유량은 프로세스에 필요한 작동 조건에 적응합니다. 압축기 작동 상태의 일반적인 특성 곡선으로, O P 의 위치는 흐름과 압력 헤드에 따라 달라집니다. 입구 유속이 감소하고 출구 압력이 높아지면 압축기 작업점 (OP) 이 서지 선에 더 가까워집니다. 압축기 작동 조건이 언제든지 변경될 때 (예: 가동 중지 시간) 입구 또는 출구 유량 밸브가 작거나 닫힐 수 있습니다. 즉, 압축기 작동은 유량 변화의 영향을 받아 서지의 원인이 될 수 있습니다. 원심압축기가 서지의 진입을 막기 위해 수동적으로 제어하는 방법은 시스템의 최소 유류점과 서지점 사이에 충분한 안정 영역을 남겨 작업점이 서지점에 도달하는 것을 방지하는 것이다.
4 제어 방법
(1) 서지 지점에서 폐쇄 루프 제어를 수행합니다. 압축기 제어 소프트웨어에서 서지 제어선 (SCL) 은 서지 선의 오른쪽에 설정됩니다. SCL 과 일정 속도 선의 교차점은 서지 제어점입니다. 작동 지점 O P 가 서지 제어점에 도달하면 컨트롤러가 리턴 밸브를 엽니다. Op 가 천천히 움직이면 서지 방지 컨트롤이 제어 PID 루프가 있는 역류 밸브를 열어 OP 를 서지 제어점에 유지합니다.
(2) 빠른 램프 개방, 서지 방지로 인해 작업점의 이동 속도를 제어할 수 없으므로 예측 및 보정으로 인해 작업점이 빠르게 이동하는 요인만 가능합니다. 압축기 제어 소프트웨어는 서지 선과 서지 제어선 사이에 두 번째 선 (빠른 경사선) 을 설정합니다. 서지 방지 컨트롤이 작업점을 서지 제어선에 유지할 수 없는 경우 작업점이 R A M P 선에 접근하면 서지 방지 컨트롤이 이를 역류 밸브로 보냅니다. 신호, 예정된 개방도까지. 컨트롤러의 신호는 단계 신호이고 밸브 응답은 빠른 개방 동작이며 개방 루프 제어 동작입니다. 그 후 개방 루프 제어 회로는 잠시 동안 서지 방지 제어가 필요합니다. O P 가 이동을 중지하면 명령 신호가 PID 회로 설정에 도달할 때까지 밸브를 닫기 시작합니다. OP 가 첫 번째 개방 루프 제어 후에도 여전히 서지 지점으로 이동하는 경우, 서지 방지 컨트롤은 개방 루프 컨트롤을 사용하여 밸브를 다시 엽니다.
(3) 차동 제어: 작업점이 빠르게 이동하는 경우 리턴 밸브와 런 루프의 지연이 크면 서지 방지는 작업점이 서지 조절점, 즉 차동 제어 측정 작업점의 빠른 이동을 초과할 것으로 예측합니다. 작업점이 서지 제어선에 도달하기 전에 리턴 밸브에 명령을 보냅니다. 밸브를 여는 명령은 작업점의 이동 속도와 리턴 밸브의 응답 시간에 따라 달라집니다. 제어 시스템은 작업점이 서지 제어선에 도달하기 전에 밸브를 충분히 열어야 하기 때문입니다.
5 서지 방지 제어 시스템 설계 요구 사항
각 유닛에는 센서, 송신기, 서지 컨트롤러 및 서지 방지 밸브 또는 역류 밸브로 구성된 서지 방지 제어 장치가 포함된 자체 장치 제어 시스템 U. C. S 가 있습니다. 작동 중에 장치의 서지 컨트롤러는 입구 및 출구 압력, 온도 및 입구 흐름 신호를 수신하여 압축기의 작동 상태를 결정하여 서지 방지 밸브 또는 역류 밸브를 닫을지 여부를 결정합니다. 기체의 서지 제어가 없다면 압축기는 이상부터 서지에 이르는 시간이 매우 짧기 때문에 장비와 공정 설계가 정확하고 빠른 응답의 특징을 충족시켜야 한다. 입구 유량 측정 장비는 가스 간섭이 가장 적은 위치에 설치해야 하며 압축기의 전체 작동 범위로 설계해야 합니다. 트랜스미터는 응답 시간을 줄이기 위해 측정 장비 설치에 최대한 가깝게 접근해야 합니다. 프로세스 파이프를 설계할 때 실제로 필요에 따라 압축기 출구 및 환류 파이프의 볼륨을 최소화해야 합니다 (파이프 지름 (및 길이) 감소 포함). 서지는 원심식 압축기의 고유 특성이며, 이는 주로 작동 원리에 의해 결정된다. 서지가 발생하면 장치가 손상되어 파이프의 정상적인 작동에 영향을 줄 수 있습니다. 따라서 설비, 수출입관, 부속장비가 신뢰할 수 있는 서지 방지 시스템을 형성하여 설비 운행 중 사고를 방지해야 한다.
참고
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