两级串联压缩机循环回流控制系统的制作方法

本发明涉及一种两级串联压缩机的循环回流技术。

背景技术：

螺杆压缩机可靠性高、动平衡好、适应性强，如果压缩介质组成和入口状态稳定，基本压缩过程就稳定，工程应用的稳定及长效性就可得以保证。因此，现有的螺杆压缩机都配有循环回流管线，以使压缩机的出口流量部分地回流到入口，从而稳定压缩机的入口压力（即进气压力）。然而，在双级串联的压缩机组中，二级压缩机的入口压力往往被忽视，经常出现压力不稳定甚至过低的情况，从而给生产安全带来隐患。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种能够同时保证一级压缩机和二级压缩机入口压力均稳定的两级串联压缩机循环回流控制系统。

本发明所采取的技术方案是：

一种两级串联压缩机循环回流控制系统，包括依次串联的两级压缩机以及回流管路，两级串联压缩机循环回流控制系统包括两个压力变送器、三通调节阀和控制器，其中：两个压力变送器分别设置于两个压缩机的入口，用以分别检测两个压缩机的入口压力；三通调节阀设置在回流管路上，二级压缩机的出口与三通调节阀的入口连通，三通调节阀的两个出口分别与两个压缩机的入口连通；控制器用于接收三通调节阀反馈的阀门状态信号以及两个压力变送器发送的检测结果，控制三通调节阀的开度，以调节回流到一级压缩机和二级压缩机的工艺气流量，使一级压缩机的入口压力和二级压缩机的入口压力维持稳定。

可选地，在所述的两级串联压缩机循环回流控制系统中，控制器用于优先根据一级压缩机的入口压力给定值和入口压力测量值对三通调节阀的开度进行控制，以使一级压缩机的入口压力达到一级压缩机的入口压力给定值，只有在一级压缩机的入口压力测量值大于等于预先设定的第一压力阈值且二级压缩机的入口压力测量值低于预先设定的第二压力阈值时，根据二级压缩机的入口压力给定值和入口压力测量值对三通调节阀的开度进行控制，以使二级压缩机的入口压力达到二级压缩机的入口压力给定值。

可选地，在所述的两级串联压缩机循环回流控制系统中，控制器用于优先根据一级压缩机的入口压力给定值与入口压力测量值的偏差对三通调节阀的开度进行PID控制，以使一级压缩机的入口压力达到一级压缩机的入口压力给定值，只有在一级压缩机的入口压力测量值大于等于预先设定的第一压力阈值且二级压缩机的入口压力测量值低于预先设定的第二压力阈值时，根据二级压缩机的入口压力给定值与入口压力测量值的偏差对三通调节阀的开度进行PID控制，以使二级压缩机的入口压力达到二级压缩机的入口压力给定值。

由于本发明采用了以上的技术方案，其产生的技术效果是明显的：

1、与现有技术相比，本实施例的两级串联压缩机循环回流控制系统用一套三通调节阀将一路回流分成了两路回流，使两路回流量能够得到很好的控制，从而分别平衡了两级压缩机的入口压力，使两级压缩机的入口压力均能保持稳定，不仅使得压缩机组的运行更加安全可靠，降低了压缩机的运行风险，而且简化了结构，降低了制造成本，缩短了制造周期；

2、现有技术中将两级串联的压缩机视为整体，而本发明采用了超驰控制，在通常情况下根据一级压缩机的入口压力对三通调节阀的开度进行调节，只有在一级压缩机的入口压力测量值大于等于预先设定的第一压力阈值且二级压缩机的入口压力测量值低于预先设定的第二压力阈值时，才切换到根据二级压缩机的入口压力给定值对三通调节阀的开度进行调节的方式，当二级压缩机的入口压力测量值大于等于预先设定的第二压力阈值时后，则恢复到根据一级压缩机的入口压力对三通调节阀的开度进行调节的方式。

附图说明

图1示出了根据本发明一实施例的两级串联压缩机循环回流控制系统的结构示意图。

图2示出了根据本发明两级串联压缩机循环回流控制系统的一实施例的控制器的控制示意图。

图3示出了根据本发明两级串联压缩机循环回流控制系统的一实施例的控制器的逻辑控制框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

请参考图1和图2，根据本发明一实施例的一种两级串联压缩机循环回流控制系统，包括一级压缩机11和二级压缩机12、一级冷却器21和二级冷却器22、回流管路3、第一压力变送器41和第二压力变送器42、三通调节阀5和控制器6。

在本实施例中，一级压缩机11和二级压缩机12均为螺杆压缩机，在其它的实施例中，一级压缩机11和二级压缩机12也可以是活塞式压缩机等其它类型的压缩机，本发明对此不做限制。

第一压力变送器41和第二压力变送器42分别设置于一级压缩机11和二级压缩机12的入口，用以分别检测两个压缩机的入口压力。三通调节阀5设置在回流管路3上，二级压缩机12的出口与三通调节阀5的入口连通，三通调节阀5的两个出口分别与两个压缩机的入口连通。

在本实施例中，三通调节阀5的常开出口连通于一级压缩机11的入口，三通调节阀5的常闭出口连通于二级压缩机12的入口。通过改变三通调节阀5的阀杆位置，可以调节从三通调节阀5的两个出口所排出的工艺气的分流量。一级冷却器21串联在一级压缩机11的出口与二级压缩机12的入口之间，二级冷却器22串联在二级压缩机21的出口与三通调节阀5的入口之间。一级压缩机11压缩工艺气后，工艺气进入一级冷却器21冷却，工艺气经过一级冷却器21冷却后，进入二级压缩机12，二级压缩机12压缩工艺气后，工艺气进入二级冷却器22冷却。

控制器6用于接收三通调节阀5反馈的阀门状态信号、以及第一压力变送器41和第二压力变送器42发送的检测结果，控制三通调节阀5的开度，以调节从二级压缩机12的出口回流到一级压缩机11和二级压缩机12的工艺气流量，使一级压缩机11的入口压力和二级压缩机12的入口压力维持稳定。

本实施例中，控制器6用于优先根据一级压缩机11的入口压力给定值和入口压力测量值对三通调节阀5的开度进行控制，以使一级压缩机11的入口压力达到一级压缩机11的入口压力给定值，只有在一级压缩机的入口压力测量值大于等于预先设定的第一压力阈值且二级压缩机12的入口压力测量值低于预先设定的第二压力阈值时，根据二级压缩机12的入口压力给定值和入口压力测量值对三通调节阀的开度进行控制，以使二级压缩机12的入口压力达到二级压缩机12的入口压力给定值。第二压力阈值大于第一压力阈值。

进一步地，控制器6用于优先根据一级压缩机11的入口压力给定值与入口压力测量值的偏差对三通调节阀5的开度进行PID控制，以使一级压缩机11的入口压力达到一级压缩机11的入口压力给定值，只有在一级压缩机11的入口压力测量值大于等于预先设定的第一压力阈值且二级压缩机12的入口压力测量值低于预先设定的第二压力阈值时，根据二级压缩机12的入口压力给定值与入口压力测量值的偏差对三通调节阀5的开度进行PID控制，以使二级压缩机12的入口压力达到二级压缩机12的入口压力给定值。

本实施例中，控制器6采用了超驰控制的方式。在通常情况下，控制器6根据一级压缩机11的入口压力给定值与入口压力测量值的偏差对三通调节阀5的开度进行PID控制，唯独只有在一级压缩机11的入口压力大于等于预先设定的第一压力阈值且二级压缩机12的入口压力测量值低于预先设定的第二压力阈值时，才切换到根据二级压缩机12的入口压力给定值与入口压力测量值的偏差对三通调节阀5的开度进行PID控制的方式，当二级压缩机12的入口压力测量值恢复到大于等于预先设定的第二压力阈值时后，则控制器6又切换到根据一级压缩机11的入口压力给定值与入口压力测量值的偏差对三通调节阀5的开度进行PID控制的方式。在一级压缩机11的入口压力测量值和二级压缩机12的入口压力测量值均低于各自预先设定的压力阈值时，控制器6也是根据一级压缩机11的入口压力给定值与入口压力测量值的偏差对三通调节阀5的开度进行PID控制，使一级压缩机11的入口压力达到一级压缩机11的入口压力给定值。之后，若二级压缩机12的入口压力仍然低于给定值的话，才对其进行调节。

之所以采用这样的控制方式，是因为两级串联的压缩机应视为一个整体，一级压缩机11的入口压力作为整体的入口压力尤为关键，而且当一级压缩机11的入口压力低时，如果回流量增加，其排气压力也会相应增加，所以二级压缩机12的入口压力也会随之增加，不过是有一定延迟罢了。所以才将一级压缩机11的入口压力控制模式设定为常规控制模式，而将二级压缩机12的入口压力控制模式设定为取代控制模式，并在两个压缩机的入口压力测量值均低于各自预先设定的压力阈值时，优先调节一级压缩机的入口压力，只有在一级压缩机入口压力正常且二级压缩机的入口压力低于预先设定的第二压力阈值时，才取代常规的控制模式，以使流入到二级压缩机12入口的回流更多一些，使二级压缩机12的入口压力恢复到大于等于预先设定的第二压力阈值，并且在二级压缩机12的入口压力恢复到大于等于预先设定的第二压力阈值后，依然切换到常规控制模式。在只有一级压缩机11的入口压力小于预先设定的第一压力阈值时，通过控制三通调节阀5，使流入一级压缩机11入口的回流更多一些。

在本实施例中，控制器6为PLC控制器。图3示出了根据本发明两级串联压缩机循环回流控制系统的一实施例的控制器的逻辑控制框图。如图3所示，选择器默认根据一级压缩机11的入口压力给定值与入口压力测量值的偏差对三通调节阀5的开度进行PID控制，当一级压缩机11的入口压力正常且二级压缩机12的入口压力为L（即入口压力测量值低于预先设定的第二压力阈值）时，选择器接收到低电平，从而切换到根据二级压缩机12的入口压力给定值与入口压力测量值的偏差对三通调节阀5的开度进行PID控制的方式。

以上描述是结合具体实施方式和附图对本发明所做的进一步说明。但是，本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方法来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内容的情况下根据实际使用情况进行推广、演绎，因此，上述具体实施例的内容不应限制本发明确定的保护范围。