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這篇文章主要講述軸流壓縮機的研究與使用，分兩塊來概述的，一是對于軸流式壓縮機概述，接著講述了軸流壓縮機的研究與使用，希望能夠?qū)τ诖蠹业膶τ谳S流壓縮機更加的了解。
軸流式壓縮機概述：
壓縮機是為高爐提供壓縮空氣的動力設(shè)備，是鋼鐵企業(yè)冶煉生鐵工藝流程中極其重要的設(shè)備， 壓縮機的工作狀態(tài)不但決定著工藝質(zhì)量， 同時也對高爐的安全生產(chǎn)起著至關(guān)重要的作用。較離心式壓縮機， 軸流壓縮機具有效率高、流量大、工況范圍寬、安全可靠等優(yōu)點， 被大量應(yīng)用于大、中型高爐， 而壓縮機機組能否充分發(fā)揮應(yīng)有效率， 控制程序完善與否是決定性的因素。
軸流式壓縮機與離心式壓縮機都屬于速度型壓縮機均稱為透平式壓縮機; 速度型壓縮機的含義是指它們的工作原理都是依賴葉片對氣體作功，并先使氣體的流動速度得以極大提高，然后再將動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ堋Ｍ钙绞綁嚎s機的含義是指它們都具有高速旋轉(zhuǎn)的葉片。
軸流壓縮機的研究與使用：
1、軸流縮機控制系統(tǒng)的設(shè)計
（1） 控制系統(tǒng)構(gòu)成
控制系統(tǒng)采用第四代 DCS系統(tǒng) HOLL iAS- MACS系統(tǒng)， 系統(tǒng)硬件為 SM 系列， 軟件為 MACSV系列。該系統(tǒng)由主控制器（ SM203）、擴展 I/O機架、防喘振控制器 （ YS- 80）、繼電快速保護回路、工業(yè)以太網(wǎng)交換機、操作員站、工程師站、TSI監(jiān)測儀表、硬操按鈕 /開關(guān)組成。為了保證壓縮機的穩(wěn)定運行和高爐的安全生產(chǎn)， 控制系統(tǒng)采用冗余配置。
（2） 控制系統(tǒng)功能實現(xiàn)
軸流壓縮機的控制比較復(fù)雜， 其控制難點主要包括： 定風(fēng)量 /定風(fēng)壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制、防喘振控制、連鎖控制等。
1> 定風(fēng)量 /定風(fēng)壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制
在高爐煉鐵中， 高爐正常生產(chǎn)需要壓縮機為高爐提供穩(wěn)定的工藝特性， 即壓縮機需定風(fēng)量 /定風(fēng)壓運行。但在實際生產(chǎn)中存在著很多干擾因素， 造成了風(fēng)量和風(fēng)壓的波動， 因此需專門設(shè)置定風(fēng)量 /定風(fēng)壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)對某個特定的風(fēng)量或壓力進行操作。其調(diào)節(jié)手段是采用控制靜葉開度和改變轉(zhuǎn)速相結(jié)合的方式。定風(fēng)量 /定風(fēng)壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以通過自動或手動操作方式進行切換。手 /自動切換時， 由 DCS 輸出信號驅(qū)動伺服閥控制靜葉。
靜葉作為壓縮機定風(fēng)量 /定壓力操作的動作執(zhí)行器， 可以采用串級調(diào)節(jié)。串級控制系統(tǒng)的內(nèi)環(huán)是靜葉定位調(diào)節(jié)， 由靜葉伺服控制器、電液伺服閥、靜葉位置變送器組成； 外環(huán)為流量 /壓力傳感器、流量 /壓力控制器組成。當(dāng)內(nèi)環(huán)切換到串級狀態(tài)時， 由流量 /壓力控制器對比實際參數(shù)給定靜葉角度設(shè)定值。靜葉伺服控制器對設(shè)定值和位置反饋進行對比， 輸出控制信號， 作用于電液伺服閥， 驅(qū)動靜葉伺服油缸動作， 以到達設(shè)定位置。
2> 防喘振控制
喘振是壓縮機特有的不正常運行工況， 防喘振控制是壓縮機控制的核心。該機組中， 通過 YS80 判斷喘振。防喘振控制系統(tǒng)是通過對防喘閥開度的調(diào)節(jié)來完成的， 其原理為： 當(dāng)壓縮機接近喘振工況， 即出口壓力接近壓縮機喘振壓力時， 防喘振控制系統(tǒng)便及時將管線上的防喘振閥打開某個角度， 從而使壓縮機出口壓力降低， 進而改變壓縮機的運行工況。這樣就避免了壓縮機進入喘振工況區(qū)。
軸流壓縮機的運行工況分 3個區(qū)域： 喘振區(qū)域、安全區(qū)域和阻塞區(qū)域。喘振線將喘振區(qū)域與安全運行區(qū)域分開， 防喘振控制的目的就是防止壓縮機進入喘振區(qū)域運行。通常喘振線是利用現(xiàn)場實測的壓縮機不同喘振點所繪制出的喘振折線。在實際設(shè)計中考慮到為防喘振控制留下足夠的安全裕度而增加其安全和可靠性， 下移 5% 作為放風(fēng)線； 為了再次增加可靠性， 將喘振曲線平行下移 10% 作為防喘振的報警線。具體來說， 當(dāng)排氣壓力超過報警線時， 系統(tǒng)發(fā)出報警信號，操作人員可以進行手動調(diào)節(jié)； 當(dāng)排氣壓力值超過放風(fēng)值時， 防喘振調(diào)節(jié)系統(tǒng)可自動控制， 放風(fēng)閥按一定的角度打開， 使工況點回到放風(fēng)線以下運行， 若工況繼續(xù)惡化， 放風(fēng)閥失電全部打開。
系統(tǒng)檢測壓縮機入口喉部差壓 p， 經(jīng)采集后進行補償計算得 p X， 再將補償后的信號帶入折線函數(shù) p= f （ p X）， 經(jīng)過預(yù)先標(biāo)定的防喘振折線計算， 得出當(dāng)前工況下的調(diào)節(jié)壓力設(shè)定值SV1.設(shè)定值與當(dāng)前排氣壓力 PV2在調(diào)節(jié)功能塊中進行比較計算， 輸出調(diào)節(jié)值作用于防喘調(diào)節(jié)閥， 形成完整的閉環(huán)控制回路。
若 SV1> PV2， 調(diào)節(jié)器輸出 0% 使 1放空閥全關(guān)。
若 SV1< PV2， 調(diào)節(jié)器輸出 > 0% 使 1 防喘閥開至某一開度。
3>連鎖控制
壓縮機組連鎖控制主要包括： 啟動連鎖與停車連鎖。啟動聯(lián)鎖是對機組開機前的保護， 只有在所有條件得到滿足之后， 才允許開機。其聯(lián)鎖條件是： 主放風(fēng)閥全開、副放風(fēng)閥全開、透平主蒸汽閥全關(guān)、軸承油壓 > 0 08 MPa、控制油壓 > 0 75 MPa、排汽壓力 < - 0 075 MPa、靜葉控制在自動控制位、靜葉控制方式在啟動模式、主放風(fēng)閥控制在自動控制位、靜葉反饋在 - 1 1 、H IC - 101輸出 > 90% 、轉(zhuǎn)速 < 300 r/m in. 當(dāng)啟動聯(lián)鎖完成后， 進入待啟動狀態(tài)。操作員根據(jù)汽輪機的升速曲線 進行機組升速， 機組達到額定轉(zhuǎn)速后， 按自動操作按鈕將原控制程序中的流量調(diào)節(jié)和防喘振控制閉鎖解除， 并進行機組加載， 直至滿足工藝生產(chǎn)要求。停機聯(lián)鎖是最后采取的一項保護措施。其條件是： 軸承油壓過低、推力軸承損壞、動力油壓力過低、持續(xù)逆流發(fā)生， 其中任一條件得到滿足， 則聯(lián)鎖停機。
2、 監(jiān)視和操作界面
在軸流壓縮機 DCS 界面中， 包括多幅單回路面板畫面和多幅運行監(jiān)視畫面。分別是： 機組主控畫面、防喘振監(jiān)視畫面、機組軸系狀態(tài)監(jiān)測畫面、潤滑油站監(jiān)控畫面、蒸汽水系統(tǒng)監(jiān)控畫面、開機聯(lián)鎖畫面、停機聯(lián)鎖畫面以及歷史趨勢、報警、事件記錄、操作日志等。通過這些監(jiān)控畫面， 操作人員可以方便、直觀地了解壓縮機組的運行狀態(tài)。同時， 給機組故障分析、運行管理提供了極大的方便。
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作者:德耐爾@德耐爾空壓機 空壓機修訂日期：2011-06-08
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