增压系统的模式切换方法、串级增压系统、介质和产品与流程

本发明涉及增压机控制，尤其涉及增压系统的模式切换方法、串级增压系统、介质和产品。

背景技术：

1、燃气轮机电厂中，当天然气长输管网末端压力不足或因区域供气波动导致管网压力长期低于调压站正常工作所需的最低入口压力时，需在调压站上游设置天然气增压机对来气进行预增压。当管网压力波动范围较宽时，单一增压机难以兼顾低压与较高入口压力两种工况——设备在高入口压力段运行严重偏离高效区，经济性不佳，且低压大压比工况下出口压力及流量的稳定调节能力较差，难以精确匹配燃机快速变负荷的要求。

2、现有技术采用直接切换方式进行增压机模式切换，但其存在显著缺陷：其将管路切换与增压机启停同步执行，即增压机尚未卸载即直接停机，或管路尚未导通即直接启动，导致增压机在带压状态下启停，易引发喘振、气流倒流及机械冲击，造成串级增压机在运行模式切换过程中安全性不足。

技术实现思路

1、本发明提供了增压系统的模式切换方法、串级增压系统、介质和产品，能够解决串级增压机在运行模式切换过程中因带压启停和工况失配所导致的运行失稳问题，以提高串级增压机运行模式切换过程的安全性。

2、第一方面，本发明一实施例提供了一种增压系统的模式切换方法，应用于串级增压系统，所述串级增压系统包含气体入口母管和若干列增压机组，所述增压机组包含第一控制阀、第二控制阀、一级增压机、二级增压机和旁路阀，各所述增压机组包括备用列机组和当前运行机组，所述方法包括：

3、获取所述串级增压系统处于串级运行模式时所述气体入口母管的第一气体压力；

4、若所述第一气体压力满足预设单机模式切换条件时，控制所述备用列机组的所述第二控制阀和所述旁路阀打开，且控制所述备用列机组的所述第一控制阀关闭，以使气体进入所述备用列机组中所述二级增压机的入口侧；

5、若所述二级增压机入口侧的第一入口侧气体满足预设第一启动条件，则控制所述备用列机组的所述二级增压机启动，当获取的所述备用列机组中的所述二级增压机出口侧的第一出口侧气体达到预设第一工况时，将所述当前运行机组的负载控制权转移至所述备用列机组，向所述当前运行机组发出卸载指令以使所述当前运行机组停机，完成所述串级增压系统从所述串级运行模式至单机运行模式的切换。

6、这样通过获取串级增压系统处于串级运行模式时气体入口母管的气体压力，可实时监测系统当前运行工况，为是否需要进行模式切换提供准确的判断依据，为提高串级增压机运行模式切换过程的安全性提供数据基础；在气体压力满足预设单机模式切换条件时控制备用列机组的第二控制阀和旁路阀打开且第一控制阀关闭，使气体直接进入备用列机组的二级增压机入口侧，实现了备用列气路的预先导通，为备用列二级增压机的启动做好管路准备，避免备用列启动后无法正常建立压力导致的工况失配，从而提高串级增压机运行模式切换过程的安全性；在备用列机组的二级增压机第一入口侧气体满足预设启动条件时才控制二级增压机启动并保持一级增压机停机，确保二级增压机在入口压力满足安全启动要求时方可启动，避免因入口压力不满足要求导致启动失败或喘振，从而提高串级增压机运行模式切换过程的安全性；在备用列机组的二级增压机出口侧气体达到预设工况时将当前运行机组的负载控制权转移至备用列机组，实现了负载从当前运行机组到备用列机组的先建立后转移，确保切换过程中供气压力不中断，避免因切换过程中供气中断导致的运行失稳，从而提高串级增压机运行模式切换过程的安全性；在转移完成后向当前运行机组发出卸载指令使其停机，确保当前运行机组在负载转移完成后再停机，避免带压停机导致的喘振和机械冲击，最终提高串级增压机从串级运行模式切换至单机运行模式过程的安全性。本技术能够解决串级增压机在运行模式切换过程中因带压启停和工况失配所导致的运行失稳问题，以提高串级增压机运行模式切换过程的安全性。

7、进一步的，所述若所述第一气体压力满足预设单机模式切换条件时，控制所述备用列机组的所述第二控制阀和所述旁路阀打开，具体包括：

8、若所述第一气体压力大于预设上升阈值时，记录所述第一气体压力大于所述上升阈值的持续时长；

9、若所述持续时长大于预设延时阈值时，控制所述备用列机组的所述第二控制阀和所述旁路阀打开。

10、这样在气体压力大于预设上升阈值时记录其持续时长，并在持续时长大于预设延时阈值时才执行阀门打开动作，可避免因管网压力瞬时波动导致系统频繁误判和误动作，确保切换指令在压力稳定满足条件后才触发，从而提高串级增压机运行模式切换过程的安全性。

11、进一步的，所述向所述当前运行机组发出卸载指令以使所述当前运行机组停机，具体包括：

12、向所述当前运行机组发出所述卸载指令，以削减所述当前运行机组的所述一级增压机和所述二级增压机的运行负荷，直至所述当前运行机组的所述一级增压机和所述二级增压机进入空载待机模式，则控制所述当前运行机组的所述二级增压机和所述一级增压机按序停机。

13、这样先削减当前运行机组的一级增压机和二级增压机的运行负荷至空载待机模式后再按序停机，可使当前运行机组在完全卸载、处于空载状态下方可停机，避免带压停机导致的喘振和机械冲击，同时按序停机可进一步减小停机过程中对管路的瞬态冲击，从而提高串级增压机运行模式切换过程的安全性。

14、进一步的，在所述向所述当前运行机组发出卸载指令以使所述当前运行机组停机之后，还包括：将所述当前运行机组标记为备用状态，将所述备用列机组标记为工作状态。

15、这样在当前运行机组停机后将其标记为备用状态，将原备用列机组标记为工作状态，实现了机组角色的明确互换，使系统在下一次需要模式切换时能够快速识别当前备用列的位置，避免因角色不清导致的误启动或重复切换，从而提高串级增压机长期运行过程中模式切换的安全性。

16、第二方面，本发明一实施例提供了一种增压系统的模式切换方法，应用于串级增压系统，所述串级增压系统包含气体入口母管和若干列增压机组，所述增压机组包含第一控制阀、第二控制阀、一级增压机、二级增压机和旁路阀，各所述增压机组包括备用列机组和当前运行机组，所述方法包括：

17、获取所述串级增压系统处于单机运行模式时所述气体入口母管的第二气体压力；

18、若所述第二气体压力满足预设串级模式切换条件时，控制所述备用列机组的所述第一控制阀打开，且控制所述备用列机组的所述第二控制阀和所述旁路阀关闭，以使气体进入所述备用列机组中所述一级增压机的入口侧；

19、若所述一级增压机入口侧的第二入口侧气体满足预设第二启动条件，则启动所述备用列机组的所述一级增压机运行，直至所述一级增压机满足预设稳定运行条件且获取的所述一级增压机出口侧的第二出口侧气体满足预设第三启动条件时，启动所述备用列机组的所述二级增压机；

20、当获取的所述二级增压机出口侧的第三出口侧气体达到预设第二工况时，将所述当前运行机组的负载控制权转移至所述备用列机组，向所述当前运行机组发出卸载指令以使所述当前运行机组停机，完成所述串级增压系统从所述单机运行模式至串级运行模式的切换。

21、这样通过获取串级增压系统处于单机运行模式时气体入口母管的第二气体压力，可实时监测系统当前运行工况，为是否需要进行模式切换提供准确的判断依据，为提高串级增压机运行模式切换过程的安全性提供数据基础；在第二气体压力满足预设串级模式切换条件时控制备用列机组的第一控制阀打开且第二控制阀和旁路阀关闭，使气体进入备用列机组中一级增压机的入口侧，实现了备用列一级增压机气路的预先导通，为一级增压机的启动做好管路准备，避免一级增压机启动后无法正常建立压力导致的工况失配，从而提高串级增压机运行模式切换过程的安全性；在一级增压机入口侧的第二入口侧气体满足预设第二启动条件时才启动备用列机组的一级增压机，确保一级增压机在入口压力满足安全启动要求时方可启动，避免因入口压力不满足要求导致启动失败或喘振，从而提高串级增压机运行模式切换过程的安全性；在一级增压机满足预设稳定运行条件且一级增压机出口侧的第二出口侧气体满足预设第三启动条件时才启动二级增压机，确保二级增压机在一级增压机已建立稳定出口压力后方可启动，避免二级增压机在入口压力不足或波动时启动导致的喘振，从而提高串级增压机运行模式切换过程的安全性；当二级增压机出口侧的第三出口侧气体达到预设第二工况时将当前运行机组的负载控制权转移至备用列机组，实现了负载从当前运行机组到备用列机组的先建立后转移，确保切换过程中供气压力不中断，避免因切换过程中供气中断导致的运行失稳，从而提高串级增压机运行模式切换过程的安全性；在转移完成后向当前运行机组发出卸载指令使其停机，确保当前运行机组在负载转移完成后再停机，避免带压停机导致的喘振和机械冲击，最终提高串级增压机从单机运行模式切换至串级运行模式过程的安全性。本技术能够解决串级增压机在运行模式切换过程中因带压启停和工况失配所导致的运行失稳问题，以提高串级增压机运行模式切换过程的安全性。

22、第三方面，本发明另一实施例提供了一种串级增压系统，包含气体入口母管、气体出口母管、若干列增压机组和控制单元，其中：

23、各所述增压机组分别连接于所述气体入口母管和所述气体出口母管之间，以使各所述增压机组之间形成并联关系；

24、所述控制单元分别与各所述增压机组连接，用于执行如第一方面所述的增压系统的模式切换方法和第二方面所述的增压系统的模式切换方法。

25、进一步的，所述增压机组包括第一控制阀、第二控制阀、一级增压机、二级增压机和旁路阀，其中：

26、所述第一控制阀的入口侧与所述气体入口母管连接，所述第一控制阀的出口侧与所述一级增压机的入口侧连接；

27、所述第二控制阀的入口侧与所述气体入口母管连接，所述第二控制阀的出口侧与所述一级增压机的入口侧连接，以与所述第一控制阀形成并联关系；

28、所述一级增压机的出口侧与所述二级增压机的入口侧连接；

29、所述二级增压机的出口侧与所述气体出口母管连接；

30、所述旁路阀的入口侧连接于所述第一控制阀的出口侧与所述一级增压机的入口侧之间，所述旁路阀的出口侧连接于所述一级增压机的出口侧与所述二级增压机的入口侧之间，以与所述一级增压机形成并联关系。

31、进一步的，所述增压机组还包括若干个压力监测仪表，其中：

32、各所述压力监测仪表分别设置于所述气体入口母管上、所述一级增压机的入口侧和所述一级增压机的出口侧，各所述压力监测仪表分别与所述控制单元连接。

33、第四方面，本发明另一实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备或装置执行如第一方面所述的增压系统的模式切换方法和第二方面所述的增压系统的模式切换方法。

34、第五方面，本发明另一实施例提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序或指令，所述计算机程序或指令被通信装置执行时实现如第一方面所述的增压系统的模式切换方法和第二方面所述的增压系统的模式切换方法。