一种PCL压缩机性能控制方法及装置技术领域
本发明涉及压缩机控制领域，尤其涉及一种PCL压缩机性能控制方法及装置。
背景技术
我国西部的天然气资源十分丰富，把西部的天然气资源输送到中、东部，以满足
中、东部的现代化工业发展的需要。实现西气东输，这是一项关系到我国现代化民生的重大
工程，数千公里的西气东输的管线上必须安装近百个加压站才能实现。加压站的核心设备
就是管线压缩机(PCL压缩机)。数百台管线压缩机，由于单台功率大，能耗巨大。提高管线压
缩机运行效率，对节省能耗具有十分重大意义。现有技术中，压缩机是按照给定的工况条件
进行设计和制造的。压缩机生产商通常会提供机器的预期性能曲线。由于加工制造过程，可
能造成压缩机实际性能与预期性能会有所偏离。压缩机实际性能应由测试结果进行修正。
但在实际中由于试验条件限制，及经济性上可行性原因，一般仅对若干工况点进行试验，不
可能对所有介质组分、工况条件进行实验。压缩机实际运行过程中，会遇到气体组分发生变
化、进口状态变化、流量变化、转速变化等工况调节情况。如果不能实时、准确地计算此时压
缩机的实际性能，便无法判断压缩机是否能够高效、安全运行在这种情形下，对压缩机调节
造成很大问题。
发明内容
本发明提供一种PCL压缩机性能控制方法及装置，解决现有技术中采取预期曲线
进行计算引入的误差，结果不准确，近似相似变换容易带来偏差的技术问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种PCL压缩机性能控制方法，包括：
获取离心压缩机的性能测试数据，并进行真实气体物性计算、性能迭代，以生成
PCL压缩机实际机芯数据；
选择需要计算的压缩机的机芯，输入现场流量、进口压力、温度、组分和转速，计算
压缩机的实际性能；
根据所述实际机芯数据生成曲线和/或表格，并根据所述曲线和/或表格获取现场
条件下的最佳性能点，
将压缩机的实际性能作为当前性能点标示于所述曲线和/或表格上，并根据所述
当前性能点与所述最佳性能点之间的差别，控制PCL压缩机的性能。
一种PCL压缩机性能控制装置，包括：
数据获取模块，用于获取离心压缩机的性能测试数据，并进行真实气体物性计算、
性能迭代，以生成PCL压缩机实际机芯数据；
计算模块，用于选择需要计算的压缩机的机芯，输入现场流量、进口压力、温度、组
分和转速，计算压缩机的实际性能；
最佳性能点计算模块，用于根据所述实际机芯数据生成曲线和/或表格，并根据所
述曲线和/或表格获取现场条件下的最佳性能点；
控制模块，用于将压缩机的实际性能作为当前性能点标示于所述曲线和/或表格
上，并根据所述当前性能点与所述最佳性能点之间的差别，控制PCL压缩机的性能。
本发明提供一种PCL压缩机性能控制方法及装置，通过获取离心压缩机的性能测
试数据，并进行真实气体物性计算、性能迭代，以生成PCL压缩机实际机芯数据；选择需要计
算的压缩机的机芯，输入现场流量、进口压力、温度、组分和转速，计算压缩机的实际性能；
根据所述实际机芯数据生成曲线和/或表格，并根据所述曲线和/或表格获取现场条件下的
最佳性能点，将压缩机的实际性能作为当前性能点标示于所述曲线和/或表格上，并根据所
述当前性能点与所述最佳性能点之间的差别，控制PCL压缩机的性能。消除了采取预期曲线
进行计算引入的误差，结果准确，消除了近似相似变换带来的偏差。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所
需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施
例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可根据这些附图获
得其他的附图。
图1为本发明实施例的一种PCL压缩机性能控制方法的流程图；
图2为本发明实施例的一种PCL压缩机性能控制装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实
施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，为一种PCL压缩机性能控制方法的流程图，包括：
步骤101、获取离心压缩机的性能测试数据，并进行真实气体物性计算、性能迭代，
以生成PCL压缩机实际机芯数据；
步骤102、选择需要计算的压缩机的机芯，输入现场流量、进口压力、温度、组分和
转速，计算压缩机的实际性能；
步骤103、根据所述实际机芯数据计算生成曲线和/或表格，并根据所述曲线和/或
表格获取现场条件下的最佳性能点，
步骤104、将压缩机的实际性能作为当前性能点标示于所述曲线和/或表格上，并
根据所述当前性能点与所述最佳性能点之间的差别，控制PCL压缩机的性能。
其中，步骤101具体可以包括：
步骤101-1、根据公式计算首级流量系数φ1，其中，Qin为第1级
叶轮进口容积流量，D2为第1级叶轮出口直径，u2为第1级叶轮外径处的线速度；
步骤101-2、根据计算首级机器马赫数Mu2，其中，D2为第1级叶轮
直径，n为叶轮转速，Z1为压缩性系数，T1入口温度，kv为容积定熵指数，R为气体常数；
步骤101-3、根据其中，htot为总能量头，L为叶轮数目，u2i为第i级叶
轮外径处的线速度；
步骤101-4、根据计算出口压力，其中，Z1为压缩性系
数，R为气体常数，T1为进口温度，P1为进口压力，P2C为出口压力，htot为总能量头。
步骤101之后，还可以包括：
步骤101-a、对比计算的出口气体压力P2C和测试出口压力P2，并进行对比；
步骤101-b、当P2C及P2二者的差值小于预设阈值时，计算收敛；否则调整多变效率
ηp，根据重新计算出口气体压力，直至完成转速曲线上所有流
量点特性的计算。ηp为压缩机的多变效率，性能迭代过程中的多变效率ηp迭代初始值取0.5
为便于保密，防止误操作，所述方法还可以包括：采用128位AES算法对所述PCL压
缩机实际机芯数据进行加密。
本发明提供一种PCL压缩机性能控制方法，通过获取离心压缩机的性能测试数据，
并进行真实气体物性计算、性能迭代，以生成PCL压缩机实际机芯数据；选择需要计算的压
缩机的机芯，输入现场流量、进口压力、温度、组分和转速，计算压缩机的实际性能；根据所
述实际机芯数据生成曲线和/或表格，并根据所述曲线和/或表格获取现场条件下的最佳性
能点，将压缩机的实际性能作为当前性能点标示于所述曲线和/或表格上，并根据所述当前
性能点与所述最佳性能点之间的差别，控制PCL压缩机的性能。消除了采取预期曲线进行计
算引入的误差，结果准确，消除了近似相似变换带来的偏差。
如图2，为一种PCL压缩机性能控制装置的结构示意图，包括：
数据获取模块210，用于根据离心压缩机的性能测试数据，并进行真实气体物性计
算、性能迭代，以生成PCL压缩机实际机芯数据；
计算模块220，用于选择需要计算的压缩机的机芯，输入现场流量、进口压力、温
度、组分和转速，计算压缩机的实际性能；
最佳性能点计算模块230，用于根据所述实际机芯数据生成曲线和/或表格，并根
据所述曲线和/或表格获取现场条件下的最佳性能点，
控制模块240，用于将压缩机的实际性能作为当前性能点标示于所述曲线和/或表
格上，并根据所述当前性能点与所述最佳性能点之间的差别，控制PCL压缩机的性能。
其中，所述数据获取模块210包括：
第一计算单元211，用于根据公式计算流量系数φ1，其中，Qin为
第1级叶轮进口容积流量，D2为第1级叶轮出口直径，u2为第1级叶轮外径处的线速度；
第二计算单元212，用于根据计算首级机器马赫数Mu2，其中，D2
为第1级叶轮直径，n为叶轮转速，Z1为压缩性系数，T1叶轮入口温度，kv为容积定熵指数，R为
气体常数；
第三计算单元213，用于根据其中，htot为总能量头，L为叶轮数目，u2i
为第i级叶轮外径处的线速度；
第四计算单元214，用于其中，Z1为压缩性系数，R为
气体常数，T1为进口温度，P1为进口压力，P2C为出口压力，htot为总能量头。ηp为压缩机的多变
效率，性能迭代过程中的多变效率ηp迭代初始值取0.5
所述数据获取模块210还包括：
比较模块215，用于对比计算的出口气体压力P2C，并与测试出口压力P2进行对比；
判断模块216，用于当P2及P2C二者的差值小于预设阈值时，判断计算收敛；否则调
整多变效率ηp，根据重新计算出口气体压力，直至完成转速曲
线上所有流量点特性的计算。
还可以包括加密模块250，用于采用128位AES算法对所述PCL压缩机实际机芯数据
进行加密。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助
软件加必需的硬件平台的方式来实现，当然也可以全部通过硬件来实施，但很多情况下前
者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案对背景技术做出贡献的全部或
者部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如
ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务
器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
以上对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方
式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对
于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变
之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。