1、離心式壓縮機(jī)防喘振分析及措施摘要：隨著經(jīng)濟(jì)和科技水平的快速發(fā)展，防喘振控制程序是控制系統(tǒng)廠家根 據(jù)機(jī)組廠家提供的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)開發(fā)的具有防喘振控制功能的標(biāo)準(zhǔn)功能模塊，它能夠 確保壓縮機(jī)安全運(yùn)行并提高機(jī)組運(yùn)行效率，但是如果應(yīng)用不當(dāng)將導(dǎo)致使機(jī)組發(fā)生 喘振、損壞設(shè)備甚至造成停產(chǎn)等事故。關(guān)鍵詞：喘振；離心式壓縮機(jī)；防喘振控制引言隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，離心式壓縮機(jī)的應(yīng)用迎來了前所未有的重大發(fā)展 機(jī)遇，如何采取有效技術(shù)措施，強(qiáng)化其防喘振智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用總體成效，成 為業(yè)內(nèi)廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)課題之一。基于此，本文首先介紹了壓縮機(jī)防喘振機(jī)理及 特性，分析了導(dǎo)致離心式壓縮機(jī)喘振故障的諸多方面原因，并結(jié)合相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，

2、 分別從多個(gè)角度與方面，就離心式壓縮機(jī)防喘振智能控制系統(tǒng)展開研究，提出了 具體思路，希望有助于相關(guān)工作的實(shí)踐。1壓縮機(jī)防喘振機(jī)理及特性分析離心式壓縮機(jī)是一種常用于工業(yè)生產(chǎn)的設(shè)備裝置，用來壓縮和傳送工業(yè)生產(chǎn) 中的各類氣體。它通過葉輪的高速旋轉(zhuǎn)，將中心部位的氣體通過離心力作用為氣 體賦予較大離心速度，再通過擴(kuò)壓器將氣體速度能轉(zhuǎn)換成為壓力能。同時(shí)，葉輪 的中心部位形成負(fù)壓區(qū)，可將氣體連續(xù)不斷地吸入流道，完成對(duì)氣體的升壓和連 續(xù)輸送過程。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，離心式壓縮機(jī)的整體性能得以顯著優(yōu)化 提升，所占空間更小，結(jié)構(gòu)樣式更科學(xué)，氣體傳送量更大，運(yùn)行過程更加平穩(wěn)。 喘振問題是離心式壓縮機(jī)的固有特性，

3、是壓縮機(jī)工作狀態(tài)失衡失穩(wěn)的具體表象特 征，嚴(yán)重情況下會(huì)造成氣體流動(dòng)方向出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)，產(chǎn)生強(qiáng)烈震動(dòng)，加快壓縮機(jī)磨損 進(jìn)程，縮短壓縮機(jī)使用壽命，因此必須高度重視喘振控制問題。長期以來，廣大 生產(chǎn)性單位在離心式壓縮機(jī)防喘振方面進(jìn)行了大量有益探索，在防喘振智能控制 系統(tǒng)的應(yīng)用方面取得了令人矚目的現(xiàn)實(shí)成就，積累了豐富而寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。盡 管如此，隨著離心式壓縮機(jī)應(yīng)用環(huán)境的日益復(fù)雜與應(yīng)用強(qiáng)度的不斷提高，其防喘 振控制系統(tǒng)依舊面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)與考驗(yàn)，創(chuàng)新防喘振智能控制系統(tǒng)應(yīng)用成效，為 離心式壓縮機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行營造良好條件，任重而道遠(yuǎn)。2離心式壓縮機(jī)的防喘振原因由于氣體的可壓縮性處于一個(gè)不穩(wěn)定狀態(tài)，若流量降低到喘振線

4、以下，且壓 縮比下降，會(huì)加速流量減小。此階段輸出管線內(nèi)的氣體壓力高于壓縮機(jī)出口壓力， 則被壓縮的氣流會(huì)迅速返回，以此循環(huán)，進(jìn)而導(dǎo)致喘振現(xiàn)象出現(xiàn)。喘振發(fā)生階段， 機(jī)體會(huì)隨著振動(dòng)，導(dǎo)致相鄰管網(wǎng)受到波及，進(jìn)而使得喘振加劇，嚴(yán)重?fù)p壞壓縮機(jī)。 喘振屬于離心式壓縮機(jī)的顯著特征，每臺(tái)離心壓縮機(jī)均會(huì)出現(xiàn)喘振現(xiàn)象。只有采 取相應(yīng)的措施，健全防喘振控制方案，才可最大程度避免喘振現(xiàn)象的出現(xiàn)。與此 同時(shí)，喘振與管網(wǎng)特性有密切的關(guān)系，管網(wǎng)容量越大，則表示喘振振幅越大，喘 振的頻率越低，隨之相反。3防喘振控制的實(shí)現(xiàn)方法3.1系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)及功能實(shí)現(xiàn)為提高離心式壓縮機(jī)防喘振智能控制系統(tǒng)運(yùn)行效果，必須對(duì)各項(xiàng)組成程序進(jìn) 行詳細(xì)設(shè)

5、計(jì)，并對(duì)具體功能做出有效說明與標(biāo)注。在特定程序塊開發(fā)軟件平臺(tái)中， 可將智能控制系統(tǒng)細(xì)化分為：喘振線函數(shù)，用于通過壓縮機(jī)壓比獲取喘振點(diǎn)；電 磁閥啟閉模塊，用于向電磁閥發(fā)出啟閉信號(hào)，根據(jù)壓縮機(jī)工況條件，控制電磁閥 的隨時(shí)啟閉；工作點(diǎn)顏色模塊，用于控制工作點(diǎn)顏色，根據(jù)不同顏色的定義，協(xié) 調(diào)實(shí)際偏置與總安全偏置的關(guān)系；徘徊點(diǎn)計(jì)算模塊，用于實(shí)現(xiàn)喘振控制設(shè)定點(diǎn)的 徘徊功能；自適應(yīng)調(diào)節(jié)模塊，為智能控制系統(tǒng)提供自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能，完成適配增 益與不對(duì)稱響應(yīng)；重矯正模塊，用于喘振發(fā)生后對(duì)安全偏置進(jìn)行重新矯正。此外， 還有總安全偏置模塊、喘振超馳模塊、喘振PID模塊等，實(shí)現(xiàn)各自相應(yīng)功能。3.2防喘振控制性能曲線校驗(yàn)及

6、應(yīng)用調(diào)試過程中必須對(duì)防喘振控制性能曲線進(jìn)行5點(diǎn)以上模擬校驗(yàn)，校驗(yàn)點(diǎn)必須 均勻分布在整條曲線上。在湖北黃岡500萬方/天LNGX廠開車過程中，因控制 系統(tǒng)內(nèi)壓縮機(jī)出口流量參數(shù)FT350組態(tài)量程（016KPa）與現(xiàn)場變送器FT350量 程（06KPa）不一致，導(dǎo)致防喘振控制系統(tǒng)聯(lián)鎖停車。由于一段入口流量沒有 設(shè)計(jì)差壓變送器FT350，參與防喘振控制計(jì)算。為了便于分析聯(lián)鎖停車事件。當(dāng) 出口流量差壓FT350實(shí)際測量值為3KPa時(shí)，假設(shè)出口壓力為0.8MPa，參與操作 點(diǎn)計(jì)算的就是8KPa和0.8MPa數(shù)值，那么操作畫面上防喘振控制性能曲線上顯示 的操作點(diǎn)就是B，是個(gè)虛假點(diǎn)，而實(shí)際操作點(diǎn)在A點(diǎn)，不會(huì)顯

7、示在操作畫面上。 由于B點(diǎn)離SCL右側(cè)較遠(yuǎn)，為了使壓縮機(jī)達(dá)到最佳工況操作點(diǎn)，操作工或防喘振 自動(dòng)控制程序會(huì)根據(jù)B點(diǎn)去調(diào)節(jié)防喘振閥，使操作點(diǎn)B向左移動(dòng)，同時(shí)實(shí)際操作 點(diǎn)A也向左移動(dòng)。當(dāng)B點(diǎn)移動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)，點(diǎn)A則到達(dá)C點(diǎn)，正好在壓縮機(jī)喘振線 上，從而引起機(jī)組喘振聯(lián)鎖停車。3.3離心式壓縮機(jī)的防喘振控制技術(shù)目前應(yīng)用較為廣泛的離心式壓縮機(jī)的防喘振技術(shù)主要包括：壓縮機(jī)本體設(shè) 計(jì)階段，應(yīng)當(dāng)以擴(kuò)大工作范圍，保障壓縮機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行為目的；壓縮機(jī)運(yùn)行條件 需要確保壓縮機(jī)與管網(wǎng)聯(lián)合運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)離心式壓縮機(jī)的防喘振控制。就第一種離 心式壓縮機(jī)的防喘振控制技術(shù)，在離心式壓縮機(jī)設(shè)計(jì)階段，應(yīng)當(dāng)采取對(duì)應(yīng)的措施， 合理選擇啟動(dòng)參數(shù)、

8、結(jié)構(gòu)參數(shù)，比如：無葉擴(kuò)壓器、后彎式葉輪、無葉擴(kuò)壓器導(dǎo) 尿管。且在設(shè)計(jì)階段，還需要選取導(dǎo)葉可調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。第二種方式是目前應(yīng)用較為 普遍的離心式壓縮機(jī)的防喘振控制技術(shù)，主要是通過減少管網(wǎng)流量，增加壓縮機(jī) 本身流量，促使壓縮機(jī)始終處于大喘振流量下運(yùn)行?？刂茐嚎s機(jī)進(jìn)出口壓力，一 般需要借助離心式壓縮機(jī)特性曲線表示，促使壓縮機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，以此實(shí)現(xiàn)喘振線 流量極限控制。為保障壓縮機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，切實(shí)減少管網(wǎng)流量，就可能發(fā)生的喘振 故障，需要明確其類型，選取最佳的控制方式。比如：可設(shè)置一條喘振控制線， 一般將喘振控制線右移5.0%-10.0%，在管網(wǎng)流量小于離心式壓縮機(jī)的防喘振控制 線流量時(shí)，應(yīng)當(dāng)將壓縮機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)控

9、制在穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)，實(shí)現(xiàn)多余流量的回流與放 空，促使壓縮機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。3.4蒸汽壓縮機(jī)防喘振報(bào)警畫面為使操作人員不依靠耳朵聽壓縮機(jī)喘振時(shí)發(fā)出的噪音來判斷是否已發(fā)生喘振， 在操作畫面上進(jìn)行報(bào)警設(shè)置，蒸汽壓縮機(jī)防喘振報(bào)警畫面見圖9。通過計(jì)算P1與 P2值進(jìn)行比較，當(dāng)P1結(jié)語綜上所述，在離心式壓縮機(jī)的防喘振控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，需要綜合考慮壓縮 機(jī)的特性，精心設(shè)計(jì)控制方案。順應(yīng)時(shí)代發(fā)展需求，強(qiáng)化數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用，建設(shè) 智能化、自動(dòng)化的離心式壓縮機(jī)的防喘振控制系統(tǒng)，彌補(bǔ)既往離心式壓縮機(jī)的防 喘振控制系統(tǒng)的不足與缺陷，就離心式壓縮機(jī)運(yùn)行階段的影響因素，應(yīng)當(dāng)綜合考 慮、深入分析，實(shí)現(xiàn)離心式壓縮機(jī)防喘振的安全性與可靠性。參考文獻(xiàn)李榮榮.離心式壓縮機(jī)軸向力分析及平