離心壓縮機(jī)防喘振曲線計(jì)算

1、離心壓縮機(jī)防喘振曲線計(jì)算離心壓縮機(jī)防喘振曲線計(jì)算摘 要 離心式壓縮機(jī)是工業(yè)生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè) 備，目前已在各個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。但是，離心式壓縮 機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行工況較窄，容易發(fā)生喘振現(xiàn)象，喘振現(xiàn) 象對(duì)于離心式壓縮機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有較大危害， 因此，繪制出喘振曲線進(jìn)行防喘振控制尤為重要。關(guān)鍵詞 離心式壓縮機(jī)；防喘振曲線；喘振控制 中圖分類號(hào)tb6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼a文章編號(hào) 2095-6363 (2015) 09-0037-02為防止離心壓縮機(jī)發(fā)生喘振，保證離心式壓縮機(jī) 安全平穩(wěn)的運(yùn)行，對(duì)其進(jìn)行防喘振的控制成為必要， 而防喘振控制的基礎(chǔ)即為喘振曲線的計(jì)算1。1離心式壓縮機(jī)喘振特性曲線概述喘振曲線的繪制是以壓比為

2、縱坐標(biāo)，以流量為橫 坐標(biāo)，在不同轉(zhuǎn)速下進(jìn)行繪制，得到一系列曲線，這 些曲線的臨界運(yùn)行點(diǎn)即為喘振線。獲得離心壓縮機(jī)喘振線的方法有兩種，一種是直 接通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法測(cè)得。第二種是通過(guò)離心壓縮機(jī)的特 性曲線，改變轉(zhuǎn)速，計(jì)算在各個(gè)轉(zhuǎn)速下的壓比與流量 值，再進(jìn)行多項(xiàng)式的擬合，得到最終的喘振曲線。本文采用第二種方法。2離心式壓縮機(jī)性能曲線的確定方法離心式壓縮機(jī)性能曲線的確定方法一般有以下三種。第一種，通過(guò)壓縮機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，改變轉(zhuǎn)速， 實(shí)際測(cè)得在各個(gè)轉(zhuǎn)速下的壓縮機(jī)的相應(yīng)參數(shù)，將這些 特性參數(shù)進(jìn)行擬合，進(jìn)而得到壓縮機(jī)的性能曲線。第 二種，根據(jù)離心壓縮機(jī)廠家提供的理想性能曲線，結(jié) 合現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境與運(yùn)行條件，進(jìn)行換算，

3、得到壓縮機(jī)的 性能曲線。第三種，通過(guò)離心壓縮機(jī)廠家提供的設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)速下的壓縮機(jī)性能曲線相關(guān)參數(shù)。通過(guò)改變轉(zhuǎn)速， 運(yùn)用相似原理，分別計(jì)算在相應(yīng)點(diǎn)下的壓比、流量等 參數(shù)值，將這些參數(shù)進(jìn)行多項(xiàng)式的擬合即可得到在不 同轉(zhuǎn)速下壓縮機(jī)的性能曲線。以一臺(tái)10x104nm3/d的壓縮機(jī)性能曲線相關(guān)參數(shù)為例，壓縮機(jī)在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速上的5個(gè)不同點(diǎn)a、b、c、d e的設(shè)計(jì)參數(shù)如下表1所示。如果轉(zhuǎn)速改變，則得到的新的對(duì)應(yīng)點(diǎn)數(shù)值就能組成一條新的轉(zhuǎn)速下的性能曲線。式中：qm質(zhì)量流量（kg/h）； q一體積流量（m3/h）； n壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速（r/min）； v一氣體比體積（m3/kg）； rg氣體常數(shù)；m 多變指數(shù)；p1 進(jìn)口

4、壓力（mpag）； p2一出口壓力（mpag）； t1一進(jìn)口溫度（k）; t2一出口溫度（k）;經(jīng)過(guò)換算，即可得到在轉(zhuǎn)速分別為10300r/min、10200r/min、9800r/min、9300r/min、8060r/min、 7170r/min時(shí)性能曲線a、b、c、d、e這5個(gè)點(diǎn)的性 能參數(shù)。用最小二乘法進(jìn)行多項(xiàng)式的擬合，可以得到 不同轉(zhuǎn)速下的壓縮機(jī)性能曲線如下圖1所示。3離心式壓縮機(jī)喘振曲線的確定方法確定離心壓縮機(jī)的性能曲線后，取喘振的表達(dá)式 =a2+bq+c根據(jù)各轉(zhuǎn)速下性能曲線的表達(dá)式就可以計(jì)算出 對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速下的喘振點(diǎn)。將這些喘振點(diǎn)利用最小二乘法 多項(xiàng)式擬合，可得到喘振曲線，并得出a=

5、11.543x10-8, b=-0.002, c=8.617。4離心式壓縮機(jī)防喘振曲線的繪制方法為保障壓縮機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，必須通過(guò)控制的 方法使運(yùn)行的管網(wǎng)流量控制在某一安全的范圍內(nèi)，因 此，需要設(shè)定一條喘振控制線，保障管網(wǎng)中流量發(fā)生 變化時(shí)，壓縮機(jī)還能保證穩(wěn)定運(yùn)行，通常是將喘振線 右移5%8%的流量，當(dāng)流量過(guò)剩時(shí)，往往通過(guò)放空 或者打回流的方式保證壓縮機(jī)的安全運(yùn)行。5離心式壓縮機(jī)防喘振措施目前常采用的有以下兩類。一是在壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)上，通過(guò)改變?nèi)~輪、擴(kuò)壓器等關(guān)鍵部件的結(jié)構(gòu)， 擴(kuò)大壓縮機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行工況的范圍。二是通過(guò)改變管 網(wǎng)的特性，改變壓縮機(jī)與管網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行工況點(diǎn)。第二種方法是通常采取相

6、應(yīng)的防喘振措施。常采 用喘振的被動(dòng)控制方法與喘振的主動(dòng)控制方法 2。喘 振的被動(dòng)控制方法包括固定極限流量法與可變極限 流量法。固定極限流量方法是使壓縮機(jī)的流量始終大 于發(fā)生喘振的極限流量值，若大于此極限值，則采取 打回流或者放空等方式，使壓縮機(jī)處于安全狀態(tài)?？?變極限流量方法是設(shè)定發(fā)生喘振現(xiàn)象的極限方程，使 壓縮機(jī)的極限流量值始終隨著轉(zhuǎn)速的變化發(fā)生變化， 始終保持壓縮機(jī)的流量大于發(fā)生喘振的流量值。目 前，隨著模糊控制技術(shù)的蓬勃發(fā)展，喘振的主動(dòng)控制 方法得以得到進(jìn)一步的研究與應(yīng)用。通過(guò)喘振的主動(dòng) 控制，實(shí)現(xiàn)喘振線向穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)移動(dòng)，使其穩(wěn)定運(yùn)行 的范圍進(jìn)一步擴(kuò)展。6結(jié)論1）離心式壓縮機(jī)的喘振將會(huì)嚴(yán)重危害到它的安 全可靠地運(yùn)行，在選型時(shí)為保證其安全性，應(yīng)充分考 慮喘振現(xiàn)象。2）通過(guò)離心壓縮機(jī)的性能曲線，改變轉(zhuǎn)速，可以計(jì)算出防喘振曲線，防喘振曲線的設(shè)置將為離心壓 縮機(jī)的防喘振策略提供了依據(jù)。3）離心壓縮機(jī)的防喘振控制策略就是基于壓縮 機(jī)的喘振線設(shè)立不同的控制線，工作點(diǎn)在不同的控制