第十七章離心式壓縮機的防喘振控制課件

第十七章離心式壓縮機的防喘振控制

第十七章離心式壓縮機的防喘振控制117.1離心壓縮機的喘振

1.離心壓縮機的喘振2.喘振線方程3.振動、喘振和阻塞17.1離心壓縮機的喘振1.離心壓縮機的喘振217.2離心壓縮機防喘振控制系統(tǒng)的設(shè)計1.固定極限流量防喘振控制2.可變極限流量防喘振控制3.測量出口流量的可變極限流量防喘振控制4.離心壓縮機串并聯(lián)時的防喘振控制☆離心壓縮機串聯(lián)運行時的防喘振控制☆離心壓縮機并聯(lián)運行時的防喘振控制

17.2離心壓縮機防喘振控制系統(tǒng)的設(shè)計1.固定極限流量防喘317.3實例分析

1.二氧化碳壓縮機的防喘振控制2.催化氣壓縮機的防喘振控制3.空氣壓縮機的防喘振控制17.3實例分析1.二氧化碳壓縮機的防喘振控制417.1離心式壓縮機的喘振

離心壓縮機的工作特性：工作特性指一定轉(zhuǎn)速下，出口壓力與流量的關(guān)系。最大出口壓力對應(yīng)的流量是喘振點極限流量。是針對特定的氣體介質(zhì)和入口溫度及壓力。不同轉(zhuǎn)速下有不同工作特性。工作特性分為工作區(qū)、喘振區(qū)和阻塞區(qū)。17.1離心式壓縮機的喘振離心壓縮機的工作特性：5第十七章離心式壓縮機的防喘振控制課件6離心壓縮機的喘振現(xiàn)象喘振現(xiàn)象：離心壓縮機運行中，負(fù)荷減小到某一值時，氣體排出流量減小并倒流，造成壓縮機劇烈震動的現(xiàn)象，又稱飛動。喘振的原因內(nèi)因：葉輪結(jié)構(gòu)和介質(zhì)特性造成一定的工作特性。外因：流量減小或被壓縮氣體介質(zhì)的特性變化。離心壓縮機的喘振現(xiàn)象7A處，如Q↓，則P↑。到B點，Q↑，則氣體倒流到C點，Q=0，氣體積累，C→D→A，Q↑→Q↓。氣體在葉輪中反復(fù)沖擊，造成吼叫喘振聲。C到D變化快，故稱飛動。A處，如Q↓，則P↑。到B點，Q↑，則氣體倒流到C點，Q8喘振的影響流量不穩(wěn)定，出現(xiàn)周期性的脈動流量。使壓縮機設(shè)備損壞。如1968年美國以壓縮機喘振損失100萬美元。使相應(yīng)管網(wǎng)設(shè)備損壞喘振線方程實際喘振線是過原點的一根拋物線。喘振的影響9振動、喘振和阻塞喘振：在入口流量小于喘振流量QP時，離心壓縮機出現(xiàn)的流量脈動現(xiàn)象。振動：高速旋轉(zhuǎn)設(shè)備固有特性。旋轉(zhuǎn)設(shè)備高速運轉(zhuǎn)達到某一轉(zhuǎn)速時，使轉(zhuǎn)軸強烈振動的現(xiàn)象。它是因旋轉(zhuǎn)設(shè)備具有自由旋轉(zhuǎn)頻率（稱為自由振動頻率），轉(zhuǎn)速達到該自由振動頻率的倍數(shù)時，出現(xiàn)的諧振。轉(zhuǎn)速繼續(xù)高升或降低時，這種振動會消失。振動、喘振和阻塞10阻塞：壓縮機流量過大時，氣體流速接近或達到音速（315M/S），壓縮機葉輪對氣體所做功全部用于克服流動損失，氣體壓力不再升高的現(xiàn)象。阻塞：壓縮機流量過大時，氣體流速接近或達到音速（315M/S1117.2離心壓縮機防喘振控制系統(tǒng)的設(shè)計

17.2.1固定極限流量防喘振控制

離心壓縮機的防喘振控制系統(tǒng)17.2離心壓縮機防喘振控制系統(tǒng)的設(shè)計17.2.112固定極限流量防喘振控制吸入流量Q>QP不開旁路閥。策略：最大轉(zhuǎn)速和最高溫度下的喘振流量作為固定極限流量QP。與一般旁路控制的區(qū)別：特點：結(jié)構(gòu)簡單，投資少，變轉(zhuǎn)速時容量大。常用于轉(zhuǎn)速不變的場合，應(yīng)用范圍不廣。固定極限流量防喘振控制特點：結(jié)構(gòu)簡單，投資少，變轉(zhuǎn)速時容1317.2.2可變極限流量防喘振控制策略：根據(jù)防喘振線方程和壓縮比計算出極限喘振流量。17.2.2可變極限流量防喘振控制14特點：采用孔板測量入口流量，可不必采用開方器按計算指標(biāo)計算設(shè)定值的單回路控制系統(tǒng)?？刂苹芈分胁缓嬎銌卧?，因此，參數(shù)整定簡單。特點：15有些場合，計算式可簡化：有些場合，計算式可簡化：1617.2.3測量出口流量的可變極限流量防喘振控制測量出口流量的可變極限流量防喘振控制問題的提出：入口流量無法測量（如無安裝位置、入口壓力低不允許大的壓損等）采用出口流量的測量實現(xiàn)可變極限流量防喘振控制。依據(jù)：出口處測得的重量流量和入口處測得的重量流量是相等的。設(shè)入口和出口板的校正系數(shù)K1和K2相等。17.2.3測量出口流量的可變極限流量防喘振控制17第十七章離心式壓縮機的防喘振控制課件18特點：采用孔板測量出口流量，可允許較大的壓力損失?？捎糜诟邏嚎s比的場合。需要考慮出口和入口溫度（重度變化）的影響。有些場合，計算式可更簡化。特點：1917.2.4離心壓縮機串并聯(lián)時的防喘振控制串聯(lián)運行時的防喘振控制當(dāng)一臺壓縮機的出口壓力不夠時，采用兩臺或兩臺以上的壓縮機串聯(lián)運行。各個壓縮機單獨設(shè)置各自的旁路閥：如上述各自設(shè)置。設(shè)置一個旁路閥，從第二級出口到第一級入口間設(shè)置旁路閥。采用低選器選擇兩個控制器中的低值信號送旁路閥。17.2.4離心壓縮機串并聯(lián)時的防喘振控制20

當(dāng)流量不夠時，采用兩臺或兩臺以上的壓縮機并聯(lián)運行：單獨設(shè)置各自的旁路閥選用低選器，共用一個旁路閥，可實現(xiàn)單臺壓縮機運行。并聯(lián)運行時的防喘振控制當(dāng)流量不夠時，采用兩臺或兩臺以上的壓縮機并聯(lián)運行：并聯(lián)運21實施離心壓縮機串并聯(lián)運行時的注意事項盡量不要采用壓縮機的串并聯(lián)運行串聯(lián)運行時，后級的管網(wǎng)容量小，易發(fā)生喘振。并聯(lián)運行時，兩臺壓縮機應(yīng)盡量特性一致，防止因負(fù)荷不均勻而引起某一臺壓縮機喘振。從安全角度出發(fā)，常選用低選器，相應(yīng)的流量控制器常選用正作用控制器。串并聯(lián)運行增加控制的復(fù)雜性和工藝操作的復(fù)雜性。實施離心壓縮機串并聯(lián)運行時的注意事項2217.3防喘振特例分析17.3.1二氧化碳壓縮機的防喘振控制實例一、二氧化碳壓縮機的防喘振控制17.3防喘振特例分析17.3.1二氧化碳壓縮機的防23二氧化碳壓縮機用于二氧化碳的壓縮，用氣量用汽輪機轉(zhuǎn)速控制吸入總管壓力控制：壓力高時放空（選氣關(guān)閥）。吸入流量FC與汽輪機轉(zhuǎn)速SC的串級控制（工況正常時）吸入流量FC與吸入壓力PC的選擇性控制（壓力低時取代FC）高壓段入口壓力控制：保證高壓段入口壓力恒定。二氧化碳壓縮機用于二氧化碳的壓縮，用氣量用汽輪機轉(zhuǎn)速控制24高壓段入口壓力PC-4與流量FC-3的選擇性控制（出口壓力高時取代FC-3）。低壓段防喘振控制（采用出口流量，a=0）。高壓段防喘振控制（采用入口流量，a=0）。17.3.2催化氣壓縮機的防喘振控制實例二、催化氣壓縮機的防喘振控制高壓段入口壓力PC-4與流量FC-3的選擇性控制（出口壓力高25催化氣壓縮機防喘振控制系統(tǒng)由兩部分組成：入口壓力控制系統(tǒng)：通過P1C控制進入蒸汽透平機的蒸汽，保證入口壓力穩(wěn)定。入口流量的可變極限流量防喘振控制：采用上面顯示的公式控制旁路閥（這是a≠0時的應(yīng)用示例：采用了乘法、除法和加法運算單元）。催化氣壓縮機防喘振控制系統(tǒng)由兩部分組成：2617.3.2空氣壓縮機的防喘振控制實例三、空氣壓縮機的防喘振控制空氣壓縮機的防喘振控制系統(tǒng)采用DCS實施的防喘振控制系統(tǒng)17.3.2空氣壓縮機的防喘振控制空氣壓縮機的防喘振控制系27因?qū)諝鈮嚎s，因此，不采用旁路，而直接放空。入口壓力采用入口導(dǎo)向葉片位置表示?？諝鈮嚎s機的負(fù)荷是調(diào)節(jié)入口導(dǎo)向葉片位置實現(xiàn)?？諝鈮嚎s機的防喘振控制是用FIC1051實現(xiàn)的。為防止喘振發(fā)生，設(shè)置喘振接近的連鎖系統(tǒng)。當(dāng)某些條件滿足，通過HIC1085，連鎖使連鎖放空閥。因?qū)諝鈮嚎s，因此，不采用旁路，而直接放空。28例題選擇題（選擇正確的答案，將相應(yīng)的字母添入題內(nèi)的括號中。）1．下列流體輸送設(shè)備中，哪一種設(shè)備會產(chǎn)生喘振（C）（A）往復(fù)泵 （B）離心泵（C）離心式壓縮機（D）往復(fù)式壓縮機2．為保證流體輸送設(shè)備不致?lián)p壞的保護性控制是（A）（A）防喘振控制（B）選擇性控制例題29（C）三沖量控制（D）分程控制3．下列哪一條不屬于離心