離心式壓縮機(jī)防喘振控制簡(jiǎn)析

離心式壓縮機(jī)防喘振控制簡(jiǎn)析【摘要】離心式壓縮機(jī)的體積量較小，但運(yùn)行效率比較可觀，而且流量大，其維護(hù)保養(yǎng)也比較簡(jiǎn)單，操作性強(qiáng)。目前，該機(jī)型已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于天然氣和石油等工業(yè)當(dāng)中，其應(yīng)用幫助企業(yè)有效解決了生產(chǎn)效率低下、傳統(tǒng)壓縮機(jī)故障多等問(wèn)題。離心式壓縮機(jī)的缺點(diǎn)在于對(duì)氣體壓力、溫度以及流量變化比較敏感，從而會(huì)導(dǎo)致喘振問(wèn)題的出現(xiàn)，阻礙機(jī)械的運(yùn)行。故此，文章分析了喘振產(chǎn)生的原因和危害，并提出了對(duì)應(yīng)的控制措施，內(nèi)容整理如下。【關(guān)鍵詞】離心式壓縮機(jī)；喘振；原因；控制措施離心式壓縮機(jī)的屬性為速度式的壓縮機(jī)，排氣量非常大，而且工作效率高。但機(jī)械的內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，整體占地面積小，而且不會(huì)受到油污的污染，故此機(jī)械的運(yùn)行一般比較穩(wěn)定，同時(shí)壓縮氣流無(wú)脈動(dòng)。但是受溫度、氣體壓力變化等因素的影響，在使用過(guò)程中常見(jiàn)喘振問(wèn)題的發(fā)生。為了更好地確保機(jī)械地平穩(wěn)運(yùn)行，必須結(jié)合實(shí)踐與理論，了解這一問(wèn)題發(fā)生的原理和原理，采取有效的控制措施，從根本層面消除導(dǎo)致問(wèn)題的原因，確保機(jī)型可以長(zhǎng)期穩(wěn)定的運(yùn)行。1、離心式壓縮機(jī)喘振成因系統(tǒng)壓力過(guò)高若是系統(tǒng)壓力過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)發(fā)生緊急停機(jī)，氣體則會(huì)出現(xiàn)回流或是放空現(xiàn)象。雖然機(jī)械在出口管路上安裝了單向逆止閥門(mén)，但是閥門(mén)的實(shí)際事情情況并不靈活，一些閥門(mén)和壓縮機(jī)出口之間的距離較長(zhǎng)，對(duì)于閥前氣體容積較大的情況，系統(tǒng)會(huì)突然減量，那么也就無(wú)法起到有效的調(diào)節(jié)作用，最終引起了喘振。吸入流量不足吸入的流量不夠也是導(dǎo)致喘振發(fā)生的一個(gè)常見(jiàn)原因。壓縮機(jī)的入口位置受濾器阻塞。會(huì)出現(xiàn)較大的阻力，嚴(yán)重情況下影響機(jī)械運(yùn)行，從而導(dǎo)致喘振。在機(jī)械的實(shí)際運(yùn)行中，若是沒(méi)有及時(shí)有效的清潔濾芯，或是寒冷季節(jié)出現(xiàn)結(jié)冰，致使吸入流量不足，會(huì)引起喘振。零部件被破壞離心式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)雖然比較簡(jiǎn)單，但零部件比較復(fù)雜，其中包含了如過(guò)濾器、O型環(huán)等諸多類型的零件，在安裝時(shí)，沒(méi)有按照規(guī)范進(jìn)行操作，或是運(yùn)行中出現(xiàn)松弛、脫落等情況，以及長(zhǎng)期運(yùn)行下來(lái)出現(xiàn)的磨損等，都會(huì)導(dǎo)致零部件被破壞，從而引起喘振。升速、升壓過(guò)快壓縮機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，若運(yùn)行速度保持穩(wěn)定的情況下，氣體的流量與壓力具有一定的相關(guān)性，若是機(jī)械運(yùn)行下出現(xiàn)升速、升壓過(guò)快情況，就會(huì)導(dǎo)致一定程度的喘振流量，引起喘振。介質(zhì)狀態(tài)發(fā)生改變氣體介質(zhì)狀態(tài)的改變也是導(dǎo)致喘振的一個(gè)重要原因。在壓縮機(jī)運(yùn)行速度恒定的情況下，其進(jìn)氣壓力提升，會(huì)增加喘振流量。當(dāng)機(jī)械進(jìn)氣壓恒定不變，運(yùn)行速度恒定的情況下，若是進(jìn)口的溫度出現(xiàn)升高，也會(huì)導(dǎo)致喘振。當(dāng)機(jī)管進(jìn)出口處壓力、運(yùn)轉(zhuǎn)速度都保持恒定的情況下，氣體分量驟然減少，也會(huì)導(dǎo)致喘振。2、離心式壓縮機(jī)防喘振控制性能曲線喘振線喘振線是指壓縮機(jī)在不同工況下所對(duì)應(yīng)喘振點(diǎn)的線，通過(guò)性能曲線，可以將其分成穩(wěn)定區(qū)、喘振區(qū)和堵塞區(qū)三個(gè)區(qū)域，對(duì)于機(jī)械的日常管理和控制具有十分重要的作用。離心式壓縮機(jī)性能變化曲線分析圖1展示了離心式壓縮機(jī)的性能變化曲線，清楚地顯示了不同工況下的性能和穩(wěn)定工作范圍。在轉(zhuǎn)速不變的情況喜愛(ài)，流量Q增大到某一最大值時(shí)，壓比、效率發(fā)生垂直下降，引起堵塞問(wèn)題。當(dāng)流量Q降低到一定值時(shí)，工況也會(huì)發(fā)生變化，偏離設(shè)計(jì)工況。此時(shí)，進(jìn)入葉輪或擴(kuò)散器通道的氣流方向?qū)?huì)改變。氣流沖擊葉片的工作表面，并且在葉片的非工作表面的前緣處產(chǎn)生大的局部擴(kuò)散度。因此，氣流邊界層分離發(fā)生在葉片的非工作面，形成渦流區(qū)，渦流區(qū)逐漸向葉輪出口擴(kuò)展，如圖2所示。風(fēng)量越小，分離現(xiàn)象越嚴(yán)重，氣流的分離面積越大。t曲走犧速的斡征Illi線i'i：'..=t曲走犧速的斡征Illi線i'i：'..=喘厳丄況恆喘/”；.一一一——一一——=、防；： :線"卩 :/：「線 :；穩(wěn)定T.^K;阻書(shū)匸況區(qū)圖一：離心式壓縮機(jī)性能變化曲線圖二：旋轉(zhuǎn)脫離示意圖由于葉片的形狀和安裝位置不能完全一致，氣流也不均勻，所以在葉片內(nèi)或葉片擴(kuò)壓器內(nèi)都可能發(fā)生氣流邊界層的分離。當(dāng)流量降低到一定值時(shí)，由于葉輪的不斷旋轉(zhuǎn)和氣流的不斷進(jìn)入，邊界層分離現(xiàn)象蔓延到整個(gè)流道。然后從葉輪的外圓折回到葉輪的內(nèi)圓，這種現(xiàn)象叫做旋轉(zhuǎn)分離。當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)脫離時(shí)，葉片通道內(nèi)的氣流被堵塞，無(wú)法流動(dòng)，壓力急劇下降，排氣管的高壓空氣回流到級(jí)內(nèi)正常工作，使回流的氣體再次排出，級(jí)內(nèi)流量再次降低，壓力突然下降。這種循環(huán)在系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生周期性振蕩，稱為“喘振”。3、防喘振的控制措施3.1固定極限流量法針對(duì)該技術(shù)方法，需要保證壓縮機(jī)在入口處的流量能夠始終高于某一設(shè)定的固定極限值，可以有效避免喘振問(wèn)題。該技術(shù)方法的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，同時(shí)在使用上具有相對(duì)可靠的優(yōu)勢(shì)，投資成本相對(duì)較低。但由于喘振問(wèn)題的原因，其流量和極限往往與壓縮機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速有關(guān)，所以壓縮機(jī)在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中并不是保持一個(gè)恒定值。在這種情況下，不可能很好地使用這種技術(shù)方案。可變流量極限流量法當(dāng)壓縮機(jī)的速度可以調(diào)節(jié)時(shí)，進(jìn)入喘振區(qū)的極限流量也將相應(yīng)改變。對(duì)于這個(gè)極限流量，可以根據(jù)壓縮機(jī)的安全運(yùn)行進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算。同時(shí)，在使用該技術(shù)的過(guò)程中，主要是通過(guò)對(duì)壓縮機(jī)入口流量的控制來(lái)保證在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，基于機(jī)械設(shè)備當(dāng)前的運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，進(jìn)行相應(yīng)的極限值調(diào)整。當(dāng)安全運(yùn)行線方程不同時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的計(jì)算方法進(jìn)行相應(yīng)的控制。但是，對(duì)于這種解決方案的使用，壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速不是恒定的，因此可以根據(jù)實(shí)際操作要求來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，也更經(jīng)濟(jì)。在具體操作中，所采用的防喘振控制技術(shù)，其進(jìn)出口壓力、溫度和入口氣體的實(shí)際流量都成為需要輸入到防喘振控制系統(tǒng)中的重要參數(shù)數(shù)據(jù)。同時(shí)，壓縮機(jī)出口處應(yīng)設(shè)置單向閥，避免氣體回流。在構(gòu)建的控制系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)了防喘振控制單元。在這樣的系統(tǒng)運(yùn)行中，機(jī)組的喘振控制器可以接收從進(jìn)、出口位置采集的數(shù)據(jù)信號(hào)，判斷壓縮機(jī)當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)，從而可以很好地監(jiān)控當(dāng)前的防喘振。啟動(dòng)閥門(mén)進(jìn)行操作。但一旦不能進(jìn)行喘振控制，就會(huì)使壓縮機(jī)短時(shí)間喘振，更需要對(duì)設(shè)備和工藝進(jìn)行相應(yīng)的分析達(dá)到控制效果。采用恒壓控制技術(shù)時(shí)，空壓機(jī)不會(huì)卸載，從而可以實(shí)現(xiàn)流量控制運(yùn)行。這樣，可以在最小能量消耗和最小排出量的條件下優(yōu)化操作過(guò)程。在此操作之后可以形成連續(xù)的壓力空氣供應(yīng)。但一旦氣壓達(dá)到設(shè)定值，就會(huì)在空壓機(jī)進(jìn)口導(dǎo)葉的位置形成節(jié)流，從而保證系統(tǒng)的整體壓力要求。在這個(gè)過(guò)程中使用的空氣量允許空氣壓縮機(jī)在壓縮能力過(guò)剩時(shí)排出更多的氣體。同時(shí)，當(dāng)總能量大于空壓機(jī)最低穩(wěn)定水平時(shí)，也需要緊急實(shí)現(xiàn)目標(biāo)控制方案的調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)防喘振的系統(tǒng)控制。4、結(jié)束語(yǔ)對(duì)于我國(guó)現(xiàn)階段的工業(yè)發(fā)展情況來(lái)看，離心式壓縮機(jī)的應(yīng)用十分重要，它是維護(hù)企業(yè)生產(chǎn)的重要機(jī)械，由于其自身的優(yōu)勢(shì)和特性，其應(yīng)用也幫企業(yè)減少了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。因此，管理中，必須確保機(jī)械穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)于喘振問(wèn)題的控制，要充分了解其原因。文章在分析其原因的基礎(chǔ)上提出了幾點(diǎn)有效的建議，可以有效減少喘振問(wèn)題的發(fā)生率，其次，在機(jī)械運(yùn)行中，也要加強(qiáng)日常維護(hù)與保養(yǎng)。希望文章的分析能夠?qū)?shí)際的問(wèn)題預(yù)防和控制起到指導(dǎo)作用。參考文獻(xiàn)[1]王華.離心式壓縮機(jī)防喘振控制研究[J].化工設(shè)計(jì)通訊,2021,47(6):75-76.[2]劉永慶.離心式壓縮機(jī)防喘振控制的計(jì)算理念[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2015,5(27):1730-1