浅谈离心式压缩机的防喘振控制

浅谈离心式压缩机的防喘振控制

高战鹏,周生才,王科,胡明慧

金能科技股份有限公司  251100

摘要：受到大环境的影响，流量大幅度下降，压缩机排量逐渐减小，并对出口造成压力波动，导致机组整体发生强烈振动，同时会产生低吼声，就像人咳嗽一般，这种现象叫喘振，其会对离心式压缩机造成一定的危害，轻则导致离心式压缩机无法正常运行，而重则会引发爆炸甚至火灾等灾害，严重危害附近工作人员的生命安全，而造成离心式压缩机喘振的故障原因多半是由于扩压器腐蚀或磨损，进气温度过高，叶轮扩压器等中间存在缝隙，叶轮磨损或存在附着物，都会导致离心式压缩机出现喘振现象，而通过对离心式压缩机展开防喘振控制并加强故障诊断系统的有效应用，可以有效对喘振故障进行预防并展开科学治理。

关键词：离心式压缩机；防喘振；控制

引言

在离心式压缩机应用范围不断扩大的情况下，离心式压缩机已经成为空分行业制氧、制氮的主要设备，一旦离心式压缩机在应用过程中发生喘振现象，将会影响制氧、制氮的正常产量，也会降低压缩机使用寿命。因此相关工作应该重点分析导致离心式压缩机出现喘振问题的基本原因，有针对性地设计一些问题预防措施，能够在提高离心式压缩机运行质量的基础上，有助于提升离心式压缩机的运行安全性。

1离心式压缩机出现的喘振问题

1.1扩压器腐蚀或磨损

而造成离心式压缩机出现喘振的原因具有多种因素，而扩压器受到腐蚀或磨损就是其中一种，离心式压缩机体积较小，结果相对来说比较简单，但同时排放量极大，效率较高，且不受润滑油污染，在我国生产活动当中得以广泛使用，并取得了显著的应用效果，但扩压机内部磨损或腐蚀一直没有得到很好地解决，而且由于磨损与腐蚀是扩压器运行的必然现象，无法做到彻底杜绝，扩压器是离心式压缩机内部的重要组成部分，所以在一定程度上降低叶轮压出气体的流速，提高气体压力，而扩压器一旦发生磨损和腐蚀，就无法正确地发挥效用提高气体压力，从而引发离心式压缩机产生喘振故障。在面对这项原因时需要工作人员定期对扩压器进行检修，对扩压器腐蚀或磨损部位进行及时更换或修复并做好一系列的防腐措施。

1.2喘振危害

离心式压缩机喘振存在较大危害，具体如：出现喘振现象时，将使离心式压缩机进出口相关参数产生大幅度波动变化，继而影响整个工艺流程；喘振现象将对离心式压缩机的隔板、密封装置、轴承、转动部件产生较大冲击，使离心式压缩机的转子出现不平衡转动，对设备内部静止件产生磨损刮碰；喘振现象将直接阻碍离心式压缩机配套设施的运行，以干气密封装置为例，当产生喘振现象时，将直接损坏干气密封装置，继而产生联锁停车现象；喘振现象将对内部结构造成巨大冲击，引发轴瓦密封型环烧蚀变形、刮碰磨损等问题；在喘振现象作用下，导致转子与内部密封元产生异常摩擦，产生间隙超差，并使压比不达标，若在此期间造成有毒有害、易燃易爆介质产生泄漏，将造成较大经济损失，严重时甚至出现人员伤亡。

1.3外因

导致离心式压缩机出现喘振问题的外因在于管网，管网属于离心式压缩机用于输送介质的管道系统，主要由吸入管道以及排出管道共同组成，囊括了管线、阀门以及管件，如果离心式压缩机由于管网问题造成喘振现象，此时喘振幅度一般会在管网容量不断增大的情况下逐渐增多，在管网容量不断降低的情况下逐渐降低。如果管线的性能曲线已经出现了左移现象，也会增加离心式压缩机出现喘振问题的可能性，在离心式压缩机内部气流量逐渐变小的时候，管网的性能曲线左移现象会加重，使得离心式压缩机的喘振曲线位于喘振位置，此时离心式压缩机可能会出现喘振问题。

2应对的预防措施

2.1离心式压缩机防喘振控制系统

由于离心式压缩机在出现喘振问题的时候，会表现为机组吸入流量降低，因此在防喘振的时候，工作人员仅需要确保离心式压缩机在压缩气体的时候，流量高于导致喘振的阈值即可保证离心式压缩机处于平稳运行状态。在设计防喘振控制系统的时候，工作人员应该及时运用一些先进技术如检测入口气体的流量，将入口的导叶设计成可调节式，通过气缸调节导叶的角度，从而控制进入压缩机的气体流量，也可将变频技术运用在防喘振系统的建设中，能够减少出现喘振问题的概率，将变频调速技术应用在刚传真控制系统中，能够在更改驱动电机运行频率的基础上，不断优化调整离心式压缩机的转动速度，合理优化调整离心式压缩机的运行情况，可以在切实满足离心式压缩机流量要求的基础上，减少离心式压缩机的运行功率，从而实现对离心式压缩机喘振问题的控制，能够在一定程度上降低离心式压缩机出现的能量损耗，将离心式压缩机的噪音控制在可容纳范围内。若是使用变频控制技术，需要运用变频电机以及配套变频系统，会使防喘振系统的投资费用、维护费用增多。离心式压缩机出口流量会经由回流管道顺利回流到进口位置，若是补偿进口流量相对比较小，为了避免出现喘振问题，应该在回流管道上安装防喘振阀。在防喘振吸引初期运行阶段，保证防喘振阀处于全开状态，确保离心式压缩机入口流量充足，在离心式压缩机已经处在稳定运行状态的时候，再慢慢换上防喘振阀，从而最大限度地降低出现喘振问题的可能性。

2.2强化防喘振控制

为良好预防离心式压缩机喘振现象，需于设计期间搭建完整的防喘振系统。设置高温报警装置，将其安装至平衡盘管线上，喘振现象出现前将引发气体温度上升，高温报警装置内的传感器捕捉到温度数据，当气体温度超出限值后将自动发出警报；在离心式压缩机缸间、段间设置防喘振调节装置，为避免喘振现象产生，当离心式压缩机的喘振曲线移动至防喘振保护线时，则意味着存在喘振隐患，此时需尽快打开防喘振阀，通过扩大进口流量来减缓管网阻力，使离心式压缩机喘振曲线逐渐向右移动，远离防喘振保护线。喘振线与防喘振保护线之间的安全裕度通常为整个工况区域的8%～10%，此时可根据该比例设置离心式压缩机防喘振控制系统参数；随着科技的进步，自动化防喘振控制系统已应用在离心式压缩机内，但为全面规避喘振现象，应在保障自动化防喘振控制系统完整高效的同时，设计手动控制系统，并将自动化、手动化控制手段进行单独设置，当自动化防喘振控制系统手失灵或功能滞后时，可采用手动化控制方式进行调节。

2.3重视人才培训组建专业研发团队

而无论是在离心式压缩机的设计过程当中还是使用过程当中人的因素都是占据了主导因素，通过重视人才培训，组建专业的研发团队，对内部工作人员的专业素质进行一个全面的提升，加大离心式压缩机防喘振故障的有效控制，有效地降低喘振现象对离心式压缩机的影响，保障离心式压缩机能够正确的发挥效用。同时，相关部门还需要加大资金的投入力度来确保研发团队能够具有一个发展空间，实现对离心式压缩机的有效创新，优化离心式压缩机的功能与特点，实现从源头上克服喘振故障。而另一方面，通过加强人才培训，落实专业化的培训活动，提高工作人员的自身专业素质，确保工作人员能够按照流程来进行操作离心式压缩机，降低人为因素的影响。

结语

离心式压缩机是工业领域重要的机械设备，而喘振又是其固有属性，为了保证安全、高效的生产，必须有效解决喘振问题。选用合适的防喘振控制方案可以在保证生产设施安全的基础上，同时保证工艺生产流程的稳定，从而带来更大的经济效益。目前防喘振的控制方式仍然有很大的进步空间，关于防喘振控制的研究仍然需要不断努力，通过更加合理化的策略，以及更加精细化的控制，可以提高压缩机的使用效率，进而促进压缩机更加安全、高效地运转，具有很高的应用价值。

参考文献

［１］王书敏．离心式压缩机技术问答［Ｍ］．北京：中国石化出版社，１９９５．