离心式压缩机及防喘振及方法

离心式压缩机及防喘振及方法

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时间:2018-11-02

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1、离心式压缩机的防喘振的方法   提要:喘振是离心式压缩机的固有特性。产生喘振的原因首先得从对象特性上找。为使压缩机安全有效和经济运行,在低负荷下操作时,其气量应始终保持在喘振区右边并留有一定的安全裕量,一般控制线位于超过喘振极限流量的5%—10%之处。目前常采用两类防喘振方法,即固定极限流量(或称最小流量)法与可变极限流量法。压缩机防喘振的两种方法李刚  徐静    一、离心式压缩机喘振的原因    喘振是离心式压缩机的固有特性。产生喘振的原因首先得从对象特性上找。从图1中可见压缩机的压缩比P2/P1与流量Q的曲线上都有一个P2/P1值的最高点。在此点右面的曲线

2、上工作,压缩机是稳定的。在曲线左面低流量范围内,由于气体的可压缩性,产生了一个不稳定状态。当流量逐渐减小到喘振线时,一旦压缩比下降,使流量进一步减小,由于输出管线中气体压力高于压缩机出口压力,被压缩了的气体很快倒流入压缩机,待管线中压力下降后,气体流动方向又反过来,周而复始便产生喘振。喘振时压缩机机体发生振动并波及到相邻的管网,喘振强烈时,能使压缩机严重破坏。    二、防喘振自控系统的可行性分析    为使压缩机安全有效和经济运行,在低负荷下操作时,其气量应始终保持在喘振区右边并留有一定的安全裕量,一般控制线位于超过喘振极限流量的5%—10%之处。只要保证压缩

3、机吸人流量大于临界吸入量Qp,系统就会工作在稳定区,不会发生喘振。即在生产降负荷时,须将部分出口气体,经出口旁路阀返回到入口或将部分出口气放空,保证系统工作在稳定区。     三、防喘振自控系统的几种实现方法    目前常采用两类防喘振方法,即固定极限流量(或称最小流量)法与可变极限流量法    1.固定极限流量法    固定极限流量的防喘振控制系统,就是使压缩机的流量始终保持大于某一定值流量,如图1中的Qp,从而避免进入喘振区运行。此法优点是控制系统简单,使用仪表较少。缺点是当压缩机转速降低,处在低负荷运行时,防喘振控制系统投用过早,回流量较大,能耗较大。  

4、  2.可变极限流量法    在压缩机负荷有可能通过调速来改变的场合,因为不同转速工况下,极限喘振流量是一个变数,它随转速的下降而变小,所以最合理的防喘振控制方法,应是留有适当的安全裕量,使防喘振调节器沿着喘振极限流量曲线右侧的一条安全控制线工作,这便是可变极限流量法。    常用控制方案有两种:一是采用测量压缩机转速,经函数发生器作为流量调节器给定值(图2)。二是根据防喘振控制线的数学表达式,用常规仪表来模拟表达式(1),控制流程如图3所示。近年来随着数字仪表和微处理器的发展,这样的控制系统已容易实现。      其中a、b由压缩机制造厂决定,C是一个常数。 

5、    式中M—分子量    z—压缩系数    R—气体常数    k—综合流量系数    四、防喘振控制系统的实现方法    水气厂一英格索兰空气压缩机,型号为C90M×3,三级压缩,流量11942m3/h,进气压力(绝)0.09MPa,排气压力(绝)0.9MPa,功率1305kW。防喘振控制系统如图4所示。此防喘振系统是通过测量机组出口压力接近喘振点(旁通阀打开点)时,打开旁通阀来放出部分空气实现的。      旁通阀打开点的设定很重要。设定过高时,压缩机在低负荷下消耗更大的能量。设定过低时,压缩机将被允许穿过喘振线而发生喘振。而压缩机的CMC可自动调整旁

6、通阀打开点,使其高于喘振线的值来修正。该压缩机也曾发生喘振,从自控系统分析,有几种情况会造成压缩机喘振:    1.出口压力的检测出现故障,使CMC接受的信号是假信号,造成旁通阀不能开到位。    2.旁通阀故障,打不开。    3.斜坡时间(旁通阀从关到开的时间)设定过长,使旁通阀打开过于滞后。    4.入口过滤器脏,过滤器阻力大,入口流量减小。    5.CMC故障,使旁通阀失控。    五、结束语    离心式压缩机的防喘振控制系统,在保证大机组的安稳运行方面起着极其重大的作用。防喘振控制系统的实现方法,可用固定极限流量法和可变极限流量法。还可根据具体的

7、情况,增加一些其它方面的保安措施。

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