1、离心式压缩机喘振及控制策略摘要：离心式压缩机的喘振是一种必然现象，是压缩机的固有特性。但是喘振必须要得到控制，如果喘振过于剧烈，会对天然气管道造成较大危害，损坏其他机组等。与此同时，要控制离心式压缩机的喘振就需要弄清喘振的发生原理，维护方法等，在机组运行时避免其进入喘振区，从而降低喘振带来的损害。本文结合笔者研究实践，对喘振的原理进行了简要分析并提出了相应的控制策略。 关键词：离心式压缩机喘振控制发生原理损害 中图分类号：TB652 文献标识码：A 文章编号： 离心式压缩机和喘振 （一） 、离心式压缩机简介 离心式压缩机是一种在短时间内体改气体压力的设备，当气体进入压缩机后，通过叶轮的高速旋转
2、，提升气体压力，气体在跟随叶轮高速旋转的同时，在叶轮离心力的作用下想叶轮出口流动。除此之外，由于空气受到叶轮的扩压作用，动能和压力都得到较大的提高。在气体进入到扩压器之后，气体的动能进一步转换为压力能，气体在通过弯道、回流器流入下一级叶轮进一步压缩，从而使气体的压力达到后续工艺的需要。在输送体积较大，压力相对较低的气体时，就会使用离心式压缩机，提升气体压力。在这个过程中，离心式压缩机对气体的压力、流量、温度等比较敏感，所以压缩机组在运行过程中会伴有强烈的震动和噪声，这对压缩机机组的叶轮、轴承等会造成一定程度的损坏。所以针对离心式压缩机的喘振控制研究是非常有必要的，具有很强的现实意义。 （二）
3、、发生喘振的原理 在离心式压缩机的机组中，气体的压缩主要是通过叶轮和高速旋转和扩压器来实现，但是当气流在叶轮或者扩压器中发生严重的气流旋转脱离，这是就导致离心式压缩机发生喘振的根本原因。叶轮上的旋转脱离：由于叶片形状、安装位置的差异以及气流的不均匀性，在运行过程中，随着叶轮旋转和气流的连续性，这种气流边界层分离会沿着叶轮旋转的反方向逐渐扩大到整个流道，这就是发生喘振的原因之一，旋转脱离。扩压器内的气流旋转时速：高速气流活动时，主要是主流层的动能传递给边界层，壁面的摩擦力会影响边界层的气流，使得沿着流道方向的分速度降低，压力增大，主流层的动能也不断减小。气体压出去后又使其中流量减小，于是压力又突
4、然下降，然后较高压力的气体又倒流回来，如此周而复始，在系统中产生了周期性的气流振荡现象，这就是产生喘振的另一个原因。 二、喘振产生的危害 喘振是离心式压缩机在运行中必然会产生的一种现象，一定强度的喘振是正常的，但是喘振如果得不到适当的控制，就会对机组造成较大的损坏。喘振会损坏密封、O 形环等压缩机零部件，损伤压缩机动叶以及轴承和环油密封系统。由于压缩机各部分之间原本有就间隙值，喘振就有可以破坏这种间隙值，导致轴的变形，从而使得在后面的运行中，喘振越来越明显，形成这样一个循环，使得仪表仪器失灵，或者准确性降低。在危害管道的安全运行方面主要体现在一下几个方面：第一，出口压力产生周期性、低频率、高振
5、幅波动，先升后急剧下降。第二，出口流量急剧下降，并大幅波动，严重时甚至出现倒灌至进气管道。第三，喘振严重时，往往引起压缩机叶片断裂、轴承损坏等。 三、离心式压缩机喘振的控制策略 对于离心式压缩机在不同的情况发生喘振时，可以采取不同的控制策略，这样才能最大程度上降低喘振强度，减少喘振对机组带来的损坏。第一，在气体流量较低的情况下，可以马上打开适量的防喘振阀门，以此来增加入口气体流量。第二，如果是出口阻塞而导致的喘振，则需要马上打开出口防火炬阀，进行泄压排放，适当降低气压。第三，如果前面两种情况都存在的话，应首先打开出口放火炬阀消除喘振后，再调整压缩机防喘振阀的开度大小，然后根据实际情况，做出适当
6、调整，以此来改变机组的运行情况。第四，当对于喘振原因不清楚，无法片段的情况下，首先需要打开出口放火炬阀消除喘振，再根据实际情况排查喘振的原因，然后在进行针对处理。 这几点是针对喘振发生时的控制措施，在喘振发生之前，也有一些措施来控制喘振。我们控制喘振的目的就是预防体积流量在一定压力值的时候低于喘振限值。防止压缩机喘振的措施主要有：第一，增加压缩机出口的气体流量。控制喘振最简单直接的方法就是将压缩机出口的流量才差值天然气释放到大气中，但是为了不浪费和保护环境，一般将其通过排气管道上的冷却装置由旁通阀回流到压缩机入口，从而增加流经压缩机的气体流量。第二，保持气体流量不变，通过降低排气压力、增加进气
7、压力或二者同时进行，降低压缩机的压比。第三，为了，监测机组运行点工况，压缩机上设定了安全线，机组运行工况点接近安全线并不代表机组的状况很好，为了避免工况点频繁的接触安全线，导致方喘振阀门频繁的动作，进出口气流、压力波动较大，最终造成喘振保护停机，应加大对机组实际运行工况的监控，及时调整机组运行工况。第四，加强气质监测，并且要加大现场的排污力度，确保压缩机机组进气的质量是合格的。第五，通过降低压缩机机组的转速，使之与管道实际流量相匹配，使工作点保持在稳定区域运行。 四、结语 总而言之，喘振是一种在离心式压缩机运行时的必然现象，是不可避免的，但是不加以控制就会对机组造成严重的危害，机组出口气体周期
8、性倒流至机组进口是喘振形成的原因之一。在实际的生产实践中，要根据喘振的相关数据和实际情况，积极的研究控制喘振的策略，分析喘振的主要影响因素。其中的关键是弄清喘振的原理，这样才能采取行之有效的喘振控制和预防策略，提高离心压缩机抗喘振性能和运行可靠性。参考文献： 1李广云等.离心式空气压缩机喘振原因分析J.中国科学院上海冶金研究所,2000,(2). 2内蒙古苏里格天然气化工有限公司离心压缩机操作手册及维护检修规程. 3魏龙，常新忠，滕文锐. 离心压缩机喘振分析及实例J. 通用机械，2003（7）：38-41. 4李方涛，李书臣，苏成利，等. 离心式压缩机防喘振控制及故障诊断系统研究与应用J. 化工自动化及仪表，2011，38（5）：589-592. 5田春波.离心式压缩机的防喘振控制J.石化技术，2007，14（1）：44-46.
