轴流风机的防喘振控制

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1、轴流风机的防喘振控制长岭分公司关键机组防喘振控制长岭分公司机动处李晖一概述透平式压缩机是利用高速旋转的叶轮（叶片组）对气体作功，将机械能加给气体，使气体压力升高，速度增大。在叶轮后部一般设銘有面积逐渐扩大的扩压元件（扩压器），高速气体从叶轮流出后再流经扩压器，使气体的流速降低，将气体的速度能（动能）部分转变为压力能，压力继续提高。透平式压缩机气体的吸入、压缩和流岀均是在连续流动的状况下进行的。透平式压缩机按气流运动方向可分为三类：离心式一气体在压缩机内沿离心方向流动轴流式一气体在压缩机内沿与转轴平行方向流动混流式一气体在压缩机内的流动方向

2、介于离心式和轴流式之间长岭分公司的关键机组分二种：离心式压缩机和轴流式压缩机，它们的原动机有三种：电动机，烟气轮机和蒸汽轮机，压缩机的主要作用是压缩空气和富气等工艺介质，使之达到工艺所需的流量、压力。关键机组是生产中的关键设备，它们的运行工况对压缩机安全、稳定、经济地运行和生产装路的正常运行十分重耍，而在关键机组的诸多自控回路屮，其防喘振控制是一项重要的安全保护措施。二防喘振控制系统喘振是透平压缩机的一种固有特性。1.喘振的产生压缩机的运行工况任何时候都可以用性能曲线来表示，通过性能曲线可以反映压缩机各种运行参数之间的关系并确定其性能，如

3、图1所示的是反映压缩机出口压力与入口流量Z间关系的性能曲线（入口温度、压力和转速不变）。当压缩机的流量沿着性能曲线减少流量达到其驼峰点流量（喘振点）时，在排出管内出现时大时小、时正时负的不稳定工况，在叶轮及扩压器的某一通道内还会发生时出现时消失的边界脱离涡流区，并且依次传给相邻的管道，产生一种低频率、高振幅的气流脉动，从而引起严重的振动和吼叫声，严重时可能引起压缩机和管道系统遭到破坏。出口压力2.喘振的机理由于叶轮与叶片扩压器的形状及安装位路不可能完全对称及气流的不均匀性，当进气流量减小到某一个值时，进入叶栅的气流发生分离，这种分离首先发

4、生在一个或几个叶片的流道中，影响进入相邻的流道的气流方向，由于进气冲角的变化及气流的分离区沿叶轮逆流旋转，以比叶轮旋转速度小的相对速度移动，在绝对运动中分离区沿叶轮旋转方向并以比叶轮旋转速度小的速度进行，即产生旋转分离。当旋转分离扩散到整个管道,压缩机岀口压力突然下降，后面管路（或容器）中的气流倒流至压缩机内，瞬时弥补了压缩机流量的不足，恢复机组的正常工作，把倒流至压缩机内的气体压出处，又使压缩机流量减小，压力再度下降，压缩机后管道中的气体乂重新倒流至压缩机内，重复上述现象，压缩机及气体管路产生低频率、高振幅的气流脉动，并发出很大的响声，

5、机组产生剧烈振动，以至无法工作，甚至损坏设备。3.防喘振方案由于压缩机喘振对机组及生产的危害，在压缩机止常运行时，必须防止喘振的发生；在机组发生喘振后，必须尽快采取措施使机组回到正常运行工况。因此，压缩机防喘振系统设计的主要目标就是寻找一种可靠的方案，使机组工作点离开喘振点，保证机组正常、安全地运行。目前有二种防喘振方案：一种是应对式防喘，这种方案主要是机组发生喘振后，尽快采取措施使机组回到止常运行工况；另一种是采用防喘振控制系统，这种方案主耍是在压缩机正常运行时，采用近似的方法（到冃前为止，对于不同摩尔质量、温度、压力的压缩气体，还没有

6、一种可行而固定的方法来精确地测量及计算压缩机的喘振点或喘振线），建立一个离喘振曲线有一定余量的控制点或控制线，通过防喘振控制系统的控制响应防止喘振的发生，根据控制值的情况，这种防喘振控制系统又可分为二类：固定极限流量防喘振控制系统和随动可调极限流量防喘振控制系统，其中固定极限流量防喘振控制系统是根据压缩机组的性能曲线，用预定的最小流量值作为防喘振控制系统的给定值，这类方1图1压缩机性能曲线图案可靠性高，使用于固定转速的离心式压缩机，但转速降低时，容易浪费能源；而随动可调极限流量防喘振控制系统是根据压缩机的通用性能曲线，采用近似的方法，建立

7、一个离喘振曲线有一定余量的防喘振控制线,通过防喘振控制线的轨迹确定防喘振调节器的给定值，一般用于负荷可能经常波动的离心式压缩机及大型的轴流式压缩机。长岭分公司的关键机组防喘振控制名细如下表：・3・3.设计防喘振控制系统的基本思想从喘振的形成过程可以看出，导致压缩机喘振的条件有二个：首先在于压缩机越过最小流量（进入喘振区）时，会产牛严重的旋转分离和分离区急剧扩大的情况；其次是压缩机与管路联合工作时性能曲线的状况和其交点的位路如何。因此，防止喘振的方法主要是防止流量过小和出口压力过高，当操作需要流量减小到可能低于喘振点的流量时，应尽快采取措施

8、,降低系统压力，达到降低机组出口背压，增大进气流量的目的，使工况点往大流量区（稳定工作区）移动，使压缩机正常运行时的工作点离开喘振点，从而防止喘振的发生。由此看来，为了实现防喘振的要求，控制系