浅析离心式压缩机的喘振现象及控制方案.pdf

《浅析离心式压缩机的喘振现象及控制方案.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、浅析离心式压缩机的喘振现象及控制方案张立军(洛阳智达石化工程有限公司，河南洛阳471003)摘要：离心式压缩机是在石油化工、冶金、电力等行业广泛使用的核心设备，但离心式压缩机在某些特定工况下会发生喘振现象，使压缩机不能正常稳定工作，如处理不及时或操作不当会影响正常生产甚至发生事故。因此，压缩机不允许在喘振状态下进行只能采取相应的防喘振控制方案。本文将介绍喘振现象及产生喘振的原因和危害，常用防喘振控制方案的介绍和分析对比。关键词：离心压缩机；喘振；控制离心式压缩机具有处理和输气量大、结构简单、易损件少。同时可由电动机，蒸汽轮机，烟气轮机等拖动，拖动形式的多样化可以有效的

2、回收企业的废气，废热，不仅为企业降低了生产运行成本而增加了效益，节能减排也为企业实现效益与环保双赢，所以离心式压缩机在石油化工、冶金、电力等行业广泛使用，做为装置或单元的重要设备，如何使离心压缩机能够平稳的运行，其的安全性，可靠性至关重要。加之离心式压缩机也有其固有的缺点，容易在某些运行工况(温度，流量，压力的变化)下，压缩机发生喘振。喘振一旦发生会对装置平稳生产和压缩机本身造成危害，因为喘振程度的不同将会造成机组叶轮、主轴、轴瓦、导叶(静叶)，密封等重要部件的损坏，严重可导致整台机组报废，造成生产装置的工艺波动或停产，给企业造成不必要的经济损失。因此，在了解和分析产

3、生喘振的原因后，采取有效的防喘振控制措施，制定出高效可靠的防喘振控制方案，避免和防止喘振产生，才能确保离心式压缩机的正常平稳运行。1喘振现象及产生的原因1．1什么是喘振现象离心压缩机在运行过程中，在某一压力，转速下都对应最小流量，当该流量降低到一定程度时，机组出口介质流量和出口压力将产生周期性大幅波动而引起机身剧烈振动，这种现象叫做压缩机的“喘振”或“飞动”1．2喘振现象的机理离心式压缩机工作的基本原理是利用高速旋转的叶轮带动气体一起旋转而产生离心力，将机械能转换为气体压力动能。在叶轮后部设置有通流截面逐渐扩大的扩压元件(扩压器)，从叶轮流出的高速气体在扩压器内进行降

4、速增压，将此部分动能转换为静压能。当离心式压缩机的实际工况偏离设计工况时，如果气体流量减少则进入叶轮或扩压器流道的气流方向就会发生变化。当流量减少到一定程度，由于叶轮的连续旋转和气流的连续性，使这种边界层分离现象扩大到整个流道，而且由于气流分离沿着叶轮旋转的反方向扩展，从而使叶道中形成气流漩涡，又称旋转失速。此时级的压力暂形成真空，气体输出管道中较高压力的气体便倒流回级里来。此时倒流回级中的气体就补充级中流量的不足，使叶轮又恢复了正常工作，把倒流回来的气体再次压缩后输送出去。于是又失压气体接着回流，如此周而复始，在系统中产生了周期性的气体振荡现象，这种现象称为“喘振”

5、。2喘振产生的因素下面我们对有可能引起离心式压缩机产生喘振的工艺参数逐一进行分析：2．1流量每台离心式压缩机在不同转速下都对应着最小流量值，在同一转速下随着流量的减少，压缩机的出口压力逐渐增大，当达到该转速下最大出口压力时，机组进入喘振区，所以说流量减小是发生喘振的根本原因，在实际生产中尽量避免压缩机在小流量的工况下运行。一般认为，压缩机在最小流量下应低于设计流量60％。2．2气体相对分子质量离心压缩机在相同转速、在恒压运行工况下，相对分子质量越小，越容易发生喘振。2．3压力在压缩机恒压的运行工况下：入口压力越低，压缩机越容易发生喘振；出口压力越高，压缩机越容易发生喘

6、振。2．4入口温度在恒压运行工况下，气体入口温度越高，越容易发生喘振。因此，对同一台离心式压缩机来说，夏季比冬季更容易发生喘振。2．5转速在外界用气量一定的情况下，转速越高，越容易发生喘振。综上出现喘振的主要因素是压缩机的流量过小，小于压缩机的最小流量限；另外接管网的压力高于压缩机排气压力，都将会引起排出气体倒流回压缩机。3喘振的危害喘振的危害性较大，当压缩机发生喘振后，压缩机组在振动的同时并伴有异常噪声，振动程度和频次不同对机组造成的损坏程度也不同，轻者对压缩机内部的密封、轴承等附属设施造成损伤，严重时对压缩机的叶轮，主轴重要部件造成损坏，甚至整台机组报废；同时也会

7、造成生产装置紧急停车停工。为企业造成安全事故隐患和带来经济损失。4防止喘振的措施4．1防喘振曲线的建立根据每台压缩机实际性能绘制出压缩机防喘振性能曲线，确保压缩机运行在防喘振(控制)线右侧的安全区域。蕴毫尹2f化l蓄砰2017年02月4．2防喘振的工艺措施a保持流量值不小于发生喘振最小流量限，可以通过调节回流阀使压缩机出口介质返回到压缩机入口，以此增加压缩机入口流量，b保持压缩机入口与出口的差压值，可以通过调节出口放空阀将介质排空，以此降低压缩机出口压力。a方法更适宜有毒、易燃、易爆或经济价值较高而不宜放空的气体情况，但两种方法同样浪费部分压缩功。5