班金磊　劉爽　王碩

[摘要]隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的快速發(fā)展，微電子技術(shù)出現(xiàn)了日新月異的發(fā)展局面，離心式壓縮機的控制系統(tǒng)也逐漸成為壓縮機控制界研究的主要課題之一。本文主要論述了防喘振的控制系統(tǒng)以及離心式壓縮機調(diào)節(jié)控制的具體措施等內(nèi)容。

[關(guān)鍵詞]離心式壓縮機；調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)；防喘振控制系統(tǒng)

[中圖分類號]F407.471 [文獻標識碼]A [文章編號]1672-5158（2013）06-0194-01

對于汽輪驅(qū)動下的離心式壓縮機來講，通常會采用設置一套安全的連鎖系統(tǒng)、一套控制壓縮機性能的系統(tǒng)以及一套對轉(zhuǎn)速進行控制的系統(tǒng)，這三者之間是完全獨立控制的，無法進行信息的共享，這樣就很容易造成控制系統(tǒng)之間的相互制約和相互干擾，很難使壓縮機的性能得到充分發(fā)揮，并且所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益也較差，當前，隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的快速發(fā)展，微電子技術(shù)出現(xiàn)了日新月異的發(fā)展局面，離心式壓縮機的控制系統(tǒng)也逐漸成為壓縮機控制界研究的主要課題之一。

1 防喘振的控制系統(tǒng)

1.1 物性參數(shù)與特性曲線的關(guān)系

通常情況下的特性曲線論述當中，往往會首先強調(diào)物性的參數(shù)是不變的，研究實踐表明，壓縮機本身所產(chǎn)生的極限流量值會發(fā)生一定的變化，在一定的轉(zhuǎn)速之下，如果氣體的平均分子量是不同的，那么其極限的流量值也會不同，假設氣體的平均分子量能夠由20不斷增加至28，在轉(zhuǎn)速不變的情況下，其壓縮機的極限流量點就能從QA轉(zhuǎn)移到QA，使壓縮機能夠維持額定穩(wěn)定的出口流量，那么正常工作點就會由A點進入不穩(wěn)定區(qū)的A點，就全年來講，壓縮機的工作環(huán)境是在不斷發(fā)生變化的，在進口壓力變低或者是環(huán)境溫度升高時，平均的分子量就會不斷增加，當天氣逐漸變熱時，離心式壓縮機也容易進入到喘振區(qū)，最終導致喘振，如果空氣過濾器中的過濾網(wǎng)被堵塞，就會使得進口的真空度變大，在導葉閥前的氣壓變小時，壓縮機也比較容易進入到喘振區(qū)，以致出現(xiàn)工作不穩(wěn)定的狀況，最終會引發(fā)軸震動偏大等一系列的停車，再次啟動之后，又會使壓縮機運行良好，此類現(xiàn)象幾乎每年都會遇到。

1.2 離心式壓縮機振喘發(fā)生的原因

在運行的過程當中，當離心式壓縮機的負荷下降至一定的數(shù)值時，就會使得氣體的排送出現(xiàn)強烈的震蕩，并且機身也會在這時出現(xiàn)明顯的劇烈震動，我們稱這種現(xiàn)象為喘振，它是離心式壓縮機的一種固有的特性，在喘振的狀態(tài)下，壓縮機是絕對不允許運行的，因此在操作的過程中一定要避免喘振的產(chǎn)生。而喘振產(chǎn)生的主要原因必須要從壓縮機運行的特性上找笞案，每一臺壓縮機都有自身特定的喘振趨于，所以必須要根據(jù)實際的情況來采取相應的喘振控制措施來進行預防，另外，喘振業(yè)余管網(wǎng)的特性有一定的關(guān)系，管網(wǎng)的容量越大，那么喘振的幅度也就會越大，其頻率也就越低，相反，管網(wǎng)的容量越小，那么喘振的幅度也就越小，其頻率也就越高。離心壓縮機出現(xiàn)喘振的原因還有壓力、溫度以及分子量等，在相同的轉(zhuǎn)速下，如果分子的容量越大，而溫度越低，那么壓縮機就越容易進入到喘振區(qū)。

1.3 喘振形成的過程

如果壓縮機在QA點處于正常的工作狀態(tài)，當因為某種原因來降低負荷時，就會使得工作點不斷向左移動，而當壓縮機在QB時，就會使得壓縮機進入極限的工作點，在這時，出口的壓力比是最大值，如果負荷繼續(xù)不斷下降，出口的壓力也將會迅速降低，同它進行連接的系統(tǒng)其壓力會瞬間喪失，導致氣體倒流，其工作點也會迅速到達QC點，在這時，系統(tǒng)壓力和出口壓力就會出現(xiàn)瞬間的相等，因為壓縮機還處在運行的過程中，就會使得出口流量迅速增加，此時極限的工作點也會迅速移動到0.13點，由于工作負荷過大，就必須要通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)來降低負荷，并不斷促使出口的流量回到QA點，這即是一個相對完整的出口壓力喘振周期。

2 離心式壓縮機調(diào)節(jié)控制的具體措施

2.1 一般的離心式壓縮機控制方案

為了能夠使壓縮機得到長期、平穩(wěn)、安全的運行，在一般情況下都需要對其參數(shù)的控制、檢測以及安全聯(lián)鎖保護系統(tǒng)等進行設置。調(diào)節(jié)閥又被稱之為控制閥，主要應用在工業(yè)自動化的控制過程領域中，通過對調(diào)節(jié)控制器輸出的控制信號加以接收，利用動力操作來改變介質(zhì)流量、溫度、壓力、液位等參數(shù)的控制元件。壓縮機出氣壓力和氣量壓力控制系統(tǒng)，有調(diào)節(jié)原動機轉(zhuǎn)速法、旁路回流法以及直接節(jié)流法等，在旁路回流法的控制方案當中，氣體經(jīng)過了多級的壓縮之后，就會因為壓縮比大使得出口壓力相應的增大，在這時最好不要從第一段人口和末端出口直接旁路，否則就會使得能耗增加，在高差壓下會使得控制閥的磨損也將增快，因此最好是采用增設降壓消音的裝置或者是分段旁路設置的措施。

2.2 防喘振調(diào)節(jié)的具體方法

防喘振調(diào)節(jié)的主要目的就在于，不管工藝的負荷出現(xiàn)怎樣的變化，都必須保證壓縮機的人口流量不能夠小于轉(zhuǎn)速一定的條件下極限流量值，從理論上來講，可以指定兩套控制方案，一種是固定的極限流量法，另外一種就是可變的極限流量法，其中固定的極限流量法就是指將壓縮機自身的防喘振流量盡量控制好設置值，使其能夠遠離喘振區(qū)，如果工作負荷出現(xiàn)變化，就可以保證壓縮機不發(fā)生喘振，這樣的方法也存在著一定的缺陷，就是在正常流量和極限流量相差較大時，就會有過多的空氣被放空或者是被反饋，嚴重影響到經(jīng)濟效益，采用可變的極限流量控制法，可以允許根據(jù)工作狀況的變化對防喘振設定值進行適當?shù)恼{(diào)整，盡量減少反饋量或者是放空量，以便不斷提高經(jīng)濟效益。

2.3 可變極限流量控制方案

為了可以盡量減小壓縮機出現(xiàn)能量損耗的問題，在壓縮機的負荷可以通過調(diào)節(jié)速度進行改變的場合，在不同的轉(zhuǎn)速情況下，喘振極限流量將會是一個變數(shù)，并且會隨著轉(zhuǎn)速的下降而不斷減小，最合理的防喘振方案就應當是留出適當?shù)陌踩?，可以使得防喘振調(diào)節(jié)器隨著喘振邊界的曲線進行安全操作。

3 結(jié)束語

調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)是離心式壓縮機的靈魂，在其運行的過程中起著關(guān)鍵性的作用，隨著科學技術(shù)的不斷進步，控制系統(tǒng)也將會獲得越來越大的發(fā)展，做好壓縮機所具有的控制系統(tǒng)需要積極開展多方面的工作，設計和確定好生產(chǎn)工藝，將工藝介質(zhì)的密度、組分等參數(shù)進行細化，并且要充分考慮到實際的工作情況，做到理論聯(lián)系實際，嚴格執(zhí)行施工要求和設計路線，不斷提高離心式壓縮機的調(diào)節(jié)控制性能。

參考文獻

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