摘 要：針對(duì)離心壓縮機(jī)發(fā)生的喘振現(xiàn)象，從喘振的原理和危害進(jìn)行研究，介紹了固定極限流量法、變極限流量法和變頻調(diào)速法這三種防喘振的控制方法，并對(duì)其進(jìn)行了分析，最終得出了使用變頻器、調(diào)節(jié)閥和旁路回流三種方法配合使用的最佳控制系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：離心式壓縮機(jī)；防喘振；控制方案

引言

離心式壓縮機(jī)在石油化工及機(jī)械加工領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，以其流量大、轉(zhuǎn)速高、結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)中一直倍受青睞。但是在離心式壓縮機(jī)的運(yùn)行過程中也存在一些缺陷，如易發(fā)生喘振現(xiàn)象等。喘振現(xiàn)象會(huì)危及壓縮機(jī)的使用安全，因此在實(shí)際生產(chǎn)中，我們要避免喘振工況的發(fā)生。

1 離心式壓縮機(jī)產(chǎn)生喘振的原因分析

下圖1為離心式壓縮機(jī)的工作特性曲線，n1，n2，n3分別代表不同的轉(zhuǎn)速，Q1為壓縮機(jī)入口流量，P是壓力。每一種轉(zhuǎn)速都有一條工況線來描述入口流量與壓縮比的關(guān)系，壓縮比用P2/P1表示，其中P1是入口的絕對(duì)壓力，P2是出口的絕對(duì)壓力。

由圖1可知：在定轉(zhuǎn)速情況下，隨著流量Q1的變化，壓縮比P2/P1有極大值。將每一種轉(zhuǎn)速下P2/P1的極大值連接起來得到一條光滑的曲線，這條曲線就成為喘振曲線（即圖1中虛線）。虛線的左上半部陰影區(qū)域?yàn)榇駞^(qū)，右下半部為正常工作區(qū)。工況處于正常工作區(qū)的壓縮機(jī)能夠穩(wěn)定工作[1]。

當(dāng)壓縮機(jī)的工作點(diǎn)位于P2/P1極大值的右側(cè)時(shí)，減少流量能夠提高P2/P1的值，反之，則會(huì)降低壓縮比。設(shè)正常工作的轉(zhuǎn)速為圖1中的n2，此時(shí)流量為QA，若存在輕微擾動(dòng)使流量QA減少，則P2/P1值變大，即P2變大，壓縮機(jī)會(huì)增大排出量使之回到穩(wěn)定流狀態(tài)。若氣體的流量QA繼續(xù)減小，直至工作點(diǎn)位于喘振區(qū)內(nèi)，此時(shí)P2/P1值下降，即P2變小，出口壓力P2的減小會(huì)使排出量減小，排出量又會(huì)導(dǎo)致P2繼續(xù)減小，如此惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致管網(wǎng)壓力大于壓縮機(jī)所提供的壓力，發(fā)生倒流現(xiàn)象。倒流后壓縮機(jī)又回到正常工作狀態(tài)，如此反復(fù)，就產(chǎn)生了喘振現(xiàn)象。

2 喘振現(xiàn)象造成的危害

當(dāng)喘振現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，會(huì)對(duì)壓縮機(jī)造成許多危害。第一，壓縮機(jī)的工作狀況極不穩(wěn)定。在喘振工況下，流量、排氣壓力等參數(shù)都出現(xiàn)劇烈的波動(dòng)，振幅較大而且頻率低，若喘振嚴(yán)重，甚至導(dǎo)致氣體倒流現(xiàn)象。第二，喘振會(huì)使壓縮機(jī)的密封件受損。喘振發(fā)生時(shí)伴有強(qiáng)烈的振動(dòng)和噪音[2]，若不及時(shí)采取相應(yīng)的措施，強(qiáng)烈的振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致密封件受損，密封失效。第三，喘振發(fā)生后將會(huì)使得各零部件的位置發(fā)生偏移，間隙值加大或減小，嚴(yán)重的將會(huì)使軸變形、發(fā)生扭曲等現(xiàn)象，破壞壓縮機(jī)的安裝質(zhì)量，造成儀表失靈。

3 防喘振控制

3.1 固定極限流量法防喘振

由圖1可知，只要使得流量大于喘振區(qū)的臨界流量就不會(huì)產(chǎn)生喘振現(xiàn)象，因此固定極限流量法的原理是在相應(yīng)轉(zhuǎn)速下使極限流量大于臨界流量QP，避免進(jìn)入喘振區(qū)。一般采用閉路循環(huán)法控制流量。圖2是閉路循環(huán)的結(jié)構(gòu)圖。FT是利用差壓的原理監(jiān)測(cè)入口流量；FC是調(diào)節(jié)器，接受FT的信號(hào)并輸出控制信號(hào)到旁路調(diào)節(jié)閥。當(dāng)FT檢測(cè)到入口流量降低，則FC的輸出信號(hào)減弱，調(diào)節(jié)閥開度增大，促使流量增加。通過這種調(diào)節(jié)使得入口流量始終大于喘振臨界流量，從而防止喘振。為節(jié)約能源，入口流量大于臨界流量的5-7%。

固定極限流量法一般用在轉(zhuǎn)速固定的條件下，他的優(yōu)點(diǎn)是控制方案簡(jiǎn)單、投資少、系統(tǒng)運(yùn)行可靠安全。閉路循環(huán)調(diào)節(jié)法雖然簡(jiǎn)單易行，但是它會(huì)使得壓縮機(jī)處于非工況狀態(tài)下，特別是當(dāng)轉(zhuǎn)速減小或者增大時(shí)。同時(shí)由于模擬信號(hào)的延遲效應(yīng)，對(duì)非線性的喘振現(xiàn)象不好控制。為了克服這些缺點(diǎn)，現(xiàn)在一般采用對(duì)流量、壓力和溫度三參數(shù)控制，使壓縮機(jī)達(dá)到最佳的流量。

3.2 可變極限流量法防喘振

可變極限流量法常用在壓縮機(jī)流量經(jīng)常變動(dòng)的情況下，通過改變壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的方法使壓縮機(jī)工況處于喘振區(qū)以外。由于壓縮機(jī)的喘振流量隨著轉(zhuǎn)速的變化而變化，所以可以通過改變轉(zhuǎn)速使入口流量高于喘振極限流量[3]。

氣體的壓縮功見公式（1）：

hpol-多變壓縮功；m-多變指數(shù)；T1-進(jìn)氣溫度；p1、p2-進(jìn)、排氣壓力；R-氣體常數(shù)。

由公式（1）可知，進(jìn)、排氣壓力、氣體分子量、進(jìn)氣溫度都會(huì)對(duì)壓縮功造成影響，使壓縮機(jī)性能變化。

變極限流量法使壓縮機(jī)在不同的工況下自動(dòng)改變FC的設(shè)定值，使安全裕量保持定值。如圖1，當(dāng)流量由QP變化到QA時(shí)，可以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速從n3到n2，使安全裕量保持定值，這樣既可防止發(fā)生喘振，又可節(jié)約能源。

3.3 變頻器調(diào)速法防喘振

使用變頻器也能對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行調(diào)速，其優(yōu)點(diǎn)是：在壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)不會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成沖擊，同時(shí)大大降低了壓縮機(jī)因變速造成的能耗損失。當(dāng)壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)所需負(fù)荷最大，PLC接收到相關(guān)信號(hào)后，輸出控制信號(hào)使變頻器頻率增大，實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)的快速啟動(dòng)。運(yùn)行至正常工況后，壓縮機(jī)所需負(fù)荷降低，PLC輸出控制信號(hào)使變頻器頻率降低，從而降低壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速。變頻器相對(duì)于變速齒輪能夠節(jié)電20-30%左右。但是當(dāng)變頻器頻率過低、壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速過小時(shí)能耗反而上升。將變頻器與調(diào)節(jié)閥和變極限流量法配合使用可以獲得更好的調(diào)節(jié)效果。

4 結(jié)束語

大型氣體離心壓縮機(jī)在化工企業(yè)中居于核心設(shè)備的地位，一旦出現(xiàn)故障或者損壞會(huì)對(duì)企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。由于喘振的嚴(yán)重危害，防止喘振或抑制喘振是一項(xiàng)長(zhǎng)期的研究課題。通過固定極限流量法、變極限流量法和變頻調(diào)速法防止喘振已經(jīng)得到了十分廣泛的應(yīng)用。影響喘振的因素很多，還要對(duì)喘振的機(jī)理進(jìn)行更加深刻的研究，及早發(fā)現(xiàn)喘振的先兆并加以控制才能避免喘振的發(fā)生，保證壓縮機(jī)的長(zhǎng)期安全可靠運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]李文華，鐘瑞興.離心壓縮機(jī)性能預(yù)測(cè)方案探討[J].壓縮機(jī)技術(shù)，2007（5）.

[2]薦保志.離心式壓縮機(jī)喘振分析及解決措施[J].中小企業(yè)管理與科技，2009（10）.

[3]何龍，張瑞妍.離心式壓縮機(jī)防喘振研究[J].壓縮機(jī)技術(shù)，2009（5）.

作者簡(jiǎn)介：韓強(qiáng)（1982.12-）男，漢族，山東滕州人，助理工程師，學(xué)士，研究方向：化工行業(yè)動(dòng)設(shè)備。endprint

摘 要：針對(duì)離心壓縮機(jī)發(fā)生的喘振現(xiàn)象，從喘振的原理和危害進(jìn)行研究，介紹了固定極限流量法、變極限流量法和變頻調(diào)速法這三種防喘振的控制方法，并對(duì)其進(jìn)行了分析，最終得出了使用變頻器、調(diào)節(jié)閥和旁路回流三種方法配合使用的最佳控制系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：離心式壓縮機(jī)；防喘振；控制方案

引言

離心式壓縮機(jī)在石油化工及機(jī)械加工領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，以其流量大、轉(zhuǎn)速高、結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)中一直倍受青睞。但是在離心式壓縮機(jī)的運(yùn)行過程中也存在一些缺陷，如易發(fā)生喘振現(xiàn)象等。喘振現(xiàn)象會(huì)危及壓縮機(jī)的使用安全，因此在實(shí)際生產(chǎn)中，我們要避免喘振工況的發(fā)生。

1 離心式壓縮機(jī)產(chǎn)生喘振的原因分析

下圖1為離心式壓縮機(jī)的工作特性曲線，n1，n2，n3分別代表不同的轉(zhuǎn)速，Q1為壓縮機(jī)入口流量，P是壓力。每一種轉(zhuǎn)速都有一條工況線來描述入口流量與壓縮比的關(guān)系，壓縮比用P2/P1表示，其中P1是入口的絕對(duì)壓力，P2是出口的絕對(duì)壓力。

由圖1可知：在定轉(zhuǎn)速情況下，隨著流量Q1的變化，壓縮比P2/P1有極大值。將每一種轉(zhuǎn)速下P2/P1的極大值連接起來得到一條光滑的曲線，這條曲線就成為喘振曲線（即圖1中虛線）。虛線的左上半部陰影區(qū)域?yàn)榇駞^(qū)，右下半部為正常工作區(qū)。工況處于正常工作區(qū)的壓縮機(jī)能夠穩(wěn)定工作[1]。

當(dāng)壓縮機(jī)的工作點(diǎn)位于P2/P1極大值的右側(cè)時(shí)，減少流量能夠提高P2/P1的值，反之，則會(huì)降低壓縮比。設(shè)正常工作的轉(zhuǎn)速為圖1中的n2，此時(shí)流量為QA，若存在輕微擾動(dòng)使流量QA減少，則P2/P1值變大，即P2變大，壓縮機(jī)會(huì)增大排出量使之回到穩(wěn)定流狀態(tài)。若氣體的流量QA繼續(xù)減小，直至工作點(diǎn)位于喘振區(qū)內(nèi)，此時(shí)P2/P1值下降，即P2變小，出口壓力P2的減小會(huì)使排出量減小，排出量又會(huì)導(dǎo)致P2繼續(xù)減小，如此惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致管網(wǎng)壓力大于壓縮機(jī)所提供的壓力，發(fā)生倒流現(xiàn)象。倒流后壓縮機(jī)又回到正常工作狀態(tài)，如此反復(fù)，就產(chǎn)生了喘振現(xiàn)象。

2 喘振現(xiàn)象造成的危害

當(dāng)喘振現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，會(huì)對(duì)壓縮機(jī)造成許多危害。第一，壓縮機(jī)的工作狀況極不穩(wěn)定。在喘振工況下，流量、排氣壓力等參數(shù)都出現(xiàn)劇烈的波動(dòng)，振幅較大而且頻率低，若喘振嚴(yán)重，甚至導(dǎo)致氣體倒流現(xiàn)象。第二，喘振會(huì)使壓縮機(jī)的密封件受損。喘振發(fā)生時(shí)伴有強(qiáng)烈的振動(dòng)和噪音[2]，若不及時(shí)采取相應(yīng)的措施，強(qiáng)烈的振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致密封件受損，密封失效。第三，喘振發(fā)生后將會(huì)使得各零部件的位置發(fā)生偏移，間隙值加大或減小，嚴(yán)重的將會(huì)使軸變形、發(fā)生扭曲等現(xiàn)象，破壞壓縮機(jī)的安裝質(zhì)量，造成儀表失靈。

3 防喘振控制

3.1 固定極限流量法防喘振

由圖1可知，只要使得流量大于喘振區(qū)的臨界流量就不會(huì)產(chǎn)生喘振現(xiàn)象，因此固定極限流量法的原理是在相應(yīng)轉(zhuǎn)速下使極限流量大于臨界流量QP，避免進(jìn)入喘振區(qū)。一般采用閉路循環(huán)法控制流量。圖2是閉路循環(huán)的結(jié)構(gòu)圖。FT是利用差壓的原理監(jiān)測(cè)入口流量；FC是調(diào)節(jié)器，接受FT的信號(hào)并輸出控制信號(hào)到旁路調(diào)節(jié)閥。當(dāng)FT檢測(cè)到入口流量降低，則FC的輸出信號(hào)減弱，調(diào)節(jié)閥開度增大，促使流量增加。通過這種調(diào)節(jié)使得入口流量始終大于喘振臨界流量，從而防止喘振。為節(jié)約能源，入口流量大于臨界流量的5-7%。

固定極限流量法一般用在轉(zhuǎn)速固定的條件下，他的優(yōu)點(diǎn)是控制方案簡(jiǎn)單、投資少、系統(tǒng)運(yùn)行可靠安全。閉路循環(huán)調(diào)節(jié)法雖然簡(jiǎn)單易行，但是它會(huì)使得壓縮機(jī)處于非工況狀態(tài)下，特別是當(dāng)轉(zhuǎn)速減小或者增大時(shí)。同時(shí)由于模擬信號(hào)的延遲效應(yīng)，對(duì)非線性的喘振現(xiàn)象不好控制。為了克服這些缺點(diǎn)，現(xiàn)在一般采用對(duì)流量、壓力和溫度三參數(shù)控制，使壓縮機(jī)達(dá)到最佳的流量。

3.2 可變極限流量法防喘振

可變極限流量法常用在壓縮機(jī)流量經(jīng)常變動(dòng)的情況下，通過改變壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的方法使壓縮機(jī)工況處于喘振區(qū)以外。由于壓縮機(jī)的喘振流量隨著轉(zhuǎn)速的變化而變化，所以可以通過改變轉(zhuǎn)速使入口流量高于喘振極限流量[3]。

氣體的壓縮功見公式（1）：

hpol-多變壓縮功；m-多變指數(shù)；T1-進(jìn)氣溫度；p1、p2-進(jìn)、排氣壓力；R-氣體常數(shù)。

由公式（1）可知，進(jìn)、排氣壓力、氣體分子量、進(jìn)氣溫度都會(huì)對(duì)壓縮功造成影響，使壓縮機(jī)性能變化。

變極限流量法使壓縮機(jī)在不同的工況下自動(dòng)改變FC的設(shè)定值，使安全裕量保持定值。如圖1，當(dāng)流量由QP變化到QA時(shí)，可以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速從n3到n2，使安全裕量保持定值，這樣既可防止發(fā)生喘振，又可節(jié)約能源。

3.3 變頻器調(diào)速法防喘振

使用變頻器也能對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行調(diào)速，其優(yōu)點(diǎn)是：在壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)不會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成沖擊，同時(shí)大大降低了壓縮機(jī)因變速造成的能耗損失。當(dāng)壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)所需負(fù)荷最大，PLC接收到相關(guān)信號(hào)后，輸出控制信號(hào)使變頻器頻率增大，實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)的快速啟動(dòng)。運(yùn)行至正常工況后，壓縮機(jī)所需負(fù)荷降低，PLC輸出控制信號(hào)使變頻器頻率降低，從而降低壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速。變頻器相對(duì)于變速齒輪能夠節(jié)電20-30%左右。但是當(dāng)變頻器頻率過低、壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速過小時(shí)能耗反而上升。將變頻器與調(diào)節(jié)閥和變極限流量法配合使用可以獲得更好的調(diào)節(jié)效果。

4 結(jié)束語

大型氣體離心壓縮機(jī)在化工企業(yè)中居于核心設(shè)備的地位，一旦出現(xiàn)故障或者損壞會(huì)對(duì)企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。由于喘振的嚴(yán)重危害，防止喘振或抑制喘振是一項(xiàng)長(zhǎng)期的研究課題。通過固定極限流量法、變極限流量法和變頻調(diào)速法防止喘振已經(jīng)得到了十分廣泛的應(yīng)用。影響喘振的因素很多，還要對(duì)喘振的機(jī)理進(jìn)行更加深刻的研究，及早發(fā)現(xiàn)喘振的先兆并加以控制才能避免喘振的發(fā)生，保證壓縮機(jī)的長(zhǎng)期安全可靠運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]李文華，鐘瑞興.離心壓縮機(jī)性能預(yù)測(cè)方案探討[J].壓縮機(jī)技術(shù)，2007（5）.

[2]薦保志.離心式壓縮機(jī)喘振分析及解決措施[J].中小企業(yè)管理與科技，2009（10）.

[3]何龍，張瑞妍.離心式壓縮機(jī)防喘振研究[J].壓縮機(jī)技術(shù)，2009（5）.

作者簡(jiǎn)介：韓強(qiáng)（1982.12-）男，漢族，山東滕州人，助理工程師，學(xué)士，研究方向：化工行業(yè)動(dòng)設(shè)備。endprint

摘 要：針對(duì)離心壓縮機(jī)發(fā)生的喘振現(xiàn)象，從喘振的原理和危害進(jìn)行研究，介紹了固定極限流量法、變極限流量法和變頻調(diào)速法這三種防喘振的控制方法，并對(duì)其進(jìn)行了分析，最終得出了使用變頻器、調(diào)節(jié)閥和旁路回流三種方法配合使用的最佳控制系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：離心式壓縮機(jī)；防喘振；控制方案

引言

離心式壓縮機(jī)在石油化工及機(jī)械加工領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，以其流量大、轉(zhuǎn)速高、結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)中一直倍受青睞。但是在離心式壓縮機(jī)的運(yùn)行過程中也存在一些缺陷，如易發(fā)生喘振現(xiàn)象等。喘振現(xiàn)象會(huì)危及壓縮機(jī)的使用安全，因此在實(shí)際生產(chǎn)中，我們要避免喘振工況的發(fā)生。

1 離心式壓縮機(jī)產(chǎn)生喘振的原因分析

下圖1為離心式壓縮機(jī)的工作特性曲線，n1，n2，n3分別代表不同的轉(zhuǎn)速，Q1為壓縮機(jī)入口流量，P是壓力。每一種轉(zhuǎn)速都有一條工況線來描述入口流量與壓縮比的關(guān)系，壓縮比用P2/P1表示，其中P1是入口的絕對(duì)壓力，P2是出口的絕對(duì)壓力。

由圖1可知：在定轉(zhuǎn)速情況下，隨著流量Q1的變化，壓縮比P2/P1有極大值。將每一種轉(zhuǎn)速下P2/P1的極大值連接起來得到一條光滑的曲線，這條曲線就成為喘振曲線（即圖1中虛線）。虛線的左上半部陰影區(qū)域?yàn)榇駞^(qū)，右下半部為正常工作區(qū)。工況處于正常工作區(qū)的壓縮機(jī)能夠穩(wěn)定工作[1]。

當(dāng)壓縮機(jī)的工作點(diǎn)位于P2/P1極大值的右側(cè)時(shí)，減少流量能夠提高P2/P1的值，反之，則會(huì)降低壓縮比。設(shè)正常工作的轉(zhuǎn)速為圖1中的n2，此時(shí)流量為QA，若存在輕微擾動(dòng)使流量QA減少，則P2/P1值變大，即P2變大，壓縮機(jī)會(huì)增大排出量使之回到穩(wěn)定流狀態(tài)。若氣體的流量QA繼續(xù)減小，直至工作點(diǎn)位于喘振區(qū)內(nèi)，此時(shí)P2/P1值下降，即P2變小，出口壓力P2的減小會(huì)使排出量減小，排出量又會(huì)導(dǎo)致P2繼續(xù)減小，如此惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致管網(wǎng)壓力大于壓縮機(jī)所提供的壓力，發(fā)生倒流現(xiàn)象。倒流后壓縮機(jī)又回到正常工作狀態(tài)，如此反復(fù)，就產(chǎn)生了喘振現(xiàn)象。

2 喘振現(xiàn)象造成的危害

當(dāng)喘振現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，會(huì)對(duì)壓縮機(jī)造成許多危害。第一，壓縮機(jī)的工作狀況極不穩(wěn)定。在喘振工況下，流量、排氣壓力等參數(shù)都出現(xiàn)劇烈的波動(dòng)，振幅較大而且頻率低，若喘振嚴(yán)重，甚至導(dǎo)致氣體倒流現(xiàn)象。第二，喘振會(huì)使壓縮機(jī)的密封件受損。喘振發(fā)生時(shí)伴有強(qiáng)烈的振動(dòng)和噪音[2]，若不及時(shí)采取相應(yīng)的措施，強(qiáng)烈的振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致密封件受損，密封失效。第三，喘振發(fā)生后將會(huì)使得各零部件的位置發(fā)生偏移，間隙值加大或減小，嚴(yán)重的將會(huì)使軸變形、發(fā)生扭曲等現(xiàn)象，破壞壓縮機(jī)的安裝質(zhì)量，造成儀表失靈。

3 防喘振控制

3.1 固定極限流量法防喘振

由圖1可知，只要使得流量大于喘振區(qū)的臨界流量就不會(huì)產(chǎn)生喘振現(xiàn)象，因此固定極限流量法的原理是在相應(yīng)轉(zhuǎn)速下使極限流量大于臨界流量QP，避免進(jìn)入喘振區(qū)。一般采用閉路循環(huán)法控制流量。圖2是閉路循環(huán)的結(jié)構(gòu)圖。FT是利用差壓的原理監(jiān)測(cè)入口流量；FC是調(diào)節(jié)器，接受FT的信號(hào)并輸出控制信號(hào)到旁路調(diào)節(jié)閥。當(dāng)FT檢測(cè)到入口流量降低，則FC的輸出信號(hào)減弱，調(diào)節(jié)閥開度增大，促使流量增加。通過這種調(diào)節(jié)使得入口流量始終大于喘振臨界流量，從而防止喘振。為節(jié)約能源，入口流量大于臨界流量的5-7%。

固定極限流量法一般用在轉(zhuǎn)速固定的條件下，他的優(yōu)點(diǎn)是控制方案簡(jiǎn)單、投資少、系統(tǒng)運(yùn)行可靠安全。閉路循環(huán)調(diào)節(jié)法雖然簡(jiǎn)單易行，但是它會(huì)使得壓縮機(jī)處于非工況狀態(tài)下，特別是當(dāng)轉(zhuǎn)速減小或者增大時(shí)。同時(shí)由于模擬信號(hào)的延遲效應(yīng)，對(duì)非線性的喘振現(xiàn)象不好控制。為了克服這些缺點(diǎn)，現(xiàn)在一般采用對(duì)流量、壓力和溫度三參數(shù)控制，使壓縮機(jī)達(dá)到最佳的流量。

3.2 可變極限流量法防喘振

可變極限流量法常用在壓縮機(jī)流量經(jīng)常變動(dòng)的情況下，通過改變壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的方法使壓縮機(jī)工況處于喘振區(qū)以外。由于壓縮機(jī)的喘振流量隨著轉(zhuǎn)速的變化而變化，所以可以通過改變轉(zhuǎn)速使入口流量高于喘振極限流量[3]。

氣體的壓縮功見公式（1）：

hpol-多變壓縮功；m-多變指數(shù)；T1-進(jìn)氣溫度；p1、p2-進(jìn)、排氣壓力；R-氣體常數(shù)。

由公式（1）可知，進(jìn)、排氣壓力、氣體分子量、進(jìn)氣溫度都會(huì)對(duì)壓縮功造成影響，使壓縮機(jī)性能變化。

變極限流量法使壓縮機(jī)在不同的工況下自動(dòng)改變FC的設(shè)定值，使安全裕量保持定值。如圖1，當(dāng)流量由QP變化到QA時(shí)，可以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速從n3到n2，使安全裕量保持定值，這樣既可防止發(fā)生喘振，又可節(jié)約能源。

3.3 變頻器調(diào)速法防喘振

使用變頻器也能對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行調(diào)速，其優(yōu)點(diǎn)是：在壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)不會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成沖擊，同時(shí)大大降低了壓縮機(jī)因變速造成的能耗損失。當(dāng)壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)所需負(fù)荷最大，PLC接收到相關(guān)信號(hào)后，輸出控制信號(hào)使變頻器頻率增大，實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)的快速啟動(dòng)。運(yùn)行至正常工況后，壓縮機(jī)所需負(fù)荷降低，PLC輸出控制信號(hào)使變頻器頻率降低，從而降低壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速。變頻器相對(duì)于變速齒輪能夠節(jié)電20-30%左右。但是當(dāng)變頻器頻率過低、壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速過小時(shí)能耗反而上升。將變頻器與調(diào)節(jié)閥和變極限流量法配合使用可以獲得更好的調(diào)節(jié)效果。

4 結(jié)束語

大型氣體離心壓縮機(jī)在化工企業(yè)中居于核心設(shè)備的地位，一旦出現(xiàn)故障或者損壞會(huì)對(duì)企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。由于喘振的嚴(yán)重危害，防止喘振或抑制喘振是一項(xiàng)長(zhǎng)期的研究課題。通過固定極限流量法、變極限流量法和變頻調(diào)速法防止喘振已經(jīng)得到了十分廣泛的應(yīng)用。影響喘振的因素很多，還要對(duì)喘振的機(jī)理進(jìn)行更加深刻的研究，及早發(fā)現(xiàn)喘振的先兆并加以控制才能避免喘振的發(fā)生，保證壓縮機(jī)的長(zhǎng)期安全可靠運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]李文華，鐘瑞興.離心壓縮機(jī)性能預(yù)測(cè)方案探討[J].壓縮機(jī)技術(shù)，2007（5）.

[2]薦保志.離心式壓縮機(jī)喘振分析及解決措施[J].中小企業(yè)管理與科技，2009（10）.

[3]何龍，張瑞妍.離心式壓縮機(jī)防喘振研究[J].壓縮機(jī)技術(shù)，2009（5）.

作者簡(jiǎn)介：韓強(qiáng)（1982.12-）男，漢族，山東滕州人，助理工程師，學(xué)士，研究方向：化工行業(yè)動(dòng)設(shè)備。endprint