离心式压缩机防喘振控制设计

离心式压缩机的防喘振控制一、离心式压缩机的特性曲线和喘振离心式压缩机的特性曲线通常指：出口绝对压力户2与人口绝对压力p1之比(或称压缩比)和入口体积流量的关系曲线；效率和流量或功率和流量之间的关系曲线。

对于控制系统的设计而言，主要使用压缩比和进口体积流量的特性曲线，见图6—20中实线。

离心式压缩机在运行过程中，有可能会出现这样一种现象，即当负荷降低到一定程度时，气体的排出量会出现强烈振荡，同时机身也会剧烈振动，并发出“哮喘”或吼叫声，这种现象称为离心压缩机“喘振”。

喘振是离心式压缩机的固有特性，而事实上少数离心泵也可能喘振。

离心泵工作中产生不稳定工况需要两个条件：一是泵的玎—Q特性曲线呈驼峰状；第二，管道系统中应有可以自由升降的液位或其他可以储存和释放能量的部件。

因此，对离心泵的情况，遇到具有此功能的管道设备时，则应避免选用具有驼峰型特性的泵。

对离心压缩机，由于它的性能曲线大多呈驼峰型，并且输送的介质是可压缩的气体，因此，只要串联着的管路容积较大，就能起到贮放能量的作用，故发生不稳定跳动的工作情况便更为容易。

在不同速度下连接离心压缩机特性曲线的最高点，所得曲线称喘振极限线，其左侧部分称为喘振区，如图6—20中阴影部分。

喘振情况与管网特性有关。

管网容量越大，喘振的振幅越大，而频率越低；管网容量越小，则相反。

二、引起浪涌的因素如上所述，当离心式压缩机的负荷降低到一定程度时，会造成压缩机的喘振，这是引起喘振的最常见因素。

除此之外，被压缩气体的吸入状态，如分子量、温度、压力等的变化，也是造成压缩机喘振的因素。

吸入压力的变化，将影响压缩机的实际压缩比。

当吸人压力》l降低，所需压缩比增大，压缩机易进入喘振区。

对于吸人气体的分子量变化，压缩机特性曲线的变化如图所示6—21所示。

图中清楚地表明，在同样的吸入气体流量QA下，分子量大，压缩机易进入喘振区。

当吸入气体的温度变化时，它的特性曲线将如图6—22所示。

显然，当温度降低，压缩机易出现喘振。

离心式压缩机防喘振控制设计探讨摘要：离心式压缩机是石油化工、天然气输送等领域广泛使用的大型关键增压设备。

离心式压缩机通过带叶片的工作轮转动，带动气体运动，气体的动能增加，进而将气体部分动能转化为压力能，提高气体压力，具有单级流量大、易损件少、气体介质不与机器润滑系统油接触、转速较高等优点。

由于离心式压缩机的压力与流量相关性较高，稳定工况区较窄，存在易喘振问题，需采用防喘振控制使离心式压缩机在工艺要求的工况下安全、平稳运行。

关键词：离心式；压缩机；防喘振；控制设计；分析1导言在有条件的情况下，通过对压缩机性能曲线现场实测来获得与现场实际运行相匹配的防喘振曲线。

机组在这种防喘振系统控制下，应该是最为安全、最为经济的。

因此在本文主要是针对了离心式压缩机防喘振控制设计进行了一定的分析研究，同时在这个基础上提出了下文中的内容，希望为相同行业进行工作的人员提供出一定价值的参考。

2离心式压缩机喘振的原因及危害喘振是由于气体的可压缩性而造成的离心式压缩机的固有特性，喘振与压缩机负荷、被压缩气体的分子量、温度、压力及管网容量有关。

在压缩机的运行过程中，如果其吸入量减少到一定值，一旦压缩比下降，输出管线中气体压力高于压缩机出口压力，被压缩了的气体很快倒流入压缩机，待管线压力下降后，气体流动方向又反过来。

此时，其吸入流量和出口压力周期性低频率大幅度波动，周而复始，产生喘振，引起压缩机轴位移，使轴产生弯曲，造成机组振动加大，并波及到相邻的管网，喘振强烈时，能使压缩机严重破坏。

为了防止出现喘振工况，就必须设置防喘振控制系统，因此对于这点而言必须要引起足够的重视。

3离心式压缩机产生喘振的原因离心式压缩机在工作中，经常会出现喘振现象，这种问题的发生主要是因为压缩机在工作过程中，其中的气体流动产生超负荷运转，以及压缩机工作中的分子量、温度变化等多种原因造成。

在压缩机正常工作中，若是吸入的含量逐渐减小，降到一定程度，就会导致其中的压缩比例发生变化，气体输出线路中的压力与压缩机正常压力出口的比例之间不协调，造成压缩机中的气体倒流在压缩机中，来回反复造成压缩机出现喘振现象。

离心式压缩机的防喘振控制设计探讨摘要：离心式压缩机的防喘振控制设计需要把握安全下限值设定、防喘振控制阀设计、出口管线布置设计。

为了提高离心式压缩机的防喘振控制效率，本文从健全防喘振系统警报机制、加大检测与调控压力、开发远程控制功能、科学设计机器参数等方面探讨，节约资源，提高工作效率。

关键词：离心式压缩机；喘振；控制设计工业快速发展，广泛应用了离心式压缩机[1]。

电脑上压缩机工作中受到分子量与温度变化影响与管理应用不当的影响容易出现振喘问题，威胁了机器的安全性、使用寿命及工作效率等等。

因此，设计人员应把握防喘振控制设计要点，从多个方面做好离心式压缩机的防喘振控制工作，保障机器的正常运行。

1离心式压缩机的防喘振控制设计要点1.1安全下限值设定设定安全下限值时其对防喘振阀的启动产生直接的影响。

由此可见，压缩机防喘振控制中安全下限值是相当关键的因素。

一般来说，工作人员可以通过可变极限流量与固定极限流量设定压缩机入口流量的安全下限值。

通过固定极限流量控制压缩机入口位置的流量值在固定值之上，避免压缩机的工作点误入喘振区。

设置固定极限流量并不复杂，防喘振具有投资少，可靠性强的特点，主要用于转速变化范围小与固定转速范围很小的压缩机。

若压缩机在转速较低的范围内运行，受到流量安全裕度较大的影响，可能浪费大量的能源[2]。

而要想降低压缩机能量损耗，可以设置可变式防喘振极限流量，设置压缩机入口流量的安全下限值。

若压缩机出现负荷波动，需要调节转速则可以使用此方法。

1.2防喘振控制阀设计设计防喘振控制阀时需要满足几个问题：一是针对可能发生的最大波动具有良好的防喘振效果；二是确保压缩机性能曲线上的操作的所有区域均具有良好的防振喘保护效果；三是控制防喘振最大流量值时比保证在稳定操作的前提下预防喘振流量更大；四是设计防喘流通能力时要全面规避压缩机进入阻塞区；五是从可控角度分析时需要控制降低防喘振阀的尺寸。

1.3出口管线布置设计设置压缩机出口管线时压缩机系统地可控性一定程度上受到影响。

浅谈离心式压缩机的防喘振控制摘要：受到大环境的影响，流量大幅度下降，压缩机排量逐渐减小，并对出口造成压力波动，导致机组整体发生强烈振动，同时会产生低吼声，就像人咳嗽一般，这种现象叫喘振，其会对离心式压缩机造成一定的危害，轻则导致离心式压缩机无法正常运行，而重则会引发爆炸甚至火灾等灾害，严重危害附近工作人员的生命安全，而造成离心式压缩机喘振的故障原因多半是由于扩压器腐蚀或磨损，进气温度过高，叶轮扩压器等中间存在缝隙，叶轮磨损或存在附着物，都会导致离心式压缩机出现喘振现象，而通过对离心式压缩机展开防喘振控制并加强故障诊断系统的有效应用，可以有效对喘振故障进行预防并展开科学治理。

关键词：离心式压缩机；防喘振；控制引言在离心式压缩机应用范围不断扩大的情况下，离心式压缩机已经成为空分行业制氧、制氮的主要设备，一旦离心式压缩机在应用过程中发生喘振现象，将会影响制氧、制氮的正常产量，也会降低压缩机使用寿命。

因此相关工作应该重点分析导致离心式压缩机出现喘振问题的基本原因，有针对性地设计一些问题预防措施，能够在提高离心式压缩机运行质量的基础上，有助于提升离心式压缩机的运行安全性。

1离心式压缩机出现的喘振问题1.1扩压器腐蚀或磨损而造成离心式压缩机出现喘振的原因具有多种因素，而扩压器受到腐蚀或磨损就是其中一种，离心式压缩机体积较小，结果相对来说比较简单，但同时排放量极大，效率较高，且不受润滑油污染，在我国生产活动当中得以广泛使用，并取得了显著的应用效果，但扩压机内部磨损或腐蚀一直没有得到很好地解决，而且由于磨损与腐蚀是扩压器运行的必然现象，无法做到彻底杜绝，扩压器是离心式压缩机内部的重要组成部分，所以在一定程度上降低叶轮压出气体的流速，提高气体压力，而扩压器一旦发生磨损和腐蚀，就无法正确地发挥效用提高气体压力，从而引发离心式压缩机产生喘振故障。

在面对这项原因时需要工作人员定期对扩压器进行检修，对扩压器腐蚀或磨损部位进行及时更换或修复并做好一系列的防腐措施。

离心式压缩机的防喘振控制离心式压缩机是一种常见的工业设备，广泛应用于制冷、空调、石化、化工和能源等领域。

但离心式压缩机在高速旋转过程中，易发生喘振现象，严重影响设备的可靠性和运行效率。

因此，实现离心式压缩机的防喘振控制，成为压缩机研发领域的热门话题。

喘振的概念和机理喘振是指机械系统在一定运行工况下，出现自激振动和自我放大的现象。

具体表现为设备发出高频噪声、振幅剧烈震动、设备受到损坏等。

离心式压缩机的喘振主要由两种类型引起，分别是稳定喘振和非稳定喘振。

稳定喘振是指设备在一定工况下，由于颤振力和阻尼力平衡不稳定而发生振动。

非稳定喘振则是指由于系统参数的变化而导致的振动，如流量、压力、转速等。

喘振的机理比较复杂，通常是由流体特性、机械特性和控制策略等多个因素综合作用形成。

针对离心式压缩机，具体原因如下：•离心式压缩机转子和静子间的流体动力学作用•离心式压缩机转子的惯性力和弹力•离心式压缩机流量的变化导致的系统不稳定防喘振的控制为了防止离心式压缩机的喘振，降低因喘振而引起的振动、噪声、能耗和设备损坏等问题，可以采用以下控制策略：转子动平衡离心式压缩机转子的动平衡是减少振动和噪声的有效措施。

动平衡可以通过加装质量均匀化转子重量分布，减少旋转惯量差异，使转子自身的振动减少。

减弱单元耦合离心式压缩机中存在转子和静子的相互作用，转子运转时的振动会将振动传递到静子中，同时静子的反作用力也会反过来影响转子。

因此，为了减小单元之间的耦合作用，需要采用合适的材料和合理的结构设计。

控制喘振频率喘振频率是指转子和压气机系统之间的谐振频率。

为了控制喘振，可以借助传感器、控制系统和信号处理技术，实时检测喘振频率，调节系统工况，减小喘振频率。

同时还可以采用创建额外的泄放卡止或捆绑物来改变系统频率。

控制驱动力离心式压缩机喘振的发生和发展与外界激励力有关。

为了降低驱动力，需要在系统中加入有阻尼的弹簧，将外部力矩转换为电信号或机械压力信号，并将信号传输到控制系统中，调节工况，实现防喘振。

4.2 离心压缩机防喘振控制4.2.1 离心压缩机的喘振1．离心压缩机喘振现象及原因离心式压缩机在运行过程中，可能会出现这样一种现象，即当负荷低于某一定值时，气体的正常输送遭到破坏，气体的排出量时多时少，忽进忽出，发生强烈震荡，并发出如同哮喘病人“喘气”的噪声。

此时可看到气体出口压力表、流量表的指示大幅波动。

随之，机身也会剧烈震动，并带动出口管道、厂房震动，压缩机会发出周期性间断的吼响声。

如不及时采取措施，将使压缩机遭到严重破坏。

例如压缩机部件、密封环、轴承、叶轮、管线等设备和部件的损坏，这种现象就是离心式压缩机的喘振，或称飞动。

下面以图4.2-1 所示为离心压缩机的特性曲线来说明喘振现象的原因。

离心压缩机的特性曲线显示压缩机压缩比与进口容积流量间的关系。

当转速一定时，曲线上点有最大压缩比，对应流量设n c 为，该点称为喘振点。

如果工作点为点，要P Q B 求压缩机流量继续下降，则压缩机吸入流量，工作点从点突跳到点，压缩机出P Q Q <C D 口压力从突然下降到，而出口管网压力仍为C PD P ，因此气体回流，表现为流量为零 同时管网压力 图4.2-1 离心压缩机的特性曲线C P 也下降到，一旦管网压力与压缩机出口压力相等，压缩机由输送气体到管网，流量达到D P 。

因流量大于点的流量，因此压力憋高到，而流量的继续下降，又使压缩机A Q A Q B B P 重复上述过程，出现工作点从的反复循环，由于这种循环过程极B A D C B →→→→迅速，因此也称为“飞动”。

由于飞动时机体的震动发出类似哮喘病人的喘气吼声，因此，将这种由于飞动而造成离心压缩机流量呈现脉动的现象，称为离心压缩机的防喘振现象。

2．喘振线方程喘振是离心压缩机的固有特性。

离心压缩机的喘振点与被压缩机介质的特性、转速等有关。

将不同转速下的喘振点连接，组成该压缩机的喘振线。

实际应用时，需要考虑安全余量。

喘振线方程可近似用抛物线方程描述为：（4.2-θ2121Q b a p p +=1）式中，下标1表示入口参数；、、分别表示压力、流p Q θ量和温度；是压缩机系数，由压缩机厂商提供。

一种离心式压缩机的防喘振控制方案关键词：喘振本文以某工厂空分装置电机拖动的空气压缩机为例来说明离心压缩机的防喘振控制方案。

该压缩机电机型号为XXX1120-4，额定功率21,500KW，电压10KV，电流1380A。

压缩机为XXX125-4，额定流量226,000Nm3/h。

机组振动、位移、温度监测及联锁暂不涉及。

在电机拖动的压缩机的运行中，在基本恒定的转速下，一定的出口压力，有一个最小流量点。

低于这个流量点，压缩机会发生喘振。

喘振发生时，流经压缩机的气流压力和流量周期性波动，使整个压缩机组的振动加大，严重时造成机组损坏。

因此预防喘振的发生非常重要。

本例中的压缩机组入口流量通过导叶FV0010来调节。

导叶安装时，虽已留有一定的机械开度，但DCS实际控制时，同样也要设定一个开度下限。

这里设置为为5%。

在DCS上，导叶FV0010的控制由排气压力调节器PICA0001A，额定电流调节器CIC0001，手操器HC0010三个控制器经过低选器后去控制导叶FV0010开度。

在实际正常生产中，电机电流在额定电流之下，导叶手操器HC0010开度由人工给到100%。

导叶的开度由压力PID控制块PICA0001A 来调节。

出口压力高，关小导叶，压力低，开大导叶。

控制的幅度由P、I、D参数的比例带、积分时间、微分时间来设置。

调节器输出的4~20mA电流信号给到导叶执行器上安装的阀门定位器（这里用的FISHER的DVC6200），阀门定位器经过电气转化，输出气动信号控制执行器的气缸在某一行程位置。

执行机构将直线行程转换成角行程，从而控制导叶的开度。

直行程的启点和终点于角行程的起始开度和最终开度，在调试的时候按设计要求设置好。

压缩机组的出口设置放空阀BV0001来进行压力调节和防喘振控制。

在DCS上，包括排气压力调节器PIC0001B，防喘调节器BIC0001，手操器（HC0001）3个调节器经过高选器后，去控制BV0001开度。

文件编号：GD/FS-4241（安全管理范本系列）离心式压缩机的防喘振控制详细版In Order To Simplify The Management Process And Improve The Management Efficiency, It Is Necessary To Make Effective Use Of Production Resources And Carry Out Production Activities.编辑：_________________单位：_________________日期：_________________离心式压缩机的防喘振控制详细版提示语：本安全管理文件适合使用于平时合理组织的生产过程中，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到实现简化管理过程，提高管理效率，实现预期的生产目标。

，文档所展示内容即为所得，可在下载完成后直接进行编辑。

一、离心式压缩机的特性曲线与喘振离心式压缩机的特性曲线通常指：出口绝对压力户2与人口绝对压力p1之比(或称压缩比)和入口体积流量的关系曲线；效率和流量或功率和流量之间的关系曲线。

对于控制系统的设计而言，则主要用到压缩比和入口体积流量的特性曲线，见图6—20中实线。

离心式压缩机在运行过程中，有可能会出现这样一种现象，即当负荷降低到一定程度时，气体的排出量会出现强烈振荡，同时机身也会剧烈振动，并发出“哮喘”或吼叫声，这种现象就叫做离心式压缩机的“喘振”。

喘振是离心式压缩机的固有特性，而事实上少数离心泵也可能喘振。

离心泵工作中产生不稳定工况需要两个条件：一是泵的玎—Q特性曲线呈驼峰状；二是管路系统中要有能自由升降的液位或其他能贮存和放出能量的部分。

因此，对离心泵的情况，当遇到具有这种特点的管路装置时，则应避免选用具有驼峰型特性的泵。

对离心压缩机，由于它的性能曲线大多呈驼峰型，并且输送的介质是可压缩的气体，因此，只要串联着的管路容积较大，就能起到贮放能量的作用，故发生不稳定跳动的工作情况便更为容易。

文件编号：RHD-QB-K6485 （安全管理范本系列）编辑：XXXXXX查核：XXXXXX时间：XXXXXX离心式压缩机的防喘振控制示范文本离心式压缩机的防喘振控制示范文本操作指导：该安全管理文件为日常单位或公司为保证的工作、生产能够安全稳定地有效运转而制定的，并由相关人员在办理业务或操作时进行更好的判断与管理。

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一、离心式压缩机的特性曲线与喘振离心式压缩机的特性曲线通常指：出口绝对压力户2与人口绝对压力p1之比(或称压缩比)和入口体积流量的关系曲线；效率和流量或功率和流量之间的关系曲线。

对于控制系统的设计而言，则主要用到压缩比和入口体积流量的特性曲线，见图6—20中实线。

离心式压缩机在运行过程中，有可能会出现这样一种现象，即当负荷降低到一定程度时，气体的排出量会出现强烈振荡，同时机身也会剧烈振动，并发出“哮喘”或吼叫声，这种现象就叫做离心式压缩机的“喘振”。

喘振是离心式压缩机的固有特性，而事实上少数离心泵也可能喘振。

离心泵工作中产生不稳定工况需要两个条件：一是泵的玎—Q特性曲线呈驼峰状；二是管路系统中要有能自由升降的液位或其他能贮存和放出能量的部分。

因此，对离心泵的情况，当遇到具有这种特点的管路装置时，则应避免选用具有驼峰型特性的泵。

对离心压缩机，由于它的性能曲线大多呈驼峰型，并且输送的介质是可压缩的气体，因此，只要串联着的管路容积较大，就能起到贮放能量的作用，故发生不稳定跳动的工作情况便更为容易。

连接离心式压缩机不同转速下的特性曲线的最高点，所得曲线称喘振极限线，其左侧部分称为喘振区，如图6—20中阴影部分。

喘振情况与管网特性有关。

管网容量越大，喘振的振幅越大，而频率越低；管网容量越小，则相反。

二、引起喘振的因素如上所述，当离心式压缩机的负荷减小到一定程度时，会造成压缩机的喘振，这是引起喘振的最常见因素。

除此之外，被压缩气体的吸入状态，如分子量、温度、压力等的变化，也是造成压缩机喘振的因素。

离心式压缩机防喘振控制系统设计探讨发表时间：2019-07-31T11:14:18.777Z 来源：《当代电力文化》2019年第06期作者：黄雯靓[导读] 结合具体设备运行过程中存在的问题，提出了离心式压缩机防喘振控制系统设计的相关探讨。

深圳市安可实业有限公司【摘要】我国石化行业的飞速发展离不开当前科技的进步，国家政策的推动，各种设备的应用大大加快了生产效率，离心式压缩机是当前石化工程中的一个十分关键的设备，必须要保证它的正常运行。

本文主要针对离心式压缩机防喘振控制提出观点，分析离心式压缩机喘振产生的原因以及对施工的危害，结合具体设备运行过程中存在的问题，提出了离心式压缩机防喘振控制系统设计的相关探讨。

【关键词】离心式压缩机喘振预估控制石油作为重要的能源型资源，目前在各个行业中都得到了越来越广泛的应用，只有充分考虑到压缩机当前石化工程中的重要作用，切实的分析离心式压缩机存在的喘振问题的原因以及如何解决，才能有助于石化工程装置的安全稳定运行。

一、离心式压缩机喘振1.离心式压缩机喘振的原因喘振是一个特有的名词，是指在气体存在可压缩性时，形成的一种离心式压缩机的固有特性，受到很多因素的影响。

在压缩机的运行过程中，当吸入量达到一定的数值，使管内产生很大的气体压力，导致出口处压力过大，气体受到压制，像反方向流动，压力的增加或降低的变换存在一种周期性的频率变动，就出现了喘振。

2.离心式压缩机喘振的特性喘振是因为离心式压缩机在某一个小流量下工作时出现的一种气流分离现象，是内外部因素共同作用的结果，内部因素是因为设备的运转产生了两个部件之间的流量差，外部因素则是因为两方之间压力的变动产生的气体倒流，内部因素和外部因素不是并列存在的关系，内部原因在外部原因的促成下发挥作用，二者存在一点就会对整体的离心式压缩机运行造成影响，出现喘振现象，所以，离心式压缩机喘振的特性就是一个内外共同作用的结果。

3.离心式压缩机喘振的危害虽然说喘振只是机器在工作时，因为小流量的变动产生的一种不稳定现象，但是会对运行中的设备造成极大的损伤，一旦出现喘振现象，压缩机的运行将会中断，电路会受损，造成内部的叶片损坏，甚至还会出现其它设备的紊乱和报废，如轴承、密封系统，甚至可能造成危险气体泄漏，外部工作人员的受伤，带来极大的经济损失，造成安全事故。