离心式压缩机的喘振原因及预防
离心式压缩机防喘振控制
离⼼式压缩机防喘振控制离⼼式压缩机防喘振控制的探讨The research of anti-surge control forcentrifugal compressor杨宝星中国⽯油辽阳⽯化分公司芳烃⼚仪表车间摘要：对离⼼式压缩机喘振产⽣的原因进⾏了分析，总结了防⽌离⼼压缩机喘振的控制⽅法。
重点阐述了本⼚压缩机防喘振的控制⽅法及实际操作中应该注意的问题。
关键词：离⼼式压缩机；喘振；防喘振控制Abstract: This paper analyzes the reasons that surge occurs on centrifugal compressor and summarizes the control method of anti-surge control from centrifugal compressor. It especially illustrates the control method of anti-surge control from our plant’s compressor and discusses the problems in real operation. Keywords: Centrifugal compressor; surge; anti-surge control1、引⾔离⼼式压缩机具有体积⼩、流量⼤、重量轻、运⾏效率⾼、易损件少、输送⽓体⽆油⽓污染、供⽓均匀、运转平稳、经济性好等⼀系列优点。
因此，离⼼式压缩机在⽯油化⼯⽣产中得到了⼴泛的应⽤，但是它在⼀些特定⼯况下会发⽣喘振使压缩机不能正常⼯作，稍有失误就会造成严重的事故。
因此，压缩机不允许在喘振状态下运⾏只能采取相应的防喘振控制。
1.1 离⼼式压缩机喘振产⽣的原因离⼼式压缩机在运⾏过程中，负荷下降到⼀定数值时，⽓体的排送会出现强烈的振荡，机⾝亦随之发⽣剧烈振动，这些现象被称为喘振。
其产⽣的原因是压缩机⼯作流量⼩于最⼩流量时，⽓流在离⼼式压缩机叶⽚进⼝处与叶⽚发⽣冲击，使叶⽚⼀侧⽓流边界层严重分离，出现漩涡区，从⽽形成旋转脱离或旋转失速。
离心式空气压缩机喘振故障分析与控制预防
离心式空气压缩机喘振故障分析与控制预防摘要：离心式压缩机是一种实现连续运输和高转速的节能设备，依靠高速旋转的叶片带动气体产生离心力并完成做功。
离心式压缩机的发展历程已有百年历史。
离心式压缩机的出现和发展晚于往复式压缩机，但目前在许多领域，已逐渐代替往复式压缩机而成为了主要的动力机械，特别是在重大化工生产、气体传输和液化等领域得到了广泛的应用。
关键词：离心式压缩机；应用现状；性能；常见故障引言某企业煤气化装置空分单元的空气压缩机采用的是四级离心式压缩机，压缩机的安全可靠运行对生产意义重大。
喘振是离心式压缩机在入口流量减少到一定程度时所发生的一种非正常工况下的振动，对于离心式压缩机有严重损害。
压缩机的流量控制通过改变入口导叶阀的导叶叶片开度即旋转角度来控制进气量大小，由分散控制系统（DCS）根据导叶阀进口流量经过比例积分微分（PID）运算发出4~20mA控制信号，经过阀门定位器使活塞执行机构带动连杆控制导叶叶片来实现。
离心式压缩机设有防喘振的自动放散阀，一旦出口压力过高，压缩机接近喘振区或者发生喘振时，该阀门会自动打开，以解除喘振。
1离心式压缩机在发电领域内的应用现状布雷顿循环是以乔治.布雷顿的名字命名的热力循环系统，包括绝热压缩、等压加热、绝热膨胀和等压冷却4个部分。
超临界二氧化碳(S-CO)布雷顿动力循环是指以二氧化碳为工质的传热体系，其结构紧凑，效率高，安全稳定，在化石能源、核能、太阳能等发电领域得到了广泛的应用。
以超临界(S-CO)为工质的离心式压缩机大大提高了布雷顿循环热效率以及各种热源形式的利用。
美国Sandia国家实验室和能源部对以S-CO,为工质的发电技术进行了大量的实验，并建造S-CO,压缩机实验台用于研究压缩机的性能。
2018年，在德州开建了一个S-CO,光热发电示范项目“SupercriticalTransformationalElectricPower”(“S-TEP”，超临界转换发电装置)，成功推进S.co.发电技术的大型化。
离心式空气压缩机的喘振分析及防范措施
离心式空气压缩机的喘振分析及防范措施摘要：离心式空气压缩机喘振故障对压缩机的影响是较大的，剧烈的喘振很可能引起烧瓦，甚至损坏压缩机。
因此认真分析发生喘振的原因，针对不同情况采取不同措施很有必要。
关键词：离心式空气压缩机喘振的原因防范措施离心式空气压缩机广泛应用于工业生产中。
但长时间高负荷工作，很容易出现故障，其中喘振故障对压缩机的影响是较大的，剧烈的喘振很可能引起烧瓦，甚至损坏压缩机。
因此认真分析发生喘振的原因，针对不同情况采取不同措施非常重要。
一、离心式空气压缩机发生喘振的原因1.离心式空气压缩机机内气体流量减少离心式空气压缩机机内气体流量受空压机运行环境的影响是会实时的发生变化的，当气体流量减少时，空压机出口压力就会增大，当最大出口压力超过了额定压力值时，就会出现喘振现象。
2.离心式空气压缩机机内气体分子量不恒定有两种情况：第一种情况是空压机在气体压力一定的状态下运行，这时，气体分子质量发生喘振的概率是反比。
第二种情况是空压机在气体流量一定的状态下运行，这时气体分子质量与发生喘振的概率成正比。
3.离心式空气压缩机入口温度不稳定有两种情况：第一种情况是空压机在恒压状态下运行，气体入口温度与发生喘振的概率成正比。
第二种情况是空压机在恒流量状态下运行，气温与发生喘振的概率成反比。
4.离心式空气压缩机叶轮的转速不稳定离心式空气压缩机叶轮的转速不稳定可能会发生喘振现象，叶轮是空压机的主要构成部件，在实际运行过程中可能是会出现转速不稳定的情况出现，叶轮的转速越高，空压机越容易发生喘振。
5.离心式空气压缩机入口与出口气压差太大离心式空气压缩机入口与出口气压差太大可能会引起空压机发生喘振，入口与出口气压差越大，空压机越容易发生喘振。
6.离心式空气压缩机构件磨损严重或者部件过脏离心式空气压缩机的主要构件，如叶轮、扩压器及内置式冷却器在长期的运行过程中，可能会出现磨损、被腐蚀或者组成部件，如冷却器和水汽分离器、进气口箱式过滤器等变脏，都会导致喘振的发生。
离心式压缩机喘振工况的危害与控制
Ｉ 备 用 研 ｚ ａ ｂｊ ｇ ｎｙＹｎ 装 应 与 究◆ ｈ ｎ ｅｌｙ ｇｕａｉ ｕ ｇ ｙ ｏ ｊ ｎ ｕ
离心式压缩机喘振工况 的危害 与控制
陈 成 敦
离心 式压 缩机 由于气体 压缩 部分 静 、动元 件无 接触 ，无 需润 理及 现象 有所 了解 并掌握 ，以便在 喘 振未 出现 或刚 出现 时就 采取 滑 ， 以做 到绝对 无油 和少 维修 ， 可 且具 有排 气量 大 、 效率 高 、 压缩 气 相应 的措 施进 行 妥善 的处理 ， 只有 这 样才 能保 证压缩 机 的安 全 、 正 流恒 定无脉 动等 特点 ，已成 为现 代空 分设 备对 冶炼 行 业供 气 时不 常运 行 。
可或 缺的动 设备 的选 择 。然 而 作为离 心式 压缩 机运 行 中 的 ２ 个特
殊工 况 ： 喘振 和 阻塞 ， 又对 压 缩机 的 稳 定、 其 安全 运行 及 压缩 机 的
２ 对 喘 振 现 象 的 判 断
２１ 从 气流 噪声 等异 响判 断 ．
整 机 效率产 生 了严重 的危 害与 影响 ， 中尤 以喘振 的危 害更甚 。 其 喘 振 的发生会 使压 缩机 转子 和静 子经 受交 变应 力作 用而 断裂 ，使 级
直 到管 网 中的压 力下 降至低 于压 缩机 出口压力 为止 。 当倒流 停止
时， 流在 叶片的作 用下 正向流动 ， 气 压缩 机又 开始 向管网供 气 ， 过 经
ห้องสมุดไป่ตู้
（） 缩 机入 口管 线气 流 阻 力增 大 ， １压 进气 压 力 下 降 ， 要 为进 主 口过 滤器 前后 压差 变 大造 成的 。而进 口过 滤器 前 后压 差变 大可 能
离心式压缩机喘振原因及其预防对策
离心式压缩机喘振原因及其预防对策作者：任力红来源：《山东工业技术》2014年第14期摘要：离心压缩机是用高于0.015兆帕的排气来输送空气和其他各种混合气体的径流压缩机，这些空气、工艺气体和混合气体沿着规定的径向流动。
喘振是离心式压缩机在流量减少到一定程度时所发生的一种非正常情况下的振动。
当离心压缩机系统内的压力过高或者流量吸入不够等都会引发喘振现象，喘振对离心压缩机有着极大的危害，会破坏工艺系统的稳定性运行，烧毁轴承，缩短压缩机的使用寿命。
我们可以通过采用固定极限流量的防喘振系统或者在压缩机的出口管线上设置防喘振控制阀等方法防止离心压缩机产生喘振。
本文主要分析了离心式压缩机发生喘振的原因和危害，探讨了针对离心式压缩机发生喘振的预防对策。
关键词：离心式压缩机；喘振；原因；危害；对策1 离心式压缩机发生喘振原因和危害1.1 离心式压缩机发生喘振原因（1）当管道系统的容量过大的时候，离心式压缩机就会产生喘振；当流体机械发生问题的时候离心压缩机也会出现喘振现象。
当喘振产生的时候可以根据压力-流量特性曲线，确定喘振边界线、喘振点、喘振区。
无论是流体机械引起的喘振还是管道系统容量过大引起的喘振，都会破坏机器内部介质的流动规律性，产生机械噪声，引起工作部件的强烈振动，加速轴承和密封的损坏。
（2）当积灰堵塞烟风道或者烟风道挡板开度不足，都会引起机器系统阻力过大。
当两风机并列运行时导叶开度偏差过大使开度小的风机落入喘振区运行，风机导叶执行机构连杆在升降负荷时脱出，使两风机导叶调节不同步引起大的偏差，加之风机长期在低出力下运转，进而产生喘振。
（3）吸入流量过低，压缩机的转速偏高，压缩机排出口的管网压力过高，压缩机进气温度升高等原因都会引起离心式压缩机发生喘振。
在设备运行的时候由于没有将防喘振系统设置成自动功能，当外界条件变化的时候同样会引起压缩机发生喘振。
1.2 离心式压缩机喘振的危害（1）喘振会损害风机和管道系统。
离心式压缩机防喘振控制设计
1 概述1.1压缩机喘振及其危害压缩机运行中一个特殊现象就是喘振。
防止喘振是压缩机运行中极其重要的问题。
许多事实证明，压缩机大量事故都与喘振有关。
喘振所以能造成极大的危害，是因为在喘振时气流产生强烈的往复脉冲，来回冲击压缩机转子及其他部件；气流强烈的无规律的震荡引起机组强烈振动，从而造成各种严重后果。
喘振会造成转子大轴弯曲；密封损坏，造成严重的漏气，漏油；喘振的出现轻则使压缩机停机，中断生产过程造成经济损失，重则造成压缩机叶片损坏，造成人员伤害；喘振使轴向推力增大，烧坏止推轴瓦；破坏对中与安装质量，使振动加剧；强烈的振动可造成仪表失灵；严重持久的喘振可使转子与静止部分相撞，主轴和隔板断裂，甚至整个压缩机报废。
1.2喘振的工作原理及防治压缩机在运行中，当管路系统阻力升高时，流量将随之减小，有可能降低到允许值以下。
防喘振系统的任务就是在流量降到某一安全下限时，自动地将通大气的放空阀或回流到进口的旁通阀打开，增大经过空压机的流量，防止进入喘振区。
取流量安全下限作为调节器的规定值。
当流量测量值高于规定值时，放空阀全关：当测量值低于规定值时，调节器输出信号，将放空阀开启，使流量增加。
压缩机工作效率高，在正常工况条件下运行平稳，压缩气流无脉动，对其所输送介质的压力、流量、温度变化的敏感性相对较大，容易发生喘振造成严重事故。
所以应尽力防止压缩机进入喘振工况。
喘振现象是完全可以得到有效控制的，如图（1）所示，根据离心压缩机在不同工况条件下的性能曲线，只要我们把压缩机的最小流量控制在工作区（控制线内），压缩机即可正常工作。
喘振的标志是一最小流量点，低于这个流量即出现喘振。
因此需要有一个防止压缩机发生喘振的控制系统，限制压缩机的流量不会降低到这种工况下的最低允许值。
即不会使压缩机进入喘振工况区域内。
图1压缩机性能曲线与防喘振控制原理图压缩机的防喘振条件为：△P≥a（p2±bp1）式中：△p——进口管路内测量流量的孔板前后压差p1——进口处压力p2——出口处压力a、b——与压比、温度、孔板流量计的孔板系数有关的参数,可通过热工计算机和实验取得。
浅析离心式压缩机喘振故障原因及解决方法
浅析离心式压缩机喘振故障原因及解决方法喘振问题作为离心式压缩机最常见的问题之一，严重影响着压缩机的运行，也是造成压缩机损坏的主要原因之一。
在实际生产中，往往由于对喘振故障认识不足，可能会出现压缩机发生喘振故障时没有得到及时的判断和处理，造成压缩机硬件损坏，甚至危及压缩机使用寿命及功能的情况发生。
一、离心式压缩机控制系统现状离心压缩机控制系统主要是保障压缩机的安全、稳定运行，充分应用压缩机工艺区域，在工艺压力与流量范围内，保障工况稳定运行，提升离心压缩机操作的便捷性与自动化水平。
通过应用控制系统，可将离心压缩机的工作状态实时展现出来，促使操作人员掌握相应的信息，实时储存运行数据，为后期查询与分析奠定基础。
受到某些原因的影响，若离心式压缩机运行不稳定，控制系统可及时预测各类影响因素，在出现故障与问题的情况下，通知操作人员。
系统能够依据不同的情形，采取针对性的解决对策，合理做出动作，促使离心式压缩机迅速恢复到正常的运行轨道。
离心式压缩机控制系统设计本身属于关键性问题，本文主要从以下三方面入手，深入分析离心式压缩机控制系统设计现状，主要包括：(1)选择控制系统硬件平台，目前国内是在经典压缩机控制系统基础上，选择模拟调节器，实现运行参数(比如：排气量、排气压力等)调节，以此实现对保护装置安全运行提供保障，更好的满足实际工艺需求。
但就实际情况而言，这类调节器难以应变大负荷，就突发工况变化无法精准应对，难以使机组处于最佳运行状态中。
(2)合理选择控制系统软件，国外进口的压缩机组，供货商一般会选择配套的控制系统，这类系统的针对性较强，且控制效果比较理想。
也可购买第三方厂家的主要控制软件，将其直接应用在上位机监控系统内，可实现开发周期缩短，但这类方式会增加开发成本。
(3)选择控制策略，在离心式压缩机控制系统设计工作中，应当将防喘振数字划分为直接控制，实现最小流量控制，就不同故障情形，采取不同的解决对策。
不断引入先进的控制技术，比如：模糊控制、神经网络控制技术，为后期压缩机智能控制奠定良好基础。
离心式压缩机的喘振原因及控制
托善
２ ０ １ ３ 年 第 ４ 期
离心式压缩机的喘振原因及控制
黄 安安 原 时超 （ 山西潞 安煤基 合成 油有 限公 司 山西 长治 ０ ４ ６ １ ０ ３ ）
摘要 ： 发生喘振时 ， 离 心 式 压 缩 机 的 转 子 和定 子元 件经 受 交 变 的 动 应 力 ， 各 级 之 间 压 力 失 调 而 引起 强 烈 的振 动 ， 导 致 密 封 及轴 承 损 坏 ， 影 响 系 统 稳 定 运行 ， 甚 至 造 成事 故 。 喘 振 不 仅 是 离心 式 压 缩 机 损坏 的主 要 原 因 ， 还 是 诸 多 化工 事 故 的 诱 因 。本 文针 对 喘 振 发 生 的原 因和 和 如 何 避 免 喘振 进 行 了 探讨 。 关键词 ： 离 心 式 压 缩 机 喘 振 控 制
２ ． １ ． ５冲击 仪 表 喘 振会 直接 ， 降低压力表等测量仪表仪器准确性 ， 甚 至 损 坏 这些仪表。 ２ ２喘 振 的 ห้องสมุดไป่ตู้ 断 喘 振 不 仅具 有 以 上危 害 ． 而 且 会 破 坏 整 个 系 统 的平 衡 ， 应 此
、
离 心 压 缩 机 工 作 的原 理 相 对 简 单 ．主 要 是 利 用 汽 轮机 带 动 操 作 人 员 必 须 及 时 判 断 。 作 出响 应 ， 通 常 可从 这几 个 方 面 判 断 喘 高 速 旋 转 的 叶轮 ， 气体在流过叶轮时 ， 一 方 面 气 体 的压 力 有 所 提 振 ： 高， 另一 方面速度也极 大增加 ， 使得气体获 得了动能 ； 从 叶 轮 流 ２ ． ２ ． １ 听声 音 出 的 高 速气 体在 扩压 器 内速 度 急 速 降低 ，使 气 体 的部 分 动 能 转 当压 缩 机 工 况 接 近 喘 振 时 ， 排 气 管 道 中会 有 周 期 性 的 噪声 。 变 为压 力 能 。可 见 ， 离 心 压 缩 机 的压 缩 过 程 主 要 在 叶轮 和 扩 压 器 当进 人 喘 振 工 况 时 ， 噪声迅 速增大 ， 甚 至 出 现爆 音 现 象 ， 如 果 声 内 完成 。 即 离心 式 压 缩 机 通 过 叶轮 首 先 将 原 动 机 的机 械 能 转 变 音 增 大 ， 则 很 可 能 是 喘振 。 为气 体 的静 压 能 和 动 能 。 ２ ． ２ ． ２看 仪 表 １ ． ２喘 振机 理 喘 振 的 一 个 特 点 就 是 气 流 减小 ，并 且气 流 会 出 现 周 期 性 的 离 心压 缩机 在运 行 过 程 中 由 于 系统 工况 变化 或 人 为 误 操 作 脉 动 ， 这 时 可 以观 察 到 流 量 表 、 压力表指针 大幅度地摆动 ， 通 过 产 生 气 体 流 量 减 小 的 状 况 。使 得进 人 叶 轮或 扩压 器 管 道 的 气 流 观察 可 以判 定 是 否 为 喘振 。 方 向发 生 逆 转 ， 当 气 流 量 降 到很 低 时 ， 分离现象则 达到最大化 。 三、 喘振 的预 防 和 处 理措 施 ３ ． １预 防措 施 ： ・ 当 气 流 发 生 旋转 脱 离 时 阻 碍 了气 流 的通 过 ， 这 就 使 得 另 一 端 有 着 较 高 压力 的气 体 返 流 到 级里 来 。此 时 级 里 面气 体 压 力 增加 ， 流 ３ ． １ ． １ 在 压 缩 机 防 喘振 系 统 未 投 自动 的 情 况 下 ．调 整机 组 的 量增加 ， 又 会 重 新把 倒 流 回来 的气 体 重新 压 出去 。因 此 气体 在 级 参 数使 其 运 行 状 态 离 喘振 区 ， 保 留足 够 的防 喘振 空 间 。 与 管 道 间 往 复 徘 徊 ，这 就 使 得 系 统 中产 生 了 周 期 性 的 气 流 振 荡 ３ ． １ ． ２在 开 车 、 停 车或 者 调 整 过 程 中 ， 必 须遵守 “ 升 压 过 程 先 现象 。 这种现象称为“ 喘振” 。 升速 ， 降速过程先 降压” 的原则 。操作 中严格按照调整动作缓慢 、 均 匀 的过 程 。 １ － ３影 响 喘 振 的 因素 影 响 喘 振 的 因 素 主要 有 两 方 面 ：一 是 离 心 式 压 缩 机 中 的气 ３ ． １ ． ３连 接 压 缩 机 的设 备 控 制 气 参 数 必 须 控 制 在 额 定 工 况 流在 叶道中形成气 流旋涡 即“ 旋转脱离 ” 这 是内在因素 ； 二 是 压 内。 缩 机 管 网系 统具 有 的一 种 特 性 。 这 是 外 部 因 素 。当外 界 条 件 使得 ３ ． １ ． ４操作 过 程 中必 须 密 切观 察 汽 轮 机 主 蒸 汽 及 后 系 统 设 备 两种因素相匹配时， 喘 振便 会 发 生 。可 归 纳 出 以下 几 个 方 面 ： 的 各 项 参数 。 发 现有 喘振 的 倾 向 时 提前 做 出调 整 。 １ ． ３ ． １ 压 缩 机 出 口压 力 升 高 ３ ． ２处 理 措施 。 ３ ． ２ ． １阻塞 工 况 出 口压 力 升 高 时 ． 使 得 系统 压 力 大 于 出 口压 力 ， 气 流 量 会 降 低． 达 到 符 合 喘 振 的 流 量 。稳 定 系 统 压力 高 ， 使 得 压 缩 机 出 口 憋 如 果 发 生 出 口阻 塞 工 况 ．应 立 即适 当 打 开 出 口放 空 阀 进 行 减压 。 压。 大量 气 体 回流 人 压 缩 机 ， 形 成气 体低 流量 。 １ ． ３ ． ２停 、 开机 时 ３ ． ２ ． ２低 流 量工 况 当停 、 开 机 时 人 口流 量低 于规 定 值 。 低 流 量工 况 时 ， 应 立 即打 开 反 飞 动 阀 ， 增 加 出 口流 量 。 ３ ． ２ ＿ ３气 体参 数 变 化 工 况 １ ． ３ ． ３气 体 组 分 发生 变 化 当气 体 参 数 变 化 出 现 的 喘 振 时 。首 先 要 适 当打 开 放 空 阀 消 气 体 组 分 发 生 变 化 ．气 体 的 摩 尔 质 量 变 化 。压缩 机转 数 不 变， 离 心 力却 会 变 化 ， 可导 致 出 口压 力 及 排量 下 降 。 除喘 振 状 态 ， 再 调 整 操 作 回 复气 体 参 数 。 １ ． ３ ． ４系统 气 体 含 有 油类 杂 质 ３ ． ２ ． ４不 明 原 因 这 类 杂 质 使 压 缩 机 入 口气 体 带 油 。液 体 组 分 进 入 压 缩 机 内 发生喘振工况时 ， 岗位操作人员在不能 明确判 断其 原因时 ， 应 先 开 出 口放 空 阀 。 消 除 喘 振状 态后 。 再 根 据 实 际 情 况 作 出判 断 部， 则会 降低 气 体 流 量 。 １ － ３ ． ５汽 轮 机 出力 下 降 后， 进行 防 喘振 操 作 。 由 于带 动 汽 轮机 的蒸 汽压 力 低 或 品质 差 时 ， 机 组 出力 下 降 ， 四、 结 束语 转 速 降低 ， 相应 流量 会 降低 。 实践 证 明 ． 喘振 的 发 生 是完 全 可 以避 免 的 。采 取 相 应 的 预 防 １ － ３ ． ６机组 附件 原 因 措施 和操 作 ， 提高操作人员的预防技能 ， 加 强 对 机 组 的保 养 和 管 辅 助 系 统发 生故 障 。 或者调速系统失灵 。 等 等 原 因 导 致 真 空 理 ． 可 以有 效 地 防 止 压 缩 机 的喘 振 的 发 生 及 其 带 来 的 危 害 ， 为 机 组的安全稳定运行 提供可靠 的保 障。 从而增加机组运行周期 ， 降 效 率下 降 ， 机 组 出 力降 低 。 低 检 维修 保 养 费 用 。 不 断提 高 经 济运 行 效 率 。 二、 喘 振 的 危 害 和判 断 方 法 参 考 文献 ‘ ２ ． １ 喘 振 的 危 害 『 １ 】王 书敏 ， 何 可 禹． 离 心 式 压 缩 机 技 术 问答［ Ｍ】 ． 第 二 版 ．中 传 真 造 成 的危 害 主 要 有 以 下几 个 方 面 ： 国石 化 出版 社。 ２ ０ ０ ６ ． ２ ． １ ． １ 影 响 工艺 稳 定 喘 振 时 气 流 强 烈 的 脉 动 和 ，会 造 成 供 气 的 压 力 大 幅 度地 波 ｆ ２ １ 周 国 良． 压 缩 机 维 修 手 册【 Ｍ］ ． １ ． 化 学 工 业 出版 社， ２ ０ １ ０ ． 动． 影 响 工艺 系统 的稳 定性 及安 全 。 ｆ ３ １ 朱报祯， 郭涛． 离心压缩机 ｉ Ｍ 】 ． ３ ． 西安交通大学出版社， １ ９ ８ ９ ：‘ ２ ． １ ． ２损 坏 压 缩 机 作者 简介 ： 黄安安 ． 男． 山西阳泉人 ， 助理 工程师 。 从 事 煤 化 喘 振 发 生 破 坏 了润 滑 系 统 平 衡 ．加 剧 了轴 承等 磨 损 件 磨 损 工行 业 。 山 西潞 安 煤 基 合 成 油有 限公 司 。 程度 ． 不 断 的震 动 会 使 轴 承 产 生疲 劳形 成 裂 纹 、 形变 、 损毁 。 ２ ． １ － ３ 破 坏 密 封 喘 振 产 生 的震 动 扩 大 了密 封 的 间 隙 一 方 面 降 低 压 缩 机 效
离心式压缩机喘振原因分析及防治措施
总654期第十期2018年10月河南科技Henan Science and Technology离心式压缩机喘振原因分析及防治措施刘天娇（河南协成工程技术有限公司，河南开封475000）摘要：喘振是离心式压缩机的一种固有特性，对工况的稳定性有较大影响，并易造成压缩机损坏。
基于此，本文通过研究发现管网系统压力过高、吸入流量不足、操作错误、放喘振系统未投自动，都有可能造成喘振。
对此，笔者提出相应的防喘振措施。
关键词：喘振；离心式压缩机；防喘振控制中图分类号：TH452文献标识码：A文章编号：1003-5168（2018）28-0061-02 Cause Analysis and Prevention Measures of Centrifugal Compressor SurgeLIU Tianjiao(Henan Xiecheng Engineering Technology Co.,Ltd.，Kaifeng Henan475000)Abstract:Surge is an inherent characteristic of centrifugal compressor,which has a great influence on the stability of working conditions and is easy to cause damage to the compressor.Based on this,this paper found that high pressure, insufficient suction flow,wrong operation,and no automatic ventilation system could cause surge.In this regard,the author put forward corresponding anti surge measures.Keywords:surge；centrifugal compressor；anti surge control离心式压缩机是用于压缩和输送化学生产中的各种气体的重要装置，与活塞式压缩机相比，具有气量大、结构紧凑、体积小、振动小、无需中间罐、运行平衡等优点。
离心式压缩机的防喘振控制
离心式压缩机的防喘振控制摘要：与其他类型的压缩机相比，离心压缩机在正常情况下体积小、流量大、运行效率高，尤其是维修方便。
因此离心压缩机在现代工业生产中得到广泛应用。
但是，实际上，由于离心压缩机本身对气体压力和流量变化非常敏感，所以在实际应用中会出现喘振现象。
为了更好地保障安全生产运行，研究离心式压缩机防喘振控制措施显得尤为重要。
关键词：离心式压缩机；防喘振；性能曲线1引言当压缩机进气流量足够小时，扩散器整个流动通道将出现严重的旋转停滞，压缩机的出气压力会突然降低，使管网压力大于压缩机的出气压力，迫使气流返回压缩机；当管网压力低于压缩机出口压力时，压缩机将再次为管网供电。
当管网压力恢复到原始压力时，压缩机会产生旋转间隙，出口压力会降低，管网中的气流会返回到压缩机。
如此反复，压缩机流量和出口压力周期性波动，这种现象被称为突现现象，是离心压缩机固有的现象，是压缩机损坏的主要原因之一。
防喘振控制程序是控制系统制造商基于机组制造商提供的实验数据开发的具有防喘振控制功能的标准功能模块。
这样可以确保压缩机的安全运行，提高机组的运行效率，但如果应用不当，会使机组发生喘振，破坏设备，导致停产等事故。
2离心式压缩机概述2.1离心式压缩机运行原理在正常运行期间，压缩机随着压缩机叶轮旋转，同时气体在离心力的作用下排放，排放的气体大量进入压缩机膨胀器，然后进入叶轮位置形成真空带，同时一部分未经过处理的外部空气也流入叶轮，随着叶轮的不断旋转，气体持续吸入和排放，使气体来回循环保持流动。
2.2离心式压缩机喘振成因造成喘振现象的直接和间接因素有很多种，在很多情况下，是由于多种因素结合而形成的喘振问题。
2.2.1流量因素离心式压缩机在运行过程中，当压缩机流量下降时，压缩机出口压力增加，当在该转速下达到最大出口压力时，机组进入喘振区，同时压缩机出口压力下降，导致压缩机喘振。
同时，在一定流量下，压缩机转速越高，喘振发生越容易。
离心式压缩机喘振的发生，其主要原因是流量小，因此压缩机运行中压缩机流量的增加是防止离心式压缩机喘振的重要条件。
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离心式压缩机的喘振原因及预防 （发布时间：2010-1-7 12:47:07 共有1个附件 ） 摘 要 离心式压缩机发生喘振时，转子及定子元件经受交变的动应力，级间压力失调引起强烈的振动，使密封及轴承损坏，甚至发生转子与定子元件相碰、压送的气体外泄、引起爆炸等恶性事故。因此，离心式压缩机严禁在喘振区域内运行。本文针对喘振的原因和预防措施做了详细论述。 关键词 离心式压缩机 喘振 喘振点 性能曲线 旋转脱离
一、喘振机理 喘振的产生包含两方面因素：内在因素是离心式压缩机中的气流在一定条件下出现“旋转脱离”；外界条件是压缩机管网系统的特性。当外界条件适合内在因素时，便发生喘振。
2．喘振与管网的关系 离心压缩机的喘振是其本身的固有特性。压缩机是否在喘振工况点附近运行，这主要取决于管网的特性曲线P=Pa+AQ2。图2为离心压缩机和管网联合工作性能曲线。交点M为稳定工况点，当出气管路中的闸阀关小到一定程度时，管道中的阻力系数A增大，管**性曲线左移到图2中曲线4的位置时，与压缩机性能曲线2交于N点，压缩机出现喘振工况，N点即为喘振点。相反闸阀开大时，管道中的阻力系数A减小，管**性曲线1右移，压缩机流量达到Qmax时，出现滞止工况。最小流量与滞止流量之间的流量为离心压缩机的稳定工况范围。 3．喘振的产生 从图2可以看出：由于管网阻力的增加，管**性曲线左移，致使压缩机工况点向小流量偏移。压缩机的流量Qj 减少，气体进入叶轮和叶片扩压器的正冲角i增加，附面层分离区扩大，产生相对于叶轮旋转方向的“旋转脱离”，使叶轮前后压力产生强烈的脉动。发生旋转脱离时在叶轮的凹面形成涡流区，当流量减小到Qmin时，上述的正冲角i 增加得更大，涡流区扩大到整个叶片流道，气流受到阻塞，压缩机出口压力突然下降，而管网中气体压力并不同时下降，这时，管网中压力P1大于压缩机出口压力P2，因而管网中气体倒流向压缩机，直至管网中压力下降到低于压缩机出口压力时才停止倒流。这时压缩机又开始向管网压送气体，使管网中的气体压力再次升高至P1时，压缩机的流量Qj减少到Qmin，出口压力突然降到P2，P1>P2后，管网中气体又倒流向压缩机。如此周而复始地进行，压缩机时而有气流输出，时而有气体由管路倒灌入机器，产生周期性气流脉动，出现喘振。喘振过程中参数变化的频率和幅度的大小与管网容量有很大的关系。管网的容量相当于整个系统的基本谐振器。管网的容量愈大，喘振的频率愈低，振幅愈大；管网的容量愈小，喘振的频率则愈高，振幅愈小。由此可知，发生喘振的根本原因就是低流量，在操作中造成低流量的因素很多，归纳为以下几个方面： （1）压缩机出口压力升高，系统压力大于出口压力，使气体流量降到喘振流量。稳定系统压力高，造成压缩机出口憋压，气体倒流入压缩机，造成机内气体低流量。 （2）入口流量低于规定值，反飞动调节阀失灵。在一定转数和一定气体密度下，能维持一定压力，当开、停机时气体流量少，或者放火炬阀开得过大，最容易引起压缩机入口流量低。 （3）气体密度变化，在一定转数下，离心力下降，引起出口压力及排量下降，通常误认为是抽空现象。 （4）分馏系统操作不稳致使压缩机入口气体带油（例如瓦斯罐液位、界位失灵），液体组分进入机体。 （5）汽轮机的蒸汽压力低或质量差（温度低），机组出现满负荷，转速下降。 （6）调速系统失灵，辅助系统故障，真空效率下降，机组不能额定做功。
二、离心压缩机性能曲线的分析 Pc 3 η=φ（Qj） N 1 P=Pa+AQ2 Pcm 4 M N’ 2 Pc=f (Qj) Pa
Qmin Qjm Qmax Qj 图2离心压缩机和管网联合工作性能曲线 1.管**性曲线 2. 压缩机性能曲线 3.效率曲线
1、P=Pa+AQ2 管**性曲线的特点（见图2线1）。 A．关小管网中的闸阀开度，阻力系数A增大，曲线向左移动，当移动至4的位置，与压缩机性能曲线2交于N点，压缩机出现“喘振”的不稳定现象。 B．开大闸阀开度，阻力系数A减小，曲线向右移动与压缩机性能曲线2交于N’点,压缩机在N’点稳定工作。 2、Pc（或ε）=f (Qj) 压力-流量曲线的特点（见图2线2） A．Pc（或ε）随Qj的增加而降低。Qj=Qjm时，冲击、分离损失最小，此时压缩机工作最稳定，效率最高，是设计工况点M。 B．Qj≤Qmin时，当流量达到Qmin时离心压缩机发生喘振现象，压缩机严禁在喘振点N运行。Qmin为喘振流量，也叫最小流量。不同转速下的Pc=f (Qj)曲线都有一喘振工况点，各喘振点的连接曲线就是该压缩机喘振边界线，离心压缩机不允许在喘振边界线的左侧工作。 C．Qj≥Qmax时，离心压缩机发生滞止现象。Qmax为滞止流量，也叫最大流量。滞止工况就是当压缩机流量达到Qmax时，叶轮或叶片扩压器最小截面处的气流速度达到音速，此时流量再也不能增加；或者气流速度虽未达到音速，但叶轮对气体做的功全部用来克服流动损失，气体压力并不升高。 D．喘振流量Qmin与滞止流量Qmax之间即为离心压缩机的稳定工况范围。用比值KQ=Qmax/Qmin表示；或者以比值KQ′=（Qmax-Qmin）/ Qjm表示。比值KQ 、KQ′越大，压缩机的稳定工况范围越宽。衡量离心压缩机的性能好坏，不仅要求在设计流量下应有最高的效率，而且要求稳定工况范围要宽。 3、η=φ（Qj）效率-流量曲线的特点（见图2线3） A．Qj=Qjm（设计流量）时，冲击、分离损失最小，故效率η最高。该工况点为设计工况点。又称最佳工况点。 B．Qj＞Qjm时，随着Qj的增加，冲击、分离损失与摩擦损失增加的很快，使效率下降的很快，故这段η=φ（Qj）曲线较陡。 C．Qj＜Qjm时，随着Qj的减少，冲击损失增加，同时相对漏气和轮阻损失增加，使效率下降。 故效率曲线一般为中间（设计工况点附近）高，偏离设计工况点（即Qj＞Qjm或Qj＜Qjm 效率低，形成如图1中所示的η=φ（Qj）曲线的形状。所以离心压缩机应在最高效率点（即设计工况点）附近进行工作。
三、典型的喘振事例 例：前郭炼油厂一催化装置的MB-CH型气压机是七级串联水平中分离心式气体压缩机。 1．由转速变化引起的喘振 正常情况下，压缩机转速的改变是由系统反应的压力信号控制，但在机器发生故障时，压力信号不能使汽轮机转速自由调节。某年冬季，由于蒸汽量不足，蒸汽管网压力低，汽轮机用蒸汽经常出现0.7—0.8MPa，机组出现满负荷时非常多，转速上不去，有时只达到给定信号的80—90%，常出现喘振。 2．气体分子量减小引起喘振 催化装置试验采用掺炼渣油，20天后由于渣油中重金属含量高，引起催化剂中毒，使裂化气体组分发生变化，富气中H2组分高达40%（体积百分比），富气分子量降低到将近35(原设计分子量50)。分子量降低后，压缩机发生喘振。 3．压缩机出口管线节流引起喘振 1990年5-6月份，在压缩机出口管路上入容器前打洗涤水，管内径是150mm，结垢后内径变成30mm，出口管路阻塞，管路性能曲线上移，工作点进入喘振区域，发生喘振。 4．入口节流（进口压力低）导致压缩机喘振。 一次，由于压缩机前油气分离罐破沫网脱落，被吸入压缩机入口管，形成节流，进口压力低，导致喘振。
四、防止喘振的措施 防止喘振的基本原理是使流量和压力远离喘振点，即保证流量在稳定工况范围内Qmin＜Q＜Qmax 。压缩机入口的进气量低于机器的喘振流量即Qmin，必将导致喘振的发生，故一般在管路中考虑防喘振的措施，常用方法有几种： 1．部分气流通过防喘振阀放空 这种防喘振措施的作用原理如图3a所示。当机器排气量降低到接近喘振点时，经常感受着气量变化的文氏管流量传感器1便传出信号给伺服马达2，使之开始动作而将防喘振放空阀3打开，使部分气流经放空阀放空。因此不论外面需气量是多少，压缩机中流过的气量，总是大于喘振气量而使压缩机能正常工作。该方法的缺点是，被放空的气体是经过压缩的，浪费了部分压缩功。 2．部分气流经防喘振阀后回吸气管 如图3b所示，其防喘振作用原理与上述放空法是一样的，区别是将放空的气体接至吸气管循环使用。主要用于有毒，或易燃、易爆的气体管路，以及经济价值较高不宜放空的情况。 3．使机器与供气系统脱开 见图3c，这种防喘振措施适用于供气系统中有几台机器并联工作，或供气系统的容量很大，因而在一段时间内压缩机停止供气时用户仍能得到所需气量。当压缩机的排气量小到接近喘振点时，流量传感器1发生讯号而使伺服马达2工作，它将反喘振阀3打开。这时压缩机排压便下降到接近于放空的压力，而管路端压Pe大于Pc，因此止逆阀4关闭，机器与供气系统脱开。在此同时，由流量传感器1送出的讯号也使伺服马达5工作，进气节流阀6关小到只允许有少量的气流经过机器自反喘振阀3排出，它使机器中的温度不致升高到不允许的数值。采用这种措施时，由于机器与供气系统脱开，同时机器的进气还采取节流措施，故这时机器的功耗大为减小。过一段时间后，因用户不断用气而使供气管路中储气量减小及压力下降，当端压Pe下降到某个规定的最低允许值Ｐemin时，压力传感器7便起作用。它发出讯号使伺服马达2及5动作，将反喘振阀3关闭而使进气节流阀6打开。这时机器的排压便逐步升高，当排压Pc升高到稍大于Pemin时，止逆阀4自动被打开，机器又重新接入供气系统中工作。 为了有效地防止喘振，必须控制放空阀，使其流量维持在不小于整定压力所限制的流量，另外在操作中还要有具体办法： （1）增加反飞动量，开、停工时不放火炬，压缩机入口的气体流量小，这样就要增加反飞动量，开工时还要从稳定系统向分馏系统倒气体补充气体流量，来维持压缩机入口的流量，保证其在规定值内。 （2）加强稳定系统压力的调节，不能超压。 （3）加强对分馏系统油气分离器液位、界位的控制，加强脱水。 （4）加强压缩机出、入口的排凝，决不能让气体带油。 （5）保证汽轮机的蒸汽压力平稳，不低于设计值。 （6）反应压力高时，可打开入口放火炬阀，压缩机出口压力高时，可打开出口放火炬阀，但注意出、入口放火炬阀不能同时打开。
五、小结 由于在生产实践中，我们积累了大量有关喘振的数据和条件，掌握了喘振发生的根本原因，摸索出喘振发生的规律，并因地制宜采取了一系列行之有效的预防措施，另外对机组实行了特护管理办法，杜绝了压缩机喘振现象的发生，为机组长周期安全运行提供了可靠的保障，从而大大降低了检维修费用，提高了经济效益。总之，离心式压缩机组是催化裂化装置的关键设备之一，该设备的良好运行是经济效益和安全生产的保证，因此，在生产过程中一定要加强机组的维护和保养，避免喘振等现象的发生。实践证明，喘振现象是完全可以避免的