离心式压缩机的喘振及控制

张博

摘要：近年来，社会经济在快速发展的同时，城市化进程的步伐逐渐加快，人们的生活水平不断提高的同时，对于各项能源的需求不断增加，其中石油能源与天然气能源作为主要的能源之一，与人们的生活密切相关。在天然气运输以及石油化工工业生产过程中，离心式压缩机具有重要的作用，离心式压缩机是否能够正常稳定的运行是保障石油化工安全生产的基础，在压缩机实际运行过程中，喘振现象是比较常见的一种现象。文章通过对离心式压缩机喘振的原因及影响因素进行了分析，并进一步探讨了离心式压缩机喘振现象的具体控制策略，希望可以为相关从业人员提供些许借鉴。

关键词：离心式压缩机;喘振;控制方法;预防

前言：离心式压缩机具备体积较小、结构相对简单，且实际排放量大、效率高等优点，被广泛应用于天然气、石油化工行业当中，压缩机的安全可靠性是保障生产效率及平稳运行的前提。但是在实际运行过程中，离心式压缩机对外界温度、气压以及气体流量等相对比较敏感，因此，工作过程中经常会出现喘振问题，对压缩机自身的稳定性产生了极大的影响，也是导致离心式压缩机损坏的重要因素。所以，针对离心式压缩机存在的问题进行有效预防与控制，才能够保障工业生产能够正常有序运行，从而减少维护费用，为企业创造更大的经济效益与社会效益。

1.离心式压缩机原理

离心式压缩机在实际运行过程中，气体会跟随压缩机中的叶轮不断的旋转，在离心力的作用和影响下，会被甩出，不断的进入到压缩机当中，叶轮处会逐渐形成真空地带，其次，没有经过处理的空气也会进入到叶轮当中，在持续旋转下，对气体持续不断的吸入和甩出，使得气体能够连续不断的流动起来[1]。

2.离心式压缩机喘振的具体原因与影响因素

2.1、原因

首先，离心式压缩机系统在实际运行过程中，一旦受到过大的压力情况下，便会出现喘振的情况，主要的原因有以下方面：离心式压缩机在正常运行时，如果突然间停止工作，压缩机当中气体没有及时进行清空。压缩机管道口的逆止阀出现失灵的情况，阻碍正常使用。气体一旦大量聚集在阀门处，气体在进入压缩机时，气体流量便会出现下降趋势，在这种情况下，使得压缩机的防喘系统不能及时作出预判处理。

当压缩机中吸入的气体流量不足时，压缩机运行时，吸入的气流量在低于喘振流量的情况下，压缩机管道入口处的过滤器便会出现异常情况，导致引起压缩机喘振。

2.2、离心式压缩机出现喘振的影响因素

首先是压缩机转速出现变化，当压缩机的转速在一定状态下，气体流量和压力之间的也会产生关联性，在此时状态下，很可能会出现喘振流量，当压缩机在运行过程中正常状态下所产生的流量比喘振流量低时，便会引发喘振。所以，一定要保障离心式压缩机的气体流量高于喘振时流量[2]。

其次是压缩机在实际运行过程中，其中的部分零件受到损坏，离心式压缩机的内部零件非常复杂且繁多，在零部件安装时，如果没有严格按照相关要求进行安装，操作方式不当，或者是长期运行过程中遭到破坏，出现一定的损伤，都会导致压缩机出现喘振的情况。

再者，介质状态发生改变也会产生极大的影响，一般情况下，气体状态和流量之间有着密切的联系，如果固定压缩机的转速，进气压力提高的情况下，会导致引发喘振，当压缩机出口的压力以及转速固定的情况下，其进口处温度也会不断升高，从而导致压缩机出现喘振。进出口压力、转速全部都固定的情况下，气体量显著减少，同时也会导致引起压缩机出现喘振的情况。

3.离心式压缩机喘振现象的具体控制措施

3.1、传统方法

首先，可对流量进行固定，从而对压缩机喘振情况进行严格控制，如果将离心式压缩机最好转速设定为A，压缩机喘振流量值设为B，当压缩机在正常运行状态下，压缩机管道入口流量在低于P的情况下，此时需要及时启动控制阀，保障气体可以及时回流到管道当中，这样的控制方法操作相对简单，所使用的相关仪器仪表也比较少，安全性高。但是在实际运用过程中，也存在一定的缺陷，压缩机高速运转过程中，会导致时效率大幅度增加。当转速一旦出现偏差时，会导致能量被大量消耗，造成资源浪费的情况。

其次，还可以控制极限流量，该方法主要是在流量固定时，防治喘振的一种方式，压缩机在出现喘时，极限流量也会逐渐随着压缩机转速的不断减少而逐渐降低，所以，压缩机在正常运行过程中，应当预留安全流量，从而最大程度上保障稳定性与安全性。该系统是一种随动系统，主要通过模拟计算而得出。当压缩机管道入口截流装置产生的差值超过设定值的情况下，可以确定入口流量超过极限流动，此时，要采取关闭控制阀的措施。当Q值低于设定值时，应当开启控制阀，保持压缩机入口处流量大于极限流量，这样也能够起到预防的作用。其次，在实际操作过程中应当注意以下几点：（1）因控制系统是随性系统，所以，为了有效保障控制阀开关的有效性，应当采用偏小特性比线性。（2）该控制系统在具体实施过程中，所应用到的仪器仪表都应当通过相应的转化与调整，其次，在操作时，要尽可能缩短控制阀与仪表之间的信号传输距离。（3）在选择控制阀时，应当尽可能选择能够有效降低噪音，且具备消除控制阀不平衡能力的[3]。

3.2、新型方法

首先，可充分利用回流从而实现对压缩机喘振现象进行严格控制，具体实施流程如下：改变离心式压缩机的转速，对流量进行科学合理的调整，进一步实现对压缩机的有效控制，从而保障离心式压缩机在正常运行状态下能够有效降低能耗。

其次，联锁控制，该系统主要是由交流接触器与时间继电器组成，工作原理主要是通过两者之间相互制约和作用，实现对电路的保护，从而有效预防压缩机喘振的情况。

预估控制，具体操作为在实施控制之前，开启路旁控制阀门，从而保障离心式压缩机能够安全稳定的运行，一般情况下，主要分为两种：检测移动速率以及跟踪工作点。

结束语

离心式压缩机被广泛应用于石油化工以及天然气生产与运输当中，在实际运行过程中时常会出现喘振的情况，对工业正常稳定生产造成了极大的影响。所以，在实际运行中一定要针对出现喘振的具体原因，及时采取预防与控制措施，从而有效避免压缩机出现喘振的情况，为设备的安全稳定运行提供保障。

参考文献：

[1]魏龙，袁强.离心式压缩机的喘振及控制[J].风机技术，2018，23（01）：41-45.

[2]乔志亮.离心式压缩机的喘振及控制[J].商品与质量，2017，000（005）：207.

[3]蒲飞航.离心式压缩机喘振現象及其控制措施探讨[J].压缩机技术，2019.12（005）12-13