于喜堂　朱振華

摘要：離心式壓縮機(jī)在我國(guó)化工生產(chǎn)過(guò)程中具有著非常廣泛的應(yīng)用，其具有運(yùn)行效率高、體積小、污染低、耐磨損等優(yōu)點(diǎn)。但是，離心式壓縮機(jī)并不是沒(méi)有缺點(diǎn)，喘振便是離心式壓縮機(jī)非常常見(jiàn)的一種問(wèn)題，如果壓縮機(jī)出現(xiàn)喘振，輕則使設(shè)備發(fā)生故障，引起停機(jī)，重則引發(fā)嚴(yán)重的生產(chǎn)安全問(wèn)題，所以，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中必須要采取合適的措施來(lái)防治離心式壓縮機(jī)的喘振問(wèn)題。本文分析了離心式壓縮機(jī)發(fā)生喘振的機(jī)理，并提出了一些防喘振的建議和措施。

關(guān)鍵詞：離心壓縮機(jī)；喘振；控制

近幾年，我國(guó)化工行業(yè)發(fā)展非常迅猛，與此同時(shí)作為化工生產(chǎn)非常重要的設(shè)備之一的離心式壓縮機(jī)也愈來(lái)愈被人們所重視。離心式壓縮機(jī)在實(shí)際工作中會(huì)被環(huán)境溫度、氣流量以及壓力所影響，比如，如果離心式壓縮機(jī)內(nèi)的流量降低至一定程度后，那么壓縮機(jī)就會(huì)出現(xiàn)異常的振動(dòng)現(xiàn)象，與此同時(shí)還會(huì)出現(xiàn)異常的噪音，這就是喘振問(wèn)題。喘振會(huì)對(duì)壓縮機(jī)造成非常大的破壞，嚴(yán)重影響化工生產(chǎn)的安全、健康開(kāi)展。在這種形勢(shì)下，為了提升化工生產(chǎn)的效率，采取措施控制離心式壓縮機(jī)的喘振問(wèn)題非常必要。

一、關(guān)于喘振在離心壓縮機(jī)中發(fā)生的機(jī)理分析

定子和轉(zhuǎn)子是離心式壓縮機(jī)的重要組成部分，氣流經(jīng)過(guò)定子的彎道被運(yùn)送到回流器，在此過(guò)程中彎道會(huì)對(duì)通過(guò)的氣流起到加速作用；之后轉(zhuǎn)子的葉輪快速旋轉(zhuǎn)會(huì)對(duì)離心機(jī)內(nèi)部的氣體做功，達(dá)到離心升壓的目的；最后擴(kuò)壓器會(huì)對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)壓，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為壓力能。

（1）一般情況下，穩(wěn)定區(qū)域和不穩(wěn)定區(qū)域構(gòu)成了工作特性曲線在離心壓縮機(jī)中的表現(xiàn)形式。通常在不穩(wěn)定區(qū)域是喘振在離心壓縮機(jī)中發(fā)生的主要區(qū)域。

（2）當(dāng)外來(lái)的阻力沖擊到壓縮機(jī)時(shí)，壓縮機(jī)內(nèi)的阻力會(huì)突然升高，直到在一定的高度范圍內(nèi)，這組要是因?yàn)槭艿侥撤N因素的影響，此時(shí)喘振區(qū)會(huì)前進(jìn)，達(dá)到圖一中中心的位置，而在這個(gè)時(shí)間段內(nèi)的排氣壓力是最大的，脫硫的情況也會(huì)在這時(shí)出現(xiàn)，但通常是在葉片上出現(xiàn)這種情況，喘振區(qū)會(huì)逐漸向負(fù)流量的方向發(fā)展，直到到達(dá)終點(diǎn)的位置，但仍不會(huì)停止，它會(huì)繼續(xù)從頭開(kāi)始，使得壓縮機(jī)難以在反復(fù)的情境下正常的工作。

（3）喘振這一特點(diǎn)出現(xiàn)在壓縮機(jī)中是一定的，因?yàn)檫@是作為透平機(jī)械類特有的，流量的速度緩慢（較低），氣流脫離的現(xiàn)象就會(huì)出現(xiàn)在葉片中，促使振蕩因出口管氣和氣流脈動(dòng)兩者之間的交替造成，這也就是喘振產(chǎn)生的主要原因。存在于壓縮機(jī)中的軸承盒葉片會(huì)因?yàn)槭艿綒饬髅}動(dòng)、機(jī)內(nèi)過(guò)高的溫度等影響而難以難以正常運(yùn)行，同時(shí)增幅震蕩也隨時(shí)有可能受到管網(wǎng)附屬壓力、機(jī)內(nèi)氣流以及流量脈動(dòng)等外界因素的影響而出現(xiàn)，導(dǎo)致忽高忽低、倒流等現(xiàn)象形成，噪音也會(huì)隨之產(chǎn)生，溫度也會(huì)隨之增高。

（4）流量在壓縮機(jī)內(nèi)的特性會(huì)因?yàn)槭艿搅髁空袷幓驂毫^(guò)高等因素的影響而發(fā)生正負(fù)改變，壓縮機(jī)的整個(gè)運(yùn)行的過(guò)程也難以保證，隨時(shí)都有可能造成逆流在壓縮機(jī)內(nèi)部發(fā)生的情況。由于喘振、失速等特性是壓縮機(jī)自帶的，因而在實(shí)際的操作過(guò)程中控制好喘振在壓縮機(jī)工作中發(fā)生的概率是非常重要的，能夠保證機(jī)器設(shè)備的正常運(yùn)行。

二、關(guān)于控制喘振在壓縮機(jī)中發(fā)生的措施分析

（1）對(duì)極限流量法的固定。在以往的壓縮機(jī)類型，若想要有效的對(duì)壓縮機(jī)的流量和壓力進(jìn)行控制，通常采用的是對(duì)閥門(mén)進(jìn)行放空、回流和節(jié)流等控制措施但是根據(jù)筆者的觀察，從表上來(lái)看以上的措施都能夠在短時(shí)間內(nèi)將流量有效的調(diào)節(jié)，但是在一定程度上增加了管網(wǎng)損耗，浪費(fèi)了更多的能源，對(duì)于壓縮機(jī)的正常工作也難以保證，其實(shí)質(zhì)上提前了喘振發(fā)生的時(shí)間，相應(yīng)的，公司的經(jīng)濟(jì)效益不但會(huì)被降低，還會(huì)浪費(fèi)能源。

（2）現(xiàn)如今，模擬化的儀表構(gòu)成已經(jīng)取代了以往壓縮機(jī)的類型，但是其存在于喘振方面的漏洞更大，簡(jiǎn)單來(lái)講就是在壓縮機(jī)的正常運(yùn)行中突然有問(wèn)題在喘振線中出現(xiàn)，改變了原有的運(yùn)行軌跡，而現(xiàn)行的設(shè)備卻難以正確的找出問(wèn)題并對(duì)其修正，耽誤了工期。而當(dāng)我們將固定極限流量的這一方法在壓縮機(jī)中應(yīng)用時(shí)，其主要的工作原理是部分循環(huán)的作用，其能夠保持某流量一直低于壓縮機(jī)內(nèi)流量，通過(guò)這樣的控制喘振區(qū)是難以到達(dá)的。

（3）變頻器調(diào)速的控制。隨著科技的發(fā)展，逐漸在各個(gè)工廠中普及了變頻器技術(shù)，我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，將壓縮機(jī)中使用到變頻器的技術(shù)能夠極大的將壓縮機(jī)能耗降低，盡可能的減少不必要的能量損失。大多數(shù)情況下，在壓縮機(jī)剛開(kāi)始運(yùn)行時(shí)，壓縮機(jī)的負(fù)荷是最大的，經(jīng)過(guò)檢測(cè)設(shè)備儀器將測(cè)得的數(shù)據(jù)傳到PLC，通過(guò)PLC的計(jì)算來(lái)對(duì)變頻器加以控制，就可以使變頻器的輸出頻率得以提升，這樣就會(huì)使壓縮機(jī)的負(fù)荷增加，讓設(shè)備在高負(fù)荷下工作。PLC將在壓縮機(jī)工作的過(guò)程中開(kāi)始掃描，結(jié)果會(huì)是運(yùn)行前后壓力差出現(xiàn)降低、壓縮機(jī)流量會(huì)減少，變頻器會(huì)發(fā)出控制信號(hào)，使電源降低頻率，從而降低壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，達(dá)到降低壓縮機(jī)運(yùn)行負(fù)荷的目的。使壓縮機(jī)不發(fā)生喘振，節(jié)約壓縮機(jī)運(yùn)行能耗。

（4）使用變頻器不僅可以杜絕喘振，還可以節(jié)能五分之一以上。但并不是壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速越慢越好，因?yàn)楫?dāng)轉(zhuǎn)速低到一定程度，反而會(huì)使壓縮機(jī)的功耗上升。所以在壓縮器上使用變頻器時(shí)，要給壓縮機(jī)配置回流閥，以達(dá)到調(diào)節(jié)功能，讓壓縮機(jī)處于最佳狀態(tài)。

（5）改變極限流量。壓縮機(jī)不在勻速運(yùn)行時(shí)，它的工作狀況就不同。這時(shí)就需要將一條能夠?qū)?duì)設(shè)備的安全操作起到保護(hù)作用的操作線建立起來(lái)，這樣設(shè)備才能夠在安全的條件下正常工作。總的來(lái)講，只有通過(guò)對(duì)工具和儀表的有效利用，才可以順利的將上述的方式有效實(shí)施。

綜上所述，喘振是發(fā)生在離心式壓縮機(jī)上影響非常大的一個(gè)問(wèn)題，一旦壓縮機(jī)上有喘振發(fā)生，那么壓縮機(jī)就會(huì)處于危險(xiǎn)工作狀態(tài)。所以在有可能發(fā)生喘振的壓縮機(jī)上我們應(yīng)設(shè)置防喘振控制。防喘振調(diào)節(jié)對(duì)壓縮機(jī)安全運(yùn)行有十分重要的作用，我們要選擇最好的調(diào)節(jié)方式。主要是根據(jù)壓縮機(jī)的類型，負(fù)荷變化的具體情況。同時(shí)壓縮機(jī)在平時(shí)的使用過(guò)程中，要經(jīng)常進(jìn)行保養(yǎng)和維護(hù)，這樣壓縮機(jī)才能保持高效、長(zhǎng)期正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

（作者單位：沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)自動(dòng)控制系統(tǒng)工程有限公司）