方俊

（黑龍江新和成生物科技有限公司，黑龍江 綏化 152000）

離心壓縮機在生產(chǎn)領域發(fā)揮著越來越重要的作用，很多化工企業(yè)生產(chǎn)中，對離心壓縮機有著極高的依賴性，只有保障了離心壓縮機的可靠、安全運轉(zhuǎn)，才能夠維持正常的生產(chǎn)作業(yè)。但因為離心壓縮機的使用特性，喘振現(xiàn)象十分常見，在當下已經(jīng)越發(fā)引起了人們的關注，每個企業(yè)在離心壓縮機的使用過程中，都應該根據(jù)自己的離心壓縮機配置情況，開展防喘振設計和控制，以保障防喘振控制策略的有效性。

1 離心壓縮機喘振的基本概述

1.1 性能曲線

在離心壓縮機的運行中，從其運行特性來看，基本保持的是葉片式旋轉(zhuǎn)機械運動，葉輪保持在高速運轉(zhuǎn)的條件下，這一運轉(zhuǎn)狀態(tài)使得葉輪中心部位會同步形成離心力作用，在葉輪的循環(huán)運動下，葉輪中心部位氣體不斷受到離心力作用，且該作用力呈現(xiàn)向外延伸的特點，在氣體得到了更高速度后，負壓器中所產(chǎn)生的氣體動能就會發(fā)生一定的轉(zhuǎn)變，形成壓力，在葉輪中心產(chǎn)生負壓區(qū)，氣體不斷被吸入流道，該輸送過程呈現(xiàn)出連續(xù)性。

1.2 操作點

離心壓縮機在運行時，出口與管路直接關聯(lián)，如果壓縮機處于正常的工作狀態(tài)下，壓縮機所形成的操作點如下：處于同一狀態(tài)的壓縮機氣量與流經(jīng)管路的氣量完全一致；管路壓力與壓縮機出口壓力相同。

1.3 喘振原理

結(jié)合離心壓縮機的運行特性，當氣流流向了葉輪背部出口附近后，會同步產(chǎn)生一定的能量損失，有關人員在開展能量損失的分析時，一般可直接利用氣流流向特性的分析來實現(xiàn)。在離心壓縮機的氣流流量偏小時，流量速度持續(xù)減小，且氣體徑向流速也呈不斷減小的趨勢，在這一趨勢下，進入擴壓器氣體的方向也大小也就發(fā)生了明顯的變化。在壓縮機出口壓力呈現(xiàn)下降趨勢時，也會同步引發(fā)出口管路系統(tǒng)壓力的調(diào)整，一旦在此過程中出現(xiàn)了氣體倒流，氣體流道的流量會快速得到補充，也就保持了離心壓縮機的正常運轉(zhuǎn)。但在倒流情況下，氣體壓力顯著降低，系統(tǒng)內(nèi)會同步出現(xiàn)氣體流向問題，且此問題呈現(xiàn)周期性特征，加劇了壓縮機的振動異常，這一現(xiàn)象也就是壓縮機的喘振。

2 離心壓縮機喘振的原因

2.1 核心部位的磨損

離心壓縮機的喘振是一個常見問題，引起這一現(xiàn)象的原因有多種，其中，核心部位的磨損是一個關鍵原因，根據(jù)離心壓縮機的運行原理，核心部位主要負責的是氣體的壓縮，如果離心壓縮機處于長時間使用的狀態(tài)，核心部位磨損嚴重，當出現(xiàn)這一情況后，葉輪轉(zhuǎn)換壓縮氣體的能力將顯著降低，如果在這一情況下依然維持壓縮機的運轉(zhuǎn)，葉輪的磨損將越發(fā)嚴重，也就會同步產(chǎn)生更大的喘振。磨損是誘發(fā)喘振的直接原因，但磨損又無法避免，需采取有效的措施進行磨損控制。

2.2 擴壓機器造成的腐蝕磨損

一些離心壓縮機的喘振問題是由擴壓機器腐蝕磨損所導致，因為離心壓縮機處于長時間運行的條件下時，存在強大的氣體壓縮，而此過程會對機器造成一定的腐蝕，加劇喘振。擴壓機同樣是氣體壓縮中的關鍵構(gòu)成，因為在擴壓機運行時，氣體容重大大增大，可給氣體壓縮提供便捷，與此同時，擴壓機同樣可對已壓縮氣體實施再壓縮，在長時間的使用過程中，擴壓機磨損嚴重，喘振效應嚴重。

2.3 葉輪與擴壓機之間的間隙變化

對于離心壓縮機而言，對葉輪越擴壓機的間隙有著明確的規(guī)定，只有保障了間隙的科學性，才可以保持離心壓縮機的正常運轉(zhuǎn)。但一些離心壓縮機的運行過程中，如果葉輪與擴壓機的間隙沒有嚴格遵循相應的規(guī)定，存在對間隙的隨意調(diào)整，也會增大喘振的發(fā)生概率。根據(jù)離心壓縮機的運行情況，當葉輪與擴壓機的間隙過大時，存在氣體泄漏，而在間隙過小的情況下，葉輪與擴壓機之間的磨損嚴重，引發(fā)的喘振危害巨大。

3 離心壓縮機的喘振控制策略

3.1 隨時調(diào)整設施的壓力

為有效減小喘振對離心壓縮機的危害，相關人員在離心壓縮機的使用中，應結(jié)合運行需求，對設施的壓力參數(shù)進行靈活調(diào)整，相關人員要在壓縮機運行時，開展全方位的壓力監(jiān)測，一旦壓力超出了標準值，就要立即開展對應的調(diào)節(jié)，在出口壓力的調(diào)節(jié)上，可通過對進口流量的調(diào)節(jié)來實現(xiàn)，必要情況下進行防喘振調(diào)節(jié)閥的配置，利用這一調(diào)節(jié)閥將內(nèi)部壓力釋放出來。

3.2 應用固定極限流量法

為在離心壓縮機的運行過程中有效實現(xiàn)對壓縮機壓力、流量等各個參數(shù)的科學調(diào)節(jié)和控制，如果為傳統(tǒng)壓縮機，一般可通過閥門回流、節(jié)流和放空的方式進行基礎性的調(diào)節(jié)，雖然這些簡單的調(diào)節(jié)方式對離心壓縮機的參數(shù)和防喘振控制有著一定的作用，但在調(diào)節(jié)工作結(jié)束后，伴隨著離心壓縮機的運行，可能會加劇管網(wǎng)損耗，導致出現(xiàn)一定的能源浪費，甚至在一些特殊的情況下難以保障離心壓縮機的正常運轉(zhuǎn)，導致喘振情況過早出現(xiàn)。就當下離心壓縮機的運行和使用情況來看，很多企業(yè)中所采用的控制系統(tǒng)均為模擬形式的儀表，當在壓縮機運行中出現(xiàn)了喘振情況時，相應模塊無法進行錯誤的修正。因為喘振線呈現(xiàn)出非線性特征，控制效果很難保障，固定極限流量法在防喘振控制方面非常有效，總體上采用的是部分循環(huán)法，在這一方式下，離心壓縮機的流量始終超過某流量，也就可抑制壓縮機進入喘振區(qū)。固定極限流量法控制流程如圖1所示。

圖1 固定極限流量法控制流程

在上圖中，用FT來表示差壓變送器，此差壓變送器在系統(tǒng)中的應用，可對壓縮機入口流量進行全面檢查，利用FC為表示調(diào)節(jié)器，可發(fā)揮比例積分調(diào)節(jié)作用，通常情況下，調(diào)節(jié)器中的設定值要略微大于壓縮機的喘振流量。旁路調(diào)節(jié)閥利用FV來表示，這一閥門屬于氣關閥，與調(diào)節(jié)器一樣發(fā)揮的是正作用，不同構(gòu)成要素之間的相互配合，可有效形成完善的控制回路，此回路為單相不可逆條件，當在系統(tǒng)運行時出現(xiàn)負荷降低情況時，F(xiàn)T也就是差壓變送器所檢測的流量要比實際值小一些，隨后，在調(diào)節(jié)器的作用下，流量進一步降低，作用于調(diào)節(jié)閥上的壓力信號也同步減少，在這一系列的運行條件下，壓縮機進口流量閥門被緩緩打開，而入口流量顯著增大，因為設備負荷降低所引起的流量減少將得到一定的補充，也就可保障防喘振效果。

3.3 合理調(diào)整離心式壓縮機的參數(shù)

離心式壓縮機的防喘振控制上，也可通過對壓縮機各個參數(shù)的調(diào)節(jié)和控制來實現(xiàn)，因為每個企業(yè)的生產(chǎn)情況、離心壓縮機配置、各個參數(shù)都存在一定的區(qū)別，就需要在防喘振控制上，要嚴格根據(jù)實際情況進行各個參數(shù)的科學調(diào)節(jié)，以保持離心壓縮機的可靠運轉(zhuǎn)。在離心壓縮機處理上，也可適當對葉輪進口側(cè)開展加厚處理，并對壓縮機設置可調(diào)導葉。

3.4 安裝離心式壓縮機喘振報警設備

隨著生產(chǎn)現(xiàn)代化的實現(xiàn)，當下越來越多的企業(yè)都引入了現(xiàn)代化的生產(chǎn)技術，對離心壓縮機的防喘振控制上，同樣可采用現(xiàn)代化的控制技術，比如，可在離心壓縮機中進行喘振報警設備的安裝，因為該設備本身具有極高的智能化特征，可在壓縮機的運行過程中，由智能化模塊開展相應的監(jiān)控，一旦識別出了潛在的喘振問題，該裝置會立即發(fā)出警報，提醒有關人員來及時采取有效的措施進行防喘振控制。

3.5 設置防喘裕度

離心壓縮機運行時，如果可以將不同轉(zhuǎn)速的喘振流在特定的方式下連接起來，也就可獲得完整的喘振線，將此作為基礎以5%余量依次向右平移兩次，在這一條件下，也就可得到3個喘振線，這些防喘振線中，如果機組工作點與該線無限接近，在壓縮機的運行過程中，防喘振控制系統(tǒng)就會立即開啟防喘振線，開啟時間要保持到工作點離開喘振線的情況。防喘振快開線在處于機組流量持續(xù)降低的條件下，工作點會在短時間內(nèi)與第二防喘振線相互接近，在這一情況下，防喘振控制系統(tǒng)會立即進行提示信號的反饋，進而使得防喘振閥的安全開度設置符合要求。

4 結(jié)語

隨著當前離心壓縮機應用范圍的擴大，各個企業(yè)都要意識到喘振現(xiàn)象對壓縮機所造成的巨大危害，根據(jù)喘振發(fā)生機理和原因，采取有效的防喘振控制措施，以保障離心壓縮機的可靠運轉(zhuǎn)。