離心式壓縮機(jī)防喘振控制設(shè)計(jì)探討

方佳浩

（沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)股份有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110869）

離心式壓縮機(jī)防喘振控制設(shè)計(jì)探討

方佳浩

（沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)股份有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110869）

主要針對(duì)離心式壓縮機(jī)的防喘振控制設(shè)計(jì)進(jìn)行探討，以離心式壓縮機(jī)的防喘振控制現(xiàn)狀為根據(jù)，從壓縮機(jī)產(chǎn)生喘振的原因、控制壓縮機(jī)喘振的設(shè)計(jì)原理以及防喘振的控制技術(shù)以及要點(diǎn)等方面進(jìn)行深入分析與研究，主要目的在于更好的促進(jìn)離心式壓縮機(jī)的正常運(yùn)行。

離心式壓縮機(jī)；防喘振；控制技術(shù)

在工業(yè)技術(shù)不斷進(jìn)步的同時(shí)，離心式壓縮機(jī)也在不斷的更新?lián)Q代，從最初的晶體管壓縮機(jī)逐漸到電子控制的壓縮機(jī)，逐漸成為工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要設(shè)備。當(dāng)然在離心式發(fā)展過(guò)程中，也存在很多需要不斷完善的地方，離心式壓縮機(jī)在實(shí)際工作中，能夠穩(wěn)定工作的范圍比較小，并且經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的喘振問(wèn)題，同時(shí)這種機(jī)器在應(yīng)用中具有很大的危險(xiǎn)性，需要進(jìn)行嚴(yán)格的管理與控制。離心式壓縮機(jī)工作過(guò)程中造成嚴(yán)重的浪費(fèi)以及因?yàn)槠渌驅(qū)е沦|(zhì)量控制不當(dāng)?shù)葐?wèn)題亟需解決。

1 離心式壓縮機(jī)產(chǎn)生喘振的原因

離心式壓縮機(jī)在工作中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)喘振現(xiàn)象，這種問(wèn)題的發(fā)生主要是因?yàn)閴嚎s機(jī)在工作過(guò)程中，其中的氣體流動(dòng)產(chǎn)生超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，以及壓縮機(jī)工作中的分子量、溫度變化等多種原因造成。在壓縮機(jī)正常工作中，若是吸入的含量逐漸減小，降到一定程度，就會(huì)導(dǎo)致其中的壓縮比例發(fā)生變化，氣體輸出線(xiàn)路中的壓力與壓縮機(jī)正常壓力出口的比例之間不協(xié)調(diào)，造成壓縮機(jī)中的氣體倒流在壓縮機(jī)中，來(lái)回反復(fù)造成壓縮機(jī)出現(xiàn)喘振現(xiàn)象。壓縮機(jī)若是出現(xiàn)喘振現(xiàn)現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)中的機(jī)器軸位出現(xiàn)變化，不能正常工作。因此在離心式壓縮機(jī)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，一定要進(jìn)行嚴(yán)格控制，防止出現(xiàn)喘振現(xiàn)象，并在出現(xiàn)喘振現(xiàn)象時(shí)及時(shí)改善。

2 壓縮機(jī)喘振現(xiàn)象防治規(guī)律

在一般工作狀態(tài)中，離心式壓縮機(jī)根據(jù)正常吸入流量的逐漸減少，將氣體進(jìn)行不斷傳輸，傳輸過(guò)程中若是其中的外部流量大于內(nèi)部流量就會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)工作出現(xiàn)異常，氣流速度不能得到很好的控制，嚴(yán)重影響到壓縮機(jī)，出現(xiàn)喘振現(xiàn)象。喘振問(wèn)題的發(fā)生原因還需要根據(jù)實(shí)際工作的規(guī)劃與研究進(jìn)行分析，若是重油產(chǎn)業(yè)施工裂化的離心式壓縮機(jī)，在工作中出現(xiàn)喘振現(xiàn)象，根據(jù)壓縮機(jī)氣流控制，將其中部分氣流進(jìn)行隔離取回，減少機(jī)器氣流傳輸?shù)膲毫?，降低壓縮機(jī)工作的負(fù)荷生產(chǎn)，在此基礎(chǔ)上，更好的滿(mǎn)足離心式壓縮機(jī)運(yùn)作需要。在離心式壓縮機(jī)出現(xiàn)喘振問(wèn)題期間，主要的防控技術(shù)包括對(duì)離心式壓縮機(jī)的固定流量系統(tǒng)進(jìn)行控制，以及離心式壓縮機(jī)的可變動(dòng)流量進(jìn)行控制。對(duì)于壓縮機(jī)中的固定限值流量控制主要是保證壓縮機(jī)運(yùn)行過(guò)程中一直能夠在固定的范圍內(nèi)進(jìn)行工作，嚴(yán)格控制壓縮機(jī)工作范圍，防止其運(yùn)行到喘振范圍中。對(duì)于這種固定控制方式，雖然比較簡(jiǎn)單，但是卻是最直接的改善方式，不僅操作起來(lái)比較簡(jiǎn)單，并且防喘振可靠性比較高?？勺儎?dòng)流量控制過(guò)程中，在離心式壓縮機(jī)防喘振方面應(yīng)用的也非常廣泛，這種可變量控制方式雖然在技術(shù)上應(yīng)用比較復(fù)雜，但是能夠很好的保證能量的有效利于，是比較理想的一種方式。

3 離心式壓縮機(jī)喘振控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

離心式壓縮機(jī)在工廠(chǎng)生產(chǎn)中具有固定的系統(tǒng)模式，其中離心式壓縮機(jī)在運(yùn)行發(fā)展中，主要的喘振控制要求包含保證壓縮機(jī)的正常安全運(yùn)行，根據(jù)機(jī)器的基本工作范圍進(jìn)行確定，保證壓縮機(jī)的工作情況穩(wěn)定，更方便人工操作以及運(yùn)行，提高機(jī)器的自動(dòng)操作性。在壓縮機(jī)系統(tǒng)控制條件中，需要根據(jù)離心式壓縮機(jī)工作系統(tǒng)的工作要求對(duì)壓縮機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行控制，將壓縮機(jī)的真實(shí)工作狀態(tài)展現(xiàn)在員工面前，使員工對(duì)壓縮機(jī)工作的具體狀態(tài)進(jìn)行更加詳細(xì)的了解，并且將各種信息等制作成表格形式進(jìn)行嚴(yán)格管理與存儲(chǔ)，方便以后的查詢(xún)與數(shù)據(jù)研究。若是在正常工作期間，壓縮機(jī)出現(xiàn)不穩(wěn)定或是輕微喘振現(xiàn)象，離心式壓縮機(jī)的運(yùn)行控制系統(tǒng)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中出現(xiàn)的問(wèn)題，及時(shí)向操作人員給予一定的預(yù)警提示，同時(shí)能夠根據(jù)壓縮機(jī)的不同狀態(tài)產(chǎn)生的問(wèn)題。進(jìn)行分析，控制系統(tǒng)還能夠及時(shí)采取一定的補(bǔ)救救治措施，保證離心式壓縮機(jī)能夠安全運(yùn)行，正常工作。根據(jù)離心式壓縮機(jī)的安全設(shè)計(jì)，如何更好的保證壓縮機(jī)系統(tǒng)對(duì)喘振進(jìn)行控制成為當(dāng)下非常重視的問(wèn)題，根據(jù)對(duì)離心式壓縮機(jī)喘振控制系統(tǒng)的詳細(xì)研究，當(dāng)前喘振控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀如下。

3.1 喘振控制系統(tǒng)的選擇與應(yīng)用

喘振控制系統(tǒng)是保證離心式壓縮機(jī)正常運(yùn)行以及安全的重要體系，我國(guó)對(duì)于這方面的應(yīng)用與選擇主要是以傳統(tǒng)壓縮機(jī)運(yùn)行中的機(jī)制為支持，利用調(diào)節(jié)控制的方式對(duì)壓縮機(jī)中的氣量以及壓力等進(jìn)行調(diào)節(jié)，清楚分析出壓縮機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中的排氣壓力，對(duì)其進(jìn)行分別調(diào)整，制作成單回路的控制體系，對(duì)于氣壓控制需要使用并聯(lián)的方式，這樣能夠達(dá)到能量使用的更加科學(xué)合理。壓縮機(jī)控制的部件基本選擇的都是機(jī)械類(lèi)型的能夠保證對(duì)壓縮機(jī)氣壓等實(shí)現(xiàn)雙比例協(xié)調(diào)的繼電器設(shè)備，這種設(shè)備很好的保證了壓縮機(jī)在工作中出現(xiàn)問(wèn)題能夠?qū)崿F(xiàn)壓力調(diào)節(jié)，不影響企業(yè)生產(chǎn)的正常運(yùn)行。根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)中離心式壓縮機(jī)的數(shù)據(jù)信息變化，將各種數(shù)據(jù)全部存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中，利用固定可編程序來(lái)推動(dòng)離心式壓縮機(jī)的喘振控制。

3.2 喘振控制系統(tǒng)軟件研發(fā)資源

隨著技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，離心式壓縮機(jī)發(fā)展也在不斷進(jìn)步與改善，對(duì)于壓縮機(jī)的購(gòu)進(jìn)，需要根據(jù)供貨商提供的相關(guān)介紹進(jìn)行分析，保證與企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)需要相一致。在系統(tǒng)選擇上還需要注意一定要具有明確的針對(duì)性，控制喘振效果一定要非常明顯，能夠很好的保證離心式壓縮機(jī)的正常運(yùn)行。在通過(guò)第三方廠(chǎng)家購(gòu)買(mǎi)機(jī)器的過(guò)程中，一定要注意其中的監(jiān)控系統(tǒng)，保證使用周期正常，同時(shí)還能對(duì)使用成本進(jìn)行嚴(yán)格控制。與此同時(shí)也可以選擇自己企業(yè)設(shè)計(jì)生產(chǎn)制造的離心式壓縮機(jī)，這樣對(duì)于企業(yè)的整體運(yùn)行成本能夠得到更好的控制，降低一定的購(gòu)進(jìn)費(fèi)用，但是花費(fèi)的時(shí)間以及人力等比較多。

3.3 喘振控制手段選擇

喘振控制的手段選擇是保證離心式壓縮機(jī)正常運(yùn)行以及安全的重要因素，同時(shí)也是離心式壓縮機(jī)在企業(yè)運(yùn)行過(guò)程中的基本支持，喘振問(wèn)題的控制從傳統(tǒng)壓縮機(jī)發(fā)展至今使用最普遍的方式為增大壓縮機(jī)的流量，實(shí)現(xiàn)對(duì)喘振進(jìn)行嚴(yán)格控制，控制方案一般以壓縮機(jī)的安全運(yùn)行為基礎(chǔ)，性能為輔的控制理念。當(dāng)然在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的現(xiàn)在，很多離心式壓縮機(jī)在使用過(guò)程中會(huì)針對(duì)出現(xiàn)喘振的不同原因進(jìn)行不同控制與改善措施，例如當(dāng)下的模糊控制以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等應(yīng)用越來(lái)越頻繁，為壓縮機(jī)的智能運(yùn)行以及喘振控制提供了有利條件，也為離心式壓縮機(jī)防喘振控制設(shè)計(jì)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在防喘振控制系統(tǒng)設(shè)置過(guò)程中，因?yàn)殡x心式壓縮機(jī)自身的壓力傳輸運(yùn)行流程比較復(fù)雜，因此需要在控制系統(tǒng)中增加多個(gè)監(jiān)控管理系統(tǒng)，根據(jù)離心式壓縮機(jī)的使用，對(duì)壓比或流量等進(jìn)行嚴(yán)格控制，不斷提高離心式壓縮機(jī)的防喘振控制系統(tǒng)控制能力。

4 壓縮機(jī)防喘振控制手段

防喘振控制手段主要是針對(duì)壓縮機(jī)出現(xiàn)喘振問(wèn)題的解決方案，其中防喘振控制手段主要包含定極限流量法、變極限流量法兩種手段。對(duì)于離心式壓縮機(jī)的喘振問(wèn)題一直是離心式壓縮機(jī)研究的重點(diǎn)，也是危害壓縮機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行的工況之一，目前壓縮機(jī)喘振的控制方式也在不斷完善與加強(qiáng)，但是在離心式壓縮機(jī)管理中實(shí)際運(yùn)用的方法主要包含這兩種。首先是定極限流量法，這種防喘振控制手段利用離心式壓縮機(jī)運(yùn)行中的流量進(jìn)行控制，保證其中各個(gè)流量之間一定要高于設(shè)計(jì)流量，這樣才能更好的保證壓縮機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的喘振現(xiàn)象。與此同時(shí)需要根據(jù)離心式壓縮機(jī)出現(xiàn)喘振現(xiàn)象的原因，選擇相適應(yīng)的流量控制值，保證控制的流量變化在離心式壓縮機(jī)正常運(yùn)行的范圍內(nèi)，防止出現(xiàn)壓比過(guò)大或是流量不足出現(xiàn)喘振現(xiàn)象。在離心式壓縮機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，若是出現(xiàn)喘振現(xiàn)象，這種情況下就需要采取回路的方式進(jìn)行處理，將其中的流量進(jìn)行回流的方式進(jìn)行增加，防止壓縮機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)進(jìn)入壓縮機(jī)的喘振區(qū)域內(nèi)。這種流量控制方法在離心式壓縮機(jī)運(yùn)行中應(yīng)用非常普遍，根據(jù)離心式壓縮機(jī)中的數(shù)字儀表進(jìn)行參數(shù)變化的監(jiān)控，同時(shí)提升壓縮機(jī)自身運(yùn)行的可靠性，充分體現(xiàn)出離心式壓縮機(jī)防喘振控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。其次，變極限流量法主要是在壓縮機(jī)出現(xiàn)嚴(yán)重負(fù)荷的狀態(tài)下進(jìn)行使用，這種方法能夠更好的實(shí)現(xiàn)能源的充分利用，用來(lái)完善離心式壓縮機(jī)中能源消耗比較大的缺陷。并且這種方式是在原有離心式壓縮機(jī)防喘振控制系統(tǒng)上進(jìn)行的改進(jìn)與優(yōu)化，很好的提高了防喘振控制系統(tǒng)的控制力度。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，離心式壓縮機(jī)是我國(guó)很多工業(yè)產(chǎn)業(yè)非常重視的一種設(shè)備，提高防喘振控制系統(tǒng)主要是為了更好的保證離心式壓縮機(jī)的正常運(yùn)行，同時(shí)更好的保證離心式壓縮機(jī)的安全運(yùn)行。

[1]李方濤,李書(shū)臣,蘇成利,瞿楓. 離心式壓縮機(jī)防喘振控制及故障診斷系統(tǒng)研究與應(yīng)用[J]. 化工自動(dòng)化及儀表,2011,05:589-592.

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1671-0711（2017）05（下）-0040-02