离心式压缩机的喘振原因及控制

刘 海

（陕西延长石油（集团）有限责任公司永坪炼油厂，陕西 西安 710021）

一、引言

离心式压缩机目前广泛运用于石油、天然气、化工、冶金以及制冷等行业，具有结构简单、体积小、效率高排放量大、气体不会受油污染并且能够在正常情况下平稳运转、压缩气流无脉动的优点。在工业生产中，压缩机的正常安全可靠运行是生产得以正常高效率平稳运行的关键。但是由于离心式压缩机对气体的流量、温度以及气压的变化比较敏感，所以在运行中容易发生喘振问题。而喘振对压缩机具有一定的危害性，是导致离心式压缩机损坏的主要原因之一。

轻微的喘振不会损坏压缩机，但应当避免压缩机在喘振发生的条件下进行运行。严重的喘振会导致压缩机机组剧烈震动，导致流量波动幅度过大，如果不能及时有效的采取措施加以控制，会造成压缩机内部零件的损坏，严重时有可能导致压缩机烧瓦甚至发生气体爆炸的事故。因此，有效的对离心式压缩机的喘振问题进行预防和控制提高压缩机的抗喘振性能是保证工业生产正常运行的重要前提，对喘振现象的有效控制能够使压缩机安全有效稳定运行，从而减少对压缩机检修维护的费用，提高压缩机的生产效率，对工业生产的稳定运行和安全生产有着重要的意义。

二、喘振原因

喘振作为离心式压缩机运行中的一种特殊现象，易造成气流往复强烈冲击，严重影响压缩机运行部件，是造成运行事故的主要因素。喘振是离心式压缩机本身固有的特性，导致喘振产生的因素有两方面：内在因素是由于离心式压缩机中的气流在一定的条件下出现了“旋转脱离”这种状况；而外在因素是由于离心式压缩机管网系统的特性。

离心式压缩机的工作原理是通过叶轮的高速旋转提高气体压力，而气体的升压过程主要是在扩压器和叶轮内完成的。压缩机通过叶轮的高速旋转产生的离心力把叶轮中心的气体甩向外边缘，使气体获得高速度，再通过扩压器将气体的速度转化为压力能，与此同时叶轮的中心部位便形成了负压力区，使得气气体可以不断地被吸入流道中。

在压缩机的运转过程中，气体流量会不断减小，当减小到最小流量的时候，压缩机的流道中就会出现严重的气体涡动，致使压缩机的出口压力大幅度的下降引起巨大的反差导致“旋转脱离”这种状况的发生。由于管网中的气体压力不会很快下降，这就会导致管网中的气体压力大于压缩机的出口压力，从而导致管网中的气体倒流，直至管网与压缩机的压力相平时才会停止倒流。而在叶轮的旋转作用下，气体的压力会升高，当气体压力大于管网压力时，气体就会流向管网从而导致管网中的气体压力上升，形成恶性循环。这是喘振产生的主要原因。

三、喘振的控制

1 可以采取部分回流的办法来达到要求，既能达到低负荷生产的要求，又能满足流量大于喘振点流量的要求。即只要返回流量不小于喘振点流量与流入流量之差就能够防止压缩机的喘振现象发生；

2 在压缩机的气体流入口安装温度检测表和流量监视仪表，同时在压缩机的气体流出口安装压力监视仪表，一旦出现喘振便及时报警；

3 在压缩机的出口设置防喘振线。压力边缘值设为压缩机最低允许工况点，一旦压缩机的进口流量压力值低于边缘值也就是最低允许工况点，防喘振线便会自动打开使压缩机出口气体流回进口。

4 在操作压缩机过程中，必须密切观察压缩机蒸汽及系统设备的各项参数，以确保在压缩机有发生喘振的倾向时及时提前做出调整。尤其是在防喘振曲线的控制上，一定要根据系统入口的流量以及压力，确保防喘振点，远离防喘振线。

四、喘振的预防

喘振是发生于压缩机的常见现象，除了有效地控制还应该对喘振加以预防以便及时发现喘振现象，只有控制预防双管齐下才能更加能够确保压缩机的稳定运行。对喘振现象的预防需要压缩机操作人员能够对喘振发生前的征兆现象做出明确而又准确的判断，对喘振的判断可以通过以下几个方面进行判断：

1 听声音。当压缩机的工况有发生喘振现象倾向时，压缩机的排气管道中会发出有规律的周期性噪音，而当压缩机进入喘振现象时，噪音会立刻增大，甚至出现爆音现象，如果噪音增大，则很有可能使压缩机发生喘振现象。

2 观察仪表。喘振现象有气流减小的特点，并且气流会有周期性的脉动现象，如果观察到流量表和压力检测表的指针有大幅度摆动的现象，则很有可能是压缩机发生了喘振现象。

3 防喘振点的现场有效合理控制。为了确保防喘振点远离防喘振线，在现场ITCC的控制上分为手动跟自动状态，一定要根据系统的流量变化随时调节，确保防喘振点远离防喘振线。

结语

虽然喘振现象是离心式压缩机的固有特性，但实践证明，喘振现象是能够有效地控制，预防和避免的。采取有效的预防措施和操作，同时提高操作人员的判断能力预防技能，加强对压缩机的保养和管理，可以有效地避免离心式压缩机发生喘振现象并且避免喘振带来的严重后果，为离心式压缩机的稳定运行和安全生产提供可靠地保障，从而增加机组的工作寿命，增加机组的运行周期。对喘振的有效控制和预防才能够降低压缩机的检修维护费用，降低成本，从而提高经济运行效率。

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