试论离心式压缩机喘振的原因及控制措施

2018-02-01闫鑫

时代农机 2018年8期

闫鑫

（中国石油天然气股份有限公司玉门油田分公司，甘肃酒泉 735200）

离心式压塑机是一种周期性运动的机械设备，具有大气量、小体积、轻重量、紧结构、稳运转等特点，可以有效实现气体与外界进行隔离，得到了工业生产企业的高度认可。喘振是离心式压缩机专有的故障，要加强对其控制方法的研究和完善，保障离心式压缩机的工作效率。

1 离心式压缩机产生喘振的原因

离心式压缩机会产生喘振的原因有很多种：离心式压缩机的叶轮有较大程度的磨损或者叶轮周边的杂质过多时，喘振故障的发生频率较高。在离心式压缩机工作过程中，高速旋转的叶轮提高了气体的速度和压力，若叶轮过量磨损或附着物过多就会将叶轮本身的结构进行改变，降低了叶轮的工作效率和工作能力，最终导致离心式压缩机产生喘振的故障；叶轮与扩压器之间的距离变化也会导致离心式压缩机发生喘振故障。虽然离心式压缩机严格控制叶轮与扩压器之间的距离，若两者距离过小，气体的流入量相对较少，会导致离心式压缩机后端的压力轴磨损过度，增加设备运行的不稳定性，从而引发设备喘振的故障；压缩比也是引发离心式压缩机喘振故障产生的原因，压缩比与入口的流入量成反比，这也是离心式压缩机发生喘振故障的主要原因；离心式压缩机的故障产生同样也受转动速度的影响，当设备转速较高时，离心式压缩机的出口压力和压缩比就会增加，导致气密性的不断增加。

2 控制离心式压缩机出现喘振情况的措施

（1）固定极限流量法。在传统的工业生产中，最常用的方法就是固定极限流量法，这种方法可以维护离心式压缩机的运行可靠性和稳定性。为了能够对流量和压力进行有效的控制，必须要对离心式压缩机的阀门实施控制节流或者回流统一的方法。另外，部分循环法也可以帮助离心式压缩机的流量最大化，甚至超过流量的固定值，从根本上解决离心式压缩机喘振情况的发生。虽然固定极限流量法简化的操作，但是会增加管网的劳损程度，使能源过度浪费，而且不能在离心式压缩机的运行工作区完全展开，使离心式压缩机在没有产生喘振故障时也打开预防装置。

（2）变频器调速法。在工业生产中，变频器的应用十分普及。不仅可以提高离心式压缩机稳定性，还能够对喘振进行有效预防，减少设备的能源损耗。这种方法在一定程度上能减少离心式压缩机的损耗。离心式压缩机在运行过程中，负荷处于最大值，利用仪表设备对其进行实时观察并将得到的信息数据输送到数字运算电子操作系统中，数字运算电子操作系统的控制变频器抬高了输出的频率，造成了离心式压缩机的超负荷工作。所以，离心式压缩机在工作过程中，当数字运算电子操作系统接收到回传的信号，就证明了现阶段设备的前后压强差已经降低，设备中的流量较少，然后，数字运算电子操作系统再次将信号传输出去，变频器接收了信号数据，发出降低电源频率的指令，最终实现离心式压缩机转速降低的理想效果。运用变频器调速法，不仅仅可以降低离心式压缩机25%左右电能的损耗，还可以有效控制离心式压缩机产生喘振的频率。需要注意的是，在操作过程中，需要回流阀和可变极限流量法进行配合，能够发挥出调节离心式压缩机频率的最佳结果。

（3）可变极限流量法和变极流量法。在离心式压缩机预防喘振发生的措施中，最有效的就是可变极限流量法。这种方法的主要原理就是通过对离心式压缩机的负荷进行转数调节，减轻离心式压缩机的能源损耗，满足工业生产的需求。变数是运转速率不同下喘振流量极限的产物，随着运转速率的减小，加入预防喘振的合理措施，也就是说，在离心式压缩机的负荷范围变化中，喘振安全线是工作点的运行轨迹，从而预防离心式压缩机喘振故障的发生；变极限流量法的工作原理是在离心式压缩机的各种工作情况下，控制预防喘振的故障发生系统以喘振曲线基础，自动调节控制预防喘振的流量使其趋向定值，保证离心式压缩机的性能。