1、第十七章離心式壓縮機的防喘振控制17.1 離心壓縮機的喘振 1.離心壓縮機的喘振2.喘振線方程3.振動、喘振和阻塞17.2 離心壓縮機防喘振控制系統的設計1.固定極限流量防喘振控制2.可變極限流量防喘振控制3.測量出口流量的可變極限流量防喘振控制4.離心壓縮機串并聯時的防喘振控制 離心壓縮機串聯運行時的防喘振控制 離心壓縮機并聯運行時的防喘振控制 17.3 實例分析 1.二氧化碳壓縮機的防喘振控制2.催化氣壓縮機的防喘振控制3.空氣壓縮機的防喘振控制17.1 離心式壓縮機的喘振 離心壓縮機的工作特性：工作特性指一定轉速下，出口壓力與流量的關系。最大出口壓力對應的流量是喘振點極限流量。是針對特定

2、的氣體介質和入口溫度及壓力。 不同轉速下有不同工作特性。 工作特性分為工作區、喘振區和阻塞區。離心壓縮機的喘振現象喘振現象：離心壓縮機運行中，負荷減小到某一值時，氣體排出流量減小并倒流，造成壓縮機劇烈震動的現象，又稱飛動。喘振的原因內因：葉輪結構和介質特性造成一定的工作特性。外因：流量減小或被壓縮氣體介質的特性變化。 A處，如Q，則P。到B點，Q，則氣體倒流到C點，Q=0，氣體積累，CD A，QQ。氣體在葉輪中反復沖擊，造成吼叫喘振聲。C到D變化快，故稱飛動。喘振的影響流量不穩定，出現周期性的脈動流量。使壓縮機設備損壞。如1968年美國以壓縮機喘振損失100萬美元。使相應管網設備損壞喘振線方程

3、實際喘振線是過原點的一根拋物線。振動、喘振和阻塞喘振：在入口流量小于喘振流量QP時，離心壓縮機出現的流量脈動現象。振動：高速旋轉設備固有特性。旋轉設備高速運轉達到某一轉速時，使轉軸強烈振動的現象。 它是因旋轉設備具有自由旋轉頻率（稱為自由振動頻率），轉速達到該自由振動頻率的倍數時，出現的諧振。 轉速繼續高升或降低時，這種振動會消失。阻塞：壓縮機流量過大時，氣體流速接近或達到音速（315M/S），壓縮機葉輪對氣體所做功全部用于克服流動損失，氣體壓力不再升高的現象。17.2 離心壓縮機防喘振控制系統的設計 17.2.1 固定極限流量防喘振控制 離心壓縮機的防喘振控制系統固定極限流量防喘振控制吸入流

4、量QQP不開旁路閥。策略：最大轉速和最高溫度下的喘振流量作為固定極限流量QP。與一般旁路控制的區別： 特點：結構簡單，投資少，變轉速時容量大。 常用于轉速不變的場合，應用范圍不廣。17.2.2 可變極限流量防喘振控制策略：根據防喘振線方程和壓縮比計算出極限喘振流量。特點：采用孔板測量入口流量，可不必采用開方器按計算指標計算設定值的單回路控制系統。控制回路中不含計算單元，因此，參數整定簡單。有些場合，計算式可簡化：17.2.3 測量出口流量的可變極限流量防喘振控制 測量出口流量的可變極限流量防喘振控制問題的提出：入口流量無法測量（如無安裝位置、入口壓力低不允許大的壓損等）采用出口流量的測量實現可

5、變極限流量防喘振控制。依據：出口處測得的重量流量和入口處測得的重量流量是相等的。 設入口和出口板的校正系數K1和K2相等。特點：采用孔板測量出口流量，可允許較大的壓力損失。可用于高壓縮比的場合。需要考慮出口和入口溫度（重度變化）的影響。有些場合，計算式可更簡化。17.2.4 離心壓縮機串并聯時的防喘振控制 串聯運行時的防喘振控制當一臺壓縮機的出口壓力不夠時，采用兩臺或兩臺以上的壓縮機串聯運行。各個壓縮機單獨設置各自的旁路閥：如上述各自設置。設置一個旁路閥，從第二級出口到第一級入口間設置旁路閥。采用低選器選擇兩個控制器中的低值信號送旁路閥。 當流量不夠時，采用兩臺或兩臺以上的壓縮機并聯運行：單獨

6、設置各自的旁路閥選用低選器，共用一個旁路閥，可實現單臺壓縮機運行。并聯運行時的防喘振控制實施離心壓縮機串并聯運行時的注意事項盡量不要采用壓縮機的串并聯運行串聯運行時，后級的管網容量小，易發生喘振。并聯運行時，兩臺壓縮機應盡量特性一致，防止因負荷不均勻而引起某一臺壓縮機喘振。從安全角度出發，常選用低選器，相應的流量控制器常選用正作用控制器。串并聯運行增加控制的復雜性和工藝操作的復雜性。17.3 防喘振特例分析17.3.1 二氧化碳壓縮機的防喘振控制實例一、二氧化碳壓縮機的防喘振控制 二氧化碳壓縮機用于二氧化碳的壓縮，用氣量用汽輪機轉速控制吸入總管壓力控制：壓力高時放空（選氣關閥）。吸入流量FC與

7、汽輪機轉速SC的串級控制（工況正常時）吸入流量FC與吸入壓力PC的選擇性控制（壓力低時取代FC）高壓段入口壓力控制：保證高壓段入口壓力恒定。高壓段入口壓力PC-4與流量FC-3的選擇性控制（出口壓力高時取代FC-3）。低壓段防喘振控制（采用出口流量，a=0）。高壓段防喘振控制（采用入口流量，a=0）。17.3.2 催化氣壓縮機的防喘振控制實例二、催化氣壓縮機的防喘振控制催化氣壓縮機防喘振控制系統由兩部分組成：入口壓力控制系統：通過P1C控制進入蒸汽透平機的蒸汽，保證入口壓力穩定。入口流量的可變極限流量防喘振控制：采用上面顯示的公式控制旁路閥（這是a0時的應用示例：采用了乘法、除法和加法運算單元

8、）。17.3.2 空氣壓縮機的防喘振控制實例三、空氣壓縮機的防喘振控制空氣壓縮機的防喘振控制系統 采用DCS實施的防喘振控制系統 因對空氣壓縮，因此，不采用旁路，而直接放空。 入口壓力采用入口導向葉片位置表示。 空氣壓縮機的負荷是調節入口導向葉片位置實現。 空氣壓縮機的防喘振控制是用FIC1051實現的。為防止喘振發生，設置喘振接近的連鎖系統。 當某些條件滿足，通過HIC1085，連鎖使連鎖放 空閥。例題 選擇題（選擇正確的答案，將相應的字母添入題內的括號中。）1下列流體輸送設備中，哪一種設備會產生喘振（ C ）（A）往復泵 （B）離心泵 （C）離心式壓縮機 （D）往復式壓縮機2為保證流體輸送設備不致損壞的保護性控制是（ A ）（A）防喘振控制 （B）選擇性控制 （C）三沖量控制 （D）分程控制3下列哪一條不屬于離心式壓縮機固