喘振原因范文

喘振原因范文（精选10篇）

喘振原因 第1篇

1失速

由流体力学知, 当速度为v的直线平行流以某一冲角 (翼弦与来流方向的夹角) 绕流二元孤立翼型 (机翼) 时, 由于沿气流流动方向的两侧不对称, 使得翼型上部区域的流线变密, 流速增加, 翼型下部区域的流线变稀, 流速减小。因此, 流体作用在翼型下部表面上的压力将大于流体作用在翼型上部表面的压力, 结果在翼型上形成一个向上的作用力。如果绕流体是理想流体, 则这个力和来流方向垂直, 称为升力。

轴流风机性能曲线的左半部具有一个马鞍形的区域, 在此区段运行有时会出现风机的流量、压头、和功率的大幅度脉动等不正常工况, 一般称为“喘振”, 这一不稳定工况区称为喘振区。实际上, 喘振仅仅是不稳定工况区内可能遇到的现象, 而在该区域内必然要出现不正常的空气动力工况则是旋转脱流或称旋转失速。这两种不正常工况是不同的, 但是它们又有一定的关系。轴流风机叶片前后的压差, 在其它都不变的情况下, 其压差的大小决定于动叶冲角的大小, 在临界冲角值以内, 上述压差大致与叶片的冲角成比例, 不同的叶片叶型有不同的临界冲角值。翼型的冲角超过临界值时, 气流会离开叶片凸面发生边界层分离现象, 产生大面积的涡流, 此时风机的全压下降, 这种情况称为“失速现象”。

风机进入不稳定工况区, 其叶片上将产生旋转脱流, 可能使叶片发生共振, 造成叶片疲劳断裂。如果脱流现象发生在风机的叶道内, 则脱流将对叶道造成堵塞, 使叶道内的阻力增大, 同时风压也随之而迅速降低。

2喘振

轴流风机在具有大容器的网络中工作时, 风机的流量发生忽大忽小的剧烈变化, 时正时负, 而且变化非常迅速, 至使风机、管道产生强烈振动, 噪声显著增高, 同时伴随有类似哮喘病人呼吸般的声响, 这种极不稳定的工作现象称为喘振。

风机在喘振区工作时, 流量急剧波动, 产生气流的撞击, 使风机发生强烈的振动, 噪声增大, 而且风压不断晃动, 风机的容量与压头越大, 则喘振的危害性越大。

风机在运行时发生喘振, 情况就不相同。喘振时, 风机的流量、全压和功率产生脉动或大幅度的脉动, 同时伴有明显的噪声, 有时甚至是高分贝的噪声。喘振时的振动有时是很剧烈的, 损坏风机与管道系统。所以喘振发生时, 风机无法运行。

为防止轴流风机在运行时工作点落在旋转脱流、喘振区内, 在选择轴流风机时应仔细核实风机的经常工作点是否落在稳定区内, 同时在选择调节方法时, 需注意工作点的变化情况, 动叶可调轴流风机由于改变动叶的安装角进行调节, 所以当风机减少流量时, 小风量使轴向速度降低而造成的气流冲角的改变, 恰好由动叶安装角的改变得以补偿, 使气流的冲角不至于增大, 于是风机不会产生旋转脱流, 更不会产生喘振。动叶安装角减小时, 风机不稳定区越来越小, 这对风机的稳定运行是非常有利的。

防止喘振的具体措施:

使泵或风机的流量恒大于QK。如果系统中所需要的流量小于QK时, 可装设再循环管或自动排出阀门, 使风机的排出流量恒大于QK。

如果管路性能曲线不经过坐标原点时, 改变风机的转速, 也可能得到稳定的运行工况, 通过风机各种转速下性能曲线中最高压力点的抛物线, 将风机的性能曲线分割为两部分, 右边为稳定工作区, 左边为不稳定工作区, 当管路性能曲线经过坐标原点时, 改变转速并无效果, 因此时各转速下的工作点均是相似工况点。

对轴流式风机采用可调叶片调节, 当系统需要的流量减小时, 则减小其安装角, 性能曲线下移, 临界点向左下方移动, 输出流量也相应减小。

最根本的措施是尽量避免采用具有驼峰形性能曲线的风机, 而采用性能曲线平直向下倾斜的风机。

失速和喘振是两种不同的概念, 失速是叶片结构特性造成的一种流体动力现象, 它的一些基本特性, 例如:失速区的旋转速度、脱流的起始点、消失点等, 都有它自己的规律, 不受风机系统的容积和形状的影响。喘振是风机性能与管道装置耦合后振荡特性的一种表现形式, 它的振幅、频率等基本特性受风机管道系统容积的支配, 其流量、压力功率的波动是由不稳定工况区造成的, 但是试验研究表明, 喘振现象的出现总是与叶道内气流的脱流密切相关, 而冲角的增大也与流量的减小有关。所以, 在出现喘振的不稳定工况区内必定会出现旋转脱流。

风机发生喘振立即将风机动叶控制置于手动方式, 关小另一台未失速风机的动叶, 适当关小失速风机的动叶, 同时协调调节引、送风机, 维持炉膛负压在允许范围内。若风机并列操作中发生喘振, 应停止并列, 尽快关小失速风机动叶, 查明原因消除后, 再进行并列操作。若因风烟系统的风门、挡板被误关引起风机喘振, 应立即打开, 同时调整动叶开度。若风门、挡板故障, 立即降低锅炉负荷, 联系检修处理;若为吹灰引起, 立即停止。

经上述处理喘振消失, 则稳定运行工况, 进一步查找原因并采取相应的措施后, 方可逐步增加风机的负荷;经上述处理后无效或已严重威胁设备的安全时, 应立即停止该风机运行。

摘要：现在大型矿井普遍采用轴流风机进行通风工作, 但在工作中经常会出现失速和喘振现象, 严重影响风机工作的稳定性和效率, 为此应高度重视, 杜绝失速和喘振现象的发生。

高压鼓风机的喘振原因 第2篇

高压鼓风机的安装注意事项

1、必需使用平垫圈和弹簧垫圈来加紧螺丝;

2、最好能使用橡胶缓冲胶来承受高压鼓风机的重量，特别是大功率的高压鼓风机，必不可少;

3、对于某些对噪音有要求的场合，可以加装消音器来降低噪音(一般情况下，大约在5dB左右)，消音器安装在进风管道或出风管道的末端;

4、对于某些对噪音要求很高的场合，可以根据机器本身的条件，加上一层消音绵，即可满足现场的噪音要求，具体可咨询高压鼓风机的厂家或专业的噪音治理公司;

5、在使用消音绵消音时，注意高压鼓风机与箱体的距离，注意高压鼓风机的通风与散热，注意使用橡胶缓冲胶来承受高压鼓风机的重量，具体需要咨询高压鼓风机的厂家，如德国高瑞、香港锋利盛、西门子等知名厂商;

6、高压鼓风机的进出风口管道连接，应使用软管连接，以隔离震动。

高压鼓风机的使用注意事项

不管是哪个品牌的高压鼓风机，都需要进行两个方面的保护：一是压力，二是粉尘。

对于压力，经常使用的是释压阀，它是一个卸荷阀，当高压鼓风机的使用压力超过释压阀设定的压力之后，释压阀就会自动打开，把多余的压力释放掉，从而保护高压鼓风机。

对于粉尘，经常使用的是高瑞过滤器。它根据不同的使用现场，往往使用不同的过滤精度的过滤滤芯，不同的滤芯有不同的维护方法和使用寿命，在订货时就需要问清楚。

在一些特殊的场合，还需要进行特殊的保护：比如说在密封环境中使用时，要注意通风散热;当环境温度(进气温度比较高时)，更要注意通风散热，或者选择允许进风温度较高的高压鼓风机(比如有一款高瑞高压鼓风机，允许进风温度可达70度);

主风机防喘振控制系统研究 第3篇

1.1喘振概念

每一台压缩机都有自己的喘振区。

正常情况下压缩机出口排出压缩气体供至系统管网，但当压缩机入口流量小于此工况下喘振点的入口流量时（即压缩机工作在喘振区域内）将会在压缩机叶片上产生气体脱离，使出口流量很不稳定，机子便会发生喘振，若喘振不及时扼制的话，还很容易产生逆流现象（一般喘振是逆流的前奏），这时对主风机的破坏将会十分严重。

1.2喘振的危害

（1）喘振对主风机的轴封损坏较大，由于密封的损坏，使润滑油窜入流道， 影响冷却器的效率。严重的喘振很容易造成转子轴向窜动，烧坏止推轴瓦，叶轮有可能被打碎。严重时可使风机遭到破坏，此外，还会损坏齿轮箱、电动机以及连接压缩机的管线和设备。

（2）喘振给生产操作带来很大的混乱，如处理不当，会造成各种严重的恶性事故，如催化剂倒流等。

（3）对于大型轴流式风机来说，喘振的危害性更大。

1.3压缩机喘振的预防

压缩机防喘振的措施很多，但催化裂化装置中最简便的防喘方法是主风机出口放空。变速运行的离心式主风机和大型轴流式主风机采用随动（自动）防喘振流量控制系统，因为它们的特性曲线较复杂，且工作中存在一定的客观因素（例如：操作工因出去挂牌或未注意操作等情况下，喘振发生时再等人来给定，就已经迟了）所以不能人为给定，必须根据主风机的不同工况（压缩比、出口压力、转速）沿防喘振线自动改变防喘振流量调节器的给定值，在压缩机还未达到喘振点以前，提前打开出口放空阀，达到及时防止机组出现喘振的目的，防喘振线一般设置在喘振线以下，留有5%～10%防喘振余量。变速运行的离心式主风机和恒速运行的可调静叶轴流式主风机的防喘振线是一条近似的直线。变速运行的可调静叶轴流式主风机的防喘振线是一个面，处理比较复杂。但在一般转速不大的情况下，仍可简化为一条直线或折线。

2.轴流式压缩机的概述

2.1轴流式压缩机的定义

气体在压缩机气缸中沿轴向流动的压缩机称为轴流式压缩机。

2.2轴流式压缩机的组成

由机壳、静叶、转子、轴封和轴承组成。

2.3轴流式压缩机的喘振现象

当轴流式压缩机沿着性能特性曲线减少流量时，压缩机和管路中全部气体流量和压力将出现周期性地低频大振幅的上下波动，这种频率低、振幅大的气流脉动一经产生，则导致流经整个压缩机的连续、稳定的流量被完全破坏，并伴随以强烈的机械振动。

3.1#催化B101主风机防喘控制系统

喘振是压缩机的固有特性，但它的发生却具有极强的破坏性，因此，为防喘振的发生，对压缩机设置防喘振控制系统是很有必要的，而若要使防喘振控制系统切实、有效地工作，关键是准确的确定压缩机的防喘振控制曲线，我厂1#催化1#主风机采用的是轴流式可调静叶压缩机。下面以此压缩机为例，介绍一下轴流式压缩机防喘振曲线的确定及其控制系统的实现。

B101主风机采用陕西鼓风机厂引进瑞士SULZER公司技术生产的可调静叶轴流式压缩机（型号：AV56-11），其启动特性如下：

（1）静叶关闭角α关=15°，在此角度下静叶处于全关位置。

（2）最小安全运行α小=22°，是最小可调静叶角度。

（3）最大可调静叶角度α大=79°。

静叶角度正常操作范围为22°-79°，通常称为操作角。该压缩机为电机拖动的可调静叶轴流式压缩机，转速恒定时，流量调节通过静叶角度无级调节来实现。

4.1#催化主风机防喘振控制方案

4.1测量值

压缩机入口流量对应的喉管差压FIT3410。

因为压缩机入口流量对应的喉管差压低于压缩机喘振点对应的入口流量差压时，压缩机会发生喘振，我们控制这个喉管差压使之恒定在压缩机的正常工作范围内，这样就控制了喘振的发生，当压缩机空负荷试车时，但出口防空阀全开，其静叶角度开至最小时，出口流量二分之一所对应的喉管差压值为设计院经验判断点，在B101压缩机首次运行时，测得判断点喉部差压为1067Pa，故将进入ESD的喉部差压下限设定值设定为1067Pa（16.0kpa的6.67%）此设定值是判断机组喘振的重要值。

喉部差压（dpt）若突然下降至设定点以下是ESD（自保器）判断机组发生喘振的关键依据，当喉部差压小于下限设定值，且时间持续3秒以上或在20秒内发生两次持续时间1-3秒的低差压信息，都将判断为机组发生喘振，ESD将自动进入安全运行，机组喘振如再持续10秒（再持续10秒钟的喉部低差压信息），ESD将自动进入紧急停车。

4.2给定值

压缩机喘振点的差压dpt理%+7%的偏置作为给定值。

这个理论值与以下参数有关：静叶角度、入口温度、压缩机出口压力，这三个参数发生变化，正常的工作流量也发生变化。我们可以通过以上三个参数的关系式的综合计算得出这个dpt理%，鉴于在机组运行中不存在人工改变设定值的可能性，本系统在设计过程中，对设定值的系统按照以下原则进行设计，即经调节器内部有关模块计算出机组在静叶角、出口压力和入口温度等条件下，机组喘振点的理论值dPt理%（即喘振流量对应的喉部差压）。dPt理%加上7%的偏置值（即将喘振曲线向安全区平均移动7%，以使压缩机能更安全）就可以作为防喘振调节器的设定值。

4.3通过以上设计可以达到机组正常运行时防喘振的目的，但在设计时，还有两种特殊情况要考虑，即：

（1）压缩机开机时，入口流量是由零慢慢上升到正常值的。

（2）压缩机在倒机退出系统时，入口流量是由正常值慢慢下降为零。

在这两种情况下，必须用手操器人为控制防喘阀的开度，由于有两个防喘阀A（大阀）、B（小阀），所以对应有两个手操器，此时为了防喘控制系统仍起作用，就将两硬手操的输出返回到调节器与其防喘输出进行低选后再送至防喘阀，这样在开机、倒机及运行的情况下，都能实现机组的防喘振作用。

5.方案的实施

由于以前二次表的调节器是PMK，PMR内部模块连接复杂，仪表维护量大，隐患较多，操作不方便，于2013年对主风机进行了改造，直接通过DCS组态、操作，平面直观，维护方便。

DCS实现防喘控制的具体方案：

5.1非喘振时

静叶角度ZT3410、入口温度TI3410、压缩机出口压力PT3410通过DCS内部计算出dpt%，将此值与喉部差压实测值进行比较后输出“0”（因为此时喉部差压实测值大于dpt%理论值）之后分为两路，一路送到输出自动防喘PID值，与软手操器FK3410低选后输出到现场防喘阀A阀的定位器，手操器FK3410B（小阀）与它经过低选后送到现场防喘阀B的定位器，另一路经过逻辑运算后输出“1”的信号到复位键。

5.2当喘振时

因为实测的喉部差压值%≤dpt%的理论值，视为喘振的发生，将此值与喉部差压比较后输出“1”（因为此时dpt%≥喉部差压实际值）之后分为两路，一路经过运算输出一个7%+3%×N的计算结果进行限幅后，送到PV（喉部差压的实际值%）输出自动防喘PID输出值与手操器FK3410A（大阀A）低选后输出到现场控制阀A的定位器，同时与FK3410B（小阀）后送到现场防喘阀B的定位器，另一路经过逻辑运算后输出一个“0”的信号到复位键。

【参考文献】

[1]1#联合装置DCS操作手册.

喘振原因 第4篇

关键词：锅炉,引风机,失速,喘振,异常

某电厂工程所采用锅炉为2×300MW机组, 锅炉采用四角切圆燃烧方式和中间储仓式制粉系统, 同时所配用的引风机为可调轴流式通风机, 其中部分参数如下:风机型号 (TB工况:G158/280, BMCR工况:G158/180) , 流量 (TB工况:277.72, BMCR工况:252.47) , 全压:4910, 叶片数16, 额定转速:735。

1锅炉引风机失速、喘振异常现象及发生机理

首先引风机失速即叶片叶弦的夹角和气流方向被称为冲角, 会使进入风机叶栅的气流冲角随着开得过大的风机动叶而增大, 一旦冲角超过临界值, 叶片背面尾端立即会出现涡流区, 冲角超过临界值越多则表示失速越严重, 同时会加大流体阻力, 进而堵塞流道, 降低风机风压后引发喘振。

其次轴流风机运行中喘振是最特殊的现象, 风机风量与出口压力不对应是造成风机喘振的原因。喘振指风机在运行于不稳定区域内并引起电流、风量和压力的大幅度脉动及管道和风机剧烈震动的现象。高压头, 大容量风机发生喘振的危害很大, 会直接损坏设备和轴承, 锅炉的安全运行也会受风机事故的直接影响, 总而言之, 失速是发生喘振的基本因素, 然而失速却不一定会是喘振, 它只是单纯地失速恶化表现。

2锅炉引风机失速、喘振异常的原因

2.1风机失速原因

如果风机长时间运行于失速区, 必然会损坏叶轮的机械部件或造成叶片断裂, 因此则有相关风机制制造厂规定, 如果风机运行于失速区域内超过15h则需立即更换叶片。但对于机组来说, 风机失速会造成设备出现跳闸现象, 同时会减少机组负荷及迫使单侧通风组停止运行。本文所研究引风机的参数见表1。

从表1中可得知, 喘振前机组负荷为600MV, 引风机动叶开度在93%左右, 引风机喘振时的进口压力、马达电流和进口烟气流量呈大幅度周期性脉动, 同时炉膛负压的波动也较大。引风机出现喘振时的参数见表2:首先发生喘振的B侧引风机, 马达电流也下降到215A, 之后A侧引风机也开始出现喘振, 还产生抢风现象, 导致进口烟气流量、进口压力、马达电流的波动变化较大。恰好引风机附近有运行人员巡检, 当场听到周期性和剧烈的噪音与振动。

2.2引风机喘振原因

空预器的烟气测压差过大增加引风机进口管路阻力, 最终出现管路特性曲线中所显示的变陡现象。对此引风机需不断增加出力使炉膛负压维持到相应的范围, 引风机电流会随着动叶不断地开大而增加, 进而导致引风机进入不稳定工况区域, 造成引风机失速, 失速恶化则会发生喘振并发展为和另一台引风机抢风情况, 最终导致两台引风机进口烟气流量、马达电流、进口压力出现大幅度交替脉动, 使机组和设备的安全运行受到严重威胁。

2.3引风机失速与喘振的联系和区别

轴流式风机的基本属性即失速, 每个引风机上的叶轮可以都会出现不稳定的失速现象, 但这种失速现象是肉眼看不到的, 处于隐性之中。肉眼无法看到的, 因此只能采用高频测试器和高灵敏度仪器对其探测。但喘振和它不同的一点就在于是显行的。风机的流量、压力、功率等脉动会在发生喘振时伴随着噪声有剧烈明显的晃动, 但需指出的一点是, 喘振只会出现在一定的条件内, 如同等风机安装在不同系统就会出现喘振和不喘振现象。此外, 叶片结构特性也是造成风机失速的因素之一, 从开始到结束其基本规律都一直存在, 其运行不会受系统容积形状的影响。风机与系统耦合的振荡特性是喘振的表现形式, 风道容积在一定程度会限制其频率和振幅, 在发生失速时尽管叶轮附近的工况会出现波动, 然而整台风机的流量、压力和功率基本不会受失速影响, 依旧保持稳定运行。但需指出的的是, 整台风机的压力、流量和功率在发生喘振时会遭到大幅度脉动, 导致正常运行无法维持。此外, 失速是降低压力的关键因素, 它只存在于顶峰以左的区域段, 喘振只发生于风机特性曲线的坡度区域段, 二者有着紧密联系, 因而喘振发生和失速的存在息息相关。

3锅炉引风机失速、喘振异常解决办法

3.1合理选择引风机型号和型式

风机选型的合理确定是保证其经济安全运行的前提, 其设计参数更要严格把握, 如果参数过大, 会导致风机不能运行在高效区域内, 使风机运行效果受到影响, 同时会导致风机进出口管道产生强烈振动, 进而威胁机组的安全运行, 但参数过小同样会造成引风机和实际机组满发的需求不符, 是目前我国电站风机选型参数主要根据锅炉最大蒸发量所需风 (烟) 量计算阻力, 同时再加上一定的富裕量, 因此设计裕量是合理确定引风机型号的关键参考标准。需指出的是, 风机选型需有以下参数:BMCR工况、锅炉点火启动工况、50%BMCR工况、选型工况 (TB) 等, 在选型过程中首先根据TB工况参数选取风机型式和型号大小, 之后在所选择的风机性能特性曲线图上画出系统阻力特性, 以此观察所要选的风机是否和安全稳定运行的需求相符。

3.2采用先进的调节方式和编制具体的风机规程

风机调节最适用的方法即变转速调节, 之后选用不同性能的风机, 如进风箱进口百叶窗式挡板调节的离心式风机、静叶调节轴流式风机、入口导叶调节离心风机、动叶调节轴流式风机等。有时风机中的叶片角度会在运行中因为系统计算误差、调节机构动作不当或系统积灰阻塞等原因导致风机进入失速区域, 或另一台风机并入时受操作不当影响, 导致第二台风机失速线的最低点要低于第一台风机运行压力, 由此造成第二台风机出现喘振, 甚至有时还会造成母管压力失衡。因此电厂应在风机投入运行前根据制造厂提供的资料和系统具体条件详细编制风机运行规程, 最后把所制定的规程作为该类设备运检的参考标准。

3.3防止引风机喘振的具体办法

针对锅炉引风机发生喘振原因并结合日常运行维护中常出现的问题, 可从以下解决方法着手:首先在运行中加强监视空预器烟气侧差压, 一旦差压异常升高时则及时增加吹灰次数, 防止空预器堵灰。其次要保证锅炉启动和停止中及时通过刁姐燃油流量防止低负荷, 避免油枪出力过大而造成不充分燃烧现象, 导致烟气中的油 (水) 气凝结造成空预器换热元件锈蚀发生堵灰。第三改造不合理管道布置和低效率运行风机;目前, 我国大型电厂使用的高校电站风机受多种原因限制, 导致电厂内堆积不少低效率运行风机, 那么对此类风机进行改造对提高运行效率起着重要的促进作用, 同时也是我国电站风机节能的关键途径。第四运行中尽可能的控制引风机的动叶开度不超过85%, 一旦超过这个范围值需需通过降低机组负荷或锅炉氧量对动叶进行控制。

结语

总而言之, 锅炉引风机失速和喘振原因和烟气侧差压过高和空预器堵塞有着紧密的联系, 尤其烟气侧差压过高会导致引风机进入不稳定工作程序进行工作, 也和风机的选型不合理有关, 引风机在较为陡峭的工况中运行。对此, 需采用化学药物及高压水冲洗孔预器, 及时更换部分损坏严重的换热箱, 加强监视空预器测压差, 选择合适的引风机, 确保风机在失速裕度足够且稳定区域内运行。

参考文献

[1]张成.动叶可调引风机失速与喘振原因分析与处理[J].中国设备工程, 2014 (08) :19-20.

[2]黄伟, 李文军, 万克洋, 等.300MW锅炉引风机叶片断裂原因分析及对策[J].湖南电力, 2009, 29 (04) :26-28.

[3]黄伟, 谢国鸿, 宾谊沅, 等.大型锅炉引风机失速、喘振异常的分析与探讨[J].电站系统工程, 2009, 25 (04) :27-28, 30.

[4]熊蔚立, 黄伟, 刘志辉, 等.600MW机组"W"火焰锅炉结焦原因分析及对策[J].中国电力, 2009, 42 (12) :57-60.

喘振原因 第5篇

[摘要]随着现代科学技术的快速发展，微电子技术出现了日新月异的发展局面，离心式压缩机的控制系统也逐渐成为压缩机控制界研究的主要课题之一。本文主要论述了防喘振的控制系统以及离心式压缩机调节控制的具体措施等内容。

[关键词]离心式压缩机；调节控制系统；防喘振控制系统

[中图分类号]F407.471 [文献标识码]A [文章编号]1672-5158（2013）06-0194-01

对于汽轮驱动下的离心式压缩机来讲，通常会采用设置一套安全的连锁系统、一套控制压缩机性能的系统以及一套对转速进行控制的系统，这三者之间是完全独立控制的，无法进行信息的共享，这样就很容易造成控制系统之间的相互制约和相互干扰，很难使压缩机的性能得到充分发挥，并且所产生的经济效益也较差，当前，随着现代科学技术的快速发展，微电子技术出现了日新月异的发展局面，离心式压缩机的控制系统也逐渐成为压缩机控制界研究的主要课题之一。

1 防喘振的控制系统

1.1 物性参数与特性曲线的关系

通常情况下的特性曲线论述当中，往往会首先强调物性的参数是不变的，研究实践表明，压缩机本身所产生的极限流量值会发生一定的变化，在一定的转速之下，如果气体的平均分子量是不同的，那么其极限的流量值也会不同，假设气体的平均分子量能够由20不断增加至28，在转速不变的情况下，其压缩机的极限流量点就能从QA转移到QA，使压缩机能够维持额定稳定的出口流量，那么正常工作点就会由A点进入不稳定区的A点，就全年来讲，压缩机的工作环境是在不断发生变化的，在进口压力变低或者是环境温度升高时，平均的分子量就会不断增加，当天气逐渐变热时，离心式压缩机也容易进入到喘振区，最终导致喘振，如果空气过滤器中的过滤网被堵塞，就会使得进口的真空度变大，在导叶阀前的气压变小时，压缩机也比较容易进入到喘振区，以致出现工作不稳定的状况，最终会引发轴震动偏大等一系列的停车，再次启动之后，又会使压缩机运行良好，此类现象几乎每年都会遇到。

1.2 离心式压缩机振喘发生的原因

在运行的过程当中，当离心式压缩机的负荷下降至一定的数值时，就会使得气体的排送出现强烈的震荡，并且机身也会在这时出现明显的剧烈震动，我们称这种现象为喘振，它是离心式压缩机的一种固有的特性，在喘振的状态下，压缩机是绝对不允许运行的，因此在操作的过程中一定要避免喘振的产生。而喘振产生的主要原因必须要从压缩机运行的特性上找笞案，每一台压缩机都有自身特定的喘振趋于，所以必须要根据实际的情况来采取相应的喘振控制措施来进行预防，另外，喘振业余管网的特性有一定的关系，管网的容量越大，那么喘振的幅度也就会越大，其频率也就越低，相反，管网的容量越小，那么喘振的幅度也就越小，其频率也就越高。离心压缩机出现喘振的原因还有压力、温度以及分子量等，在相同的转速下，如果分子的容量越大，而温度越低，那么压缩机就越容易进入到喘振区。

1.3 喘振形成的过程

如果压缩机在QA点处于正常的工作状态，当因为某种原因来降低负荷时，就会使得工作点不断向左移动，而当压缩机在QB时，就会使得压缩机进入极限的工作点，在这时，出口的压力比是最大值，如果负荷继续不断下降，出口的压力也将会迅速降低，同它进行连接的系统其压力会瞬间丧失，导致气体倒流，其工作点也会迅速到达QC点，在这时，系统压力和出口压力就会出现瞬间的相等，因为压缩机还处在运行的过程中，就会使得出口流量迅速增加，此时极限的工作点也会迅速移动到0.13点，由于工作负荷过大，就必须要通过调节系统来降低负荷，并不断促使出口的流量回到QA点，这即是一个相对完整的出口压力喘振周期。

2 离心式压缩机调节控制的具体措施

2.1 一般的离心式压缩机控制方案

为了能够使压缩机得到长期、平稳、安全的运行，在一般情况下都需要对其参数的控制、检测以及安全联锁保护系统等进行设置。调节阀又被称之为控制阀，主要应用在工业自动化的控制过程领域中，通过对调节控制器输出的控制信号加以接收，利用动力操作来改变介质流量、温度、压力、液位等参数的控制元件。压缩机出气压力和气量压力控制系统，有调节原动机转速法、旁路回流法以及直接节流法等，在旁路回流法的控制方案当中，气体经过了多级的压缩之后，就会因为压缩比大使得出口压力相应的增大，在这时最好不要从第一段人口和末端出口直接旁路，否则就会使得能耗增加，在高差压下会使得控制阀的磨损也将增快，因此最好是采用增设降压消音的装置或者是分段旁路设置的措施。

2.2 防喘振调节的具体方法

防喘振调节的主要目的就在于，不管工艺的负荷出现怎样的变化，都必须保证压缩机的人口流量不能够小于转速一定的条件下极限流量值，从理论上来讲，可以指定两套控制方案，一种是固定的极限流量法，另外一种就是可变的极限流量法，其中固定的极限流量法就是指将压缩机自身的防喘振流量尽量控制好设置值，使其能够远离喘振区，如果工作负荷出现变化，就可以保证压缩机不发生喘振，这样的方法也存在着一定的缺陷，就是在正常流量和极限流量相差较大时，就会有过多的空气被放空或者是被反馈，严重影响到经济效益，采用可变的极限流量控制法，可以允许根据工作状况的变化对防喘振设定值进行适当的调整，尽量减少反馈量或者是放空量，以便不断提高经济效益。

2.3 可变极限流量控制方案

为了可以尽量减小压缩机出现能量损耗的问题，在压缩机的负荷可以通过调节速度进行改变的场合，在不同的转速情况下，喘振极限流量将会是一个变数，并且会随着转速的下降而不断减小，最合理的防喘振方案就应当是留出适当的安全值，可以使得防喘振调节器随着喘振边界的曲线进行安全操作。

3 结束语

调节控制系统是离心式压缩机的灵魂，在其运行的过程中起着关键性的作用，随着科学技术的不断进步，控制系统也将会获得越来越大的发展，做好压缩机所具有的控制系统需要积极开展多方面的工作，设计和确定好生产工艺，将工艺介质的密度、组分等参数进行细化，并且要充分考虑到实际的工作情况，做到理论联系实际，严格执行施工要求和设计路线，不断提高离心式压缩机的调节控制性能。

参考文献

[1]曹顺安，基于BP神经网络的火电厂水质调节系统的smlth-PID鲁棒自适应控制[A]湖北省电机工程学会电厂化学专委会2007年学术年会论文集[C]，2007

喘振原因 第6篇

1.1 离心式鼓风机的定义

离心式鼓风机是依靠输入的机械能能, 提高气体压力并派送气体的机械, 它是一种从动的流动机械。

1.2 离心式鼓风机的原理

离心式风机是根据动能转换为势能的原理, 利用高速旋转的叶轮将气体加速, 然后减速、改变方向, 是动能转变为势能 (压力) 。在在单级离心风机中, 气体从轴向进入叶轮, 气体流经叶轮时改变成径向, 然后进入扩压器中, 气体改变了流动方向造成减速, 这种减速作用将动能转换成压力能。压力增高主要发生在叶轮中, 其次主要发生在扩压过程, 在多级离心风机中, 用回流器使气流进入下一叶轮产生更高的压力。

2 C275-1.5/0.77离心式鼓风机喘振

C275-1.5/0.77离心式鼓风在使用过程中集成性能比较好, 可靠性较高, 报警系统和保护措施也较为完善全部采用自动化控制系统, 操作和维护较为简单, 但是也存在一些不足之处, 例如:运行时噪音较大, 开机和倒机时发生的喘振现象较为严重, 而喘振不仅使鼓风机加快了老化, 同时还影响了鼓风机的机械系统, 大大降低了鼓风机的使用寿命, 降低了鼓风机的使用效率。因此针对喘振的现象要找出原因, 研究出解决的对策, 才能有效地完善鼓风机缺陷, 更好地为生产服务。

2.1 C275-1.5/0.77离心式鼓风机喘振的因素

喘振是透平式压缩机 (也叫叶片式压缩机) 在流量减小到一定程度是, 所发生的一种非正常工作情况下的振动。

从实践经验来看, 引起鼓风机喘振因素很多, 如进气压力过低、背压过高、进 (排) 气量忽然减少、进气温度过高、鼓风机忽然转速降低、机械故障、进口风道过滤器堵塞、生化池液位过高、曝气头堵塞、喘振报警装置失灵等。这些因素都会导致离心式鼓风机的喘振的事故的发生。

2.2 离心式鼓风机发生喘振时, 表现的现象有哪些

鼓风机的出口压力在一开始会先升高, 然后急剧下降, 并呈现出周期性大幅度的波动。

鼓风机的流量会呈现急剧下降并和大幅度波动的现象, 严重时甚至出现空气倒灌至吸气管道。

拖动鼓风机的电机的电流和功率表指示出现不稳定, 大幅波动;

机器产生强烈的振动, 同时发出异常的气流噪声

2.3 C275-1.5/0.77离心式鼓风机喘振的主要原因

在鼓风机运转过程中, 当流量不断减少到最小值 (喘振工况) 时, 进入叶栅的气流发生分离, 在分离区沿着叶轮旋转方向并以比叶轮旋转角速度小的速度移动。当旋转脱离扩散到整个通道, 会使鼓风机出口压力突然大幅下降, 而管网中压力并未马上减低, 于是管网中的气体压力就大于鼓风机出口处的压力, 管网中的气体倒流向鼓风机, 直到管网中的压力下降至低于鼓风机出口压力才停止。接着, 鼓风机开始向管网供气, 将倒流的气体压出去, 使机内流量减少, 压力再次突然下降, 管网中的气体重新倒流至风机内, 如此周而复始, 在整个系统中产生周期性的低频高振幅的压力脉动及气流振荡现象, 并发出很大的声响, 机器产生剧烈振动, 以致无法工作, 这就产生了喘振

3 C275-1.5/0.77离心式鼓风机喘振的主要应对措施

在生产过程中, 当发现工作中的离心式鼓风机出现喘振的现象时, 应立即停止工作, 找出造成喘振的原因, 及时针对情况采取相应的措施, 及时消除隐患, 如果不注意甚至忽略鼓风机的喘振问题, 不仅会加剧鼓风机的喘振, 同时还会缩短鼓风机的使用寿命, 加大了工业生产的成本, 所以对待鼓风机的喘振问题一定要及时发现, 及时解决, 最早把隐患消除在萌芽里, 不至于给生产带来不必要的麻烦和不必要的成本的花费。

(1) 采用变频器启动。4台离心式鼓风机都要配置变频器, 防止意外发生喘振, 通过调低鼓风机电动机的运行频率, 以此来消除喘振, 这种方法只针对鼓风机的启动时效果较为明显, 这种方法存在一定的弊端, 该方法在使用时会大大降低鼓风机的使用能力, 因此这种措施只能用作紧急情况下, 临时的解决喘振的措施, 不能长期使用。

(2) 采用出风管放气的措施。这种措施主要是通过在通风管设置一个旁通管, 一旦鼓风机的风量降低到最小值的时候, 可通过旁通管上的自动阀门自动打开放气, 此时, 进口的流量增加, 工作点也有喘振区转向平稳工作区, 从而消除了因进气流量小, 冲角过大导致的运转速度不平衡, 而诱发的喘振的可能性。

(3) 降低聚丙烯酰胺的浓度, 这种方法主要是通过降低聚丙烯酰胺的浓度, 来降低鼓风机的负荷, 因为鼓风机的负荷越大, 发生喘振的几率也就越大, 该方法是在满足工艺需求的同时, 最大限度的降低鼓风机的负荷, 达到消除鼓风机喘振的目的。

(4) 在使用中确保鼓风机整个管道的通常。对鼓风机一定要定期的检查, 一旦发现堵塞的问题及时清理、及时解决。因为C275-1.5/0.77离心式鼓风机的系统, 不是最新研制的新技术, 新产品, 该系统存在传统的缺陷, 运行时多处容易出现堵塞的现象, 因此应尽快更换鼓风机的新系统, 以降低鼓风机管路的阻力问题, 除此之外, 鼓风机的出口管与总管的连接角设置为90度, 这样大大增加了鼓风机运行时局部的压力, 所以针对这种情况要及时改造管路来完善鼓风机管路的通畅。

(5) 一定要加强运行人员的技术培训, 杜绝人为的不当的操作导致鼓风机喘振的出现。在生产运行中, 由于运行人员的操作不当, 出口阀门未能迅速的打开, 致使机组在小流量的状态下运行, 导致出现鼓风机的喘振现象。因此, 一定要对运行人员经过正规的培训, 熟练掌握鼓风机的正确操作流程, 避免人为的原因, 造成鼓风机的喘振。

(6) 对鼓风机进行定期的维护和保养, 对鼓风机的油温、油压, 主电机的温升, 鼓风机的电源、振动情况一定要定期检查、定期的维护和保养, 确保鼓风机保持最佳的工作状态, 避免喘振的发生。

4 总结

离心式鼓风是生产中重要的机械设备, 而喘振则式鼓风机运行中最容易出现的故障问题, 喘振大大降低了鼓风机的使用寿命, 使鼓风机在生产运行中也也到了严重的影响。因此, 对鼓风机的喘振一定要做出准确的判断, 并及时处理, 确保鼓风机生产工作的正常运行。

参考文献

[1]高压离心式鼓风机喘振的分析与对策.豆丁网[1]高压离心式鼓风机喘振的分析与对策.豆丁网

压缩机防喘振研究 第7篇

一、压缩机和喘振现象

常用压缩机主要类型有轴流式、离心式、活塞式、回转式等。这四种压缩机的工作原理可总结为两类:其中轴流式和离心式压缩机属于第一类, 该类压缩机将动能转化为势能, 利用动力装置将气体加速, 再进行降速, 并改变气体流向, 使气体势能增加的原理实现输送。如离心式压缩机, 利用在压缩腔中的旋转叶轮产生的离心力将气体介质甩向特定方向, 并给予气体介质压动能, 同时使压缩腔形成负压区, 抽吸气体持续进入压缩腔, 实现了对气体的持续输送。而第二类压缩机如活塞式和回旋式压缩机则通过减少压缩腔容积, 使压缩腔内气体增压并排出的压缩气体方式实现气体输送的。压缩机在选择压缩机的类型时, 应将所输送气体介质的类型、流量、压力等参数和压缩机的特性进行对比考虑。

压缩机工作时, 工作负荷下降到某一值后, 其出口流量会发生强烈波动不稳, 位于出口的气体止逆阀由于剧烈波动的影响会发生开关不稳现象, 这会导致压缩机的气体流量、压力随着止逆阀的开关产生频率变化, 当振幅达到一定程度后, 压缩机机身将产生振动或晃动, 产生“吼叫声”, 这个过程就是压缩机的“喘振”现象。喘振现象是气体可压缩性的特性造成的, 是压缩机的常见现象。上世纪40年代中期, 英国学者就提出应对离心压缩机的喘振现象给予关注和研究。压缩机产生喘振现象的原因和常见实例有:

(1) 转速下降但背压未下降。压缩机若出现转速下降的故障时, 会使压缩机出口压力急剧降低, 导致管网中高压气体回流至压缩机, 引发喘振现象。导致压缩机转速下降的原因有很多, 如调速系统故障、气体质量较差导致的压缩机堵塞、气体供给不足导致的管网压力下降等。

(2) 管网阻力或后系统压力增大。管网阻力和后系统压力的增大都会导致管网特性曲线急剧上升, 产生喘振。例如:出口阀门故障导致的管网阻力升高、排气通道不畅导致管网阻力升高、工艺改造导致的后系统压力升高等现象。

(3) 压缩机的入口压力降低或入口管线阻力增大。入口的压力降低或阻力增大会导致喘振现象的发生, 具体实例如:入口过滤器堵塞、压缩机入口吸入杂质、入口前设备多导致的阻力增大等。

(4) 温度变化影响产生喘振。主要有冷却系统失效、环境温度变化等。

(5) 气体介质成分变化引发喘振。如催化剂中毒、环境影响改变了气体组分等原因。

因此, 影响压缩机喘振现象的因素主要有压缩机性能、流量、背压、转速、气体相对分子量、入口压力、入口温度、管网容积、管网阻力等。当开展压缩机的防喘振研究时, 必须充分考虑以上因素, 建立有效的检测监测系统, 准确测量各参数变化, 对压缩机的工作状态做出评价。

二、压缩机防喘振措施

喘振现象发生的原因有很多, 但其根本原因和主要原因是由于入口气体流量小于压缩机所要求的最低流量。因此, 压缩机防喘振基本措施主要是使入口流量和入口压力满足压缩机的最低限度, 保证压缩机的流量稳定并处于正常工作要求范围内。具体的防压缩机喘振措施有:

(1) 管道优化

主要可通过增加并接防喘振设备、增加压缩机旁路、建立压缩机自动防护系统来进行管道优化。将防喘振阀、流量计、防喘振放空阀等装载在防喘振管线上, 当管道出现供气不足时, 流量计监测气量不足信号并指示防喘振阀启动并开启防喘振放空阀, 确保压缩机内流量总大于管道流量;利用冷却机将出口处的大流量气体分离从旁路吸入入口处, 减少喘振发生的可能;建立包含防喘振控制阀门、控制器、流量监测系统、温度压力传感器等设备的自动保护系统, 确保入口流量达到压缩机的正常工作需求。

(2) 建立防喘振模糊控制模拟方法

设计模糊控制器, 利用Matlab软件编程控制建立模型, 可有效分析压缩机喘振现象, 并得出合理的防喘振控制要求。

(3) 生产优化管理

压缩机生产使用过程中须优化管理, 具体有设备维护优化、环境保护、设备操作优化等方面。其中设备维护优化要求:滤网及时更换以确保入口过滤器压差较小、避免气体掺入杂质、检测设备功能保障等;环境保护要求保障环境温度的变化对压缩机的影响降至最低, 防止出现管路堵塞;设备操作优化要求防止系统压力超压、稳定系统流量、根据要求调节压缩机转速等要求。同时, 压缩机操作维护相关人员应加强学习和培训, 要不断提高专业素质。

结束语

压缩机应用广泛, 但压缩机的喘振现象严重影响压缩机的正常运转, 甚至威胁生产安全。本文通过分析压缩机原理以及产生喘振现象的原因和实例, 总结影响压缩机产生喘振现象的各种因素, 并提出预防和减轻压缩机产生喘振的有效措施, 可有效提高压缩机的使用寿命和行业生产安全性。对于提高压缩机应用和生产安全有着重要的意义, 为压缩机工作安全和生产提供了保障。

摘要：压缩机作为一种有效的气体运输设备, 广泛应用于天然气输送、空气钻井、化工制药等行业。但由于压缩机的工作特性经常引发“喘振”现象, 会严重影响压缩机的正常运转, 甚至威胁生产安全。本文通过分析压缩机原理以及产生喘振现象的原因和实例, 总结影响压缩机产生喘振现象的各种因素, 并提出预防和减轻压缩机产生喘振的有效措施, 可有效提高压缩机的使用寿命和行业生产安全性。文章结合压缩机喘振实例, 提出了相应的防喘振有效措施, 对于提高压缩机应用和生产安全有着重要的意义。

关键词：压缩机,喘振,预防措施

参考文献

[1]苏灵波, 房旭鹏.压缩机喘振及其预防[J].压缩机技术, 2011 (1) 15-31.

[2]唐宇, 石成江, 吴华远.离心压缩机喘振原因分析与控制措施[J].当代化工, 2012 (9) 992-994.

[3]宋智民.离心压缩机喘振预测和控制研究[D].硕士学位论文, 大庆:大庆石油学院, 2006.

浅析离心式压缩机防喘振控制 第8篇

1、压缩机的喘振及危害

压缩机入口流量减少时, 可能出现另一种不稳定工况现象, 压缩机的气体流量和排气压力周期性地低频率、大振幅地波动, 引起机器的强烈振动, 这种现象称为压缩机的喘振。喘振时, 气流轴向波动, 通过压缩机的整个气体流量 (或平均流量值) 大幅波动, 喘振频率和振幅由流路的容积大小决定。形成喘振的内在原因是气流的严重失速和扩展, 外部条件是压缩机与管网联合运行工况条件。

下面利用特性线来说明 (如图) , A点与B点为管网特性线与压缩机特性线交点, 其中AE为正常特性线, CB为突跃失速后可能工作的特性线。设A点为压缩机工作失速点, B点是失速后一个可能的稳定工作点, 压缩机在A点工作时, 流量微小的减少便引起压缩机的施转失速 (图中所示为突变失速) , 压缩机排气压力突然减少, 如果管网的容积非常小, 管网的压力能迅速调整到和压缩机排气压力相适应, 运行点移至新的平衡点B (如双点划线所示) 。如果管网容积很大, 压力变化很慢, 高于压缩机排气压力, 会迫使气体倒流, 工作点由A点移至D点 (如虚线所示) 。由于在叶栅脱离区充以气体, 工作暂时恢复正常, 这时管网一方面继续给用户供气;另一方面一部分气倒流入到压缩机使管网压力迅速下降, 压缩机又可以向管网正常供气, 很有可能工况点沿虚线至A点, 如果引起喘振原因未消除, 又会重复上述现象。实际管网的容积是有限的, 开始可能出现倒流时, 管网的压力跟着降低。暂时排不出的气体, 叶片槽道的脱离区可能缩小, 叶栅工况很可能瞬时恢复正常。压缩机的排气量迅速增加, 然后又很快达到稳定运行点A (如点划线所示的喘振循环路线所示) , 如果上述引起失速的原因未消除, 就会重复上述现象 (如图中所示的喘振循环路线) , 出现压缩机压力、流量大幅度地波动, 这就是喘振。一般管网容量大, 喘振的频率低, 振幅大。反之, 管网容量小, 喘振振幅小, 频率高。从以上分析来看喘振可以分为弱喘振和深度喘振, 它们之间没有分界线, 一般出现倒流的喘振肯定为深度喘振。喘振现象通常具有如下宏观特征。

⑴、压缩机工作极不稳定。压缩机正常运转时, 排气压力、流量等参数脉动值小, 频率高 (图a) 。减少流量到接近喘振流量时, 脉动加剧, 时而出现时而消失。无明显规律, 继续减少流量到出现喘振时, 气动参数会出现周期性的波动, 振幅大, 频率低, 同时平均排气压力值下降 (图b) 。对深度喘振来说, 由于气体从排气管网倒流入压缩机继而又经压缩再排出, 使气流温度可能急剧升高。

⑵、喘振有强烈的周期性气流噪声, 出现气流吼叫声。正常运转时气流的声音为哨声, 到喘振前气流声音变化不大。喘振时突然出现周期性的爆声, 再减少流量, 会出现轰隆隆声。有时由于现场其他的杂声, 或对双缸体压缩机, 在喘振轻微时, 也可能听得不明显, 但多数情况下是能明显听得到的。

⑶、机器强烈振动。机体、轴承等振幅急剧增加。

压缩机是不允许在喘振条件下运行的, 因为危害很大。第一, 它可能损坏如密封、O形环等压缩机零部件, 甚至引起动、静零部件等重大碰撞损坏。对止推轴承产生冲击力, 破坏轴承油膜稳定, 损坏轴承。可能破坏油密封系统, 使油膜密封的油气压差失调, 造成油膜密封故障。第二, 可能破坏机器的安装质量, 破坏各部分调整好的间隙值, 甚至引起轴的变形等, 引起机器在以后运行中振动加剧。第三, 可能使一些有关仪表失灵或使仪表准确性降低。

实际运行中引起喘振的原因很多。除了内部流动情况因失速区的产生与发展结果引起喘振外, 从外部条件来分析, 即从压缩机与管网的联合运行来分析, 管网流量、阻力的变化与压缩机工作不协调应是引起压缩机喘振的重要原因。这种工作的不协调可以分为两点:第一, 压缩机的流量等于或小于喘振流量;第二, 压缩机排气压力低于管网气体压力。因为联合运行点是由压缩机特性线和管网特性线共同决定的, 如果联合运行点落在压缩机特性线的喘振区时就会出现喘振。

2、防喘和抑喘方法

由于喘振的严重危害性, 所以防止喘振和抑制喘振的发生, 一直是长期研究的重要课题, 有许多行之有效的方法。归纳起来分为两类:一是在压缩机本体设计时采取的, 以扩大稳定工况范围为目的;二是针对压缩机运行条件即从压缩与管网联合运行上采取的。

第一类方法中, 离心式压缩机设计上采取的措施:一是在气动参数和结构参数选择上, 如采用后弯式叶轮, 无叶扩压器, 出口宽度减窄的无叶扩压器, 叶轮叶片进口边适当加厚等;二是在设计时采用导叶可调机构或者增设专用喷嘴, 以便运行需要时, 将部分气流从叶轮出口引喷入到叶轮入口, 改变叶轮入口气流的预旋, 抑制喘振发生。机匣处理技术, 也可以应用到离心式压气机, 如对半开式离心式叶轮, 在轮盖侧靠近叶轮人口处机壳上开设轴向斜槽和在叶轮出口无叶过渡段机壳上开设环形缝隙与一容积腔相连等。

第二类方法中除了离心式压缩机的导叶可调外, 比较普遍的是采用防喘装置。一方面设法在管网流量减少过多时增加压缩机本身的流量, 始终保持压缩机在大于喘振流量下运转;另一方面就是控制管网的压力比和压缩机的进、出口压比相适应, 而不至高出喘振工况下的压比。当管网需要的流量减少到压缩机喘振流量时, 旁通阀打开, 让一部分气体回流到入口或放空, 使实际通过压缩机的流量为大于喘振流量, 防止喘振发生, 它常应用于工业离心式压缩机。

结论:目前, 离心式压缩机防喘振控制方法很多, 各种控制方法互有优缺点。压缩机的防喘振控制思想要符合整套乙烯生产装置和设备指标的要求, 不能顾此失彼, 要是整个机组的性价比达到最大化, 这是压缩机防喘控制的最终目标

摘要：中国石油大庆石化公司120万吨乙烯改扩建工程, 裂解气压缩机EC-3301为日本三菱重工有限公司 (MHI) 成套设计制造, 由蒸汽透平驱动、离心式五段压缩、三个缸体组成。本文主要针对离心式压缩机防喘振控制进行简要分析。

关键词：离心式,压缩机,喘振,控制

参考文献

轴流式高炉鼓风机防喘振的探究 第9篇

1 喘振的基本含义以及产生原因和表现形式

1.1 喘振的基本含义

喘振是透平式压缩机 (也叫叶片式压缩机) 在流量减少到一定程度时所发生的一种非正常工况下的振动。离心式压缩机是透平式压缩机的一种形式, 喘振对于离心式压缩机有着很严重的危害, 简单来说就是流体机械及其管道中介质的周期性振荡, 是介质受到周期性吸入和排出的激励作用而发生的机械振动[1]。

1.2 喘振的产生原因

“喘振”顾名思义就像人哮喘一样, 风机出现周期性的出风与倒流, 相对来讲轴流式风机更容易发生喘振, 严重的喘振会导致风机叶片疲劳损坏。

喘振的产生与流体机械和管道的特性有关, 管道系统的容量越大, 则喘振越强, 频率越低, 产品一般都附有压力-流量特性曲线, 据此可确定喘振点、喘振边界线或喘振区, 流体机械的喘振会破坏机器内部介质的流动规律性, 产生机械噪声从而引起工作部件的强烈振动, 加速轴承和密封的损坏, 一旦喘振引起管道、机器及其基础共振时还会造成严重后果。

1.3 喘振的表现形式

轴流式高炉风机的喘振现象主要是表现在两个方面, 其一是电流减小且频繁摆动、出口风压下降摆动;其二是风机声音异常噪声大、振动大、机壳温度升高、引送风机喘振动使炉膛负压波动燃烧不稳。

2 轴流式高炉鼓风机的构成以及工作原理

关于轴流式风机的构成主要是由轮毂、叶片、轴、外壳、集风器、流线体、整流器、扩散器以及进风口和叶轮所组成, 而进风口是由集风器和流线体组成, 叶轮由轮毂和叶片组成, 叶轮与轴固定在一起形成通风机的转子, 转子支承在轴承上, 当电动机驱动通风机叶轮旋转时, 就有相对气流通过每一个叶片。

轴流式风机叶片的工作方式与飞机的机翼类似, 但后者是将升力向上作用于机翼上并支撑飞机的重量, 而轴流式风机则固定位置并使空气移动, 气流由集流器进入轴流风机, 经前导叶获得预旋后在叶轮动叶中获得能量, 然后再经后导叶将一部分偏转的气流动能转变为静压能, 最后气体流经扩散筒, 将一部分轴向气流的动能转变为静压能后输入到管路中[2]。

3 轴流式高炉鼓风机防喘振方面所存在的问题

有些企业在实际的工作当中没能按照标准来进行管理, 出现了防喘阀的开度基本上在百分之十的样子, 致使轴流式的高炉鼓风机通常是处在放风的这样一个状态, 最终造成了不必要的能量浪费以及放风噪声污染较为严重这些问题;还有就是在防喘振的品质控制方面需要得到加强提高, 而在当下的一些企业在这方面做得有时还不够理想, 高炉的路况倘若不顺畅那么鼓风的阻力就会随之增大这时就会使风机工况点进入调节区时, 一般情况下都是人工进行干预来进行开启防喘阀门, 使得工况点转回到稳定的工作区, 而一些较为保守的安全意识使得工况点与防喘振线比较的远;另外高炉鼓风机喘振的性能还受到不同入口的温度的影响, 而较为固定的喘振性能曲线在对高炉鼓风机的防喘振性能的反映方面不能够突出其真实性, 这就对于高炉鼓风机在稳定以及安全上有着很大的影响, 并且对于高炉鼓风机的供风性能也有着制约的作用[3]。

4 对于轴流式高炉鼓风机防喘振方面的优化防治措施

针对当下的轴流式高炉鼓风机所出现的一些不太理想的问题进行解决, 首先就是要提高其可靠性, 根据分析制定了一些实施的有效的措施, 首先是对防喘线进行了设置如下图表所示。

把整个的工况控制点要得到降低, 在工况点的控制上达到百分之二, 超出或者是低于都会有警报发出, 防喘警报线的制定是一个比较好的解决能源浪费以及放风噪声污染的措施, 在轴流式的高炉鼓风机的性能上由于受到进气条件的影响从而变化会随之变大, 故此, 在防喘振线以及喘振线方面进行了温度补偿, 这样能在环境的温度发生变化比如升高的时候防喘振线以及喘振线就会和微机监控的画面曲线相分离进而往下发生转移, 由此就能够对于轴流式的高炉鼓风机在性能上以及防喘线的设置上达到预期的要求效果, 以起到防喘的这一目的。

其次就是在防喘振的控制方面要得到优化的目的就要对可编程逻辑控制系统 (PLC) 得到合理的应用, 可编程逻辑控制器系统的高速运算能够很大程度的对于用户程序的扫描周期得到优化, 另外使用方便, 编程简单、功能强, 性能价格比高、可靠性高, 抗干扰能力强, 系统的设计、安装、调试工作量少、维修工作量小等这些都是可编程逻辑控制器能够很好地加以利用的先决条件, 这对于防喘振控制的优化有着重要的帮助;在喘振阀的使用上也要选择那些性能较为优良的, 这样能够可以很好的对喘振所引起的压力得到有效的释放, 在调节方面的性能优良能够很好的对于流量进行有效调节不致其起浪点[4]。

最后就是为了对高炉鼓风机的安全进行防护, 在其喘振发生的时候或者是持续的逆流发生的时候, 高炉风机就进入到了不安全的状态, 这时防喘振阀要全部打开, 待到情况排除完毕之后要尽快的对机组的正常运转进行恢复, 倘若是高炉风机的相关运行参数达到了上限以致联锁停机时, 这时防喘振阀也要马上全部打开。

5 结束语

随着我国的科学技术的不断发展进步, 在一些钢铁产业的生产方面的要求也越来越高, 这就要求了在生产的过程当中一定要对生产的质量有所保障, 而质量就在于生产程序的细节上, 轴流式的高炉鼓风机的防喘振就是一个很重要的流程, 只有在一些基础的设施上得到了保障才能够把生产的质和量得到理想的提高, 在以后的工作当中对于这方面的问题还需要进一步的学习探索, 把实际的工作经验进行总结, 把整个的运行程序更加合理化的得到施展, 促进我国在一方面的技术进步。

摘要：随着我国经济的发展科技水平的逐步提高, 同时也带动了各个领域的发展进步, 在钢铁产业的发展上我国已经取得了较好的成绩, 在一些大中型的企业中对于生产钢铁的基础设施最常见的一个设备就是轴流式的高炉鼓风机, 但是随着时间的推移在轴流式的高炉鼓风机防喘振的实际工作中出现了一些不合理的现象。文章主要是对于在工作中所出现的问题进行详细的分析探究, 并找出适当的解决方法, 希望能够对此发展有所裨益。

关键词：轴流式,高炉鼓风机,防喘振

参考文献

[1]罗畅.1号高炉鼓风机防喘振解耦控制算法及应用[J].浙江冶金, 2011 (01) :19-20.

[2]张俊, 程大章, 康盛.高炉鼓风机的防喘振控制策略设计[J].电气自动化, 2012 (01) :23-24.

喘振原因 第10篇

在甲醇制烯烃的分离单元中, 一个关键设备是反应气压缩机, 它能够将气体压力提高, 从而支持后续分离。在压缩机的工作过程中, 喘振是一种不良现象, 会对压缩机造成严重的伤害。因此, 为了确保压缩机能够安全运行, 应进行有效的防喘振系统设计。在系统设计过程中, 应首先分析其具体需求, 然后对硬件和软件进行选型, 再结合相应的防喘振控制策略, 对系统的现场仪表、控制逻辑等进行设计。

1 压缩机喘振的危害

在发生喘振过程中, 压缩机的机械结构等将会受到十分严重的伤害。压缩机的定子和转子由于承受了交变应力, 会发生断裂。同时, 压缩机的级间压力会失常, 进而引发较为剧烈的振动, 会对推力轴承、级间密封等造成损伤。在喘振过程中, 主轴和叶轮之间的温差会增大, 会对叶轮的过盈量造成破坏, 从而导致叶轮松动。此外, 在喘振过程中, 定子和转子会发生相互碰撞, 使压缩机的机械结构遭到破坏, 甚至引发安全事故。

2 防喘振控制技术

2.1 主动控制

主动控制主要是针对气流失稳的情况, 对可能引起喘振的不稳定气流进行直接控制和抑制。采取主动控制技术, 能够维持压缩机工作点的稳定, 并扩展到原喘振区的部分范围, 从而扩大压缩机稳定运行的范围。紧连控制阀防喘振系统是目前发展前景最好的一种主动控制技术, 主要包括压缩机、紧连控制阀、节流阀、气体容器、压缩机管道等部分。

2.2 被动控制

被动控制的控制原理:控制和改变压缩机入口的流量, 将其提升至喘振流量线之上。 但是, 该方法有一个较大的缺陷:会造成大量的能量损失, 这是由于被动控制使用回流阀, 因此出口流量中的一部分会回流到压缩机的前一级。 被动控制技术主要包括模糊控制法、可变极限流量法、固定极限流量法等。

3 反应气压缩机控制系统

3.1 反应气压缩机

在烯烃分离过程中, 反应气压缩机是十分重要的设备, 它能够压缩反应气, 使其压力得到提升, 从而为后续的分离提供条件。反应气压缩机为四级离心式压缩机, 压缩单元包括有级间冷却器、级间吸入罐、反应气压缩机等部分, 主要作用是分离反应气中的气液成分。压缩机分为四级, 压缩过程有三段都设有回流阀, 分别用于:第二级后水洗塔到第一级吸入罐的回流;第三级出口到碱洗塔入口的回流;第四级出口到高压脱丙烷塔入口的回流。

3.2 系统控制需求

压缩机防喘振控制系统对压缩机每一级的温度、压力、速度等进行测量, 并据此对防喘振控制阀的开启与否和开启程度进行控制, 从而实现压缩机良好的运行状态。同时, 控制系统还会对汽轮机、压缩机等运行状态进行检查, 确保其运行安全。控制系统主要的输入输出变量包括数字量输入/输出、模拟量输入/输出、脉冲量输入/输出等。控制系统需要具备的功能包括系统自诊断、与DCS串行通信、80ms以下的系统执行时间、Windows人机界面环境、时间顺序记录SOE、在线编程维护等。压缩机控制系统的硬件要求主要包括:I/O卡件和主处理器的三重化、可在线更换的故障卡件和主处理器、配备操作站、系统I/O卡15%的备用量、达到TUV AK6级认证、完成卡件安装后20%的可用系统机柜空间、60%以下的压缩机控制系统通信和CPU负载能力、能够进行在线编程维护的工程师站、1∶1冗余的电源模块等。根据压缩机性能控制、防喘振控制等方面的要求, 可以采用透平压缩机综合控制系统, 其能够有效满足系统实际运行和维护的需求。

4 仪表选型

在仪表选型过程中, 应当遵循性能好、维护方便、精度合理、质量可靠等原则, 必须选择取得许可证、经过相关部门检验批准的产品。对于阀门定位器和电动检测仪表, 传输信号应选择4~20m A, 通信协议选择HART。现场安装的电子式仪表, 应按照危险区域来划分等级, 尽量选择本安型仪表, 电磁阀尽量选择隔爆型。

在压缩机的工作现场存在着火灾和爆炸的风险, 生产过程应用的甲烷、丙烯、乙烯、烃类等原料和产品属于甲类危险品, 同时也都是易燃易爆介质, 因此, 对防爆工作应当进行严格的控制和管理, 选用的仪表要满足实际的防爆要求。在防喘振控制系统中, 需要应用到防喘振控制阀、温度仪表、振动和轴位移传感器、流量仪表、压力仪表等。

5 控制逻辑

5.1 联锁逻辑

在烯烃分离的过程中, 压缩机的运行状态将会直接影响到整个系统装置的运行情况, 因此, 需要对压缩机进行有效的联锁保护。在压缩机的运行过程中, 进排气压力、轴承温度、轴位移、轴振动、润滑油总管压力等因素都会对其造成影响, 当满足停机条件时, 联锁停机功能就会启动。报警动作的触发条件, 会在联锁控制板中显示。

5.2 防喘振控制逻辑

防喘振控制器能够通过控制逻辑实现压缩机的防喘振控制。例如, 在压缩机第二级防喘振控制中, 程序通过具体计算后, 将结果信号传送给监控DCS系统和人机界面, 发生喘振时, 工作人员复位喘振计数, 防喘振控制程序收到信号后, 会对喘振计数值进行显示, 同时给出喘振线和压缩机工作点之间的偏差, 根据这些信息, 工作人员就能够采取相应的措施来解决喘振问题。

6 防喘振控制

6.1 防喘振控制器

防喘振控制器主要包含喘振线、喘振检测、安全裕度、喘振控制线、控制器设定点、防喘振PID控制器、喘振超驰、防喘振控制高选模式、防喘振控制阀输出信号判断、变送器故障恢复、防喘振电磁阀控制等功能模块, 通过这些功能模块, 能够实现设定悬停线值、喘振超驰、快开慢关等特殊功能, 从而确保防喘振控制器功能的正常发挥, 对压缩机运行过程中的喘振现象进行有效的控制。

6.2 防喘振控制策略

压缩机防喘振控制策略主要包括喘振控制线控制、速率控制、开环阶跃控制等。如果压缩机的工作点达到喘振控制线, 喘振控制线控制会立刻改变防喘振控制阀的开度, 同时发送两个解耦信号。一个解耦信号发送到汽轮机控制, 使其转速立即增加;另一个解耦信号发送到压缩机组过程控制, 使其停止干涉喘振控制线控制。速率控制是在特性曲线上, 对压缩机工作点的最大移动速率进行限制, 如果压缩机工作点与喘振控制线接近, 速率控制能够将工作点的移动速度降低;如果压缩机工作点到达了喘振控制线, 速率控制能够将工作点的移动速度迅速降低, 从而使工作点的移动速率变为0。如果利用喘振控制线控制和速率控制的策略都无法实现对压缩机工作点的有效控制, 其仍然处于喘振控制线左侧, 并且朝喘振线移动, 开环阶跃控制功能就会启动。该控制策略会使防喘振控制阀达到一个较高的阀位, 在此过程中, 压缩机入口处的压力和流量都会迅速提升。经过一段时间的控制调节后, 防喘振控制阀将会缓慢关闭, 从而使压缩机恢复到正常的运转状态。

7 结语

在压缩机的实际运行中, 时常会发生喘振的情况, 会降低运行效率, 甚至引发更为严重的故障, 因此, 应采取相应措施, 确保压缩机稳定、安全运行。

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