一种离心压缩机防喘振控制策略及其应用
离心式压缩机防喘振控制及故障诊断系统研究与应用
大型透平压缩机在工艺过程中是最关键和最 重要的没备，是工艺装置的核心。“。因此，压缩机 一旦停机或损坏，整个工艺装置都要停产。而压 缩机控制系统是控制、保护压缩机的关键，并且其 控制策略和算法不同于一般的工艺过程控制。压 缩机性能曲线计算在压缩机控制中是十分关键的 部分，喘振线不仅和压缩机进、出口压力及流鼍 有关而且与气体分子量有着密切联系，而且分子 量的变化对喘振线的影响也很大∽Ｊ，所以寻求一 种好的喘振曲线计算方法对于压缩机控制来说是 十分关键的。目前，世界上现有的压缩机控制系 统种类很多，安全性较好，性能可靠，压缩机调试 维护也较为方便，保证了压缩机机组的长期稳定
改进遗传神经网络的学习曲线
４工程应用实例
迭代周期
以浙江某压缩机控制系统工程为例，上位机 采用美国ＧＥ公司ｉＦＩｘ组态软件与ＰＬｃ进行实 时通讯，ＰＬＣ与ＣＣｃ防喘振控制器通过Ｒｓ－２３２
图６
ＢＰ网络的学习曲线
万方数据
５９２
化工自动化及仪表
第３８卷
转ＲＳ－４８５进行串行通讯。 该防喘振控制系统在工艺扰动较大情况下， 能很好地控制压缩机喘振发生。以往的控制系统 由于扰动而发生喘振时，回流阀门的开度大约是 ７０％一８０％左右，甚至更高，并且回流阀控制投用 自动失效，这样势必会造成能量浪费，阀门调节给 操作人员带来极大的困难。而应用改进控制系 统，虽然出现较大工艺扰动，但回流阀的开度较 小，一般在５％一６％之间，回流的流量减小，且可 以投用自动，节能效果明显改善，操作起来也极为 方便。同时在上位机应用ＭＡＴＬＡＢ与ｉＦＩｘ平台， 开发了智能故障诊断系统，将采集来的振动信号 进行存储，然后将其传递给ＭＡＴＬＡＢ进行计算分 析，通过神经网络分析轴承故障原因，将故障分 类，这样可及时检测故障、排除故障、防止系统误 停车，保证系统安全运行。再者，ＰＬＣ与ＣＣＣ防 喘振控制器配合使用，在保证系满足控制要求的 前提下，系统集成成本比专有的压缩机控制的成 本明显降低。
压缩机防喘振控制方案
压缩机防喘振的两种方法[分享]压缩机防喘振的两种方法一、离心式压缩机喘振的原因喘振是离心式压缩机的固有特性。
产生喘振的原因首先得从对象特性上找。
从图1中可见压缩机的压缩比P2/P1与流量Q的曲线上都有一个P2/P1值的最高点。
在此点右面的曲线上工作，压缩机是稳定的。
在曲线左面低流量范围内，由于气体的可压缩性，产生了一个不稳定状态。
当流量逐渐减小到喘振线时，一旦压缩比下降，使流量进一步减小，由于输出管线中气体压力高于压缩机出口压力，被压缩了的气体很快倒流入压缩机，待管线中压力下降后，气体流动方向又反过来，周而复始便产生喘振。
喘振时压缩机机体发生振动并波及到相邻的管网，喘振强烈时，能使压缩机严重破坏。
二、防喘振自控系统的可行性分析为使压缩机安全有效和经济运行，在低负荷下操作时，其气量应始终保持在喘振区右边并留有一定的安全裕量，一般控制线位于超过喘振极限流量的5％—10％之处。
只要保证压缩机吸人流量大于临界吸入量Qp，系统就会工作在稳定区，不会发生喘振。
即在生产降负荷时，须将部分出口气体，经出口旁路阀返回到入口或将部分出口气放空，保证系统工作在稳定区。
三、防喘振自控系统的几种实现方法目前常采用两类防喘振方法，即固定极限流量（或称最小流量）法与可变极限流量法1．固定极限流量法固定极限流量的防喘振控制系统，就是使压缩机的流量始终保持大于某一定值流量，如图1中的Qp，从而避免进入喘振区运行。
此法优点是控制系统简单，使用仪表较少。
缺点是当压缩机转速降低，处在低负荷运行时，防喘振控制系统投用过早，回流量较大，能耗较大。
2．可变极限流量法在压缩机负荷有可能通过调速来改变的场合，因为不同转速工况下，极限喘振流量是一个变数，它随转速的下降而变小，所以最合理的防喘振控制方法，应是留有适当的安全裕量，使防喘振调节器沿着喘振极限流量曲线右侧的一条安全控制线工作，这便是可变极限流量法。
常用控制方案有两种：一是采用测量压缩机转速，经函数发生器作为流量调节器给定值（图2)。
离心式压缩机喘振及控制策略
离心式压缩机喘振及控制策略摘要：离心式压缩机的喘振是一种必然现象，是压缩机的固有特性。
但是喘振必须要得到控制，如果喘振过于剧烈，会对天然气管道造成较大危害，损坏其他机组等。
与此同时，要控制离心式压缩机的喘振就需要弄清喘振的发生原理，维护方法等，在机组运行时避免其进入喘振区，从而降低喘振带来的损害。
本文结合笔者研究实践，对喘振的原理进行了简要分析并提出了相应的控制策略。
关键词：离心式压缩机喘振控制发生原理损害中图分类号：tb652 文献标识码：a 文章编号：离心式压缩机和喘振（一）、离心式压缩机简介离心式压缩机是一种在短时间内体改气体压力的设备，当气体进入压缩机后，通过叶轮的高速旋转，提升气体压力，气体在跟随叶轮高速旋转的同时，在叶轮离心力的作用下想叶轮出口流动。
除此之外，由于空气受到叶轮的扩压作用，动能和压力都得到较大的提高。
在气体进入到扩压器之后，气体的动能进一步转换为压力能，气体在通过弯道、回流器流入下一级叶轮进一步压缩，从而使气体的压力达到后续工艺的需要。
在输送体积较大，压力相对较低的气体时，就会使用离心式压缩机，提升气体压力。
在这个过程中，离心式压缩机对气体的压力、流量、温度等比较敏感，所以压缩机组在运行过程中会伴有强烈的震动和噪声，这对压缩机机组的叶轮、轴承等会造成一定程度的损坏。
所以针对离心式压缩机的喘振控制研究是非常有必要的，具有很强的现实意义。
（二）、发生喘振的原理在离心式压缩机的机组中，气体的压缩主要是通过叶轮和高速旋转和扩压器来实现，但是当气流在叶轮或者扩压器中发生严重的气流旋转脱离，这是就导致离心式压缩机发生喘振的根本原因。
叶轮上的旋转脱离：由于叶片形状、安装位置的差异以及气流的不均匀性，在运行过程中，随着叶轮旋转和气流的连续性，这种气流边界层分离会沿着叶轮旋转的反方向逐渐扩大到整个流道，这就是发生喘振的原因之一，旋转脱离。
扩压器内的气流旋转时速：高速气流活动时，主要是主流层的动能传递给边界层，壁面的摩擦力会影响边界层的气流，使得沿着流道方向的分速度降低，压力增大，主流层的动能也不断减小。
离心式压缩机的喘振及防喘振控制分析
设备运维离心式压缩机的喘振及防喘振控制分析张倩（青海盐湖工业股份有限公司化工分公司，青海格尔木816000）摘要：离心式压缩机和其他类型的压缩机相比较，它具有体积较小，流量比较大、正常状态下运行效率较高，最主要的是对它的维修及保养非常方便且简单等优点。
因此，在现代工业生产中已经广泛应用离心式压缩机。
但是，在实际应用中，由于离心式压缩机本身对气体的压力、流量发生的变化非常敏感，因此，在实际应用过程中离心式压缩机会发生喘振现象。
关键词：离心式压缩机；喘振；防㟨振；控制离心式压缩机发生喘振现象属于运行中的一种特殊形式，当正在运行中的离心式压缩机发生喘振时，气流很容易会发生严重的冲击，甚至于喘振严重时，离心式压缩机的内部零件会有不同程度的损坏，这也是导致压缩机正常运行中可能发生故障的原因之一。
因此，针对离心式压缩机运行中发生喘振现象，应釆取相应的有效措施加以控制，才能确保空心压缩机正常平稳的运行。
1离心式压缩机的工作原理离心式压缩机正常运行中的工作原理具体如下：压缩机在正常运行过程中，气体将会随着压缩机的叶轮而旋转，同时也会因受离心力的作用被甩出，大量的流进压缩机的扩压器中，在叶轮处形成一个真空地带，与此同时，一些末经处理的外界新鲜空气会逐渐流入叶轮中，通过叶轮不停的旋转，对气体不断的吸入又甩出，从而使气体可以保持连续不断的流动。
2离心式压缩机喘振出现的原因及影响因素2.1离心式压缩机出现喘振的原因第一，离心式压缩机系统受到的压力过大时，会造成喘振现象，具体原因有以下几点：(1)离心式压缩机在正常运行的状况下，突然停止工作，而压缩机内所存的气体未及时清空。
(2)压缩机管道出口处的逆止阀发生失灵现象，导致使用受阻。
(3)气体在阀门处聚集的容量过大，当气体进入压缩机的出口时，气体的流量发生了强烈的下降趋势，这种情况下，使压缩机的防喘系统没有足够的完成投自动的时间。
第二，空心式压缩机吸入的气体流量不足。
当压缩机正常运行过程中，吸入的气体流量如果低于喘振流量时，空心式压缩机的管道入口处的过滤器会出现异常。
离心式压缩机的防喘振控制详细版
文件编号：GD/FS-4241（安全管理范本系列）离心式压缩机的防喘振控制详细版In Order To Simplify The Management Process And Improve The Management Efficiency, It Is Necessary To Make Effective Use Of Production Resources And Carry Out Production Activities.编辑：_________________单位：_________________日期：_________________离心式压缩机的防喘振控制详细版提示语：本安全管理文件适合使用于平时合理组织的生产过程中，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到实现简化管理过程，提高管理效率，实现预期的生产目标。
，文档所展示内容即为所得，可在下载完成后直接进行编辑。
一、离心式压缩机的特性曲线与喘振离心式压缩机的特性曲线通常指：出口绝对压力户2与人口绝对压力p1之比(或称压缩比)和入口体积流量的关系曲线；效率和流量或功率和流量之间的关系曲线。
对于控制系统的设计而言，则主要用到压缩比和入口体积流量的特性曲线，见图6—20中实线。
离心式压缩机在运行过程中，有可能会出现这样一种现象，即当负荷降低到一定程度时，气体的排出量会出现强烈振荡，同时机身也会剧烈振动，并发出“哮喘”或吼叫声，这种现象就叫做离心式压缩机的“喘振”。
喘振是离心式压缩机的固有特性，而事实上少数离心泵也可能喘振。
离心泵工作中产生不稳定工况需要两个条件：一是泵的玎—Q特性曲线呈驼峰状；二是管路系统中要有能自由升降的液位或其他能贮存和放出能量的部分。
因此，对离心泵的情况，当遇到具有这种特点的管路装置时，则应避免选用具有驼峰型特性的泵。
对离心压缩机，由于它的性能曲线大多呈驼峰型，并且输送的介质是可压缩的气体，因此，只要串联着的管路容积较大，就能起到贮放能量的作用，故发生不稳定跳动的工作情况便更为容易。
浅析如何做好离心压缩机的防喘振控制
价值 工 程
浅析如何做好 离心压 缩机 的防喘振控制
Ａｎ ｔ ｉ － ｓ ｕ ｒ ｇ ｅ Ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｃｅ ｎ ｔ ｒ ｉ ｆ ｕ ｇ ａ ｌ Ｃｏ ｍｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｏ ｒ
谢聃 Ｘ Ｉ Ｅ Ｄ ａ ｎ
（ 河 北 沧 州 渤 海 石 化工 程 有 限公 司 ， 沧州 ０ ６ １ ０ ０ ０ ）
摘要 ：离心式压缩机在石油化工行业有着 广泛 的应用 ， 它的重量 小、 容 易磨损 的部件 少、 装 置的运行效率 高、 供 气比较也 没有油 气的污染、 可 以运转平稳 及经济性好等优点。离心压缩机有 着众多的优势 ， 可是在特定的一些工况就会产生喘振， 机器无法正常的使 用， 甚至还有可 能会 由于失误 而造成更严重的事故 。 做好 离心压缩机的防喘振控制有着非常重要的意义。 本文介绍 了压缩机喘振的现 象、 原 理， 并针对 离心压缩机的喘振提 出了有效 的方法和控 制方案 。
（ Ｈｅ ｂ ｅ ｉ Ｃ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｂ ｏ ｈ ａ ｉ Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ Ｃ ｏ ｍ ｐ ａ ｎ ｙ ， Ｃ ｎｇ ａ ｚ ｈ ｏ ｕ ０ ６ １ ０ ０ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
较强 的气流波动 ， 将其称 为压缩机喘振 。在压缩 机发生喘
在压缩机 处于正常运行状态时 ， 若 气流的量进入叶轮 振过 程中 ， 不但会 引起气流量 的大幅周期 性波 动 ， 同时也 会 造 成 压 缩 机 机 身 强 烈 振 动 ， 同 时 带 动 出 口管 道 和 厂 房 框 的内部 比那 个工况下规定 的最小气流量要小 ， 那 么系统管 发 出周期性 响声。 当没有及时找到控制方法 ， 网内的一部 分气体就会倒流进入到压缩机 ， 这种现象就叫 架一起振动 ， 将 会 破 坏 压 缩 机 的轴 封 和 级 间 密 封 ，并 加 快 轴 承 磨 损 速 做 喘振流量 ， 一旦压缩机 的出口压力 比系统管网内 的压力 又会造成压缩机动静部件 的摩擦和碰撞 ， 压缩机 停工 ， 要高 ， 压缩机 就会再一次 的出现排气 ， 压 缩 机 系 统 内 的气 率 ， 甚至会 引发 重大事故等。 总而言之 ， 喘振 已成 为影Ⅱ 向 压缩 体 就会出现周期性 的振荡 ， 主要 震荡表现出的位置是机组 机组 正常、 稳 定 工 作 的一 个 主 要 因素 。 ［ ３ ］ 和连 接 的 管 道 ， 这 些 设备 会 共 同 出现 幅 度 很 大 的并 且 带有 １ 离心压缩机的喘振机理 周期性的振荡 ， 这 种 工程 上 的现 象被 称 作 喘 振 。【 ｌ 】 如图 １ 所示表示 的为离心压缩机 的喘振原理 ， 从图 中 当压缩 机运行 时 ， 如压缩机 的吸入气体量减小至一定 可知 ， 离 心压缩机 的工作特性 曲线主要 可以分为稳定区和 数值 时 ， 压缩 比降低 ， 会造 成排气管 线内部 的压力远 大于 不 稳定 区 两 个 区域 。 而 我 们 所 说 的压 缩 机 的喘 振 一 般 发 生 压缩机 出口处的压 力 ，已被压缩 的气体会倒流至压缩机 ， 的区域是不稳定 区。 当压缩机系统 收到 外面 的阻力 ， 由于 当管 线 内部 压 力 降 低 后 ，气体 的流 动 方 向发 生 改 变 。 闭 此 某种 原因阻力升 高到一定 的高度 时， 压缩机 的工况会从 Ａ 时， 压 缩 机 入 口处 气 体 流 量 及 出 口出压 力 会 出现 较 大 幅度 点一下子 突变到图 中的 Ｂ点 ，此时设备 的排气压 力会一 的周期 性低 频率振动 ， 如 此现象持续 出现 ， 会造 成压缩机 下子升 到最大 ， 然后就 会 出现脱流 ， 这种现 象一般 发生在
离心式压缩机防喘振控制方案(精)
学号：学生姓名：指导教师：年月5.5~6cm摘要离心式压缩机是生产过程中十分重要的气体输送设备，喘振现象是离心式压缩机的固有特性，是离心式压缩机工作在小流量时的不稳定流动状态，它对工业生产有很大的危害。
解决离心式压缩机的喘振问题，对提高压缩机运行的质量和效率具有重要意义。
如果采用合适控制方法，会提高压缩机的生产效益。
论文首先介绍了压缩机防喘振控制的国内外发展现状和意义，在综合各种现有的压缩机防喘振控制系统解决方案的情况下，基于对离心式压缩机防喘振控制方案研究的目的，本文介绍了离心式压缩机工作的基本原理，并对其喘振特性和防喘振控制系统进行了具体分析，主要运用可变极限流量法，设计了基于8051单片机的离心压缩机防喘振控制系统。
设计内容主要包括：整体设计方案，单片机控制系统的硬件电路设计和软件设计。
单片机控制系统的硬件电路设计主要包括检测电路，A/D转换电路，D/A转换电路，显示电路，报警电路，驱动电路等几个部分。
软件设计采用的是模块化程序设计方法，主要程序模块包括压力和流量循环采样模块，A/D以及D/A转换程序模块，中断程序模块等。
软件设计力求简洁，运用子程序，使程序具有易扩展、可修改移植的优点。
本设计最终目的是使压缩机脱离喘振的危险，也为离心压缩机防喘振控制系统进一步深入研究创造条件。
关键词：离心式压缩机；防喘振；8051；PIDIAbstractCentrifugal compressor is a very important equipment of gas carrying in industrial production process, Surge phenomenon, which is the inherent characteristic of centrifugal compressor, is defined as the instability flow condition when centrifugal compressors works in little flow, and does great harm to industrial production. It has great significance to improve the quality and efficiency of centrifugal compressor in operation by solving the problem of surge. If some proper method is taken, the compressor will get much better profit.First, this thesis introduces the development and significance of centrifugal compressor anti-surge control both at home and abroad. By the comprehensive consideration of various anti-surge control system applied in centrifugal compressor presently, based on carrying out the objective that the anti-surge control of centrifugal compressor is implemented, the fundamental of work of the centrifugal compressor is introduced, and the speciality of surge and the anti-surge control system is particular analyzed. This thesis uses the method of the alterable limited flow. This article describes design of the anti-surge control of centrifugal compressor based on single chip microcomputer.Its contents mainly include: Completion of the design plan, hardware circuit design, software design, and etc.. The hardware circuit design of one-chip computer control system mainly includes A/D&D/A change circuit, detection circuit, display circuit, etc.. Adopt the module to design program in software design, procedure module mainlyincludes flow and pressure circulation module, interrupt program module, conversion program module of A/D&D/A. Software design strives to be succinct， using the subprogram in a large amount, it will make the procedure apt to expand and be revised easily.The last aim of this scheme is to make the centrifugal compressor break away from the danger of surge, and it will create conditions for further study of centrifugal compressor anti-surge control system.Key words：centrifugal compressor；anti-surge；8051；PIDII目录摘要 (I)Abstract .............................................................................................................................. . (II)第1章绪论 (1)1.1 本课题的研究意义 (1)1.1.1 前言 (1)1.1.2 离心压缩机防喘振的重要作用 (2)1.1.3 离心压缩机防喘振控制系统的研究意义 (2)1.2 离心压缩机防喘振控制系统的国内外研究现状及趋势 (3)1.3 本课题主要研究内容 (4)第2章离心压缩机防喘振控制系统整体方案设计 (5)2.1 离心压缩机工作原理 (5)2.2 喘振现象 (6)2.3 影响喘振因素 (7)2.5 喘振控制技术及防喘振控制要点 ...........................................................................102.6 防喘振控制要点 .......................................................................................................12第3章离心压缩机防喘振控制系统设计 (14)3.1 系统总体设计思想 ...................................................................................................143.2 系统的设计框图及工作原理 ...................................................................................16第4章控制系统的硬件设计 (19)4.1 单片机控制器的选型及引脚功能 ...........................................................................194.1.1 微处理器的选择 (19)4.1.2 8051的引脚功能 (19)4.2 8051存储器扩展电路的设计 ...................................................................................224.2.1 外接数据存储器6264的性能指标及引脚 (22)4.2.2 6264与8051的接口电路 (24)4.2.3 外接程序存储器2732的性能指标及引脚 (25)4.2.4 2732与8051的接口电路 (26)4.3 检测变送装置的选择及转换电路 ...........................................................................274.3.1 检测变送装置的选择 (27)4.3.2 转换电路的设计 (29)4.4 A/D转换接口电路设计 (30)4.4.1 ADC0809主要性能指标 (30)I4.4.2 ADC0809引脚功能 (31)4.4.3 ADC0809与8051接口电路 (32)4.5 D/A转换接口电路的设计 ........................................................................................334.5.1 DAC0832主要性能指标 (33)4.5.2 DAC0832的引脚功能 (34)4.5.3 DAC0832与8051接口电路 (35)4.7 报警电路 ...................................................................................................................354.8 LED显示电路 ...........................................................................................................364.9 驱动电路 ...................................................................................................................374.10 复位电路 .................................................................................................................394.11 电源电路 .................................................................................................................39第5章系统的软件设计 (41)5.1 控制算法的确定 .......................................................................................................415.2 PID算法简介 ............................................................................................................415.3 算法的具体操作 .......................................................................................................445.4 系统的软件设计 .......................................................................................................455.4.1 程序内存的划分 (45)5.4.2 主程序模块 (47)5.4.3 A/D转换模块 (48)5.4.4 比较算法控制子程序 (49)5.4.5 D/A转换子程序 (49)第6章结论与建议 (51)参考文献 ............................................................................................................................ 52 致谢 .................................................................................................. 错误！未定义书签。
离心式压缩机组防喘振控制及应用
离心式压缩机组防喘振控制及应用中国石油天然气第七建设工程有限公司山东青岛 266300摘要：本文以揭阳石化空压站压缩机为例阐述了离心式压缩机喘振控制原理、操作点算法、防喘振控制功能及防喘振系统的调试与应用，对今后进行机组调试有着借鉴意义。
关键字：防喘振控制；操作点；性能曲线压缩机是石油化工装置的核心设备，其安全平稳运行对安全生产起着至关重要的作用,防止喘振是压缩机运行中极其重要的问题，许多事实证明，压缩机的大量事故都与喘振有关。
一、喘振的定义及发生的条件：1：喘振，顾名思义就像人哮喘一样，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，管道系数容量越大，则喘振越强，喘振引起管道，机器及基础共振时，就会造成严重后果。
为防止喘振，就必须使流体机械在喘振区之外运转。
理论和实践证明，能够使离心压缩机工况点落入喘振区的各种因素，都是发生喘振的原因。
2：压缩机喘振的条件：压缩机发生喘振的根本原因就是进气量减少并达到压缩机允许的最小值。
①压缩机特性决定了转速一定的条件下，流量对应于出口压力或升压比，并且在一定的转速下存在一个喘振流量。
当压缩机运行中实际流量低于这个喘振流量时压缩机便发生喘振。
这些流量、出口压力、转速和喘振流量的综合关系构成压缩机的特性线，也叫性能曲线。
在一定转速下使流量大于喘振流量就不会发生喘振。
②如果压缩机与系统管网联合运行，当系统压力大大高出压缩机在该转速下运行对应的极限压力时，系统内高压气体便在压缩机出口形成很高的“背压”，使压缩机出口阻塞，流量减少，甚至管网气体倒流；入口气源减少或切断，压缩机都可能发生喘振。
③机械部件损坏或者部件安装不全，安装位置不准或者脱落，会形成各级之间或各段之间串气，可能引起喘振；过滤器阻力太大，逆止阀失效或破坏，也都会引起喘振。
④实际操作中升速升压过快，降速之前未首先降压可能导致喘振。
升速、升压要缓慢均匀，降速之前应先采取卸压措施，⑤工况改变，运行点落入喘振区。
离心压缩机的防喘振控制措施
转子和静态部分相撞，对压缩机正常运行，带来非常大的威胁，甚至导致压缩机报废，需要在压缩机实际运行的过程中，认真做好相关应对工作。
2 离心式压缩机性能曲线离心压缩机喘振的产生与流体机械和管道特性有着非常密切的关系，在离心压缩机运行的过程中，若压缩机的排气量与进气量二者之间相等，并且压缩形成的排气压力与管网压力相等，说明压缩机与管网性能之间具有良好的协调性，在实际操作中，应该及时查看离心压缩机的性能曲线，关注压缩机的运行状况，避免压缩机进入喘振区域，为压缩机的安全稳定运行奠定基础。
3 离心式压缩机发生喘振的原因3.1 流量因素离心压缩机在运行过程中，当压缩机流量降低，压缩机出口压力增大，当达到这一转速时的最高出口压力时，机组就会进入喘振区，此时压缩机出口压力下降，导致压缩机出现喘振[2]。
同时，在流量一定的情况下，压缩机转速越高越容易出现喘振现象。
离心压缩机之所以出现喘振，其根本原因是流量小所造成的，所以在压缩机的运行中，增加压缩机的流量，是离心压缩机预防喘振的重要条件。
3.2 入口压力压缩机入口压力降低，压缩机就越接近喘振区域，这是由于入口过滤器的压差增加，造成进入压缩机气体流量减少，从而导致压缩机出现了喘振，在离心压缩机操作的过程中需要及0 引言离心压缩机是通过叶轮高速旋转，在离心力的作用下将叶轮中心的气体甩向叶轮的边缘，气体的动能增加，被甩出后的气体，进入扩压器之中，通过这一过程降低气体速度，使得动能与静压能之间转化，压力得到提升。
而在叶轮的中心区域就会成为低压真空地带，此时外界新鲜气体被吸入，之后又会随着叶轮旋转，在不断吸入和甩出气体的过程中，使得气体得以持续流动。
喘振的发生使压缩机不能正常工作，压缩机性能恶化，效率降低，对压缩机组造成严重损伤，离心式压缩机不可以在喘振时运行，所以做好喘振预防，能够进一步提升离心压缩机的安全运行效果。
1 离心式压缩机喘振现象在离心式压缩机运行的过程中，当压缩机入口流量不断降低，就会在压缩机流道中产生严重的旋转脱离现象，堵塞流道，造成压缩机出口压力大幅下降，难以保证管网的输气压力，此时管网中的气体会倒流入压缩机中，直到管网压力下降到与压缩机出口压力相等时倒流停止。
浅析TRIDENT防喘振控制系统在离心压缩机中的应用
工艺 设备 《
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浅析 Ｔ Ｒ Ｉ Ｄ Ｅ Ｎ Ｔ防喘振 控 制 系统在 离心压 缩机 中的应 用
姚 龙
７ １ ９ ３ １ ９ ） （ 陕 西 煤 业 化 工 集 团神 木 天 元 化 工 有 限 公 司 ，陕 西 榆 林 摘
要 ：本 文 介 绍 了 ＴＲＩ Ｃ ＯＮＥ Ｘ 公司 Ｔ ＲＩ ＤＥ ＮＴ 系统 的在 离心 压 缩机 控 制 中如何 实现 防喘 振控 制 。
（ 图 ３ 设 定点浮动线 ）
四、Ｔ ＲＩ ＤＥ ＮＴ喘 振 控 制 器 特 － 陛
因为 喘振发 生得 很快 ，必 须使 用特殊 的控制 技术 来保证 防 喘阀及
七 、适 应 ・ 陛增 益 和 非 对 称 响 应 喘振 控制 器提供 了 一种适 应性 增益特 性 。当工 作点 在喘振 控制 线
般情 况 下 ，压 缩 机不 会在 喘振 线上 持续 运 行或 过 长时 间运 行 。 当工 作点在控 制线右方 （ 安全 区域 ） ，喘振 控制器 的设定点 （ 线）须 在 当前 ｈ值 的某一可 设百分 比范 围 内以可 设值移 动 。当工作 点越 过设 置
一
点 （ 浮动线） 如图 ３ ，以小幅快速 向喘振线 窜动时 ， 将 发生如 下情形 ： ｌ防喘 阀迅速打开 ２ ． 设定 点浮动线将 以可设值 移动直至 防喘阀全关 ３ ． 新工作 点建立 如 果设 定点 浮动线 与喘 振控制 线重 合 ，系统将 保持 回流 以保证 在 喘振 控制 线上运 行 ，此 特性 并非在 所有 条件 下应 用 ．在 应 用前 亦需 作
防喘振控制技术在小型离心压缩机上的应用实践研究
机械与设备2017年5期︱317︱防喘振控制技术在小型离心压缩机上的应用实践研究肖东升昆明冶研新材料股份有限公司（曲靖生产区），云南 曲靖 655000摘要：经济飞速发展下，带动机械技术的突飞猛进，在实践工作使用的机器设备上的小型离心压缩机是机械科技研究的重要内容，研究这内容可以为小型离心压缩机的在使用过程中可以更顺畅带来技术上的支持，本文就主要分析了防喘控制技术在小型离心压缩机上的实践工作，本文分析的防喘控制技术是新研究出的控制系统，对实践中用这一系统对小型离心式压缩机进行技术上的改造，分析整个个改造的过程，检验改造结果。
关键词：防喘振控制技术；小型离心压缩机；应用中图分类号：V233.95 文献标识码：B 文章编号：1006-8465（2017）05-0317-02工程机械技术的发展下，带动了各种机械技术的进步。
现今的，一种应用在小型离心压缩机上的控制系统，对推动机械技术进步有着一定的意义，防喘振控制技术在小型离心压缩机上的应用实践工作中，氮气型压缩机工作组在正常的生产阶段，入口中的导流叶片还有防喘控制阀的阀门自始至终都是自动进行控制的方式，这样就有了两方面的优点，保证了机组工作的安全运行，在调节品质方面对生产工艺进行了提高，免于放空形成的浪费。
1 实践应用分析 对一些氮气压缩机进行研究分析，压缩机设备在氮气压缩机运行中的配套系统是比较传统的控制系统，这种控制系统在保证压缩机安全的运行上主要应用的又是入口倒流叶片进行手动的控制和放空阀来进行的手动控制方式。
在避免工作机组出现喘振问题上，要放空阀维持在百分之三十上下度的开度，要维持这一状态主要缘由就是这种控制系统缺少对防喘振这一功能的专门控制工作和算法。
没有进行这种装置的配备就是因为这种控制技术一般都是掌握在国外的机械制造公司的，想要进行引进就必须花费大量的资金。
（1）离心式氮气压缩机在工作过程中的不足之处 第一点就是应用进口生产的导叶阀的手动进行控制，在确保后续工艺压力上是难以得到稳定的。
浅谈离心压缩机的防喘振控制
但 压 力 多变 ， 而且 在 压 缩 机 的进 出口均 无 节 流元件 ， 此 种 防 喘 振 控 制 方 案 就 只能 采 用 脉 动 函数 控 制方 法 ， 此 种 方 法也 是 目前 研 究 中 最 不 确 定 的 办法 。 在 这 种 情况 下， 多 采 用 压 比脉 动 、 电流 脉 动 等 矩 阵 在一起运 行的各种装 置、 设备、 容器、 阀和 喘振 控 制 是 将 压 缩 机 控 制 运 行 在 机 组 的 防 出 口压 力 脉 动 、 管道组成。 喘振 线 右 线 即为 成功 。 函数， 来实 现 防喘 振 控 制 方案 。
的。 由喘 振 点 连 成 的 线 ， 叫喘 振 线 。 喘 振 线 出 给 一 个 执 行 器 ， 这 样 就 会 给 编程 、 调试 、 左侧 叫喘 振 区 ， 喘 振 振 右 侧 叫运 行 区。 机 组 操 作 带 来麻 烦 ， 存 在 人为 的 不 可确 定 因素 ， 因 此 要 做 防 喘振 使 控 制 变 为不 稳定 ， 不可 靠 ， 更 不智能 。 组 本体 性 能 的掌 握 、 工 艺要 求 的了解 及 控制 是 严 禁 在 喘 振 区运 行 的 。 所 谓 喘振 （ ｓ ｕ ｒ ｇ ｅ ） ： 是 由于 严重 失 速 （ ４ ） 性 能 曲线 多条 ， 工 艺 变化 多变 ， 无 节 方 案 的 选 择 成 为了其 控 制 系统 的 前 提 基 础 控 制 。 ‘ 采用脉 动 函数 控制 必要条件。 在 复杂 的控 制 中， 要求 最 高 的 就 导 致 在 压 气 机 和 连 接 管 道 中 ， 出现 工 质 流 流 元 件 ， 此 种 情 况是 压 缩 机 介 质多为空 气 ， 电 机 是 机 组性 能 控 制 中的 防 喘 振 控 制 。 其 控 制 量 以 较 低 的 频 率 振 荡为 特 征 的 不 稳 定 流 动 恒转速， 而 工艺 流 量 调 节 量 为 稳 定 ， 是 为 了使 压 缩 机 能 够 满 足 工 艺 过 程 中对 于 的 有 害 工 况 。 当压 缩 机 运 行 中， 气 流 在 排 出 脱 动 ，
压缩机防喘振控制及应用
压缩机防喘振控制及应用作者：张家瑞曹铮罗啸天来源：《今日自动化》2019年第03期摘要：离心式压缩机运行过程中，叶轮高速旋转经由扩压机扩压之后，会提升气体的压力，满足工业生产的需求，其在工业生产中占据着非常关键的地位，且其应用越来越广泛。
在压缩机实际运行中，由于其自身运行机理和外部因素的共同影响导致其容易出现喘振现象，不利于压缩机的安全、稳定运行。
所以，对离心压缩机喘振原因进行分析，并采取合适的防喘振措施，对于保证现代工业生产的安全稳定进行非常重要。
文中以C02压缩机为例对压缩机防喘振系统出现的问题进行了分析，然后提出了一些改造和防范措施，希望能够进一步促进压缩机的安全、稳定运行。
关键词：压缩机;防喘振;问题分析;防范措施中图分类号：TP272文献标识码：A文章编号：2095-6487（2019）03-0041-020引言离心式压缩机在当前工业生产中应用非常广泛，在钢铁、化工以及石油等行业都有运用，其主要功能为压缩并输送气体。
CO2压缩机的防喘振控制系统若是抗干扰性能、控制性能较差，很容易对其装置的稳定运行产生较大的影响，从而只能依靠手动控制进行。
通常来说，CO2压缩机都存在防喘振控制功能与不完善，以及性能与防喘振控制缺乏协调功能，导致压缩机的性能无法得到有效的调节，进而大大影响到气化运行德定性。
所以，需要对C02压缩机防喘振控制系统中存在的问題进行有效分析，并通过技术改造，来提高整体设备的使用性能，使其更加高效的运行。
1防喘振控制系统常见问题CO2压缩机的防喘振控制系统常见问题主要有三点，其一是防喘制余f较大，且压缩机的回流阀开度也较大，使得CO2压缩机在运行过程中，容易出现较大的能源损耗;其二是防喘振控制的抗干扰性能较差，且运行不稳定，使得整个C02压缩机装置的运行状态受到影响，只能依靠手动进行控制;其三是压缩机的性能与防喘振控射功能还缺乏完善性，且防喘振控射与性能没有很好的协调运作，导致压缩机的性能无法得到更好的调节。
石油化工离心压缩机防喘振控制器的制备应用
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图1 防喘振控制功能框图
不同静叶角度对应传真点不同，计算对应的出口压力作为 纵坐标，根据气体压缩机曲线图中喘振极限临界工况点数据折 算成压力变送器刻度值对应的Δp 与p2 相对值。在其右侧画出 与a 平行的直线b 为安全操作线。
2 压缩机喘振控制策略
1.1 压缩机喘振原理
喘振是压缩机损坏的主要诱因之一，应研究喘振的机理， 提高压缩机的抗喘振性能。压缩机大量事故都与喘振有关，喘 振时气流产生强烈的往复脉冲，气流强烈的无规律震荡引起机 组强烈震动，喘振可能会造成严重的漏气，喘振出现会使压缩 机停机，或造成压缩机叶片损坏。
喘振使轴向推力增大，强烈的震动可能造成仪表失灵，使转 子与静止部分相撞，导致压缩板报废[1]。实际运行中引起喘振的 原因有很多，阻力的变化是引起压缩机喘振的重要原因。负荷下 降到一定数值时，出口压力大于管网压力时，压缩机排出气体， 气体排送出现强烈的振荡，喘振产生的原因是压缩机工作流量 小于最小流量，叶片一侧气流边界层严重分离，形成旋转脱离。
压缩机发生喘振主要因压缩机运行流量小于喘振流量，压 缩机转速变化过快可能引发喘振，喘振流量与入口温度等有关。
Q=f(P,n,T，M) 式中，Q 为喘振流量，n 为转速，M 为气体分子质量。T 为 入口温度。
防喘振控制算法将差压值经折线运算出口压力器设定
SP，与PV 相减得到偏差后用PID 控制实现，e=PV-SP，防喘振
3 防喘振控制器的设计
流量计安装在压缩机入口时，检测出差压信号与出入口 压力，计算离心式啊压缩机工作点横坐标rHc，公式简化为rHc=
H_pc·t (
)。离心压缩机工作点纵坐标是出
一种离心压缩机的防喘振控制方案
一种离心式压缩机的防喘振控制方案关键词：喘振本文以某工厂空分装置电机拖动的空气压缩机为例来说明离心压缩机的防喘振控制方案。
该压缩机电机型号为XXX1120-4，额定功率21,500KW，电压10KV，电流1380A。
压缩机为XXX125-4，额定流量226,000Nm3/h。
机组振动、位移、温度监测及联锁暂不涉及。
在电机拖动的压缩机的运行中，在基本恒定的转速下，一定的出口压力，有一个最小流量点。
低于这个流量点，压缩机会发生喘振。
喘振发生时，流经压缩机的气流压力和流量周期性波动，使整个压缩机组的振动加大，严重时造成机组损坏。
因此预防喘振的发生非常重要。
本例中的压缩机组入口流量通过导叶FV0010来调节。
导叶安装时，虽已留有一定的机械开度，但DCS实际控制时，同样也要设定一个开度下限。
这里设置为为5%。
在DCS上，导叶FV0010的控制由排气压力调节器PICA0001A，额定电流调节器CIC0001，手操器HC0010三个控制器经过低选器后去控制导叶FV0010开度。
在实际正常生产中，电机电流在额定电流之下，导叶手操器HC0010开度由人工给到100%。
导叶的开度由压力PID控制块PICA0001A 来调节。
出口压力高，关小导叶，压力低，开大导叶。
控制的幅度由P、I、D参数的比例带、积分时间、微分时间来设置。
调节器输出的4~20mA电流信号给到导叶执行器上安装的阀门定位器（这里用的FISHER的DVC6200），阀门定位器经过电气转化，输出气动信号控制执行器的气缸在某一行程位置。
执行机构将直线行程转换成角行程，从而控制导叶的开度。
直行程的启点和终点于角行程的起始开度和最终开度，在调试的时候按设计要求设置好。
压缩机组的出口设置放空阀BV0001来进行压力调节和防喘振控制。
在DCS上，包括排气压力调节器PIC0001B，防喘调节器BIC0001，手操器（HC0001）3个调节器经过高选器后，去控制BV0001开度。
离心压缩机的防喘振控制
离心压缩机的防喘振控制摘要：本文以离心压缩机设备的性能调节为研究核心，说明防喘振控制工作的重要性，并对发生喘振的主要原因进行深入分析，再从控制方案角度讨论空压机性能曲线参数，因为该参数大多是由进出口参数压比（或出口压力）、流量参数比（或差压）多重参数进行最终控制，所以，在参数联动控制状态下，压缩机的启动、运行调节过程中，如果无法有效控制机组发生的喘振问题，则会导致机组由此受到一定程度的损坏。
基于此，为进一步保证机组的运行安全和可靠性，需要为不同调节控制操作提供必要的保护，此时防喘振控制线具有十分重要的作用。
关键词：离心压缩机；使用性能；防喘振控制前言：目前，离心式空压机设备在仪表风、动力站、空分系统以及冶金吹炼等众多装置中有着十分广泛的应用，在供风、升压等类型的原动设备中发挥着重要作用。
因其具有流量范围更宽、压力范围更宽、构造更加简单、工作效率更高、使用寿命更长的特点，备受使用者好评。
基于此，为保证离心压缩机设备的机组性能控制效果，达到防喘振控制目标，需对压缩机设备的运行参数进行调节，主要包括流量、压力、压比和温度等参数进行调节和控制。
1喘振的分析讨论在压缩机处于工作运行状态时，会在某一个特定压力值、特定转速下，存在一个最小流量点，在量值低于流量标准时，此时的压缩机设备使用性能将会变得不稳定，并发生喘振现象[1]。
在喘振状态下，压缩机系统自身的气流会呈现出周期性波动特点，此时压力和流量会出现大幅度波动，进而导致整个压缩机组的工作振动出现加大发展的趋势，情况严重时，甚至会造成压缩机设备出现损坏。
所以，需设定一个可以防止压缩机出现喘振现象的控制系统，形成一定的限制作用，确保压缩机实际流量不会出现大幅度下降，保证参数处于工况最低允许值以上，这样即不会造成压缩机设备进入喘振工况区域内，同时的也可以为压缩机设备的安全运行状态提供必要的保障作用。
在离心式空压机组处于运行状态时，容易出现喘振故障问题，这种喘振问题的原因大多在于空压机本身的气体流量过度下降，导致空压机叶片出现旋转失速的情况。
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摘
要： 在详 细分析 喘振 的危害、 喘振发生机理和影响 因素的基 础上 ， 介绍 了 目前工程上常用的两种 离心压缩机 防
喘振 控 制 方 法 。 为最 大程 度 地 扩 展 机 组 的 运 行 工 况 范 围和 提 高性 能 ， 用 可 变极 限 流 量 法 发 展 了一 种 离心 压 缩机 采 防 喘振 控 制 策略 。该 策略 包括 防喘 振 数 学模 型 的 建 立 和 防 喘 振 控 制 系统 的 设 计 ， 成 功 地 应 用 于 某 离心 压 缩机 组 并
ＬＵ Ｇｕｏ ｑ ａ － ｉ ｎｇ
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有特 征 。这 种不稳 定流 动现象 的存 在将 对压缩 机 的
结构产 生极 大 的危 害 ， 如喘 振 过程 中机 组 会产 生 比 剧烈振 动 ， 密封 、 承 和 叶轮 等 都 会 产 生 极 大 损 对 轴
伤， 压缩 机在 短时 问 内载荷较 大 的变 化 ， 对驱 动系统
１ 喘 振 发 生 机 理 与 控 制
旋 转失 速 是 喘振 现 象 的前 奏 和 内因 ， 喘 振 同 与 属 不稳 定流 动状态 。为 了对 压缩机 失速 现象进 行有
效 控制 ， 到压缩机 性能 最优 化和避 免事 故 的发生 ， 达
长期 以来 人们 一直 致力 于旋转 失速 与喘振 这两 种复 杂物 理现 象 的理 论 及 实验 研 究 ， 已取 得 了许 多 显 著
１ １ 喘振发 生机 理 ．
也 是不 利 的 。这种 情 况如 果 得 不 到 及 时解 决 ， 轻 则会 引起 企业 和工 厂 的 停 车事 故 ， 来 较 大经 济 损 带 失； 重则 产生 机毁人 亡 、 产瘫痪 等重 大事 故 。 生
由于喘 振 现象 的严 重 危 害性 ， 生 产 中应 严 格 在
ｃ ｎｒｆ ｇ ｌｃ ｍｐｒ ｓｏ ｅ． ｅ ｔｉｕ ａ ｏ ｅ ｓ ｒｓ ｔ
Ｋｅ ｙｗｏｒ ｃ ｎｒｆ ａ ｏ ｒ ｓ ｏ ； ｓ ｒ ｅ； ｃ ｎｒ ｌｓｒｔ ｇ ｄｓ： ｅ ｔ ｕｇ ｌｃ ｍｐ ｅ ｓ ｒ ｕ ｇ ｏ ｔｏ ｔａｅ ｙ ｉ
喘振现 象是 透平压 缩机组 由于工况 变化 等原 因
在小 流量 时发生 的不 稳 定 流 动状 态 ， 是压 缩 机 的 固
一
种 离心 压缩机 防 喘振控 制策 略 。该 策 略包 括 防喘
振数 学模 型 的建立 和 防喘振控 制系统 的设计 。为 了 验证该 策 略 的有 效性 ， 其应 用 于 某 离 心压 缩 机组 将
的 防喘振控 制 系统 ， 取得 了预期 的效果 。
第４ ７卷第 ５期
２１ ０ ０年 １ Ｏ月
化
工
设
备
与
管ห้องสมุดไป่ตู้
道
Ｖｏ． Ｎｏ ５ １４７ ． ０ｃ． ０１ ｔ２ ０
Ｐ Ｏ Ｅ ＳＥ Ｕ Ｐ Ｎ Ｒ Ｃ Ｓ Ｑ ＩＭＥ Ｔ＆ ＰＰＮ ＩＩ Ｇ
一
种 离 心压 缩机 防喘 振控 制 策 略及 其应 用
鲁 国强
（ 海 焦 化 有 限公 司 ， 上 海 上 ２ ０４ ） ０ ２ １
的 防 喘振 控 制 系统 。
关 键 词 ：离心 压 缩 机 ； 喘振 ； 控 制 策 略
中 图分 类号 ：Ｑ ０ １ ３ Ｔ ５ ．
文献标识码 ： Ａ
文 章 编 号 ： ０ ９３ ８ （０ ０ ０ － ４ － １０ — １ ２ １ ）５０ ３０ ２ ０ ４
Ａｎｔ－ ｕｒ ｅ Ｓ ｒ ｔ ｇ ｏ ｎ ｒｆ ａ ｍ ｐ ｅ ｓ ｒ ａ ｔ ｐｌ ａ ｉ ｎ ｉｓ ｇ ｔ ａ ｅ ｙ ｆ ｒ Ｃｅ ｔ ｉｕｇ ｌＣｏ ｒ ｓ ｏ ｎｄ Ｉ ｓ Ａｐ ｉ ｔｏ ｃ