离心式压缩机防喘振控制设计讲解
离心式压缩机的防喘振控制
离心式压缩机的防喘振控制一、? 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。
连接离心式压缩机不同转速下的特性曲线的最高点,所得曲线称喘振极限线,其左侧部分称为喘振区,如图6—20中阴影部分。
喘振情况与管网特性有关。
管网容量越大,喘振的振幅越大,而频率越低;管网容量越小,则相反。
二、? 引起喘振的因素如上所述,当离心式压缩机的负荷减小到一定程度时,会造成压缩机的喘振,这是引起喘振的最常见因素。
除此之外,被压缩气体的吸入状态,如分子量、温度、压力等的变化,也是造成压缩机喘振的因素。
吸入压力的变化,会影响压缩机的实际压缩比。
当吸人压力》l降低,所需压缩比增大,压缩机易进入喘振区。
对于吸人气体的分子量变化,压缩机特性曲线的改变情况如图6—21所示。
图中清楚地表明,在同样的吸入气体流量QA下,分子量大,压缩机易进入喘振区。
当吸人气体温度变化时,它的特性曲线将如图6—22所示。
离心式压缩机防喘振控制措施分析
离心式压缩机防喘振控制措施分析摘要:在化工企业生产过程中,离心式压缩机有着十分重要的作用和地位,其有着排气压力在,输送流量小的优势,但其在具体运行过程中也存在一定缺陷问题。
如喘振问题,发生喘振对压缩机会造成极大危害,所以,需要采取有效防控措施,以确保压缩机得以安全、稳定地运行。
有鉴于此,下文在充分结合相关文献研究以及自己多年工作实践经验情况下,先是对离心式压缩机喘振问题的成因展开了认真分析,进而探讨了几点离心式压缩机喘振防控的有效措施,以供借鉴。
关键词:离心式压缩机;防喘振;控制措施一、探析离心式压缩机发生喘振的原因通常生产装置运行中的压缩机在运作时,如果受到外部因素影响而致使流量减小并达到Qmin值时,则会致使压缩机流道发生旋转脱离问题。
如果气量继续减少,那么压缩机叶轮整体流道就会形成气体旋涡区,而此时压缩机出口压力则会发生及时降低。
而与此同时,与压缩机出口相互连接的管网系统压力并不断立刻降低,且管网内气体还会倒流到压缩机内。
当管网内压力比压缩机出口排气压力小时,气体就会停止倒流,此时压缩机就会向管网内进行排气。
但由于进气量不够,当压缩机出口管网恢复到一定压力时流道内就会发生旋涡。
在这种循环下,机组和管道内流量也会随着之出现周期性变化,机器进出口压力也会引发较大幅度脉动。
另外,因气体压缩机进出口部位发生倒流,与此同时还会有较大周期性气流声响以及大幅度振动现象。
喘振是离心式压缩机自身所固有的一种特性,其发生喘振的原因通常可以在对象特性方面找出来。
因压缩机压缩比和流量曲线上存在一个交点,当其在右面曲线上进行作业时,压缩机是处于稳定状态的。
如在曲线左面低流量范围内作业时,会受到气体所具有的可压缩性特征影响,而出现不稳定。
而如果流量降低到喘振线时,倘若压缩比降下,那么流量就会继续减少;再加上输出管线气体压力要比压缩机出口压力大,所以,已经被压缩气体就会迅速倒流到压缩机内,随后管线内压力会进一步减小,进而会致使气体流动方向发生反转,并最终引发周期性喘振。
离心式压缩机的防喘振控制设计探讨
离心式压缩机的防喘振控制设计探讨摘要:离心式压缩机的防喘振控制设计需要把握安全下限值设定、防喘振控制阀设计、出口管线布置设计。
为了提高离心式压缩机的防喘振控制效率,本文从健全防喘振系统警报机制、加大检测与调控压力、开发远程控制功能、科学设计机器参数等方面探讨,节约资源,提高工作效率。
关键词:离心式压缩机;喘振;控制设计工业快速发展,广泛应用了离心式压缩机[1]。
电脑上压缩机工作中受到分子量与温度变化影响与管理应用不当的影响容易出现振喘问题,威胁了机器的安全性、使用寿命及工作效率等等。
因此,设计人员应把握防喘振控制设计要点,从多个方面做好离心式压缩机的防喘振控制工作,保障机器的正常运行。
1离心式压缩机的防喘振控制设计要点1.1安全下限值设定设定安全下限值时其对防喘振阀的启动产生直接的影响。
由此可见,压缩机防喘振控制中安全下限值是相当关键的因素。
一般来说,工作人员可以通过可变极限流量与固定极限流量设定压缩机入口流量的安全下限值。
通过固定极限流量控制压缩机入口位置的流量值在固定值之上,避免压缩机的工作点误入喘振区。
设置固定极限流量并不复杂,防喘振具有投资少,可靠性强的特点,主要用于转速变化范围小与固定转速范围很小的压缩机。
若压缩机在转速较低的范围内运行,受到流量安全裕度较大的影响,可能浪费大量的能源[2]。
而要想降低压缩机能量损耗,可以设置可变式防喘振极限流量,设置压缩机入口流量的安全下限值。
若压缩机出现负荷波动,需要调节转速则可以使用此方法。
1.2防喘振控制阀设计设计防喘振控制阀时需要满足几个问题:一是针对可能发生的最大波动具有良好的防喘振效果;二是确保压缩机性能曲线上的操作的所有区域均具有良好的防振喘保护效果;三是控制防喘振最大流量值时比保证在稳定操作的前提下预防喘振流量更大;四是设计防喘流通能力时要全面规避压缩机进入阻塞区;五是从可控角度分析时需要控制降低防喘振阀的尺寸。
1.3出口管线布置设计设置压缩机出口管线时压缩机系统地可控性一定程度上受到影响。
离心式压缩机喘振的危害及防喘振控制
离心式压缩机喘振的危害及防喘振控制摘要:本文就天然气液化(LNG)过程中冷剂压缩机(离心式压缩机)有关防喘振方面的相关内容展开了探讨,主要就喘振机理、影响因素、危害及判断,防喘振控制以及发生喘振时的处理措施进行了分析。
关键词:离心式压缩机喘振压缩机运行中一个特殊现象就是喘振,防止喘振是压缩机运行中极其重要的问题。
在运行时,喘振的迹象一般是首先流量大幅度下降,压缩机排量显著降低,出口压力波动,压力表的指针来回摆动,机组发生强烈振动并伴有间断低沉的吼声,好像人在咳一般。
判断喘振除了凭人的感觉外,还可以根据仪表和运行参数配合性能曲线查出。
一、喘振的危害及判断1.喘振的危害喘振现象对压缩机十分有害,主要表现在以下几个方面:①喘振时由于气流强烈的脉动和周期性振荡,会使供气参数(压力、流量等)大幅度地波动,破坏了工艺系统的稳定性。
②会使叶片强烈振动,叶轮应力大大增加,噪声加剧。
③引起动静部件的摩擦与碰撞,使压缩机的轴产生弯曲变形,严重时会产生轴向窜动,碰坏叶轮。
④加剧轴承、轴颈的磨损,破坏润滑油膜的稳定性,使轴承合金产生疲劳裂纹,甚至烧毁。
⑤损坏压缩机的级间密封及轴封,使压缩机效率降低,甚至造成爆炸、火灾等事故。
⑥影响与压缩机相连的其他设备的正常运转,干扰操作人员的正常工作,使一些测量仪表仪器准确性降低,甚至失灵。
一般机组的排气量、压力比、排气压力和气体的密度越大,发生的喘振越严重,危害越大。
2.喘振的判断由于喘振的危害较大,操作人员应能及时判别,压缩机的喘振一般可从以下几个方面判别:①听测压缩机出口管路气流的噪声。
当压缩机接近喘振工况时,排气管道中会发生周期性时高时低“呼哧呼哧”的噪声。
当进入喘振工况时,噪声立即增大,甚至出现爆音。
②观测压缩机出口压力和进口流量的变化。
喘振时,会出现周期性的、大幅度的脉动,从而引起测量仪表指针大幅度地摆动。
③喘振时,机体、轴承的振动振幅显著增大,机组发生强烈的振动[2]。
浅谈离心式压缩机的防喘振控制
浅谈离心式压缩机的防喘振控制摘要:受到大环境的影响,流量大幅度下降,压缩机排量逐渐减小,并对出口造成压力波动,导致机组整体发生强烈振动,同时会产生低吼声,就像人咳嗽一般,这种现象叫喘振,其会对离心式压缩机造成一定的危害,轻则导致离心式压缩机无法正常运行,而重则会引发爆炸甚至火灾等灾害,严重危害附近工作人员的生命安全,而造成离心式压缩机喘振的故障原因多半是由于扩压器腐蚀或磨损,进气温度过高,叶轮扩压器等中间存在缝隙,叶轮磨损或存在附着物,都会导致离心式压缩机出现喘振现象,而通过对离心式压缩机展开防喘振控制并加强故障诊断系统的有效应用,可以有效对喘振故障进行预防并展开科学治理。
关键词:离心式压缩机;防喘振;控制引言在离心式压缩机应用范围不断扩大的情况下,离心式压缩机已经成为空分行业制氧、制氮的主要设备,一旦离心式压缩机在应用过程中发生喘振现象,将会影响制氧、制氮的正常产量,也会降低压缩机使用寿命。
因此相关工作应该重点分析导致离心式压缩机出现喘振问题的基本原因,有针对性地设计一些问题预防措施,能够在提高离心式压缩机运行质量的基础上,有助于提升离心式压缩机的运行安全性。
1离心式压缩机出现的喘振问题1.1扩压器腐蚀或磨损而造成离心式压缩机出现喘振的原因具有多种因素,而扩压器受到腐蚀或磨损就是其中一种,离心式压缩机体积较小,结果相对来说比较简单,但同时排放量极大,效率较高,且不受润滑油污染,在我国生产活动当中得以广泛使用,并取得了显著的应用效果,但扩压机内部磨损或腐蚀一直没有得到很好地解决,而且由于磨损与腐蚀是扩压器运行的必然现象,无法做到彻底杜绝,扩压器是离心式压缩机内部的重要组成部分,所以在一定程度上降低叶轮压出气体的流速,提高气体压力,而扩压器一旦发生磨损和腐蚀,就无法正确地发挥效用提高气体压力,从而引发离心式压缩机产生喘振故障。
在面对这项原因时需要工作人员定期对扩压器进行检修,对扩压器腐蚀或磨损部位进行及时更换或修复并做好一系列的防腐措施。
离心式压缩机的防喘振控制
离心式压缩机的防喘振控制离心式压缩机是一种常见的工业设备,广泛应用于制冷、空调、石化、化工和能源等领域。
但离心式压缩机在高速旋转过程中,易发生喘振现象,严重影响设备的可靠性和运行效率。
因此,实现离心式压缩机的防喘振控制,成为压缩机研发领域的热门话题。
喘振的概念和机理喘振是指机械系统在一定运行工况下,出现自激振动和自我放大的现象。
具体表现为设备发出高频噪声、振幅剧烈震动、设备受到损坏等。
离心式压缩机的喘振主要由两种类型引起,分别是稳定喘振和非稳定喘振。
稳定喘振是指设备在一定工况下,由于颤振力和阻尼力平衡不稳定而发生振动。
非稳定喘振则是指由于系统参数的变化而导致的振动,如流量、压力、转速等。
喘振的机理比较复杂,通常是由流体特性、机械特性和控制策略等多个因素综合作用形成。
针对离心式压缩机,具体原因如下:•离心式压缩机转子和静子间的流体动力学作用•离心式压缩机转子的惯性力和弹力•离心式压缩机流量的变化导致的系统不稳定防喘振的控制为了防止离心式压缩机的喘振,降低因喘振而引起的振动、噪声、能耗和设备损坏等问题,可以采用以下控制策略:转子动平衡离心式压缩机转子的动平衡是减少振动和噪声的有效措施。
动平衡可以通过加装质量均匀化转子重量分布,减少旋转惯量差异,使转子自身的振动减少。
减弱单元耦合离心式压缩机中存在转子和静子的相互作用,转子运转时的振动会将振动传递到静子中,同时静子的反作用力也会反过来影响转子。
因此,为了减小单元之间的耦合作用,需要采用合适的材料和合理的结构设计。
控制喘振频率喘振频率是指转子和压气机系统之间的谐振频率。
为了控制喘振,可以借助传感器、控制系统和信号处理技术,实时检测喘振频率,调节系统工况,减小喘振频率。
同时还可以采用创建额外的泄放卡止或捆绑物来改变系统频率。
控制驱动力离心式压缩机喘振的发生和发展与外界激励力有关。
为了降低驱动力,需要在系统中加入有阻尼的弹簧,将外部力矩转换为电信号或机械压力信号,并将信号传输到控制系统中,调节工况,实现防喘振。
离心式压缩机防喘振控制设计
1 概述1.1压缩机喘振及其危害压缩机运行中一个特殊现象就是喘振。
防止喘振是压缩机运行中极其重要的问题。
许多事实证明,压缩机大量事故都与喘振有关。
喘振所以能造成极大的危害,是因为在喘振时气流产生强烈的往复脉冲,来回冲击压缩机转子及其他部件;气流强烈的无规律的震荡引起机组强烈振动,从而造成各种严重后果。
喘振会造成转子大轴弯曲;密封损坏,造成严重的漏气,漏油;喘振的出现轻则使压缩机停机,中断生产过程造成经济损失,重则造成压缩机叶片损坏,造成人员伤害;喘振使轴向推力增大,烧坏止推轴瓦;破坏对中与安装质量,使振动加剧;强烈的振动可造成仪表失灵;严重持久的喘振可使转子与静止部分相撞,主轴和隔板断裂,甚至整个压缩机报废。
1.2喘振的工作原理及防治压缩机在运行中,当管路系统阻力升高时,流量将随之减小,有可能降低到允许值以下。
防喘振系统的任务就是在流量降到某一安全下限时,自动地将通大气的放空阀或回流到进口的旁通阀打开,增大经过空压机的流量,防止进入喘振区。
取流量安全下限作为调节器的规定值。
当流量测量值高于规定值时,放空阀全关:当测量值低于规定值时,调节器输出信号,将放空阀开启,使流量增加。
压缩机工作效率高,在正常工况条件下运行平稳,压缩气流无脉动,对其所输送介质的压力、流量、温度变化的敏感性相对较大,容易发生喘振造成严重事故。
所以应尽力防止压缩机进入喘振工况。
喘振现象是完全可以得到有效控制的,如图(1)所示,根据离心压缩机在不同工况条件下的性能曲线,只要我们把压缩机的最小流量控制在工作区(控制线内),压缩机即可正常工作。
喘振的标志是一最小流量点,低于这个流量即出现喘振。
因此需要有一个防止压缩机发生喘振的控制系统,限制压缩机的流量不会降低到这种工况下的最低允许值。
即不会使压缩机进入喘振工况区域内。
图1压缩机性能曲线与防喘振控制原理图压缩机的防喘振条件为:△P≥a(p2±bp1)式中:△p——进口管路内测量流量的孔板前后压差p1——进口处压力p2——出口处压力a、b——与压比、温度、孔板流量计的孔板系数有关的参数,可通过热工计算机和实验取得。
第一章离心压缩机防喘振控制
4.2 离心压缩机防喘振控制4.2.1 离心压缩机的喘振1.离心压缩机喘振现象及原因离心式压缩机在运行过程中,可能会出现这样一种现象,即当负荷低于某一定值时,气体的正常输送遭到破坏,气体的排出量时多时少,忽进忽出,发生强烈震荡,并发出如同哮喘病人“喘气”的噪声。
此时可看到气体出口压力表、流量表的指示大幅波动。
随之,机身也会剧烈震动,并带动出口管道、厂房震动,压缩机会发出周期性间断的吼响声。
如不及时采取措施,将使压缩机遭到严重破坏。
例如压缩机部件、密封环、轴承、叶轮、管线等设备和部件的损坏,这种现象就是离心式压缩机的喘振,或称飞动。
下面以图4.2-1 所示为离心压缩机的特性曲线来说明喘振现象的原因。
离心压缩机的特性曲线显示压缩机压缩比与进口容积流量间的关系。
当转速一定时,曲线上点有最大压缩比,对应流量设n c 为,该点称为喘振点。
如果工作点为点,要P Q B 求压缩机流量继续下降,则压缩机吸入流量,工作点从点突跳到点,压缩机出P Q Q <C D 口压力从突然下降到,而出口管网压力仍为C PD P ,因此气体回流,表现为流量为零 同时管网压力 图4.2-1 离心压缩机的特性曲线C P 也下降到,一旦管网压力与压缩机出口压力相等,压缩机由输送气体到管网,流量达到D P 。
因流量大于点的流量,因此压力憋高到,而流量的继续下降,又使压缩机A Q A Q B B P 重复上述过程,出现工作点从的反复循环,由于这种循环过程极B A D C B →→→→迅速,因此也称为“飞动”。
由于飞动时机体的震动发出类似哮喘病人的喘气吼声,因此,将这种由于飞动而造成离心压缩机流量呈现脉动的现象,称为离心压缩机的防喘振现象。
2.喘振线方程喘振是离心压缩机的固有特性。
离心压缩机的喘振点与被压缩机介质的特性、转速等有关。
将不同转速下的喘振点连接,组成该压缩机的喘振线。
实际应用时,需要考虑安全余量。
喘振线方程可近似用抛物线方程描述为:(4.2-θ2121Q b a p p +=1)式中,下标1表示入口参数;、、分别表示压力、流p Q θ量和温度;是压缩机系数,由压缩机厂商提供。
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。
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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。
离心式压缩机防喘振措施
离心式压缩机防喘振措施离心式压缩机是工业生产中常用的一种压缩机,其工作原理是通过离心力将气体压缩。
然而,在使用离心式压缩机的过程中,有时会出现喘振现象,严重影响设备的正常运行和使用寿命。
为了解决离心式压缩机的喘振问题,我们需要采取一系列的防喘振措施。
我们需要对压缩机的系统进行合理的设计和优化。
在设计过程中,应根据实际工况和使用要求,选择合适的压缩机型号和规格。
同时,要合理安排压缩机的进出口管道,保证气流的顺畅和均匀。
此外,还应考虑到系统的冷却和排放问题,避免过热和堵塞导致喘振。
我们需要对离心式压缩机进行定期的维护和保养。
定期检查压缩机的各个部件和连接件,确保其处于良好的工作状态。
特别要注意清洁压缩机的滤芯和冷却器,避免因积尘和杂质堆积导致系统阻塞和喘振。
我们还可以采取一些降低压缩机喘振的技术手段。
例如,可以通过在系统中增加减振器来吸收和分散喘振产生的冲击力。
减振器的选择应根据系统的工作条件和压力来确定,以提高系统的稳定性和可靠性。
还可以采用自动控制系统来监测和调节压缩机的运行状态。
通过实时监测和分析压缩机的振动和压力数据,及时发现和预防喘振现象的发生。
同时,可以通过调整系统的工作参数和控制策略,降低压缩机的负荷和运行压力,减少喘振的可能性。
还需培养和提高操作人员的技术水平和安全意识。
操作人员应具备一定的机械和压缩机知识,能够正确操作和维护离心式压缩机。
同时,要加强安全教育和培训,提高操作人员对喘振危害的认识,遵守安全操作规程,减少人为因素导致的喘振事故。
离心式压缩机的喘振问题是一个需要重视和解决的技术难题。
通过合理设计和优化系统、定期维护保养、采用技术手段和加强人员培训等一系列措施,可以有效预防和降低喘振的发生率,提高离心式压缩机的工作效率和安全性。
离心式压缩机防喘振控制系统设计探讨
离心式压缩机防喘振控制系统设计探讨发表时间:2019-07-31T11:14:18.777Z 来源:《当代电力文化》2019年第06期作者:黄雯靓[导读] 结合具体设备运行过程中存在的问题,提出了离心式压缩机防喘振控制系统设计的相关探讨。
深圳市安可实业有限公司【摘要】我国石化行业的飞速发展离不开当前科技的进步,国家政策的推动,各种设备的应用大大加快了生产效率,离心式压缩机是当前石化工程中的一个十分关键的设备,必须要保证它的正常运行。
本文主要针对离心式压缩机防喘振控制提出观点,分析离心式压缩机喘振产生的原因以及对施工的危害,结合具体设备运行过程中存在的问题,提出了离心式压缩机防喘振控制系统设计的相关探讨。
【关键词】离心式压缩机喘振预估控制石油作为重要的能源型资源,目前在各个行业中都得到了越来越广泛的应用,只有充分考虑到压缩机当前石化工程中的重要作用,切实的分析离心式压缩机存在的喘振问题的原因以及如何解决,才能有助于石化工程装置的安全稳定运行。
一、离心式压缩机喘振1.离心式压缩机喘振的原因喘振是一个特有的名词,是指在气体存在可压缩性时,形成的一种离心式压缩机的固有特性,受到很多因素的影响。
在压缩机的运行过程中,当吸入量达到一定的数值,使管内产生很大的气体压力,导致出口处压力过大,气体受到压制,像反方向流动,压力的增加或降低的变换存在一种周期性的频率变动,就出现了喘振。
2.离心式压缩机喘振的特性喘振是因为离心式压缩机在某一个小流量下工作时出现的一种气流分离现象,是内外部因素共同作用的结果,内部因素是因为设备的运转产生了两个部件之间的流量差,外部因素则是因为两方之间压力的变动产生的气体倒流,内部因素和外部因素不是并列存在的关系,内部原因在外部原因的促成下发挥作用,二者存在一点就会对整体的离心式压缩机运行造成影响,出现喘振现象,所以,离心式压缩机喘振的特性就是一个内外共同作用的结果。
3.离心式压缩机喘振的危害虽然说喘振只是机器在工作时,因为小流量的变动产生的一种不稳定现象,但是会对运行中的设备造成极大的损伤,一旦出现喘振现象,压缩机的运行将会中断,电路会受损,造成内部的叶片损坏,甚至还会出现其它设备的紊乱和报废,如轴承、密封系统,甚至可能造成危险气体泄漏,外部工作人员的受伤,带来极大的经济损失,造成安全事故。
离心式压缩机防喘振控制方案教案资料
离心式压缩机防喘振控制方案教案资料离心式压缩机的喘振问题是指在运行过程中出现压比过大或出现流量脉动等现象,导致振荡、噪音和设备损坏。
离心式压缩机的喘振问题是由于压缩机与系统间动态过程的不协调而引起的。
为了防止离心式压缩机的喘振问题,可以采取以下控制方案。
1.增加系统阻尼增加系统阻尼是防止压缩机喘振的一种常用方法。
可以通过增加系统的阻尼器或减震器来利用机械的阻尼效应来消除或减小振动。
通过增加系统的阻尼,可以降低系统中的共振频率,从而减小振动的幅值。
2.优化压比控制策略合理的压比控制策略也可以有效地防止压缩机的喘振问题。
一种常用的方法是在压比过大的情况下,采取相应的控制策略来限制流量以降低压比,从而避免喘振的发生。
可以根据实际情况,合理设置压比限制或控制机组内压力的变化范围。
3.合理设计压缩机系统合理的设计压缩机系统也是防止喘振问题的重要措施。
首先,需要合理选择压缩机的型号和参数,确保其操作范围内能够稳定工作。
其次,需要合理设计系统的布局和管道连接,避免过长或过短的管道。
此外,还需要对系统进行严格的工程检验和调试,确保设计要求的达成。
4.定期维护检查定期维护检查对于防止离心式压缩机的喘振问题也非常重要。
通过定期检查压缩机的工作状态、阀门的操作情况以及管道的泄漏等问题,及时发现并解决潜在的问题,可以有效地减小喘振的风险。
总之,离心式压缩机的喘振问题是一个需要注意的技术问题,需要从系统阻尼、压比控制、系统设计和定期维护等多个方面进行综合考虑和控制。
通过合理的控制措施和工作维护,可以有效地消除离心式压缩机的喘振问题,确保系统的稳定和安全运行。
离心式压缩机喘振及控制
离心式压缩机喘振及控制一、什么是喘振?离心式压缩机产生喘振的原因?当离心机压缩机的负荷降低,排气量小于某一定值时,气体的正常输送遭到破坏,气体的排出量时多时少,忽进忽出,产生强烈的震荡,并发出如哮喘病人的喘气的噪声,此时可看到气体出口压力表、流量表的指示发生大幅度的波动,随之,机身也会发生剧烈的震动,并带动出口管道,厂房振动,压缩机将会发生周期性、间断的吼响声。
如不及时采取措施,压缩机将会产生严重的破坏,这种现象就叫做压缩机的喘振,也称飞动。
喘振是因为离心式压缩机的特性曲线程驼峰状引起的,离心式压缩机是其压缩比(出口绝压P2与入口绝压P1之比)与进口气体的体积流量之间的关系曲线,具体图如下(其中n 为压缩机的转速):从上图可以看出每种转速下都有一个P2/P1的最高点,这个点称之为驼峰,将各个驼峰点连接起来就可以得到一条喘振边界线,如图中虚线所示,边界线左侧的阴影部分为不稳定的喘振区,边界线右侧部分则为安全运行区,在安全运行区压缩比P2/P1随流量Q的增大而减小,而在喘振区P2/P1随流量的增大而增大举例说明:假设压缩机在n2转速下工作在A点,对应的流量为QA,如果此时有某个干扰使流量减,小,但仍在安全区内,这时压缩比会增大,即P2增大,这时就会使压缩机的排出压力增大并恢复到稳定时的流量QA。
但如果流量继续下降到小于n2转速下的驼峰值QB,这时压缩比不但不会增大,反而会下降,即出口压力P2会下降,这时就会出现恶性循环,压缩机的排出量会继续小,P2会继续下降,当P2下降到低于管网压力时瞬间将会出现气体的倒流,随着倒流的产生,管网压力下降,当管网压力降到与压缩机出口压力相等时倒流停止,然而压缩机仍处于运转状态,于是压缩机又将倒流回来的气体又重新压缩出去,此时又会引起P2/P1下降,被压出的气体又重新倒流回来,这种现象将反复的出现,气体反复进出,产生强烈的整理,这就是所谓的喘振。
二、防喘振控制的方案(两种)固定极限流量防喘振控制:把压缩机最大转速下的喘振点的流量作为极限值,是压缩运行时流量始终大于该极限值。
离心式压缩机喘振分析及防治措施教材
离心式压缩机喘振分析及防治措施教材教学目的:使职工了解压机喘振机理及在处理事故操作中的操作要点。
学习内容:了解离心式压缩机喘振机理及危害,并掌握处理办法提要: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。
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。
离心压缩机是速度式压缩机的一种,由于排气量大,效率高,结构简单,体积小,气体不受油污染以及在正常工况下运转平稳,压缩气体无脉动等特点,目前得到广泛应用。
然而,离心压缩机对气体的压力、流量。
温度变化较敏感,易发生喘振。
喘振是离心压缩机固有的一种现象,具有较大的危害性,是压缩机损坏的主要诱因之一。
压缩机防喘振的机理及影响因素一、离心式压缩机喘振的机理离心式压缩机得工作基本原理是利用高速旋转的叶轮带动气体一起旋转而产生离心力,从而将能量传递给气体,是气体压力升高,速度增大,气体获得了压力能和动能。
在叶轮后部设置有通流截面逐渐扩大的扩压元件,从叶轮流出的高速气体在扩压器内进行降速增压,是气体部分动能转变为压力能,可见离心压缩机的压缩过程是主要在叶轮和扩压器内完成。
当离心压缩机的操作工况发生变化,而偏离设计工况时,如果气体流量减小则进入叶轮或扩压器流道的气流方向发生变化,气流向着叶片的凸面冲击,在叶片的凹面得前缘部分,产生很大的局部扩压度,于是在叶片非工作面上出现气流边界层分离现象,形成漩涡区,并向叶轮出口处逐级扩大,气量越小,则分离现象越严重,气流分离区域越大。
由于叶片形状和安装位置不可能完全相同及气流流过叶片时的不均匀性,使得气流的边界层分离可能先在叶轮的某个叶道中出现,当流量减少到一定程度,随着叶轮的连续旋转和气流的连续性,这种边界层分离现象将扩大到整个流道,而且气流分离沿着叶轮旋转的反方向扩展,以至于叶道中形成气流漩涡,从叶轮外圆折回到叶轮内圆,此现象称为旋转脱离。
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。
离心式制冷压缩机的喘振与防喘振措施
离心式制冷压缩机的喘振与防喘振措施一、喘振产生的机理离心压缩机的基本工作原理是利用高速旋转的叶轮对气体做功,将机械能加给气体,使气体压力升高,速度增大,气体获得财务压力能和速度能。
在叶轮后面设置增设有通流面积逐渐扩大的扩压元件,高压气体从叶轮流向后,再流经扩压器进行降速扩压,使气体流速降低,压力继续升高,即把气体的一部分能转变为压力能,完成了压缩过程。
扩压器流道内的边界层分离现象:扩压器流道内所气流的流动,来自叶轮对气流所做功变为做功的动能,边界层内气流流动,主要靠主流产品传递中传递来的动能,形变内气流流动时,要克服梁柱的摩擦力,由于沿流道方向速度降低,压力增大,大众化的动能也不断减小。
当主流传递给边界层的动能不足以压力差之克服以使继续前进时,最终停顿边界层的气流停滞下来,进而会发生旋涡和倒流,使气流边界层分离。
气体在叶轮中的流动也微粒是一种扩压流动,当流量减小或压差增大时也会出现这种边界层分离现象。
当流道内共气体流量减少到某一值后,叶道进口气流的就和叶片进口角很不一致,冲角α大大增加,在非工作面引起流道中气流已引起边界层严重分离,使流道进出口出现强烈的气流脉动。
当流量大大减小时,由于气流流动的不均匀性及流道型线的不均匀性,假定在B流道发生气流分离的现象,这样B流道的有效通流面积减小,使原来要流过B流道的气流有西风带一部分要流向相邻的A流道和C流道,这样就改变了A流道,C流道原来气流的方向,它使C流道的冲角有所减小,A流道的冲角更加增大,从而使A流道中的气流分离,反过来使B流道冲角减小而消除了分离现象,于是分离现象由B 流道转移到A流道。
这样分离区就以和叶轮旋转方向相反的方向旋转,这种现象称为旋转脱离。
扩压器同样存在滑动脱离。
在压缩机的运转过程中,流量不断减小到Qmin值时,在压缩机流道中出现如上所述严重的偏转脱离脱离,流动严重恶化,使轴承压缩机出口排气财务压力突然大大下降,低于冷凝器的顾虑,气流就倒流向压缩机,一直到冷凝压力低于财务压力涡轮出口排气压力为止,这时倒流停止,压缩机的排量增加,压缩机趋于稳定工作。
离心式压缩机的喘振及控制
离心式压缩机的喘振及控制近年来,社会经济在快速发展的同时,城市化进程的步伐逐渐加快,人们的生活水平不断提高的同时,对于各项能源的需求不断增加,其中石油能源与天然气能源作为主要的能源之一,与人们的生活密切相关。
在天然气运输以及石油化工工业生产过程中,离心式压缩机具有重要的作用,离心式压缩机是否能够正常稳定的运行是保障石油化工安全生产的基础,在压缩机实际运行过程中,喘振现象是比较常见的一种现象。
文章通过对离心式压缩机喘振的原因及影响因素进行了分析,并进一步探讨了离心式压缩机喘振现象的具体控制策略,希望可以为相关从业人员提供些许借鉴。
标签:离心式压缩机;喘振;控制方法;预防前言:离心式压缩机具备体积较小、结构相对简单,且实际排放量大、效率高等优点,被广泛应用于天然气、石油化工行业当中,压缩机的安全可靠性是保障生产效率及平稳运行的前提。
但是在实际运行过程中,离心式压缩机对外界温度、气压以及气体流量等相对比较敏感,因此,工作过程中经常会出现喘振问题,对压缩机自身的稳定性产生了极大的影响,也是导致离心式压缩机损坏的重要因素。
所以,针对离心式压缩机存在的问题进行有效预防与控制,才能够保障工业生产能够正常有序运行,从而减少维护费用,为企业创造更大的经济效益与社会效益。
1.离心式压缩机原理离心式压缩机在实际运行过程中,气体会跟随压缩机中的叶轮不断的旋转,在离心力的作用和影响下,会被甩出,不断的进入到压缩机当中,叶轮处会逐渐形成真空地带,其次,没有经过处理的空气也会进入到叶轮当中,在持续旋转下,对气体持续不断的吸入和甩出,使得气体能够连续不断的流动起来[1]。
2.离心式压缩机喘振的具体原因与影响因素2.1、原因首先,离心式压缩机系统在实际运行过程中,一旦受到过大的压力情况下,便会出现喘振的情况,主要的原因有以下方面:离心式压缩机在正常运行时,如果突然间停止工作,压缩机当中气体没有及时进行清空。
压缩机管道口的逆止阀出现失灵的情况,阻碍正常使用。
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图2-2固定极限流量
可变极限流量法:如图2-3所示。是设置极限流量跟随着转速而变的一种防喘振控制。
图2-3可变极限流量控制
2.2所选控制方案介绍
针对本课题,我选择固定极限流量单回路防喘振控制方案。该方案的策略假设在最大转速下,压缩机的喘振点流量为Qp(已经考虑了安全余量),如果能够使压缩机入口流量总是大于该临界流量Qp就能保证压缩机不发生喘振。控制方案是当入口流量小于该临界流量Qp时,打开旁路控制阀,使出口的部分介质返回到入口,直到使入口流量大于Qp为止。图2-4所示为固定极限流量防喘振控制系统的结构示意图。
1.2喘振的工作原理及防治
压缩机在运行中,当管路系统阻力升高时,流量将随之减小,有可能降低到允许值以下。防喘振系统的任务就是在流量降到某一安全下限时,自动地将通大气的放空阀或回流到进口的旁通阀打开,增大经过空压机的流量,防止进入喘振区。取流量安全下限作为调节器的规定值。当流量测量值高于规定值时,放空阀全关:当测量值低于规定值时,调节器输出信号,将放空阀开启,使流量增加。压缩机工作效率高,在正常工况条件下运行平稳,压缩气流无脉动,对其所输送介质的压力、流量、温度变化的敏感性相对较大,容易发生喘振造成严重事故。所以应尽力防止压缩机进入喘振工况。喘振现象是完全可以得到有效控制的,如图(1)所示,根据离心压缩机在不同工况条件下的性能曲线,只要我们把压缩机的最小流量控制在工作区(控制线内),压缩机即可正常工作。喘振的标志是一最小流量点,低于这个流量即出现喘振。因此需要有一个防止压缩机发生喘振的控制系统,限制压缩机的流量不会降低到这种工况下的最低允许值。即不会使压缩机进入喘振工况区域内。
ⅰ.作为被控变量,其信号最好能够直接测量获得,并且测量和变送环节的滞后也要比较小;
ⅱ.若被控变量信号无法直接获取,可选则与之有单值函数关系的间接参数作为被控变量;
1概述
1.1压缩机喘振及其危害
压缩机运行中一个特殊现象就是喘振。防止喘振是压缩机运行中极其重要的问题。许多事实证明,压缩机大量事故都与喘振有关。喘振所以能造成极大的危害,是因为在喘振时气流产生强烈的往复脉冲,来回冲击压缩机转子及其他部件;气流强烈的无规律的震荡引起机组强烈振动,从而造成各种严重后果。喘振会造成转子大轴弯曲;密封损坏,造成严重的漏气,漏油;喘振的出现轻则使压缩机停机,中断生产过程造成经济损失,重则造成压缩机叶片损坏,造成人员伤害;喘振使轴向推力增大,烧坏止推轴瓦;破坏对中与安装质量,使振动加剧;强烈的振动可造成仪表失灵;严重持久的喘振可使转子与静止部分相撞,主轴和隔板断裂,甚至整个压缩机报废。
管网的特性曲线和压缩机的特性曲线的交点恰好能满足上述要求,这就是压缩机和管网的联合运行点,如图2-1中的A点和B点。
图2-1压缩机和管需要时工作转速下的吸入流量大于喘振点的流量Qp就可以了。因此,当所需的流量小于喘振点的流量时,如生产负荷下降时,需要将出口的流量旁路返回到入口,或将部分出口介质放空,以增加入口流量。满足大于喘振点流量的控制要求最基本的控制方法是最小流量极限控制,这种方法又分为两种:固定极限流量和可变极限流量。
图2-4固定极限流量防喘振控制系统
表2-1固定极限流量控制项目表
项目
旁路流量控制
固定极限流量防喘振控制
监测点位置
来自管网或送入管网的流速
压缩机的入口流量
控制方法
控制出口流量,流量过大时开旁路阀
控制入口流量,流量过小时开旁路阀
正常时阀的开度
正常时,控制阀有一定开度
正常时,控制阀关闭
积分饱和
正常时,偏差不会长期存在,无积分饱和
图2-5单回路控制系统方框图
2.4被控变量的选择
在一个生产过程中,可能发生波动的工艺变量很多,但并非对所有的变量都要加以控制。一个化工厂的操作控制大体上可以分为三类,即物料平衡控制和能量平衡控制、产品质量或成分控制、限制条件或软限保护的控制。因而在进行自动控制系统设计时,应深入了解工艺过程,找出对稳定生产、对产品的产量和质量、对确保经济效益和安全生产有决定性作用的工艺变量,或者人工操作过于频繁、紧张,难以满足工艺要求的工艺变量,作为被控变量来设计自动控制系统。这里提出几个选择的基本原则。
图1-2喘振区域的界定办法
2整体控制方案的确定
2.1压缩机防喘振控制系统阐述
通常把为输送气体连接压缩机的管道、容器等全套设备,包括进、排气管线,称为管网。压缩机进口气体压力为风,经过压缩机增压至肌,经过管道排出,压力下降到肌。压缩机的输气量GD和管网的流量GR相等,或者说压缩机的排气压力等于管网的进口压力肌,压缩机和管网就能稳定运行,即GD=GR或PD=PR。
偏差长期存在,存在积分饱和问题
2.3单回路控制系统
在现代工业生产装置自动化过程中,即使在计算机控制获得迅速发展的今天,单回路控制系统仍在非常广泛的应用。据统计,在一个年产30万吨合成氨的现代化大型装置中,约有85%的控制系统是单回路控制系统。所以,掌握单回路控制系统的设计原则应用对于实现过程装置的自动化具有十分重要的的意义。单回路控制系统的特点是结构简单,投资少,易于调整,投运,又能满足一般生产过程的工艺要求。单回路控制系统一般由被控过程WO(s)、测量变送器Wm(s)、调节器Wc(s)和调节阀Wv(s)等环节组成,如图2-5所示为单回路控制系统的基本结构框图。
图1-1压缩机性能曲线与防喘振控制原理图
压缩机的防喘振条件为:△P≥a(p2±bp1)
式中:△p——进口管路内测量流量的孔板前后压差
p1——进口处压力
p2——出口处压力
a、b——与压比、温度、孔板流量计的孔板系数有关的参数,可通过热工计算机和实验取得。
1.3喘振区域的确定
压缩机性能曲线表示出口压力随气体流量而变化的曲线;管网特性曲线是管道进口压力随气体流量而变化的曲线。两条曲线的交点是压缩机的工作点,工作点的横坐标是气体流量,纵坐标是实际排气压力,如图2中,驼峰的最高点K,凡是压缩机工作点位于K点以右的下降部分,为稳定工作区,工作点位于K点以左的曲线下降部分为喘振区。