离心式压缩机的防喘振控制(正式版)
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。
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。
离心式压缩机喘振故障分析与防喘振控制措施
离心式压缩机喘振故障分析与防喘振控制措施摘要:喘振是离心式压缩机非常典型的故障类型之一。
离心压缩机在日常运行过程中,如果发生喘振故障,那么就会影响其运行的稳定性,导致其性能缺失,最终致使生产无法正常进行。
文章探讨了离心压缩机喘振控制的重要性,总结了喘振故障的判定方法,分析了压缩机发生喘振的原因,并提出了防喘振控制措施。
关键词:离心式压缩机;喘振;流量;叶轮离心式压缩机在现代工业生产中发挥着重要作用,防喘振控制及逆流保护历贯穿其管理的全过程。
为了防止压缩机出现喘振故障,除了自控角度选择相应的控制策略、控制系统及现场仪表外,还可以从工艺管道设计选型、设备参数选择及运行过程中的操作和维护这几个方面综合考虑,最终才能确保压缩机能安全、平稳运行。
1离心式压缩机喘振故障控制的重要性化石能源输送、化工生产、钢铁冶炼、化肥生产等国家重点项目中都离不开基于离心式压缩机对气体的压缩与输送,可以说离心式压缩机是工业设计、生产、工程改造的重点对象。
离心式压缩机是一种基于回转运动原理的设备,其具有空间占地小、设备密度低、结构单元紧凑、运行稳定、输送压缩气体流量大等特点。
但是离心式压缩机运行时也会面对如喘振、稳定工作区域窄等技术问题,一方面会影响压缩机工作性能造成装置运行波动,另一方面也会造成压缩机故障或者寿命缩减。
例如喘振会导致离心式压缩机轴承润滑液体被破坏,导致轴瓦过电压损坏;离心式压缩机密封设备损坏,造成气体泄漏。
因此,准确的掌握离心式压缩机工作原理,掌握离心式压缩机出现喘振故障的诱导因素,制定采取一系列防止喘振的措施,保障离心式压缩机脱离喘振工作范围,是保证工业生产的关键手段。
2 离心式压缩机喘振故障的判断方法离心式压缩机发生喘振现象时会伴随着明显的机组和管道异常特征:(1)离心式压缩机和管道会发生周期性、高频率振动,这种震动会产生振动噪音,严重时整个离心式压缩机机组会发生激烈的“吼叫”噪音。
(2)机组外壳、轴承、机组配件等发生剧烈振动,振动频率、幅度随机变化,并伴随着剧烈、周期性的气流声。
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。
离心式压缩机的防喘振控制(正式版)
文件编号:TP-AR-L6485In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives.(示范文本)编订:_______________审核:_______________单位:_______________离心式压缩机的防喘振控制(正式版)离心式压缩机的防喘振控制(正式版)使用注意:该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上,形成一定的具有指导性,规划性的可执行计划,从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。
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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。
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。
【专业知识】离心式制冷压缩机防喘振措施
【专业知识】离心式制冷压缩机防喘振措施【学员问题】离心式制冷压缩机防喘振措施?【解答】1、喘振产生的机理离心压缩机的基本工作原理是利用高速回转的叶轮对气体做功,将机械能加给气体,负气体压力升高,速度增大,气体获得压力能和速度能。
在叶轮后面设置有通流面积逐渐扩大的扩压元件,高压气体从叶轮流出后,再流经扩压器进行降速扩压,负气体流速降低,压力继续升高,即把气体的一部分速度能转变为压力能,完成了压缩过程。
扩压器流道内的边界层分离现象:扩压器流道内气流的活动,来自叶轮对气流所做功转变成的动能,边界层内气流活动,主要靠主流中传递来的动能,边界层内气流活动时,要克服壁面的摩擦力,由于沿流道方向速度降低,压力增大,主流的动能也不断减小。
当主流传递给边界层的动能不足以使之克服压力差继续前进时,终极边界层的气流停滞下来,进而发生旋涡和倒流,负气流边界层分离。
气体在叶轮中的活动也是一种扩压活动,当流量减小或压差增大时也会出现这种边界层分离现象。
当流道内气体流量减少到某一值后,叶道进口气流的方向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,由于气流活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移动,这种现象称为旋转脱离。
扩压器同样存在旋转脱离。
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旋转脱离,活动严重恶化,使压缩机出口压力忽然大大下降,低于冷凝器的压力,气流就倒流向压缩机,一直到冷凝压力低于压缩机出口压力为止,这时倒流停止,压缩机的排量增加,压缩机恢复正常工作。
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。
离心式压缩机的防喘振控制示范文本
文件编号:RHD-QB-K6485 (安全管理范本系列)编辑:XXXXXX查核:XXXXXX时间:XXXXXX离心式压缩机的防喘振控制示范文本离心式压缩机的防喘振控制示范文本操作指导:该安全管理文件为日常单位或公司为保证的工作、生产能够安全稳定地有效运转而制定的,并由相关人员在办理业务或操作时进行更好的判断与管理。
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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。
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。
离心式空气压缩机喘振原因与预防措施
离心式空气压缩机喘振原 因与预防措施
杜 敏
( 唐钢检修公司 )
【 摘 要】 喘振是 目 前离心式空气压缩机容易发生的通病。本
( 压 力、流量等) 大幅度地波动 ,破坏 了工艺系统的稳定性。 ( 2 )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 。 ( 3 )会使 叶片强烈振动 ,叶轮应 力大大增加 ,噪声加居 。 ( 4 ) 损 坏压缩机 的级问密封及轴封 , 使压缩机效率降低 , 甚至 造成爆炸 、火灾等事故 。 ( 5 ) 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 。 ( 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 。 5喘振 的预 防措施及 改进 5 . 1压缩机 自带 的喘振保护装置 动力厂供风车间冷板空压机站 3 # 空压机是 上海艾律德机械有限 公司的 5 5 0 D A 3型 3级压缩离心式空压机 。 该空压 机具有 自动双重流 量限制控制 :当系统压力 到达 空压机 的设定压力 时,进 口导叶会慢 慢关小 ,此时空气仍然持续 以需求 的速率和相对 的压力输 出。如果 系统需求量继续下 降,低于 空压机 稳定操作 的范 围,进 口导叶将关 至最小开度 ,同时 ,在空压机 的排汽管路上 ,空气会经过止 回阀前 端 的放空 阀排至大气 。通过之前 的介绍 ,我们知 道空压机 喘振 的直 接原 因是人 口流量减少 , 而人 口流量减少直接导致空压机 负荷减少 , 空压机负荷减少最直观 的反应就是 电机 电流减小 。大 部分 空压机都
带有防 喘振装置 ,它们 的工作 原理 基本 相同,即在空压机运 行接近
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。
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。
离心式压缩机的防喘振控制
振线 、 动态干预防 喘振曲线工 作点及比 例增益的自 整定运算 , 用 CS3000 DCS 的 HY 1054 模 块控制循环 阀的快开慢关 , 实现了离心式压缩机在线运行防 喘振控 制 。 投运结 果表明 , 防喘 振功能 在 CS3000 系统 中能够实现 , 并且运行效果良好 。 关键词 喘振极限 T P272 安全操作线 折 线函数运算 B 偏差 e 比例增益 K 循环阀 快开慢关 文章编号 1000 3932( 2011) 07 0888 04 中图分类号 文献标识码
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图 1 离心式压缩机特性曲线
ni Qv M 1, M 2 离心式压缩机的转速 , i = 1, 2, 3, 临界流量 ; 任意两个临界工况点 ;
1 . 3 防喘振控制原理 只要保证压缩机的工作流量大于最小流量就 不会发生喘振。因此采用部分回流法, 既可适应 低负荷生产的要求, 又能满足流量大于最小极限 值 (即喘振点流量 Q v ) 的需要。气体返回循环防 喘振的工作原理如图 2 所示, 只要 Q返 !Q v - Q入 , 就能防止压缩机发生喘振。
第 7期
廖名锋. 基于 S7 200PLC、 ACS800 系列变频器与 Fa me V ie w 组态软件的化工溶液自动配制系统
911
菜单弹出和溶剂每月用量等, 操作人员在值班室 就可以对配制过程进行精确的监控。 3. 3 计算采样部分 主要依据现场的流量计、 压力计等设备, 将数 据输入 PLC 后进行比较、 逻辑运算、 算术运算以 及 P ID 运算等 , 然后将结果通过 PLC 模拟量输出 模块去控制执行元件 , 以达到对溶液配制添加过 程的自动控制。 3. 4 数据通讯部分 (上接第 890 页 ) 本装置的防喘振控制系统自投用后, 运行效果很 好 , 压缩机没有再发生喘振现象 , 机组运行平稳 , 达到了设计要求 , 取得显著的经济效益。
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。
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离心式压缩机的防喘振
控制(正式版)
离心式压缩机的防喘振控制(正式版)
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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。
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。
显然,当温度降低,压缩机易出现喘振。
在实际生产过程中,被压缩的气体往往来自上一工序,该工序的操作情况会影响分子量和温度的变化,从而可能引起压缩机的喘振。
鉴于目前的防喘振控制系统一般只是为了防止负荷的减小,且分子量的变化也无法进行在线测量,所以,在上述情况下,防喘振控制系统会“失灵”。
对此需要特别加以重视。
三、喘振的极限方程及安全操作线
(1)经验公式将在不同转速下的压缩机特性曲线最高点连接起来所得的一条曲线,称为压缩机喘振的极限线,如图6—23所示。
对于喘振极限线,可以通过理论推导获得数学表达式。
在工程上,为了安全上的原因,在喘振极限线右边,建立一条“安全操作线”,作为压缩机允许工作的界限。
这条安全操作线可与一个抛物线方向近似,其经验公式为
式中,Q1为吸人口气体的体积流量;丁l为吸人口气体的绝对温度;p1、p2分别为吸入口、排出口的绝对压力;K,a均为常数,一般由压缩机制造厂家给出,a有等于0、大于0和小于0三种情况。
由于式(6—7)中的吸入口气体的体积流量Ql、绝对压力》p1和绝对温度T1有一定关系,而且还可以依照不同的测量方法和仪表,将经验公式表达成更加实用的公式。
(2)用差压计测量流量时的安全操作线表达
式假如在压缩机人口处用差压计测量流量Ql,测得的差压为p1d,由标准节流装置流量测量公式
式中,o为常数;c为气体压缩系数;ρ1为人口处气体的密度。
根据气体方程
式中,z为气体压缩修正系数;及为气体常数;M为气体分子量。
将式(6—9)代入式(6—8)并简化后,得
式(6—13)和式(6—14)就是用差压计测量入口处气体流量时喘振安全操作线的表达式。
四、防喘振控制系统
由前述可知,在通常情况下,压缩机的喘振主要是负荷减少所致,而负荷的升降则是由工艺所决定的。
为使压缩机不出现喘振,需要确保任何转速下,通过压缩机的实际流量都不小于喘振极限线所对应的最小流量QB。
根据这一思路,可采取如图6—24所示的循环流量法,来设计固定极限流量法和可变极限流量法等两种防喘振控制系统。
(1)固定极限流量法采用部分循环法,始终使压缩机流量保持大于某一定值流量,从而避免进入喘振区运行,这种方法叫做固定极限流量防喘振控制。
图6—25中Qn即为固定极限流量值。
显然,压缩机不论运行在哪一档转速下,只要满足Q≥QB的条件,压缩机就不会出现喘振。
用固定极限法所设计的控制方案结构简单,如图6—26所示。
图中的流量控制器,即以Qu值作为其固定设定值的防喘振控制器。
QB的取值应以现场
压缩机能达到的最高转速所对应的喘振极限流量为好。
压缩机正常运行时,控制器的测量值恒大于设定值,而旁路控制阀是气关阀,此时控制器具有正向作用和PI特性,输出达最大值时使阀关闭。
当压缩机吸气量小于设定值时,旁路阀打开,压缩机出口气体经旁路返回至压缩机人口,气量又增大到大于Qu 值。
这时虽然压缩机向外供气量减少了,但防止了喘振的发生。
这种固定极限流量法不足之处在于当压缩机低速运行时(如图6—25中的n₁,n₂转速情况下),压缩机的能耗过大,这对压缩机负荷需经常改变的生产装置就不够经济;但从另一方面讲,则有控制方案简单、系统可靠性高、投资少等优点。
(2)可变极限流量法为了减少压缩机的能量消
耗,在压缩机负荷有可能经常波动的场合,可以采用调节转速的办法来保证压缩机的负荷满足工艺上的要求。
因为在不同转速下,其喘振极限流量是一个变数,它随转速的下降而变小。
所以最合理的防喘振控制方案应是在整个压缩机负荷变化范围内,使它的工作点沿着如图6—23所示的喘振安全操作线而变化,根据这一思路设计的防喘振控制系统,就称为可变极限流量法防喘振控制系统,它的原理如图6—27所示。
在设计防喘振控制系统时,尚需注意如下几点。
①旁路控制阀在压缩机正常运行的整个过程中,测量值始终大于设定值,因此必须考虑防喘振控制器的防积分饱和问题。
否则就会造成防喘振控制系统的动作不及时而引起事故。
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②在实际的工业设备上,有时不能在压缩机入口处测量流量,而必须改为在出口处,但压缩机制造厂所给的特性曲线往往是规定测量人口流量的,这时就需要将喘振安全操作线方程进行改写。
可以从人口、出口质量流量相等这一等式出发,写出pld与出口流量的差压值p2d之间的关系式,然后把安全操作线方程式中p1d替换掉,再以此方程进行防喘振控制系统的设计。
③喘振安全操作线方程式中的压缩机出、人口处的压力p₁、p₂均指绝对压九因此,若所用的压力变送器不是绝压变送器,则必须考虑相对压力和绝对压力的转换问题。
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