离心式压缩机的喘振分析与控制

离 心 式 压 缩 机 的 喘 振 现 象 多 发 生 于机 组开 工 、停工 和 生产 负荷 调整 时 ，因为这 期 间 的吸人 流量 、压力 比 和转 速会 频 繁 的发生 改变 ，在 开 工 、 停工 和 生产 负荷 调整 期 间 ，上有 系统 共赢 的原 料 量会 较 大的变 化 ，需要 及 时调 整转 速 和返 回线 开度 ，以确保 压
工业技术 ） ） ） ） ）
离 心式压缩机 的喘振 分析 与控制
杨鹏 飞
（ 中国石油西部管道独 山子输 油气分公 司 ，新 疆 克拉玛依 ８ ３ ３ ６ ０ ０ ）
摘 要 ：离心式压缩机是一种 叶片旋转式压缩机 。具 有效率 高、排 气量 大、体积小、结构 简单 、气体 不受油污 染 以及正 常工况下运行平稳 、压缩 气流无脉动 等优 点 ，被广泛应用 于石 油、冶金 、化 工等行 业。 离心式压缩机的安 全 可靠运行 对工业生产有着极 为重要 的意义。由于 离心式压缩机对 气体流量 、温度 、压 力变化较 为敏 感 ，容 易发 生喘振现 象。喘振对 离心压缩机有较 大的危 害 ，是压缩机损坏的主要诱 因之一 。本 文将 对 离心式压缩机发 生喘振 的机理和影 响因素、喘振 的危 害和判断 以及 防喘振控制措施进行分析和探讨 。 关键词 ：离心式压缩机 ；喘振 ；机 理 ；影响 因的运 行 工况 点 面 ： 异 常的周 期性 吼声 ，甚 至 出现爆 音 ； 左 移 ，进 入 喘振 区 ，从 而导 致压 缩机 ① 喘 振会 使气 流强 烈 的脉 动 以及 ②压 缩机 的进 口流 量 和出 口压力 发生 发生喘振 现象 。 周期 性 的震荡 ，会 导致 供气 参数 （ 流 周期性 的大 幅度脉 动 ，流量 指示 值 急 （ ２）压缩 机的转速 偏高 。当压 缩 量 、转速 等 ）的大幅 度上 下波 动 ，这 剧 下 降 ；③ 压 缩 机 发 生 喘 振 时 ，轴 机 的转速 达 到喘振 临界 点 时 ，在 压缩 会破坏工艺系统 的稳定性运行 。 承 、机体 的振 动 幅度会 明显 增 大 ，机 ② 喘振 现 象 的发生 会使 叶片 产生 组会发生强烈的振动 。 比和 吸人 流量 不改 变 的情况 下 ，如果 压 缩机 的转 速 加大 ，则 会使 压缩 机运 强烈 的震 动 ，叶轮 的应 力也 会大 大地 二 、针 对 喘振 的防 止措施 和 控制 行 曲线 中的运 行 工况点 上移 ，进 入 喘 增加 ，使噪声加剧 。 有如下措施 ： 振 区 ，使 压缩机发生喘振 。 ③ 喘 振 会 加 剧 轴 颈 和 轴 承 的磨 ① 在压 缩机 的 出 口管线 上可 设置 （ ３）压缩 机排 出 口的管网压力过 损 ，破坏 润滑 油膜 的稳 定性 ，导 致轴 自动 防 喘振控 制 阀 ，而 且 防喘振 控制 高 。 当吸人 流 量达 到喘 振 临界点 时 ， 承 合 金 产 生 疲 劳 裂 纹 ，甚 至 烧 毁 轴 阀 的尺寸 和型 号应 根据 压缩机 的操 作 在 吸 人流 量 和转 速 不发 生改 变 的情况 承 。 条件 和性 能来 选取 ，除 此之 外 ，防喘
值流 量 ，从 而 避免 进入 喘振 区运 行 ， 这 种 控制 系统 较为 简单 ，而且 实 用 的 仪 表较 少。
③定 期 的对 压缩 机校 验 防喘振 控 他 设 备 的正常 运行 ，干扰操 作人 员 的 制 阀 、安 全 阀 、压 力 以及流 量联 锁仪
正常 工作 ，使 部分 测量 仪器 仪表 准确 表 ，以保证 其 整定值 的准确性 、动作 （ ６）级见气体 冷却器 的换热效果 性 降低 ，甚至 是失 灵 。一般 情况 下 ， 灵 敏 。另外 ，还 要定 期对 压缩 机 的 出 机 组 的压力 比 、排气 压 力 、气体 密度 口单 向 阀进 行维 护 ，以确 保其 灵 活好 降低 ，导致 压缩 机各 级 的排气 温 度升 高 ，也会诱 发喘振 的发生 。
中图分类号 ：Ｔ Ｈ ４ ５ 文献标识码 ：Ａ
一
离心式压缩机的喘振 缩机能够在稳定工况下工作 。 （ 一 ）压缩 机 的 喘振机 理及 影 响 （ 二 ）喘振的危害
、
低 而且 是连续 稳定 的 ，但 当压 缩机将 要发 生 喘振现 象 ，压缩 机 的排气 管 中
因素 喘振 现象 对离 心式 压缩 机 的危 害 的气 流发 出 的噪声 会 时高 时低 ，并且 （ １ ）吸人流量过低 。 当压缩 比和 极 大 ，会 缩 短压 缩机 的使 用寿命 ，喘 是周 期 性变化 的 ，而 当压缩 机发 生 喘 转速 不变 时 ，如果 吸人 流 量减小 ，会 振现 象 的危 害主要 表 现在 以下几 个 方 振 现象 时 ，噪声会 明显 增大 并且 发 出
下 ，压 缩机 的排 出压力 会越 来越 高 ， 即气体 压缩 比升高 ，这 时压 缩机 的运 行 工况 点会 上移 进 入喘 振 区 ，压 缩机 会发生 喘振。 （ ４ ） 压缩 机进气温度 升高 。气体 的密度 减小 。所 以 ，压 缩机 在夏 季发 生喘振 的频率 与其 他季节相 比较高 。 （ ５）动 力 供 给 异 常 导致 压 缩 机 的转速 减小 ，从 而 致使 压缩 机发 生 喘
振。
④ 喘振 现 象会致 使 压缩 机机 件密 振控 制 阀的变 送器 应该 尽量 安装 在离 封及 轴封 遭受 损坏 ，导 致压 缩机 的工 阀门较近的地方 ，以缩短反应时间 。 作 效 率降 低 ，甚至 造成 火灾 、爆 炸等 重大事故。 ⑤ 喘振 会 致使 动静 部件 之 间 的摩 擦 与 碰撞 ，使 压缩 机 的轴弯 曲变 形 ， 严 重时会产生轴向窜动 ，破坏叶轮 ； ⑥ 喘振 会影 响与 压缩 机 相连 的其 ② 采用 固定极 限流量 的防喘 振 系 统 ，使 压缩 机 的流 量始 终高 于某一 定