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所有压缩机都要防喘振控制?不不不-化工设计竞赛

liwan123
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我们在看以往的作品或者答辩视频的时候,经常会听到“压缩机采用防喘振控制”这样的说法。那么为什么压缩机需要防喘振控制?所有类型的压缩机都需要防喘振吗?防喘振控制方案有哪些?这期就简单的聊一下。
压缩机根据压缩原理,分为减容压缩和加速流体压缩。减容压缩是通过减少气体体积来增加压力,往复式压缩机和回旋式压缩机属于减容压缩;而加速流体压缩是通过把气体的动能转换为势能来增加气体的压力,离心式压缩机和轴流式压缩机就属于加速流体压缩,也称为透平压缩机。
 

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离心式压缩机(来源:搜狐号“压缩机”)

 

而喘振是透平压缩机的固有特性。对透平压缩机的控制,主要挑战在于压缩机在工作过程中,当进叶轮的气体流量小于机组该工况下的最小流量(即喘振流量)时,管网气体会倒流至压缩机,当压缩机的出口压力大于管网压力时,压缩机又开始排出气体,气流会在系统中产生周期性的振荡,从而导致机身的剧烈振动,这种现象工程上称之为喘振。

往复式压缩机(来源:马后炮化工)

 

喘振现象对压缩机是十分有害的。由于气流的周期性振荡而造成叶片强烈振动,使叶轮应力大大增加,噪音加剧,整个机组发生强烈振动,并可能损坏轴承、密封,同时还会影响管网的其他设备。

所以说,防喘振对于压缩机而言很重要,但是使用或者不使用防喘振控制方案,取决于选择的压缩机类型,透平压缩机才有可能出现喘振。那么,有什么简单的控制方案能够防喘振呢?

 

压缩机性能曲线(A点右侧为稳定工作区,左侧为喘振区)

 

首先介绍最为简单且有效的控制方案:固定流量极限防喘振控制。前面说到喘振的原因起始于工作时进入压缩机的流量小于喘振流量,固定流量极限防喘振控制就是在监测到流量低于喘振流量时,将出口的流量旁路打开,使得部分流体回到入口以增加入口流量,即可避免喘振的发生。不过,当转速较低时,流量的安全余量较大,能量的浪费较大,因此适用于固定转速的压缩机防喘振控制。

 

 

固定流量极限防喘振控制

 

而复杂一些的控制方案——可变极限流量防喘振控制,则可以根据不同转速下的喘振点流量作为控制依据。可变极限流量防喘振控制是根据模型计算设定值的控制系统,测量值是入口节流装置测得的压差值,设定值是根据喘振模型计算得到的。当测量值大于设定值时,旁路阀关闭;当测量值小于设定值时,旁路阀打开,保证入口流量高于喘振流量。

 

可变极限流量防喘振控制

 

当然以上的控制方案还是属于较为简单的控制方案,对于压缩机串联、并联等复杂工况,还有更复杂的控制方案。我们需要了解的就是开头的三个问题,不能在画PID的时候一股脑什么类型的压缩机都用防喘振控制方案,需要和设备选型人员进行及时的沟通交流。

最后提一句,压缩机的喘振我们听得比较多,但是除了压缩机,泵也是有可能发生喘振的哦!大家可以自行去了解一下。

标签: 2020化工设计竞赛 化工设计竞赛 压缩机 防喘振

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