透平式离心压缩机的喘振危害消除

钱 程

(同煤广发化学工业有限公司，山西 大同 037001)

透平式离心压缩机本身具有叶轮尺寸小且转速高、稳定与可靠性较强的特点，但这些特点在保证透平式离心压缩机拥有优秀性能的同时，也对透平式离心压缩机的喘振控制提出了较高要求。就透平式离心压缩机的喘振危害消除进行了具体研究。

透平式离心压缩机；喘振；控制；保护

引 言

透平式离心压缩机在我国石油化工、冶金制造、制药行业具有广泛应用。为了保证透平式离心压缩机更好服务于各领域应用，本文就透平式离心压缩机喘振危害消除展开具体研究。

1 透平式离心压缩机的喘振分析

喘振本身属于透平式离心压缩机在流量相对较小的工况下出现的不稳定运行状态，这一状态属于压缩机的固有特性，透平式离心压缩机在喘振的影响下很容易出现无法正常运转、甚至设备损坏的问题。

1.1 喘振的机理

之所以透平式离心压缩机会出现喘振，这与透平式离心压缩机的工作原理存在着一定联系。在透平式离心压缩机的具体工作中，借助叶轮带动气体旋转而产生出离心力，将能量传递给气体使其获得压力能与动能是这一工作的基本原理，而喘振问题便会导致气体不能在压力能与动能作用下实现高速流动，这种情况下气体所做的功大部分成为了能量损失，这一过程引发的管网压力大于压缩机出口压力就会导致气体倒流情况出现，透平式离心压缩机就会因此出现轴向低频气流振荡，即喘振[1]。

1.2 引发喘振的原因

在了解喘振的机理后，我们还需要明晰引发透平式离心压缩机喘振的原因。透平式离心压缩机本身具备着占地面积小、流量大、压缩效率高、空气全无油等优点，但由于透平式离心压缩机本身也具备着监控参数多、故障点多的特点，这就使得转速、进气压力、进气温度、流量、叶轮结垢等都可能引发透平式离心压缩机的喘振。表1对这些引发透平式离心压缩机喘振的因素进行了展示[2]。

表1 引发透平式离心压缩机喘振问题的因素

1.3 喘振的危害

喘振本身较为容易引发各类危害，结合相关文献资料与自身认知，这一危害概括为引发机械事故、影响生产设备稳定性、增加机组噪音、缩短机组寿命、引发生产事故、影响附近其他设备等6个方面。表2对这6个方面的透平式离心压缩机喘振危害进行了直观展示。

表2 透平式离心压缩机喘振危害

2 透平式离心压缩机的喘振危害消除

结合相关文献资料与实际调查，提出了固定极限流量法、可变极限流量法、改变参数法、温度补偿式防喘振控制法等四方面透平式离心压缩机的喘振危害消除策略，希望这一策略能够为相关从业人员带来一定启发。

2.1 固定极限流量法

固定极限流量法本身属于一种经典的透平式离心压缩机的喘振控制手段，相较于阀门节流、旁通回流等传统的喘振控制手段，固定极限流量法拥有着对管网损耗较小、能源浪费较少的优势，这就使得固定极限流量法在实现透平式离心压缩机的喘振控制与保护的同时，能够较好满足企业的节能降耗需求。在固定极限流量法的具体应用中，这一透平式离心压缩机的喘振控制措施手段能够通过采用部分循环法，实现透平式离心压缩机流量始终处于大于一定流量值的状态，这种状态下的透平式离心压缩机的流量就将高于可能引发喘振现象的最低流量，透平式离心压缩机的喘振自身实现了较好的控制，图1为固定极限流量法应用的示意图[4]。

2.2 可变极限流量法

可变极限流量法是一种近似于固定极限流量法的透平式离心压缩机的喘振控制手段，可变极限流量法在具体应用中能够实现各种转速下透平式离心压缩机的流量都将高于可能引发喘振现象的最低流量，这就使得相较于固定极限流量法，可变极限流量法能够应对更加复杂的工况，透平式离心压缩机的喘振控制也可以由此告别频繁的放空和回流处理，相关企业的节能减排目标实现将由此获得较为有力的支持，图2为可变极限流量法示意图[5]。

图1 固定极限流量法

图2 图可变极限流量法

2.3 变频控制

对于透平式离心压缩机的喘振控制来说，变频控制也是我国当下应用较为频繁的一种控制手段，这种借助变频器调速功能实现的透平式离心压缩机喘振控制已经得到了较好的实践检验。在变频控制的具体应用中，这一控制手段主要通过确保透平式离心压缩机初始运行阶段的高负荷运行、稳定运行状态的低负荷运行实现透平式离心压缩机的喘振控制。值得注意的是，为了保证变频控制手段取得最佳的应用效果，变频控制最好能够结合回流阀一起使用，这样就能够保证透平式离心压缩机的负荷变化始终处于数值允许范围之内，喘振现象自然就不会出现[6]。

2.4 改变参数法

除了上述几方面外，改变参数法同样能够较好满足透平式离心压缩机的喘振控制，这一改变参数法实质上是通过改变透平式离心压缩机的叶轮、叶片等参数，实现透平式离心压缩机自身的防喘振能力提升。一般来说，改变参数法主要应用于透平式离心压缩机的设计阶段，这点需要引起我们重视。

3 结论

本文就透平式离心压缩机的喘振危害消除展开的研究中，详细论述了透平式离心压缩机的喘振分析、透平式离心压缩机的喘振危害消除策略，结合这一系列论述我们就能够较为深入的了解喘振这一透平式离心压缩机的常见现象，也能够认识到这一现象对于透平式离心压缩机带来的严重危害，希望这一认知能够引起相关从业人员的重视，并为透平式离心压缩机的使用寿命延长带来一定支持。

[1] 张勇.透平式离心压缩机的喘振、控制和保护[J].内蒙古石油化工,2011(9):94-95.

[2] 曹小建,曹萍.浅析整体齿轮式离心压缩机设计[J].风机技术,2014(S1):61-67.

[3] 李忠海.透平式离心压缩机的喘振、控制和保护研究[J].科技风,2014(15):72.

[4] 刘文军.大型透平式离心压缩机振动故障分析及处理[J].中国设备工程,2012(8):60-61.

[5] 周宏.浅谈透平驱动式离心压缩机的控制与联锁[J].石油化工设计,2010(4):28-29+32+28.

[6] 王辉,陈英杰.离心压缩机驱动透平调速器调节原理及故障分析[J].中国设备工程,2004(3):35-37.