对天然气管道典型离心压缩机性能预测的分析

黄飞 王海龙

摘 要 天然气的使用量提升扩大了其实际的建设规模。在天然气管道铺设与工作中，其中所使用的离心式压缩机十分常见，是当前工业生产中必备的机械设备，在天然气管道中的应用能够更好地保障天然气的安全运行，基于此，本文对当前在天然气管道中所使用的典型离心压缩机性能进行分析，因此为其在天然气管道中的更好应用奠定基础。

关键词 离心压缩机；天然气管道；性能预测；喘振分析

在天然气长输管道架设系统运行工作的实施中，离心压缩机是十分重要的旋转设备，在管道的安全运行工作保障中起到了重要的影响作用。但是在当前实际的管道运行中，受到一些工作状况的影响，可能会发生一定的不稳定事故，且气体组分在实际的应用中与工作初期的设计可能会存在一定的偏差，利用出厂性能曲线对设备在实际工作中的情况进行预测可能会存在较大偏差，对于实际工况下，气体组分的实际性能曲线获取，需要通过对天然气管线的优化调度方案进行制定加以实现，以此保证天然气长输管道的运输安全。

1 离心压缩机性能影响及喘振影响因素

1.1 离心压缩机的性能影响

气体的运动方向是由进气口流向出气口，当气体在压缩机中的整体运转过程中，压缩机内部的动能与压力会受到气体流转的影响不断增大。一旦气体进入液压机的设备中，其主要的工作动力与运行原理是通过机械所实现，则气体所产生的压力会替代原本的动能作用。

1.2 喘振影响因素

在离心压缩机的整体系统运行中，有周期性且反复不断的气流震荡现象发生，导致工作轴心呈现低频率幅度的情况被称为喘振。在离心压缩机的运行中，对其产生影响的因素分为：①流量；当机器中流量不断减小，转速达到最大出口压力，机组整体进入喘振区，压缩机的出口压力逐渐下降，流量随之下降，机组发生喘振。流量降低是喘振现象的根本发生原因，在实际工作中，需要对压缩机的运行状态加以控制，避免处于低流量情况下运行。②入口压力；压缩机入口的压力低则会加大喘振发生概率。③入口温度；当压缩机的运行处于恒压恒转速，则入口温度高会增大喘振发生性。④转速；当压缩机出口用气量确定，转速高会促进喘振的发生。⑤气体分子量；压缩机转速压力不变时，分子量小则容易发生喘振[1]。

2 压缩机性能换算步骤及现场实测数据验证

2.1 换算步骤

主要的设计数据、设备结构的各项参数以及压缩机本身的新歌能数据样本需要通过对其实际的运行情况所获取，其中数据样本的获取可以通过现场的实际检测所得，通过多变能头与效率多方面的工作效用将出口的压力进行实际测量，通过对工作温度利用热平衡法对其计算实现，同时可以得出出厂性能曲线，通过性能曲线对设计的性能数据加以获取。

2.2 压缩机特性线的系数拟合

压缩机在使用中，其性能曲线形状会体现出一定的相近性，通过该性能特征的利用将前后两重的一元二次通过对其运行中的多方面工作因素综合建立因变量，以此作为换算之后的样本数据参考值，主要是对压力比、出口温度与实际的运行效率等因素数值的拟合，叶轮转速与天然气的实际流量作为自变量，通过元多项式的使用对其相同工作情况下的任一叶轮转速与工作流量的特性参数进行计算。

2.3 现场实测数据验证

在天然气的压缩机应用中，针对其增压系统的使用设计通常以压缩机的出入口管线作为流量孔板的安装要求，在设计中孔板的安装作用是将气体在孔板通过之后以节流作用形成压差，最终所得的压差数据是防喘振的控制技术实施核心依据。针对已经运行了的天然气管道其所使用的离心压缩机一般是多台并联的运行方式，机组之间的运行转速存在不同的工作情况所形成的差异可能会对整体的计量设备运行产生一定的影响，导致无法为压缩机的实际运行流量提供准确数据，对于单台压缩机系统的应用，通常只是对其和喘振之间相关的孔板差压，针对现场所采取的孔板计量系统至包含孔板自身与压差变送器，由于在使用中存在一定的不可控因素影响作用，导致在计算中会存在一定的困难，对性能换算的模型验证引起一些难度。为保证对模型正确性的性能验证，需要将孔板的计量原理作为实际依据，之后对其在压缩机的实际运行中工作情况的偏离下应该采取的入口流量做到准确保证[2]。

3 离心压缩机安装质量控制

3.1 联轴器的安装

在离心式压缩机的安装中，对其性能的保证需要做到质量的精准控制，当前在安装联轴器中存在的误差可能会对轴瓦产生影响，使其温度过高出现严重的发热状态、是机组的振动性过大以及設备的严重磨损等问题的主要产生原因。因此在整体的离心式压缩机使用中需要做到对其联轴器对中安装精确度的确保，以此保证机器本身的稳定运行，当温度环境适宜的情况下，能够更为容易地将对中的时轴元器件的安装做到精准保证，以此确保冷态计算数值的准确性。

3.2 加强设备的喘振控制

（1）离心压缩机中的热气循环元器件的作用是对内容温度的控制，当温度过高达到危险的预定临界值状态时，将内部气体从压缩机内降低，以此提高气体自出口至入口的整体循环过程，提高其实际的振动频率。

（2）设备中的冷气循环则与热气循环系统存在明显的不同，气体是自压缩机的内部入口开始循环直至出口，在过程中是通过确保温度与危险预定值的临界状态降低喘振实际运行中的发生概率。

3.3 有效控制润滑油的温度与油泵开口

一般状态下，温度的控制阀是在离心压缩机的设备内部，以此保证对润滑油温度实现有效控制。一旦设备内部的润滑油温度与所设定温度范围值超出，则需要通过控制阀做到对其温度的有效控制与调节，使其能够更好地回归至正常状态，当温度过高，则需要与内部的冷油器设备相结合通过冷却水的应用调节温度高低。

4 结束语

综上所述，在当前的工业化生产生活行为实施中，随着天然气建设规模的扩大，大量的石化企业在发展中所实施的生产活动都是以大型的离心压缩机作为主要的动力设备，在化工生产工作中为高压气体实现更好地提供与输送。离心压缩机本身的安装工艺与质量控制等方面的性能会对自身的安全运行产生较大影响，因此在使用中需要保证其安装工艺的规范化实施，确保所有工作部件的精准性，提高设备的使用寿命。

参考文献

[1] 李楠.某长输管线离心压缩机模型级开发[J].风机技术，2018，（5）：

121.

[2] 张勇.离心压缩机振动故障的分析和处理[J].石化技术，2018，25

（09）：54.