离心式压缩机防喘振技术探讨

 离心式压缩机防喘振技术探讨 摘要：二氧化碳压缩机3102 J是大庆石化公司化肥厂尿素装置的重要设备，由意大利新比隆公司制造。文中对该压缩机系统的防喘振技术应用进行了探讨，证明应用防喘振技术后装置运行更加稳定，为防喘振系统在大机组中更好的应用提供了值得借鉴的经验。 关键词：压缩机；喘振；控制系统 中图分类号：TH45 文献标识码：B 文章编号1671-4962(2009)03-0032--02 离心式压缩机的喘振现象一直是困扰压缩机组平稳运行的难题。大庆石化公司化肥厂尿素装置的二氧化碳压缩机是离心式压缩机，由透平驱动。压缩机共分4段，前2段装在水平剖分式缸体内；后2段装在筒形缸体内。各段间设有气体冷却器和液滴分离器。透平为抽汽一注汽—凝汽式透平，功率7 200 kW，其控制系统随机组配套引进。 1喘振的发生与控制 1．1喘振现象 喘振现象是离心式压缩机的固有特征。喘振是由于人口流量的减少或出口压力上升，使压缩机的输出满足不了出口管网压力的需要，发生了气体倒灌，造成压缩机工况大幅波动，振值上升。喘振会造成压力强烈波动和周期性物料倒流，同时会产生很大的振动及热应力，严重时可造成机组部件损坏，影响设备寿命。 1．2喘振现象的控制 应用压缩机防喘振控制系统可以有效的保护压缩机因喘振而造成的设备损坏，同时可降低因喘振而引起的高能耗。离心机压缩机防喘振控制有2种方法。 (1)定极限流量法 使压缩机的流量始终保持大于某一定值流量，从而避免进入喘振区运行。该方法通常用于恒速运行的离心机且一般流量调节器的给定值应大于额定喘振点流量的7％-10％，其优点是控制简单，缺点是当机组变速运行且处于低负荷情况时，防喘振控制投用过早，造成能耗加大。 (2)变极限流量法 在变速运行的压缩机中，随着不同工况(压缩比、出口压力或转速)，极限喘振流量是个变数。变极限流量法是采用随动防喘振流量控制系统在压缩机的不同工况下沿喘振曲线(实际上是沿防喘振操作曲线)自动改变防喘振流量调节器的给定值，使防喘振调节器沿喘振曲线右侧安全控制线(防喘振操作线)工作，这样既安全又节能。 2 喘振曲线的确定 压缩机发生喘振时的具体现象、条件以及保护压缩机的方法，在压缩机性能曲线上很好的表现出来，压缩机性能曲线见图l。   由图1可以看出，曲线左边界限为喘振区域，接近该曲线将会发生喘振，因此在操作时要保证最低流量限制。当管网压力增加时，工作点会沿着性能曲线往左移。最后将达到一点，雁缩机在该点上有最小的稳定流量，如果使压缩机的丁作点移到该点的左边，就会产生喘振。对任一个具体的性能曲线，最小稳定流量与最大压力点叫做喘振极限点。所有这样的点汇集在一起，就叫做喘振极限曲线。但是，因为系统的动态特性是很慢的，必须在工作点到喘振极限之前，该控制功能就发生作用，控制器打开控制阀的点就叫做喘振控制点，所有这样的点汇集在一起，就叫做喘振控制曲线，喘振控制曲线与喘振极限曲线之间的区域叫做安全带，喘振控制曲线左边的区域叫做喘振控制区，防喘振控制阀的开度一定增加为了防止压缩机喘振，又要少打循环量，防喘振控制器必须正确地确定压缩机的运行工作点离喘振极限有多远。当工作点与喘振极限曲线的距离等于所需的安全带时，偏差为零。负偏差意味着循环流量需要增加；正偏差意味着循环量需要减少。所有偏差为零的点汇集成喘振控制曲线。 3控制系统的应用效果 防喘振自动控制系统没有投用前，压缩机停车事故频发，损失严重。2003年7月11日，由于压缩机连续2次喘振导致系统封塔停车，损失尿素878 t；2005年7月4日，压缩机发生喘振，尿素装置被迫封塔停车，损失尿素394 t；2005年8月11日，压缩机3102 J现场异常响声，在速度面板上出现“stop”停车信号，中控发现压缩机出故障，按封塔停车程序执行，损失尿素169 t。防喘振自动控制系统没有投用后，压缩机停车事故减少，损失大幅降低。自2005年自控系统应用以来，仅发生2次停工事故，损失尿素分别为87 t和99 t。 4结论 防喘振自动控制系统应用于离心式压缩机，能够有效地抑制和减缓离心式压缩机在运行过程中喘振现象的发生，可以大幅降低因喘振造成生产停工所造成的经济损失。是现阶段保证压缩机机组平稳运行的可靠手段，但并不能从根本上消除和防止喘振现象的发生，因此开发更加有效的防喘振技术已迫在眉睫。 参考文献： [1]赵云端，李困权．丙烯压缩机防喘振系统设计[J]．风机技术。 2005(2)：55—56． [2]陈鼎宁．机械设备控制技术中国压缩机网[J]．化丁机械设备， 2006(3)：63—66． E3]杜永智．张忠长．氮肥生产控制系统IM]．北京：化学工业出版社， 2006：57—62．120一127． [4]魏龙．离心式压缩机的防喘振控制[J]通用机械， 2006(4)：31-33． 收稿日期：2009—05—2l 作者简介：石长旭，男．工程师．1998年毕业于黑龙江大学．现从事 化肥生产DCS、PLC等控制系统的测试和维护技术T．作。

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