壓縮機(jī)防喘振的兩種方法

2011-08-03 08:22:24孫永泰

制冷 2011年4期

孫永泰

(沈陽市遼中通達(dá)機(jī)械廠,沈陽遼中110200)

1 離心式壓縮機(jī)喘振的原因

喘振是離心式壓縮機(jī)的固有特性。產(chǎn)生喘振的原因首先得從對象特性上找。

從圖1中可見壓縮機(jī)的壓縮比P2/P1-流量Q的曲線上有一個P2/P1值的最高點(diǎn)。在此點(diǎn)右面的曲線上工作,壓縮機(jī)是穩(wěn)定的。在曲線左面低流量范圍內(nèi),由于氣體的可壓縮性,產(chǎn)生了一個不穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)流量逐漸減小到喘振線時,一旦壓縮比下降,使流量進(jìn)一步減小,由于輸出管線中氣體壓力高于壓縮機(jī)出口壓力,被壓縮了的氣體很快倒流入壓縮機(jī),待管線中壓力下降后,氣體流動方向又反過來,周而復(fù)始便產(chǎn)生喘振。

喘振時壓縮機(jī)機(jī)體發(fā)生振動并波及到相鄰的管網(wǎng),喘振強(qiáng)烈時,能使壓縮機(jī)嚴(yán)重破壞。

2 防喘振自控系統(tǒng)的可行性分析

為使壓縮機(jī)安全有效和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,在低負(fù)荷下操作時,其氣量應(yīng)始終保持在喘振區(qū)右邊并留有一定的安全裕量,一般控制線位于超過喘振極限流量的5%～10%之處。只要保證壓縮機(jī)吸入流量大于臨界吸入量QP,系統(tǒng)就會工作在穩(wěn)定區(qū),不會發(fā)生喘振。即在生產(chǎn)負(fù)荷下降時,須將部分出口氣體,經(jīng)出口旁路閥返回到入口或?qū)⒉糠殖隹跉夥趴?保證系統(tǒng)工作在穩(wěn)定區(qū)。

圖1 壓縮機(jī)壓縮比與流量關(guān)系圖

3 防喘振自控系統(tǒng)的幾種實(shí)現(xiàn)方法

目前常采用兩類防喘振方法,即固定極限流量(或稱最小流量)法與可變極限流量法。

(1)固定極限流量法

固定極限流量的防喘振控制系統(tǒng),就是使壓縮機(jī)的流量始終保持大于某一定值流量,如圖1中的Qp,從而避免進(jìn)入喘振區(qū)運(yùn)行。

此法優(yōu)點(diǎn)是控制系統(tǒng)簡單,使用儀表較少。缺點(diǎn)是當(dāng)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速降低,處在低負(fù)荷運(yùn)行時,防喘振控制系統(tǒng)投用過早,回流量較大,能耗較大。

(2)可變極限流量法

在壓縮機(jī)負(fù)荷有可能通過調(diào)速來改變的場合,因?yàn)椴煌D(zhuǎn)速工況下,極限喘振流量是一個變數(shù),它隨轉(zhuǎn)速的下降而變小,所以最合理的防喘振控制方法,應(yīng)是留有適當(dāng)?shù)陌踩Ａ?使防喘振調(diào)節(jié)器沿著喘振極限流量曲線右側(cè)的一條安全控制線工作,這便是可變極限流量法。

常用控制方案有兩種:一是采用測量壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速,經(jīng)函數(shù)發(fā)生器作為流量調(diào)節(jié)器給定值 (圖2)。二是根據(jù)防喘振控制線的數(shù)學(xué)表達(dá)式,用常規(guī)儀表來模擬表達(dá)式 (1),控制流程如圖3所示。近年來隨著數(shù)字儀表和微處理器的發(fā)展,這樣的控制系統(tǒng)已容易實(shí)現(xiàn)。