离心压缩机防喘振曲线计算

离心压缩机防喘振曲线计算 摘 要 离心式压缩机是工业生产中的关键设备 目前已在各个领域广泛应用 但是 离心式压缩机的 稳定运行工况较窄 容易发生喘振现象 喘振现象对 于离心式压缩机的安全稳定运行具有较大危害 因此 绘制出喘振曲线进行防喘振控制尤为重要 关键词 离心式压缩机 防喘振曲线 喘振控制 中图分类号 TB6 文献标识码 A 文章编号 2095 6363 2015 09 0037 02 为防止离心压缩机发生喘振 保证离心式压缩机 安全平稳的运行 对其进行防喘振的控制成为必要 而防喘振控制的基础即为喘振曲线的计算 1 1 离心式压缩机喘振特性曲线概述 喘振曲线的绘制是以压比为纵坐标 以流量为横 坐标 在不同转速下进行绘制 得到一系列曲线 这 些曲线的临界运行点即为喘振线 获得离心压缩机喘振线的方法有两种 一种是直 接通过实验方法测得 第二种是通过离心压缩机的特 性曲线 改变转速 计算在各个转速下的压比与流量 值 再进行多项式的拟合 得到最终的喘振曲线 本 文采用第二种方法 2 离心式压缩机性能曲线的确定方法 离心式压缩机性能曲线的确定方法一般有以下三 种 第一种 通过压缩机的现场调试 改变转速 实 际测得在各个转速下的压缩机的相应参数 将这些特 性参数进行拟合 进而得到压缩机的性能曲线 第二 种 根据离心压缩机厂家提供的理想性能曲线 结合 现场的环境与运行条件 进行换算 得到压缩机的性 能曲线 第三种 通过离心压缩机厂家提供的设计转 速下的压缩机性能曲线相关参数 通过改变转速 运 用相似原理 分别计算在相应点下的压比 流量等参 数值 将这些参数进行多项式的拟合即可得到在不同 转速下压缩机的性能曲线 以一台 10 104Nm3 d 的压缩机性能曲线相关参 数为例 压缩机在设计转速上的 5 个不同点 a b c d e 的设计参数如下表 1 所示 如果转速改变 则得到的新的对应点数值就能组 成一条新的转速下的性能曲线 式中 Qm 质量流量 kg h Q 体积流量 m3 h n 压缩机的设计转速 r min v 气体 比体积 m3 kg Rg 气体常数 m 多变指数 P1 进口压力 MPag P2 出口压力 MPag T1 进口温度 K T2 出口温度 K 经过换算 即可得到在转速分别为 10300r min 10200r min 9800r min 9300r min 80 60r min 7170r min 时性能曲线 a b c d e 这 5 个点的性能参数 用最小二乘法进行多项式的拟合 可以得到不同转速下的压缩机性能曲线如下图 1 所示 3 离心式压缩机喘振曲线的确定方法 确定离心压缩机的性能曲线后 取喘振的表达式 a2 bQ C 根据各转速下性能曲线的表达式就可以计算出对 应转速下的喘振点 将这些喘振点利用最小二乘法多 项式拟合 可得到喘振曲线 并得出 a 11 543 10 8 b 0 002 c 8 617 4 离心式压缩机防喘振曲线的绘制方法 为保障压缩机的安全稳定运行 必须通过控制的 方法使运行的管网流量控制在某一安全的范围内 因 此 需要设定一条喘振控制线 保障管网中流量发生 变化时 压缩机还能保证稳定运行 通常是将喘振线 右移 5 8 的流量 当流量过剩时 往往通过放空 或者打回流的方式保证压缩机的安全运行 5 离心式压缩机防喘振措施 目前常采用的有以下两类 一是在压缩机的结构 设计上 通过改变叶轮 扩压器等关键部件的结构 扩大压缩机的稳定运行工况的范围 二是通过改变管 网的特性 改变压缩机与管网的稳定运行工况点 第二种方法是通常采取相应的防喘振措施 常采 用喘振的被动控制方法与喘振的主动控制方法 2 喘振的被动控制方法包括固定极限流量法与可变极限 流量法 固定极限流量方法是使压缩机的流量始终大 于发生喘振的极限流量值 若大于此极限值 则采取 打回流或者放空等方式 使压缩机处于安全状态 可 变极限流量方法是设定发生喘振现象的极限方程 使 压缩机的极限流量值始终随着转速的变化发生变化 始终保持压缩机的流量大于发生喘振的流量值 目前 随着模糊控制技术的蓬勃发展 喘振的主动控制方法 得以得到进一步的研究与应用 通过喘振的主动控制 实现喘振线向稳定运行区移动 使其稳定运行的范围 进一步扩展 6 结论 1 离心式压缩机的喘振将会严重危害到它的安 全可靠地运行 在选型时为保证其安全性 应充分考 虑喘振现象 2 通过离心压缩机的性能曲线 改变转速 可 以计算出防喘振曲线 防喘振曲线的设置将为离心压 缩机的防喘振策略提供了依据 3 离心压缩机的防喘振控制策略就是基于压缩 机的喘振线设立不同的控制线 工作点在不同的控制 区域时防