离心压缩机防喘振曲线计算

1、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

2、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

3、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1OX1O4Nm3/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

4、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、8060r/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e =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，

5、可得到喘振曲线，并得出a=11.543xi0-8, 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

6、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