离心式压缩机防喘振控制设计探讨
来源:哲成阀门 作者:哲成阀门贸易部 发布时间:2019-5-19 阅读:次
  1 离心式压缩机喘振机理
      在对离心式压缩机进行使用的过程中操作环节与设计工况发生偏离便会在一定程度上造成人口流量降低的问题,由此而导致压缩机的扩压器以及叶轮等相关部件的气流方向出现一定的变化,在叶片的非工作面位置处会出现一定的气流旋转脱离问题,由此便会使叶轮通道之中的气流难以通过。在这种工况之下压缩机联合工作的管网压力以及出口压力会呈现出一定的不稳定状态,由此便会造成位于压缩机出口位置的气体发生反复倒流的问题,进而造成压缩机内部发生周期性的低频、轴向以及大幅气流震荡情况,这一情况也就是我们所说的喘振现象。
      在压缩机的人口位置流量比喘振发生临界流量值下线小的情况下压缩机工作点便会进人到喘振区,一旦离心式压缩机的转速出现变化的话性能曲线也会出现一定的改变。而随着转速的不断增大,喘振的流量也会跟着不断增加,由此我们也可以认为是随着转速出现增加,随着带来的便是喘振线向着大流量区进行移动。
2 离心式压缩机防喘振机理
      离心式压缩机发生喘振的主要原因在于压缩机人口流量的降低。对离心式压缩机进行防喘振主要是保证压缩机性能曲线上面的工作点能够被一直控制在范围之中,由此来避免其进人到喘振区之后影响压缩机运行过程中的安全性。所以只要使压缩机的人口流量比其喘振线上的流量大就能保证压缩机的平稳运行,进而降低喘振情况发生的概率。基于这种情况我们可以将防喘振的原理理解为将压缩机人口出的流量被降低到安全下限的时候通过对其出口管线处的流阻进行降低来使人口管线的流量能够得到有效的提高,进而使压缩机出口管线的压力能够得到降低和有效规避流体发生倒流和防止离心式压缩机发生喘振。当前降低压缩机出口流阻的主要方法有一下几种:将放空管线上方的放空阀打开之后使压缩机出口之中的气体排出到大气之中或者将回流管线上面的防喘振阀门打开来使压缩机的出口位置形成气体回流。我们需要注意的是应用放空阀的方法虽然能够在一定程度上降低压缩器各个部件因为喘振想想而受到的影响,但是却不能使人口位置的流量增加,因此这种方法并不能从根本上解决压缩机喘振问题。而向大气之中派送气流的方法由于会造成较大程度的能量浪费,由此我们也不推荐这种方法。
3 离心式压缩机防喘振控制的方法
      如果能够实现压缩机效能的最大化便可以在一定程度上规避能量浪费的问题发生,通过应用流管线来使压缩机人口位置的流量得到有效的提高来对出口的压力进行降低,由此能够使防止压缩机喘振的方案得到有效的优化。控制回流线的方法一般是对冷却器加以利用来使回流气体的问题得到应对,并且还可以运用带有防喘振控制阀的热回流线。如果只是应用冷回流线的话可能会因为冷却器尺寸过大而造成压缩出口位置泄压速度变慢,进而影响回流的效率。而如果只是使用热回流线的话又会出现虽然回流效率得以保证却无法对回流气体进行冷却。基于这种情况我们可以对冷回流和热回流共同运用。
4 离心式压缩机防喘振控制设计的重要环节
4.1设定安全下限值
      在对安全下限值进行设定的过程中直接影响到防喘振阀的启动。一般情况下安全下限值属于压缩机防喘振控制的一个关键参数。正常情况下我们可以应用固定极限流量以及可变极限流量来对压缩机人口流量的安全下限值进行设定。固定式极限流量是将压缩机人口位置处的流量一直控制在某个固定值之上,来避免压缩机的工作点进人到喘振区,在对固定极限值继续拧设定的过程中相对比较简单,防喘振效果相对也比较理想,并且这个方法并不需要太多的成本投人,其适用于转速固定和转速变化范围比较小的压缩机。
     可变式防喘振极限流量设置压缩机人口流量的安全下限值具有降低压缩机能量损耗的效果,如果压缩机负荷发生波动且需要对转速进行调节的话可以对该方法进行应用。
4.2 设计防喘振控制阀
     在对防喘振阀进行设计的过程中需要满足以下几点:
     (1)保证其在整个压缩机性能曲线上的所有操作区域之中都能起到有效的防喘振保护效果。
     (2)对于可能出现的最大波动也能起到较好的防喘振效果。
     (3)将防喘振阀的最大流量值控制在比稳定操作情况下防喘振线上需要的流量要大。
     (4)在对防喘振阀的流通能力进行设计的过程中一定要充分考虑规避压缩机计人阻塞区的问题发生。
     (5)站在可控性的角度进行分析的话要保证防喘振阀的尺寸不能够太大。
5 结语
    笔者主要通过对离心式压缩机喘振和防喘振的机理加以分析,并且提出在对离心式压缩机进行防喘振的过程中冷回流和热回流的设计。在此基础之上对防喘振控制阀的功能要求以及安全下限值的设定加以说明。
本文Tag:离心式压缩机、控制阀、防喘振控制
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