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喘振是离心式压缩机的固有特性。产生喘振的原因首先得从对象特性上找。从图1中可见压缩机的压缩比P2/P1与流量Q的曲线上都有一个P2/P1值的最高点。在此点右面的曲线上工作，压缩机是稳定的。在曲线左面低流量范围内，由于气体的可压缩性，产生了一个不稳定状态。当流量逐渐减小到喘振线时，一旦压缩比下降，使流量进一步减小，由于输出管线中气体压力高于压缩机出口压力，被压缩了的气体很快倒流入压缩机，待管线中压力下降后，气体流动方向又反过来，周而复始便产生喘振。喘振时压缩机机体发生振动并波及到相邻的管网，喘振强烈时，能使压缩机严重破坏。$ C2 T0 b6 } j/ y4 ~
二、防喘振自控系统的可行性分析
/ {% h& k1 Z2 w1 Q3 ]) |+ t 为使压缩机安全有效和经济运行，在低负荷下操作时，其气量应始终保持在喘振区右边并留有一定的安全裕量，一般控制线位于超过喘振极限流量的5％—10％之处。只要保证压缩机吸人流量大于临界吸入量Qp，系统就会工作在稳定区，不会发生喘振。即在生产降负荷时，须将部分出口气体，经出口旁路阀返回到入口或将部分出口气放空，保证系统工作在稳定区。 . t2 K& j4 L& t- E8 {+ ^
1 g/ R1 V+ C- l) C4 Z# a" h 三、防喘振自控系统的几种实现方法
$ S0 B. n# Z) H; f8 t, D: R' G 目前常采用两类防喘振方法，即固定极限流量（或称最小流量）法与可变极限流量法
* }1 x' F P# r) ]6 Y 1．固定极限流量法
( b) S; b& L" y8 w% P- o 固定极限流量的防喘振控制系统，就是使压缩机的流量始终保持大于某一定值流量，如图1中的Qp，从而避免进入喘振区运行。此法优点是控制系统简单，使用仪表较少。缺点是当压缩机转速降低，处在低负荷运行时，防喘振控制系统投用过早，回流量较大，能耗较大。
$ P' c! f. l3 S! {' J- ` 2．可变极限流量法* f. [! t+ a6 a ~- Y; _/ Q+ \
在压缩机负荷有可能通过调速来改变的场合，因为不同转速工况下，极限喘振流量是一个变数，它随转速的下降而变小，所以最合理的防喘振控制方法，应是留有适当的安全裕量，使防喘振调节器沿着喘振极限流量曲线右侧的一条安全控制线工作，这便是可变极限流量法。- a, X) j G. r4 @
常用控制方案有两种：一是采用测量压缩机转速，经函数发生器作为流量调节器给定值（图2)。二是根据防喘振控制线的数学表达式，用常规仪表来模拟表达式（1），控制流程如图3所示。近年来随着数字仪表和微处理器的发展，这样的控制系统已容易实现。. q+ @( G5 \9 l- p; F% \# V( o
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3 A1 J2 X5 w& d) Y9 f3 w9 w
4 i+ _! K4 s, g) {4 i1 z
其中a、b由压缩机制造厂决定，C是一个常数。( _5 o$ l4 a$ o
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式中M—分子量
6 Y$ Q& E' S9 J# b# ?% a% p( Z z—压缩系数
% i1 C/ [7 j, N" E) @ v1 E R—气体常数' Q* r: h5 R1 S; R0 o( V' ^
k—综合流量系数
5 a1 A6 M- B' Y+ N* B 四、防喘振控制系统的实现方法: h# G. X% y4 D
水气厂一英格索兰空气压缩机，型号为C90M × 3，三级压缩，流量11942m3/h，进气压力（绝）0.09MPa，排气压力（绝）0.9MPa，功率1305kW。防喘振控制系统如图4所示。此防喘振系统是通过测量机组出口压力接近喘振点（旁通阀打开点）时，打开旁通阀来放出部分空气实现的。
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! X4 v* l3 ^0 c; H 旁通阀打开点的设定很重要。设定过高时，压缩机在低负荷下消耗更大的能量。设定过低时，压缩机将被允许穿过喘振线而发生喘振。而压缩机的CMC可自动调整旁通阀打开点，使其高于喘振线的值来修正。该压缩机也曾发生喘振，从自控系统分析，有几种情况会造成压缩机喘振：
; T/ P% E# Q0 D+ I 1．出口压力的检测出现故障，使CMC接受的信号是假信号，造成旁通阀不能开到位。
. R. T% z% ~- Q0 p$ } 2．旁通阀故障，打不开。$ F& T4 `1 S) H' c
3．斜坡时间（旁通阀从关到开的时间）设定过长，使旁通阀打开过于滞后。2 I& O; C( P. I0 J9 c: \
4．入口过滤器脏，过滤器阻力大，入口流量减小。
5 h! z. k; W o/ a 5. CMC故障，使旁通阀失控。
# B8 H3 L5 V S9 u3 _! y v 五、结束语
0 h+ T+ h7 Q' Q! @ J 离心式压缩机的防喘振控制系统，在保证大机组的安稳运行方面起着极其重大的作用。防喘振控制系统的实现方法，可用固定极限流量法和可变极限流量法。还可根据具体的情况，增加一些其它方面的保安措施。 |
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