离心式压缩机的喘振分析与控制

离心式压缩机是一种叶片旋转式压缩机。具有效率高、排气量大、体积小、结构简单、气体不受油污染以及正常工况下运行平稳、压缩气流无脉动等优点,被广泛应用于石油、冶金、化工等行业。离心式压缩机的安全可靠运行对工业生产有着极为重要的意义。由于离心式压缩机对气体流量、温度、压力变化较为敏感,容易发生喘振现象。喘振对离心压缩机有较大的危害,是压缩机损坏的主要诱因之一。本文将对离心式压缩机发生喘振的机理和影响因素、喘振的危害和判断以及防喘振控制措施进行分析和探讨。     

浅谈离心压缩机的防喘振控制

该文介绍了离心压缩机性能调节中,防喘振控制的重要性和喘振的原因分析及从控制方案进行分析讨论,因为空压机性能曲线基本是进出口压比(或出口压力)、流量(或差压)多重参数控制的,在采用参数联动控制时,在启动、运行调节时,如果不清楚准确的控制机组的喘振,会造成机组的严重损坏.为了保证机组安全、可靠的运行,满足不同调节中的控制保护,压缩机的防喘振控制线是很重要的.就机组的特性分析,喘振原因分析,最终讨论其目前的几种防喘振控制的解决方案,内容进行了全面分析和方案讨论,具有实际应用性和实效性.     

压缩机防喘振控制分析

当压缩机流量较低的时候，会导致压缩机发生喘振现象，使压缩机处于不稳定的工作状态。采取增加压缩机内部流量，在压缩机出口出增加单向阀防止倒流等办法，可有效防止压缩机进入喘振区，保证压缩机正常工作     

离心压缩机喘振以及防喘过程的分析

离心式压缩机是一种叶片旋转式压缩机（即透平式压缩机）。本文主要针对压缩机机组发生喘振与防喘机理作了讨论分析与阐述。     

基于喘振频域特性的失稳预警技术研究

为了寻求离心压缩机喘振发作的早期征兆,利用相关积分法结合细化快速傅里叶变换,研究了完整记录喘振发展变化的压力信号的频域特性,并根据喘振产生的物理机制提出了一种新的喘振预警方法.该方法采用与监测频带能量相对应的参数,来度量喘振过程中离心压缩机内部流动特性的变化.分析结果表明,在离心压缩机完全进入喘振前,喘振频带能量有明显的增长过程,增长时刻距喘振完全发作有1~2 s的时间间隔,这对实现离心压缩机安全高效运行具有十分重要的意义.     

轴流压缩机防喘振控制方法及实现

研究了全静叶可调式轴流压缩机防喘振的控制方法,用PLC（可编程控制器）实现轴流压缩机防喘振控制,克服了以往控制方案中存在的缺陷.将该方案应用于炼铁高炉轴流压缩机上,提高了生产效率,在保护轴流压缩机及安全生产方面取得了良好的效果.     

离心压缩机的防喘振控制

对离心压缩机喘振现象和传统的防喘振控制方法进行研究,分别采用变增益常数和变积分常数PID调节的方法对离心压缩机防喘振控制进行仿真试验,并讨论两种方法的优缺点,提出一种基于变增益常数和变积分常数结合的PID调节离心压缩机防喘振的新方法.数值试验结果表明该方法有效地克服了变增益常数法易扰动的不足和变增益积分常数法易滞后的缺点,提高了离心压缩机的安全和经济性能.     

采用关联模型的离心压缩机喘振工况数值研究

为了研究管网系统特性对离心式压缩机喘振的影响,建立了包含温度项的关联模型,将管网效应耦合到压缩机出口的边界条件中,实现了压缩机系统从稳定工况到喘振工况的数值模拟。对一离心压缩机流道和无叶扩压器流场进行了非定常数值模拟,结合关联模型得到喘振时压缩机出口处压力及质量流量脉动随时间的变化情况,分析了管网容量、管网出口流量等管网参数对压缩机系统喘振的影响。模拟结果显示:所建模型能捕捉到喘振工况下压缩机出口的参数变化特征;随着管网容量的增大或管网出口质量流量的减小,压缩机出口流量、总压波动幅值增大,工况向喘振振荡特性转变;管网容量对失速频率影响较大,而管网出口流量的变化对压缩机的失速频率影响较小。该研究对进一步分析压缩机管网系统相互影响和喘振预测具有参考价值。     

高炉鼓风机防喘振控制系统的分析与研究

本文首先探讨了轴流压缩机喘振发生机理及其危害,提出了高炉鼓风机防喘振控制的必要性,然后以某钢厂大型高炉鼓风机为例对防喘振控制系统作了详细分析与研究,同时在分析与研究的基础上对湛江钢铁高炉鼓风项目提出了一些合理的优化和改进建议。     

频域分析及其在离心式压缩机故障诊断中的应用

简单阐述了压缩机旋转失速和喘振的关系,着重分析了压缩机旋转失速和喘振产生的机理。由于离心式压缩机发生故障的主要特征是机器伴有异常的振动和噪声,振动信号是周期性信号,利用频域分析的方法对离心式压缩机故障进行诊断。取得了很好的效果。     

浅析离心式压缩机防喘振控制

中国石油大庆石化公司120万吨乙烯改扩建工程,裂解气压缩机EC-3301为日本三菱重工有限公司(MHI)成套设计制造,由蒸汽透平驱动、离心式五段压缩、三个缸体组成。本文主要针对离心式压缩机防喘振控制进行简要分析。     

模糊控制在离心式压缩机防喘振控制中的应用

运用模糊控制理论和离心式压缩机的喘振机理,针对空分装置中压缩机的实际喘振问题,设计了防喘振控制系统．并在基于Simulink和Fuzzy Controler仿真环境中对涉及的模糊控制器进行仿真分析。     

基于非线性流形学习的喘振监测技术研究

为了提取压缩机喘振发作时表现出的非线性特性,引入了一种新的喘振特征提取方法.首先对原始信号进行多元统计分析,构造高维特征空间,然后利用局部切空间排列的流形学习方法提取出一维主流形,进而通过主流形几何结构的变化来反映系统的非线性变化.分析结果表明,与相关积分方法相比,该方法可以提前1 s识别出喘振特征,并且能够降低误报率,因此在喘振监测中具有良好的应用前景.     

离心式压缩机操作曲线及防喘振控制系统

介绍了离心式压缩机的喘振理论,分析了天然气压缩机的实际喘振问题,给出并现场应用了具体的防喘振控制方案.结果表明,通过对实时采集的数据进行计算并同特性曲线比较,可实时监测防喘振曲线,自动调整压缩机回流量,实现无级自动调节,防止喘振;该系统自动控制灵敏,安全可靠,能有效防止喘振.     

基于神经网络的喘振早期发现

分析并指出了压缩机组防喘振控制系统的缺陷，在此基础上，针对机组发生哮喘振与机组工艺参数间的关系，建立了一个基于神经网络模型喘振预警系统，以帮助现场机组操作人员及早发现喘振。     

压缩机系统高阶Moore-Greitzer模型的动态行为分析

以压缩机系统不稳定现象的MG(Moore-Greitzer)模型为基础提出了其高阶Galerkin扩展形式,并进行了稳定性分析,得到旋转失速和喘振的条件:失速仅受阀门参数的影响,而喘振受阀门参数、稳定性参数两者的综合影响.然后,在压缩机性能曲线为三次曲线的典型条件下,从稳定状态到喘振状态分阶段对系统的动态行为进行数值仿真.结果表明:高阶速度扰动模态波在失速初始阶段严重影响一阶模态波,而在过失速阶段则影响不大;在相同的初始条件下,高阶扩展模型失速发展的速度比一阶模型快了约16%,因此可以更早地检测到失速的发生;高阶模型对初始扰动更加敏感.     

透平压缩机组的模糊PID控制与特性研究

通过对典型透平压缩机组的分析,建立了汽轮机驱动压缩机组的动态数学模型,设计了机组的模糊比例-积分-微分(PID)控制器,研究了机组的动态响应特性.研究结果表明:在系统扰动时,采用所提模糊PID控制器可以使控制量无动态超调,并且消除了稳态误差,从而加快了系统的响应速度.在基于压缩机流量、压比和转速三者相互耦合而设计的控制器可以分别控制汽轮机压缩机转速和防喘振阀,使得压缩机工作点不进入喘振区域,压缩机压比在40 s内达到设定值,由此达到了改善控制效果和节约能源的目的,为变转速透平压缩机组控制系统的设计提供了理论基础.     

透平机控制系统的调试及稳定性研究

文章介绍了透平式压缩机的防喘振控制系统的调试及稳定性运行。     

带孔式机匣处理的某工业压缩机稳态与瞬态特性实验

将孔式机匣处理方式应用于某工业离心压缩机,并对其特性进行了一系列定常和非定常实验研究.在机匣处理孔的两端,叶顶37%弦长位置和无叶扩压器内布置了动态压力传感器,在压缩机的稳定和喘振工况点进行了动态压力测试.实验结果发现,相比于实壁机匣,采用机匣处理方式后压缩机的喘振裕度约增加了10%且整机效率基本无下降.以机匣孔两端脉动压力的变化量作为指标,用于评估机匣孔内的流动方向.在近喘振点,脉动压力突然增加,此时发生的是抽吸流动.在近堵塞点,脉动压力的突变意味着旁通流动的发生.对动压信号进行信号分析发现,该实壁机匣和处理机匣压缩机在喘振前发生的都是模态失速而非脉冲失速.相比于实壁机匣,引入处理机匣后模态先兆波由于叶顶和机匣孔的相互作用得到了延迟,其失速团传播速度略高于实壁机匣的传播速度.     

单螺杆压缩机转子异步压缩循环的动力学分析

针对传统大排量、大压差单螺杆压缩机工作过程中阻力矩波动大、噪声高等问题,创新性地提出螺杆转子奇数齿槽结构,并基于力学基本原理及单螺杆压缩机工作特性,对奇数齿槽螺杆转子受力状况进行了分析,建立了奇数齿槽螺杆转子动力学模型,研究了异步压缩单螺杆压缩机中螺杆转子的动力学规律。研究结果表明:异步压缩单螺杆压缩机螺杆转子主要受径向气体力作用,该作用力不仅大小不断变化,其方向也沿着螺杆转子的径向不断旋转,变化周期为转过两星轮齿夹角所需时间的1/2;该作用力的等效作用位置在螺杆中心面与排气端面之间呈周期性变化,并在开始排气时发生突变。上述研究结果对异步压缩单螺杆压缩机设计以及进一步发展具有一定的指导意义。