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摘 要：由于操作工况的变化，压缩机系统中经常发生喘振现象。严重的喘振会引起止推轴承烧瓦，甚至损坏压缩机内件等严重事故。为了保证压缩机正常工作，并延长其使用寿命，应避免其在喘振条件下运行，以保持工艺系统稳定。
关键词：压缩机；离心式 ；喘振；
中图分类号：TE83 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2014）-04-00264-01
一、前言
离心式压缩机以其诸多有点被广泛应于长输管道的增压系统中。然而离心压缩机对气体的压力、流量、温度变化敏感，易发生喘振，使压缩机转子和静子经受交变应力作用而断裂，使级间压力失常而引起强烈振动，导致密封及推力轴承损坏，使运动元件和静止元件相碰，造成严重事故，所以应尽力防止其喘振。
二、离心式压缩机喘振机理
离心式压缩机压缩过程主要是在叶轮和扩压器内完成，喘振产生的内部原因与叶道内气体的脱离密切相关。气体流量减少到一定程度时，内部气流流动方向与叶片的安装方向严重偏离，进口气流角与叶片进口安装角产生较大正冲角，造成叶道内叶片凸面气流严重脱离。严重时叶道中气体滞流，压力下降，叶道后的高压气流倒灌，弥补流量不足和缓解气流脱离现象，使之短暂恢复正常。但将倒灌气体压出时，由于流量缺少补给，上述现象再次重复。这样气流脱离和气流倒灌现象反复进行，压缩机产生一种低频高振幅的压力脉动，机器强烈振动，发出很大噪声，这种现象称为“喘振”。[1]
三、离心式压缩机产生喘振的原因和危害
（一）喘振的原因。1、内在原因：气流严重失速和扩展。压缩机实际运行流量小于压缩机喘振流量。压缩机运行工况远离设计点，流量小于最小值，在叶轮和扩压器内出现气流严重旋转脱离。2、外在原因：压缩机与管网的联合运行工况条件。当管网流量、阻力变化与压缩机工作不协调时出现喘振。当压缩机出口工作压力值设定在喘振区边缘；或压缩机内部积攒各种粉质材料，各部件间粘结，从而导致喘振[2]。当压缩机与管网相连时，喘振的发生与管网容量密切相关，管网容量越大，喘振频率越低，振幅越大；反之频率越高，振幅越小。
（二）喘振的危害。喘振是离心式压缩机工作在小流量时的不稳定流动状态，喘振轻则使压缩机停机，重则造成压缩机叶片损坏，引起设备报废甚至造成人员伤害。喘振还能破坏工艺系统稳定性以及损坏轴承造成恶性事故。
四、防止喘振产生的主要措施
（一）控制进气流量。正常情况下离心式压缩机喘振是由于吸入流量减少，被输送气体流量小于该工况下特性曲线喘振点引起的。保证压缩机入口流量大于喘振点的流量，系统就会工作在稳定区，不发生喘振。
B为喘振点，C为控制点，A和D为100%出口压力对应的运行点。当工艺需求的体积流量小于80%流量时，控制系统至少应保持压缩机通过80%的流量。例如： 当工艺需求量为60%流量时，控制系统应保持回流管线通过20%的回流量，从而保证通过压缩机的流量为80%，避免发生喘振。传统离心式压缩机防喘振控制方法主要有固定极限流量法和可变极限流量法。
1、固定极限流量法。固定极限流量法使压缩机流量始终保持大于某一定值流量，避免进入喘振区。通常用于恒速运行的离心机且一般流量调节器的给定值应大于额定喘振点流量的7%～10%[4]；为达到控制流量或压力的目的，可采取旁通回流、阀门节流、放空等手段，方法简单易行，但却是以增加管网损耗，浪费能源为代价，不能充分使压缩机工作在其工况区，会过早启动防喘振系统，浪费能源。2、可变极限流量法。变极限流量法是采用随动防喘振流量控制系统在压缩机的不同工况下沿喘振曲线自动改变防喘振流量调节器的给定值，使防喘振调节器沿喘振曲线右侧安全控制线工作，安全节能[3]。采用可变极限流量法防喘振旁通阀打开点的设定很重要。设定过高压缩机低负荷消耗更大能量。设定过低压缩机被允许穿过喘振线而发生喘振。
（二）定期检修维护设备
1、定期校验安全阀、防喘振阀、压力及流量联锁仪表，确保其整定值准确、动作灵敏。另外应定期维护压缩机出口单向阀，确保其灵活。进口带可调导叶机构的离心式压缩机，其导叶执行机构要反应灵敏，反馈信号一定要准确无误[4]。2、对压缩机定期检修，及时发现并更换转子中磨损的组件，采用不锈钢材质组件；调整叶轮侧滑动轴承径向等间隙，保护层施工时用力均匀拉紧，用粘结胶带将纵缝和横缝粘结牢固，及时清理压缩机内部残留物，保持网管与进气箱整洁通畅。
（三）变频器调速防喘振。防喘振也可用变频器调速来实现。变频器调速防喘振减少了压缩机能耗。压缩机开始运行时，负荷最大，仪表检测设备把测量参数传至PLC，PLC经过运算控制变频器，变频器输出频率上升，压缩机高负荷运行。随着压缩机运行，PLC扫描到压缩机前后差压降低、压缩机流量减少，PLC发出控制信号，控制變频器降低电源频率，从而降低压缩机转速。让压缩机在低负荷下运行，避免压缩机喘振，节省运行电能。变频器控制的压缩机不但能防止喘振，但压缩机转速不能无限下降，到一定程度压缩机性能下降，功耗开始上升。所以变频器控制压缩机在防喘振上还需配备回流阀和用可变极限流量法来配合调节而达到最佳[5]。
五、结论与建议
喘振作为离心式压缩机固有的机械特性，在实际运行生产中存在着较大危害，在工业生产中应避免其发生。为保证压缩机安全、平稳、高效地运转，需要根据实际情况采取有效的措施，防范于未然。
参考文献
[1]荐保志.离心式压缩机喘振分析及解决措施[J].中小企业管理与科技.2009（04）：258。
[2]陈春兰.离心式压缩机的喘振诊断研究[J].化学工程与装备.2013（01）：119-120。
[3]石长旭，徐枫，赵春雷等.离心式压缩机防喘振技术探讨[J].炼油与化工.2009（03）：32-33。
[4]陈成敦.离心式压缩机喘振工况的危害与控制[J].机电信息.2011（18）：48-49。
[5]何龙，张瑞妍.离心式压缩机防喘振研究[J].压缩机技术.2009（05）：14-16。
关键词：压缩机；离心式 ；喘振；
中图分类号：TE83 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2014）-04-00264-01
一、前言
离心式压缩机以其诸多有点被广泛应于长输管道的增压系统中。然而离心压缩机对气体的压力、流量、温度变化敏感，易发生喘振，使压缩机转子和静子经受交变应力作用而断裂，使级间压力失常而引起强烈振动，导致密封及推力轴承损坏，使运动元件和静止元件相碰，造成严重事故，所以应尽力防止其喘振。
二、离心式压缩机喘振机理
离心式压缩机压缩过程主要是在叶轮和扩压器内完成，喘振产生的内部原因与叶道内气体的脱离密切相关。气体流量减少到一定程度时，内部气流流动方向与叶片的安装方向严重偏离，进口气流角与叶片进口安装角产生较大正冲角，造成叶道内叶片凸面气流严重脱离。严重时叶道中气体滞流，压力下降，叶道后的高压气流倒灌，弥补流量不足和缓解气流脱离现象，使之短暂恢复正常。但将倒灌气体压出时，由于流量缺少补给，上述现象再次重复。这样气流脱离和气流倒灌现象反复进行，压缩机产生一种低频高振幅的压力脉动，机器强烈振动，发出很大噪声，这种现象称为“喘振”。[1]
三、离心式压缩机产生喘振的原因和危害
（一）喘振的原因。1、内在原因：气流严重失速和扩展。压缩机实际运行流量小于压缩机喘振流量。压缩机运行工况远离设计点，流量小于最小值，在叶轮和扩压器内出现气流严重旋转脱离。2、外在原因：压缩机与管网的联合运行工况条件。当管网流量、阻力变化与压缩机工作不协调时出现喘振。当压缩机出口工作压力值设定在喘振区边缘；或压缩机内部积攒各种粉质材料，各部件间粘结，从而导致喘振[2]。当压缩机与管网相连时，喘振的发生与管网容量密切相关，管网容量越大，喘振频率越低，振幅越大；反之频率越高，振幅越小。
（二）喘振的危害。喘振是离心式压缩机工作在小流量时的不稳定流动状态，喘振轻则使压缩机停机，重则造成压缩机叶片损坏，引起设备报废甚至造成人员伤害。喘振还能破坏工艺系统稳定性以及损坏轴承造成恶性事故。
四、防止喘振产生的主要措施
（一）控制进气流量。正常情况下离心式压缩机喘振是由于吸入流量减少，被输送气体流量小于该工况下特性曲线喘振点引起的。保证压缩机入口流量大于喘振点的流量，系统就会工作在稳定区，不发生喘振。
B为喘振点，C为控制点，A和D为100%出口压力对应的运行点。当工艺需求的体积流量小于80%流量时，控制系统至少应保持压缩机通过80%的流量。例如： 当工艺需求量为60%流量时，控制系统应保持回流管线通过20%的回流量，从而保证通过压缩机的流量为80%，避免发生喘振。传统离心式压缩机防喘振控制方法主要有固定极限流量法和可变极限流量法。
1、固定极限流量法。固定极限流量法使压缩机流量始终保持大于某一定值流量，避免进入喘振区。通常用于恒速运行的离心机且一般流量调节器的给定值应大于额定喘振点流量的7%～10%[4]；为达到控制流量或压力的目的，可采取旁通回流、阀门节流、放空等手段，方法简单易行，但却是以增加管网损耗，浪费能源为代价，不能充分使压缩机工作在其工况区，会过早启动防喘振系统，浪费能源。2、可变极限流量法。变极限流量法是采用随动防喘振流量控制系统在压缩机的不同工况下沿喘振曲线自动改变防喘振流量调节器的给定值，使防喘振调节器沿喘振曲线右侧安全控制线工作，安全节能[3]。采用可变极限流量法防喘振旁通阀打开点的设定很重要。设定过高压缩机低负荷消耗更大能量。设定过低压缩机被允许穿过喘振线而发生喘振。
（二）定期检修维护设备
1、定期校验安全阀、防喘振阀、压力及流量联锁仪表，确保其整定值准确、动作灵敏。另外应定期维护压缩机出口单向阀，确保其灵活。进口带可调导叶机构的离心式压缩机，其导叶执行机构要反应灵敏，反馈信号一定要准确无误[4]。2、对压缩机定期检修，及时发现并更换转子中磨损的组件，采用不锈钢材质组件；调整叶轮侧滑动轴承径向等间隙，保护层施工时用力均匀拉紧，用粘结胶带将纵缝和横缝粘结牢固，及时清理压缩机内部残留物，保持网管与进气箱整洁通畅。
（三）变频器调速防喘振。防喘振也可用变频器调速来实现。变频器调速防喘振减少了压缩机能耗。压缩机开始运行时，负荷最大，仪表检测设备把测量参数传至PLC，PLC经过运算控制变频器，变频器输出频率上升，压缩机高负荷运行。随着压缩机运行，PLC扫描到压缩机前后差压降低、压缩机流量减少，PLC发出控制信号，控制變频器降低电源频率，从而降低压缩机转速。让压缩机在低负荷下运行，避免压缩机喘振，节省运行电能。变频器控制的压缩机不但能防止喘振，但压缩机转速不能无限下降，到一定程度压缩机性能下降，功耗开始上升。所以变频器控制压缩机在防喘振上还需配备回流阀和用可变极限流量法来配合调节而达到最佳[5]。
五、结论与建议
喘振作为离心式压缩机固有的机械特性，在实际运行生产中存在着较大危害，在工业生产中应避免其发生。为保证压缩机安全、平稳、高效地运转，需要根据实际情况采取有效的措施，防范于未然。
参考文献
[1]荐保志.离心式压缩机喘振分析及解决措施[J].中小企业管理与科技.2009（04）：258。
[2]陈春兰.离心式压缩机的喘振诊断研究[J].化学工程与装备.2013（01）：119-120。
[3]石长旭，徐枫，赵春雷等.离心式压缩机防喘振技术探讨[J].炼油与化工.2009（03）：32-33。
[4]陈成敦.离心式压缩机喘振工况的危害与控制[J].机电信息.2011（18）：48-49。
[5]何龙，张瑞妍.离心式压缩机防喘振研究[J].压缩机技术.2009（05）：14-16。