当压缩机入口负荷低于设计负荷的50时就会产生喘振

　　离心式压缩机广泛应用于石油化工装置中，有效防止压缩机的喘振，将对工艺过程的稳定和安全起着重要作用。

　　众所周知，在流体力学上，喘振是个很复杂的问题，当压缩机的负荷降低到一定程度时，压缩机设备中会产生一种低频率，高振幅的压力脉动，从而引起压缩机极大的轴向反推力，发出一种异常哄叫喘气的声音，导致机身剧烈振动，这种现象即为压缩机的喘振。当发生喘振时，不仅会打乱正常的工艺过程，而且会使压缩机及其辅助设备损坏。通常当压缩机入口负荷低于设计负荷的50%时，就会产生喘振。

　　那么如何避免喘振的发生呢一般说来，就是使压缩机入口流量，在任何情况下，都大于喘振的极限流量，即可避免喘振的发生。

　　本文以大连石化公司7000Nm3 /hPSA提氢装置采用的压缩机为例，详细论述防喘振控制的原理和方法。

　　1工艺流程简介

　　该PSA提氢装置以催化干气（或烃化尾气）为原料，利用成都华西研究所的PSA提氢技术，提出氢气供柴油加氢装置，提出氢气后的解吸气用作苯乙烯装置的原料气。

　　其中，解吸气压缩机组由一台杭州制氧机厂生产的汽轮机（20年前的旧设备）和一台沈阳鼓风机厂生产的离心式压缩机组合而成。

　　由于PSA提氢过程属间歇式操作，其解吸气经过缓冲罐后作原料，由解吸气压缩机压缩直接送至苯乙烯装置，所以，防止压缩机产生喘振显得特别重要。

　　2防喘振控制设计

　　2，1防喘振控制方案

　　通常情况下，压缩机的喘振主要是由负荷减少所引起，而负荷的增减则是工艺生产过程所确定的，为不使压缩机发生喘振，需保证压缩机的实际负荷流量不小于喘振极限线所对应的*小流量。

　　在实际设计中，我们采取了利用循环回流量的方法。

　　2，2防喘振控制原理

　　制造厂提供压缩机特性曲线。

　　将在不同转速下的特性曲线*高点连接起来后形成的喘振极限线。

　　通过控制循环回流来保证压缩机的入口流量始终保持大于喘振极限值。即当压缩机正常运行时，控制器FC2008的测量值恒大于其设计值，旁路控制阀FV2008是关闭的，当测量值小于设定值时，旁路阀打开，使压缩机入口流量增大，从而避免喘振的发生。

　　2，3防喘振控制曲线的数学描述

　　如何确定FC2008的设定值是一个既保证压缩机经济运行又确保其安全的防喘振控制的关键。

　　2，4防喘振控制系统

　　在压缩机运行时，为保证安全，必须控制压缩机工作在防喘振控制曲线的右侧。

　　1）系统中的仪表选型，压缩机入口流量检测元件为文丘里管，因压缩机入口压力较低，使用文丘里管可以降低压损，并能较精确地测量其实际流量，其差压变送器及出入口压力变送器均为1151智能型变送器。

　　调节阀为美国Fisher公司产品，等百分比特性，要求快开慢关，由全关至全开的时间小于2s，并且在阀上安装了阀位变送器，便于监视该防喘振阀门的工作状态。

　　控制系统为Fisher2ProvoxDCS系统，可以方便地进行防喘振控制的编程和组态。

　　2）防喘振控制的实现，根据防喘振原理，利用DCS的编程和组态功能，在判断满足压缩机工作在防喘振线右侧时，控制器（FC2008）的测量值（PV）

　　大于设定值（SV），此时因控制器具有正作用和PI特性，而调节阀（FV2008）为气关阀，故控制器输出*大值时使阀门关闭。当压缩机入口流量小于控制器设定值时，则调节阀打开，经旁路循环线返回足够的气体，以使控制器测量值逐渐大于设定值，从而避免喘振的产生。

　　3安全措施

　　1）压缩机负荷受前序PSA生产过程的影响而有可能经常波动，为使压缩机与前序PSA过程更好地协调工作，设计时采用压缩机入口压力对汽轮机的转速进行前馈控制，控制器（PC2017）的输出值给转速调节器（SC2001）作为其设定值。这样，可*大限度的保持压缩机能平稳工作。

　　2）压缩机实际工作时，入口流量只是产生喘振的一个主要因素，另外还受入口气体的分子量，温度，压力等参数的影响，设计时均结合PSA工艺流程设计了紧急打开防喘振阀门（FV2008）的紧急联锁程序，即使前序PSA生产过程有较大意外波动，也能保证压缩机的安全。

　　4结束语

　　该7000PSA提氢装置是大连石化公司柴油加氢装置和苯乙烯装置的配套工程，于1999年4月份开车至今，上述防喘振控制方案运行良好。但以喘振流量的10%余量考虑防喘振设计是否是*经济又安全的措施，尚待日后在装置运行过程中继续摸索改进。