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2017-09-20
關(guān)鍵詞:壓縮機、防喘振閥、喘振點、再循環(huán)、可靠性
壓縮機被廣泛應(yīng)用在需要大量壓縮氣的工業(yè)領(lǐng)域,包括天然氣及各種有機、無機氣體,一般來說,此類介質(zhì)大多具有高壓差(△P=3000PSI或更高、溫度從常溫~600℉)、大流量的特征。
1、壓縮機的特性
無論你的壓縮機設(shè)計技術(shù)如何先進,壓縮機具有以下共同的特性,即:當(dāng)壓縮機的負載量、排放壓力變化到一定程度時,會使壓縮機工作變得不穩(wěn)定,導(dǎo)致劇烈振動而損害壓縮機,這種現(xiàn)象稱為喘振。每個壓縮機在所有給定的操作速度下都有一個喘振點,要保證離心式壓縮機正常工作,避免離心式壓縮機發(fā)生喘振,應(yīng)在壓縮機回路安裝防喘振閥(再循環(huán)閥),防止喘振的發(fā)生。
典型的鼓風(fēng)機工作條件
2、氣體壓縮機防喘振閥的作用
氣體壓縮機防喘振閥也稱為再循環(huán)閥,在壓縮機運行中起到兩個作用:1、在緊急情況下快速打開、使壓縮機迅速遠離喘振點,保證壓縮機的安全運行。2、調(diào)整氣體循環(huán)流量,使壓縮機正常運行時接近喘振臨界點,提高壓縮機的工作效率,但又避免壓縮機達到喘振臨界點發(fā)生喘振,造成壓縮機喘振事故的發(fā)生
1、喘振機理:
“ 喘振”是壓縮機的固有現(xiàn)象。“喘振點”是在每個曲線上出口壓力值最大的點,隨著流量遞減。將每條曲線上的喘振點連起來的曲線稱為“喘振控制線”。 見圖1
· 當(dāng)流速下降到低于某一確定值時發(fā)生喘振。
-由于回流,氣體從排放管線流回到壓縮機。
· 回流發(fā)生在幾毫秒之間。
· 幾毫秒之內(nèi),出口壓力(排放壓力)恢復(fù)并增至管線壓力以上;所以氣體在開 始時是向前流入管道。
· 但如果流量一直低于最小值,回流會再次發(fā)生直至流量上升至最小值以上。
· 該循環(huán)在 (每一定間隔)重復(fù)著,間隔一般為一秒。
· 產(chǎn)生了強烈振動和很大噪聲 。
· 傳統(tǒng)儀器儀表由于高流速不能檢測到喘振。
· 喘振導(dǎo)致了不穩(wěn)定流量和不穩(wěn)定壓力。
· 引起了對壓縮機和管路的機械損壞。
2、喘振造成的破壞和損失:
· 能破壞整個壓縮機
更換壓縮機的費用十分高昂,且周期漫長。
· 能引起對密封面,軸承,頁輪,軸,外殼,基座等的損壞。
更換壓縮機密封面、(更換)軸承、更換新的轉(zhuǎn)子組件的費用十分高昂。
· 減少了壓縮機的壽命 。
如果操作與維護得當(dāng),正常使用的壓縮機壽命一般為30年或者更長。
3、喘振發(fā)生的預(yù)防
為了阻止喘振的發(fā)生,要求確保通過壓縮機的流速不降到喘振線以下。
典型的防喘振控制回路見圖2
1、氣體壓縮機防喘振閥的基本要求:
·防喘振閥閥門應(yīng)是球形閥門或角形閥門
·閥門流量特性曲線應(yīng)是線性的
·閥門噪聲(包括管道下游):<85分貝
·快速的行程動作
-通過電磁閥的開啟時間小于1S
·必須保證防喘振閥閥門及其附件十分可靠地工作,否則后果不堪設(shè)想。
·壓縮機的速度是設(shè)定在最優(yōu)值以使功率達最大值;所以通常在正常設(shè)備運轉(zhuǎn)的時候不調(diào)速度 。
·負荷調(diào)節(jié)再循環(huán)(防喘振)閥節(jié)流代替了壓縮機調(diào)速。
·閥門通過一個致力于喘振的系統(tǒng)來節(jié)流,該系統(tǒng)區(qū)別于壓縮機的其它控制諸如喘振控制,要求有非常高的響應(yīng)速度。
·再循環(huán)閥門必須快速打開并精確地把再循環(huán)氣體從排放口(送到)到吸氣口。
2、氣體壓縮機防喘振閥的基本功能:
開環(huán)控制(開關(guān)功能)
· 當(dāng)壓縮機接近于喘振控制線時要閥門快速動作。
· 沖程(動作)時間用于衡量閥門性能。
· 閥門處于中間位置缺乏精確的定位。
閉環(huán)控制(調(diào)節(jié)作用)
· 當(dāng)壓縮機穿過喘振控制線時驅(qū)動閥門。
· 在多級防喘振控制器及防喘振控制器與性能控制器之間提供環(huán)路減震。
· 允許壓縮機運行在沒有開始喘振的時候接近于喘振極限
· 對于好的閉環(huán)控制系統(tǒng),很少規(guī)定其性能要求。
· 通常是在沖程速度(快速開環(huán)控制)和定位器高增益(好的閉環(huán)控制)之間交替使用。
· 提高開環(huán)與閉環(huán)控制性能的平衡將提高壓縮機的綜合操作效率
· 常用于極限排壓和負壓。
3、氣體壓縮機防喘振閥的基本結(jié)構(gòu)
多數(shù)情況下,防喘振閥的結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足以下要求:
·防喘振閥采用球形閥或角形閥。(外形圖見圖3)
·決大多數(shù)場合用的防喘振閥,需采用籠式多孔或多級降壓結(jié)構(gòu),具體降壓級數(shù)視工況而定。(多級降壓原理見圖4、5)
·作用形式采用氣關(guān)式,失氣時閥開。
·緩沖裝置。
4、氣體壓縮機防喘振閥的附件
·閥門定位器
·氣體增速器
·快速排氣閥
·電磁換向閥
·過濾器減壓閥
·儲氣罐及相應(yīng)附件
·滿足特殊要求的其它附件
總之,防喘振控制閥是控制閥中技術(shù)要求極高的一種控制閥。它不但要求控制閥工作極其可靠,并且對控制閥結(jié)構(gòu)有較高的要求,特別是防喘振控制閥的工況多數(shù)為高噪聲、振動的場合,采用一般控制閥很難滿足要求,往往多采用低噪聲或多級降壓結(jié)構(gòu)才能保證其要求。同時為保證防喘振控制閥的動作速度、安全操作等,在一些附件的選用上,也不可草率從事。防喘振控制閥出廠前應(yīng)嚴(yán)格按技術(shù)要求進行測試,方可滿足使用要求。
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