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孫緒剛（1972－）

    男，山東臨清人，工程師，副科級(jí)，從事DCS系統(tǒng)管理開發(fā)與維護(hù)研究等工作。

壓縮機(jī)是輸送高壓力的氣體輸送機(jī)械，中國(guó)石油天然氣股份有限公司玉門油田分公司煉化總廠使用的BCL450循環(huán)氫壓縮機(jī)特點(diǎn)有垂直剖分機(jī)殼，適應(yīng)于更高的工作壓力；它適用于中、低流量工況；該壓縮機(jī)軸端密封可根據(jù)需要采用機(jī)械密封、油密封、拉別令密封或干氣密封；并且適合于各種氣候條件露天場(chǎng)所長(zhǎng)期運(yùn)行等。喘振是離心和軸流壓縮機(jī)的固有物理現(xiàn)象，機(jī)組一旦發(fā)生喘振，若未得到及時(shí)控制，將會(huì)給機(jī)組安全運(yùn)行帶來災(zāi)難性后果。

1  壓縮機(jī)喘振及其危害

壓縮機(jī)喘振是指當(dāng)負(fù)荷降低到一定程度時(shí)，氣體的排送會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)烈的振蕩使機(jī)身亦劇烈振蕩，可能造成嚴(yán)重的事故。而事故的出現(xiàn)又非常迅速、猛烈，單靠操作人員處理常常措手不及。

壓縮機(jī)喘振控制在工藝操作過程被視為次要的，但作為壓縮機(jī)的保護(hù)裝置則是主要的，防止這種有害現(xiàn)象發(fā)生是壓縮機(jī)控制系統(tǒng)最重要的任務(wù)之一。為避免喘振，必須改變操作，或降低出口流體的阻力，或增加壓縮機(jī)的流量。但喘振往往產(chǎn)生得非常快，因此必須應(yīng)用專門的控制技術(shù)及時(shí)開啟喘振閥，來防止喘振發(fā)生。

2  BCL450循環(huán)氫壓縮機(jī)防喘振控制的設(shè)計(jì)

影響壓縮機(jī)防喘振控制系統(tǒng)的最主要因素是壓縮機(jī)的壓縮比和流量，其它還有壓縮機(jī)的入口溫度變化、氣體的組分變化等。

2.1  防喘振控制回路設(shè)計(jì)

不同的機(jī)組有不同的防喘振控制回路設(shè)計(jì)方案，對(duì)于循環(huán)氫壓縮機(jī)組，一般采用入口壓力、入口流量、出口壓力三參數(shù)控制，就可以取得十分滿意的效果。這是因?yàn)檠h(huán)氫壓縮機(jī)的入口溫度設(shè)計(jì)值為40℃，一般變化較小，對(duì)防喘振控制的影響可以忽略不計(jì)，其控制方案簡(jiǎn)圖如圖1所示。

 圖1  控制方案示意圖

2.2  防喘振控制回路檢測(cè)元件設(shè)計(jì)

防喘振控制回路的檢測(cè)元件包括流量節(jié)流元件、入口壓力變送器、出口壓力變送器及防喘振控制閥門。應(yīng)選擇反應(yīng)快、時(shí)間常數(shù)小、可靠性高的產(chǎn)品，比如一般防喘振控制閥的全行程時(shí)間最好選用所謂“秒”級(jí)閥門。

2.3  防喘振回路時(shí)間常數(shù)的計(jì)算原則

防喘振回路的管路應(yīng)盡可能短，以便縮短流體從防喘振出口到壓縮機(jī)入口的時(shí)間，時(shí)間常數(shù)T=T1（管路時(shí)間）+T2（檢測(cè)元件時(shí)間）+T3（防喘振控制閥時(shí)間）+控制器處理時(shí)間。

一般將T控制在3～4秒以內(nèi)。

3  BCL450循環(huán)氫壓縮機(jī)防喘振控制計(jì)算

3.1  目的

防喘振控制計(jì)算的目的是簡(jiǎn)化控制方案，強(qiáng)化控制功能，實(shí)現(xiàn)機(jī)組安全、長(zhǎng)周期、高效運(yùn)行的目的。本機(jī)組的計(jì)算中，采用模化技術(shù)，將有量綱的通用性能曲線，消除常規(guī)測(cè)量中不能實(shí)現(xiàn)的介質(zhì)組分變化對(duì)防喘振控制線的影響。

3.2  輸入?yún)?shù)

入口流量節(jié)流孔板的設(shè)計(jì)參數(shù)（已經(jīng)轉(zhuǎn)換成計(jì)算環(huán)境的單位）：設(shè)計(jì)壓力77.52 kgf/cm2=7.6MPa；設(shè)計(jì)溫度313.16K；差壓25kPa；流量刻度上限60000Nm3/h。

從預(yù)期性能曲線族各喘振點(diǎn)，讀取對(duì)應(yīng)的入口壓力、入口溫度、分子量、出口壓力、流量。其單位如下：壓力單位為kg/cm2 (A)；溫度單位為K；流量單位為m3/min；壓縮系數(shù)為Z。

對(duì)應(yīng)的參數(shù)如表1所列。

將表1的各組數(shù)據(jù)分別輸入到計(jì)算機(jī)，計(jì)算出各點(diǎn)在通用性能曲線坐標(biāo)中的數(shù)據(jù)如表2所示。

4  通用性能曲線

它是一種無量綱的壓縮機(jī)性能曲線族，它消除了因?qū)嶋H運(yùn)行情況下的介質(zhì)組分偏離設(shè)計(jì)值而帶來的防喘振控制線變化。一般通用性能曲線中的壓縮機(jī)喘振線是一條多段折線，即將靠最右邊的相關(guān)點(diǎn)（6