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气体压缩机防喘振阀应用

2017-09-20

关键词:压缩机、防喘振阀、喘振点、再循环、可靠性

一、关于压缩机

压缩机被广泛应用在需要大量压缩气的工业领域,包括天然气及各种有机、无机气体,一般来说,此类介质大多具有高压差(△P=3000PSI或更高、温度从常温~600℉)、大流量的特征。

1、压缩机的特性

无论你的压缩机设计技术如何先进,压缩机具有以下共同的特性,即:当压缩机的负载量、排放压力变化到一定程度时,会使压缩机工作变得不稳定,导致剧烈振动而损害压缩机,这种现象称为喘振。每个压缩机在所有给定的操作速度下都有一个喘振点,要保证离心式压缩机正常工作,避免离心式压缩机发生喘振,应在压缩机回路安装防喘振阀(再循环阀),防止喘振的发生。

典型的鼓风机工作条件

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2、气体压缩机防喘振阀的作用

气体压缩机防喘振阀也称为再循环阀,在压缩机运行中起到两个作用:1、在紧急情况下快速打开、使压缩机迅速远离喘振点,保证压缩机的安全运行。2、调整气体循环流量,使压缩机正常运行时接近喘振临界点,提高压缩机的工作效率,但又避免压缩机达到喘振临界点发生喘振,造成压缩机喘振事故的发生

二、关于喘振

1、喘振机理:

“ 喘振”是压缩机的固有现象。“喘振点”是在每个曲线上出口压力值最大的点,随着流量递减。将每条曲线上的喘振点连起来的曲线称为“喘振控制线”。 见图1

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      · 当流速下降到低于某一确定值时发生喘振。
    -由于回流,气体从排放管线流回到压缩机。
    · 回流发生在几毫秒之间。
    · 几毫秒之内,出口压力(排放压力)恢复并增至管线压力以上;所以气体在开 始时是向前流入管道。
    · 但如果流量一直低于最小值,回流会再次发生直至流量上升至最小值以上。
    · 该循环在 (每一定间隔)重复着,间隔一般为一秒。
    · 产生了强烈振动和很大噪声 。
    · 传统仪器仪表由于高流速不能检测到喘振。
    · 喘振导致了不稳定流量和不稳定压力。
    · 引起了对压缩机和管路的机械损坏。 
2、喘振造成的破坏和损失:
    · 能破坏整个压缩机
    更换压缩机的费用十分高昂,且周期漫长。
    · 能引起对密封面,轴承,页轮,轴,外壳,基座等的损坏。 
    更换压缩机密封面、(更换)轴承、更换新的转子组件的费用十分高昂。
    · 减少了压缩机的寿命 。
    如果操作与维护得当,正常使用的压缩机寿命一般为30年或者更长。
    3、喘振发生的预防
    为了阻止喘振的发生,要求确保通过压缩机的流速不降到喘振线以下。 
    典型的防喘振控制回路见图2
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三、关于防喘振阀

    1、气体压缩机防喘振阀的基本要求:
    ·防喘振阀阀门应是球形阀门或角形阀门 
    ·阀门流量特性曲线应是线性的 
    ·阀门噪声(包括管道下游):<85分贝 
    ·快速的行程动作
    -通过电磁阀的开启时间小于1S 
    ·必须保证防喘振阀阀门及其附件十分可靠地工作,否则后果不堪设想。
    ·压缩机的速度是设定在最优值以使功率达最大值;所以通常在正常设备运转的时候不调速度 。
    ·负荷调节再循环(防喘振)阀节流代替了压缩机调速。
    ·阀门通过一个致力于喘振的系统来节流,该系统区别于压缩机的其它控制诸如喘振控制,要求有非常高的响应速度。
    ·再循环阀门必须快速打开并精确地把再循环气体从排放口(送到)到吸气口。 
    2、气体压缩机防喘振阀的基本功能:
    开环控制(开关功能) 
    · 当压缩机接近于喘振控制线时要阀门快速动作。 
    · 冲程(动作)时间用于衡量阀门性能。
    · 阀门处于中间位置缺乏精确的定位。 
    闭环控制(调节作用) 
    · 当压缩机穿过喘振控制线时驱动阀门。 
    · 在多级防喘振控制器及防喘振控制器与性能控制器之间提供环路减震。 
    · 允许压缩机运行在没有开始喘振的时候接近于喘振极限
    · 对于好的闭环控制系统,很少规定其性能要求。 
    · 通常是在冲程速度(快速开环控制)和定位器高增益(好的闭环控制)之间交替使用。
    · 提高开环与闭环控制性能的平衡将提高压缩机的综合操作效率
    · 常用于极限排压和负压。 
    3、气体压缩机防喘振阀的基本结构
    多数情况下,防喘振阀的结构应满足以下要求:
    ·防喘振阀采用球形阀或角形阀。(外形图见图3)
    ·决大多数场合用的防喘振阀,需采用笼式多孔或多级降压结构,具体降压级数视工况而定。(多级降压原理见图4、5)
    ·作用形式采用气关式,失气时阀开。
    ·缓冲装置。

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     4、气体压缩机防喘振阀的附件
    ·阀门定位器
    ·气体增速器
    ·快速排气阀
    ·电磁换向阀
    ·过滤器减压阀
    ·储气罐及相应附件
    ·满足特殊要求的其它附件
总之,防喘振控制阀是控制阀中技术要求极高的一种控制阀。它不但要求控制阀工作极其可靠,并且对控制阀结构有较高的要求,特别是防喘振控制阀的工况多数为高噪声、振动的场合,采用一般控制阀很难满足要求,往往多采用低噪声或多级降压结构才能保证其要求。同时为保证防喘振控制阀的动作速度、安全操作等,在一些附件的选用上,也不可草率从事。防喘振控制阀出厂前应严格按技术要求进行测试,方可满足使用要求。
若读者对防喘振控制阀有不明之处,可联络我公司:
网址:www.dalian-hengli.com(可留言)
电话:0411-82173777转102