浅谈大型透平压缩机组防喘振阀的控制气路在生产中的应用

2022-09-11

目前, 透平压缩机已广泛应用于石油、化工等行业。所以, 它的运行是否安全可靠对连续生产有着极其重要的意义。但是, 它对气体的流量、压力、温度变化很敏感, 比较容易发生喘振现象。而喘振是透平压缩机所固有的一种现象, 有很大的危害性, 是致使压缩机损坏的主要原因之一。

一、喘振的危害介绍

透平压缩机在低流量运行的时候, 叶轮及扩压器流道内的气体会产生涡流, 结果导致流体的反向流动, 进而使气流和叶片产生振动, 导致产生严重的周期性振动和明显的轰隆声, 这种现象就称之为压缩机的“喘振”。喘振对压缩机的危害十分大, 其主要表现在以下几个方面:

噪声加剧。

压缩机出口温度快速上升、流量和出口压力大幅度波动, 从而破坏了工艺稳定性。

致使轴承、轴颈的磨损加剧。

会引起动、静部件的摩擦和碰撞, 甚至产生轴向窜动, 损坏叶轮。

压缩机的级间密封、轴封将受到损害。

二、防喘振阀的组成及功能

1. 防喘振阀的组成

防喘振阀是主要由以下部分构成, 其中包括:执行机构、阀门、控制系统及其附件, 如图一所示。通过对定位器、多路转换器、放大器、电磁阀、排放阀、过滤减压、单向阀等附件的气路连接, 实现所需功能。

注: (1) ——过滤器; (2) ——减压阀; (3) ——气动放大器; (4) ——定位器; (5) ——多路转换器; (6) ——三通电磁阀; (7) ——泄压阀; (8) ——储气罐; (9) ——止回阀

2. 防喘振阀的功能

防喘振阀在透平压缩机的控制中起到的作用主要在于以下方面:

(1) 保护透平压缩机, 提高设备可靠性:

快速释放出口过高压力。

防止起浪点。

避免压缩机管道损坏。

1) 透平压缩机起动和停车时的敏感控制:

灵敏的阶跃响应将超调限制在最小。

反馈信号可监控阀门开度。

确保压缩机在调节过程中的稳定运行。

三、防喘振阀气路在生产中的应用

1. 防喘振阀的调节过程的动作说明

防喘振阀在故障条件下的调节一般有以下几种情况:

(1) 电磁阀突然掉电, 阀门快速打开。

(2) 气源压力低于多路转换器的动作压力, 并保持一段时间, 阀门快速打开。

(3) 定位器输出异常且变化从一个极端走向另一个极端, 阀门快速打开。

(4) 定位器接受信号从20m A突然变化为4m A, 阀门快速打开。

2. 防喘振阀气路的应用

(1) 正常情况下的调节:

以图一中的气路为例, 在正常工作状态下, 仪表风压力正常, 电磁阀带电, 2、3口导通, 多路转换器A-B、D-E接通。

当定位器的控制信号增大, 定位器A口输出增大, B口输出减小, 气动放大器a、b、c的输出压力增大, 同时d、e、f的输出压力降低, 执行机构气缸上腔的压力大于下腔体的压力, 带动活塞快速向下运动。

当4-20m A的控制信号减小, 定位器A口输出减小, B口输出增大, 气动放大器d、e、f的输出压力增加, 同时a、b、c的输出压力降低, 执行机构气缸上腔的压力小于下腔体的压力, 带动活塞快速向上运动。

(2) 异常情况下的调节:

电磁阀失电状态下, 三通电磁阀1、3导通, 多路转换器的供气被切断, 由A-B、D-E导通变为B-C、E-F接通, 气源与储气罐中的压缩气体共同作用于气动放大器, 其中, B-C接通, 气动放大器a、b、c控制气路失压, 气体快速的排至大气;同时, 气体通过气动放大器d、e、f进入执行机构气缸下腔, 阀门快速打开。

仪表风停止供给, 三通电磁阀2、3导通, 但是, 多路转换器的气源被切断, 气路发生转换, 由A-B、D-E导通变为B-C、E-F接通, 储气罐中的压缩气体作用于气动放大器, 其中, B-C接通, 气动放大器a、b、c控制气路失压, 气体快速的排至大气;同时, 气体通过气动放大器d、e、f, 进入执行机构气缸的下腔, 阀门快速打开。