前言：寻找写作灵感？中文期刊网用心挑选的气压缩机防喘振系统设计，希望能为您的阅读和创作带来灵感，欢迎大家阅读并分享。
摘要：
介绍压缩机喘振的危害，并提出烯烃分离反应气压缩机防喘振系统的设计方案。
关键词：
烯烃分离；压缩机；防喘振
0引言
在甲醇制烯烃的分离单元中，一个关键设备是反应气压缩机，它能够将气体压力提高，从而支持后续分离。在压缩机的工作过程中，喘振是一种不良现象，会对压缩机造成严重的伤害。因此，为了确保压缩机能够安全运行，应进行有效的防喘振系统设计。在系统设计过程中，应首先分析其具体需求，然后对硬件和软件进行选型，再结合相应的防喘振控制策略，对系统的现场仪表、控制逻辑等进行设计。
1压缩机喘振的危害
在发生喘振过程中，压缩机的机械结构等将会受到十分严重的伤害。压缩机的定子和转子由于承受了交变应力，会发生断裂。同时，压缩机的级间压力会失常，进而引发较为剧烈的振动，会对推力轴承、级间密封等造成损伤。在喘振过程中，主轴和叶轮之间的温差会增大，会对叶轮的过盈量造成破坏，从而导致叶轮松动。此外，在喘振过程中，定子和转子会发生相互碰撞，使压缩机的机械结构遭到破坏，甚至引发安全事故。
2防喘振控制技术
2.1主动控制
主动控制主要是针对气流失稳的情况，对可能引起喘振的不稳定气流进行直接控制和抑制。采取主动控制技术，能够维持压缩机工作点的稳定，并扩展到原喘振区的部分范围，从而扩大压缩机稳定运行的范围。紧连控制阀防喘振系统是目前发展前景最好的一种主动控制技术，主要包括压缩机、紧连控制阀、节流阀、气体容器、压缩机管道等部分。
2.2被动控制
被动控制的控制原理：控制和改变压缩机入口的流量，将其提升至喘振流量线之上。但是，该方法有一个较大的缺陷：会造成大量的能量损失，这是由于被动控制使用回流阀，因此出口流量中的一部分会回流到压缩机的前一级。被动控制技术主要包括模糊控制法、可变极限流量法、固定极限流量法等。
3反应气压缩机控制系统
3.1反应气压缩机
在烯烃分离过程中，反应气压缩机是十分重要的设备，它能够压缩反应气，使其压力得到提升，从而为后续的分离提供条件。反应气压缩机为四级离心式压缩机，压缩单元包括有级间冷却器、级间吸入罐、反应气压缩机等部分，主要作用是分离反应气中的气液成分。压缩机分为四级，压缩过程有三段都设有回流阀，分别用于：第二级后水洗塔到第一级吸入罐的回流；第三级出口到碱洗塔入口的回流；第四级出口到高压脱丙烷塔入口的回流。
3.2系统控制需求
压缩机防喘振控制系统对压缩机每一级的温度、压力、速度等进行测量，并据此对防喘振控制阀的开启与否和开启程度进行控制，从而实现压缩机良好的运行状态。同时，控制系统还会对汽轮机、压缩机等运行状态进行检查，确保其运行安全。控制系统主要的输入输出变量包括数字量输入/输出、模拟量输入/输出、脉冲量输入/输出等。控制系统需要具备的功能包括系统自诊断、与DCS串行通信、80ms以下的系统执行时间、Windows人机界面环境、时间顺序记录SOE、在线编程维护等。压缩机控制系统的硬件要求主要包括：I/O卡件和主处理器的三重化、可在线更换的故障卡件和主处理器、配备操作站、系统I/O卡15%的备用量、达到TUVAK6级认证、完成卡件安装后20%的可用系统机柜空间、60%以下的压缩机控制系统通信和CPU负载能力、能够进行在线编程维护的工程师站、1∶1冗余的电源模块等。根据压缩机性能控制、防喘振控制等方面的要求，可以采用透平压缩机综合控制系统，其能够有效满足系统实际运行和维护的需求。
4仪表选型
在仪表选型过程中，应当遵循性能好、维护方便、精度合理、质量可靠等原则，必须选择取得许可证、经过相关部门检验批准的产品。对于阀门定位器和电动检测仪表，传输信号应选择4~20mA，通信协议选择HART。现场安装的电子式仪表，应按照危险区域来划分等级，尽量选择本安型仪表，电磁阀尽量选择隔爆型。在压缩机的工作现场存在着火灾和爆炸的风险，生产过程应用的甲烷、丙烯、乙烯、烃类等原料和产品属于甲类危险品，同时也都是易燃易爆介质，因此，对防爆工作应当进行严格的控制和管理，选用的仪表要满足实际的防爆要求。在防喘振控制系统中，需要应用到防喘振控制阀、温度仪表、振动和轴位移传感器、流量仪表、压力仪表等。
5控制逻辑
5.1联锁逻辑
在烯烃分离的过程中，压缩机的运行状态将会直接影响到整个系统装置的运行情况，因此，需要对压缩机进行有效的联锁保护。在压缩机的运行过程中，进排气压力、轴承温度、轴位移、轴振动、润滑油总管压力等因素都会对其造成影响，当满足停机条件时，联锁停机功能就会启动。报警动作的触发条件，会在联锁控制板中显示。
5.2防喘振控制逻辑
防喘振控制器能够通过控制逻辑实现压缩机的防喘振控制。例如，在压缩机第二级防喘振控制中，程序通过具体计算后，将结果信号传送给监控DCS系统和人机界面，发生喘振时，工作人员复位喘振计数，防喘振控制程序收到信号后，会对喘振计数值进行显示，同时给出喘振线和压缩机工作点之间的偏差，根据这些信息，工作人员就能够采取相应的措施来解决喘振问题。
6防喘振控制
6.1防喘振控制器
防喘振控制器主要包含喘振线、喘振检测、安全裕度、喘振控制线、控制器设定点、防喘振PID控制器、喘振超驰、防喘振控制高选模式、防喘振控制阀输出信号判断、变送器故障恢复、防喘振电磁阀控制等功能模块，通过这些功能模块，能够实现设定悬停线值、喘振超驰、快开慢关等特殊功能，从而确保防喘振控制器功能的正常发挥，对压缩机运行过程中的喘振现象进行有效的控制。
6.2防喘振控制策略
压缩机防喘振控制策略主要包括喘振控制线控制、速率控制、开环阶跃控制等。如果压缩机的工作点达到喘振控制线，喘振控制线控制会立刻改变防喘振控制阀的开度，同时发送两个解耦信号。一个解耦信号发送到汽轮机控制，使其转速立即增加；另一个解耦信号发送到压缩机组过程控制，使其停止干涉喘振控制线控制。速率控制是在特性曲线上，对压缩机工作点的最大移动速率进行限制，如果压缩机工作点与喘振控制线接近，速率控制能够将工作点的移动速度降低；如果压缩机工作点到达了喘振控制线，速率控制能够将工作点的移动速度迅速降低，从而使工作点的移动速率变为0。如果利用喘振控制线控制和速率控制的策略都无法实现对压缩机工作点的有效控制，其仍然处于喘振控制线左侧，并且朝喘振线移动，开环阶跃控制功能就会启动。该控制策略会使防喘振控制阀达到一个较高的阀位，在此过程中，压缩机入口处的压力和流量都会迅速提升。经过一段时间的控制调节后，防喘振控制阀将会缓慢关闭，从而使压缩机恢复到正常的运转状态。
7结语
在压缩机的实际运行中，时常会发生喘振的情况，会降低运行效率，甚至引发更为严重的故障，因此，应采取相应措施，确保压缩机稳定、安全运行。
作者：苏芯 杨月 单位：内蒙古科技大学 内蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司
参考文献
[1]张爽,王小军,王斌,等.有大量凝析的离心压缩机防喘振设计[J].化工设备与管道,2015,（01）:51-54
[2]李琼玖,漆长席,刘永忠,等.页岩气自热转化等压合成60×104t/a甲醇工艺设计[J].中外能源,2015,（04）:81-87
[3]李若岩,景丽,陈建敏,等.丁烯与异丁烷烷基化生产装置自控系统的设计[J].化工自动化及仪表,2015,（05）:554-559
[4]展宝瑞,李涛,马宏方,等.前脱丙烷预切割分离MTO粗产品工艺的模拟与优化[J].化工进展,2015,（07）:2086-2091
[5]邢爱华,岳国,朱伟平,等.甲醇制烯烃典型技术最新研究进展(Ⅱ)———工艺开发进展[J].现代化工,2010,（10）:18-25
[6]董巍巍,张少石,余雷,等.变压吸附技术在MTO脱甲烷系统中的应用性分析[J].广东化工,2013,（24）:45-46，48
