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[摘 要]基于离心压缩机喘振基本原理，结合近几年压缩机喘振实际，分析红压深冷2BCL358天然气离心压缩机发生喘振事故原因，总结防范措施；针对影响机组喘振的因素，提出几点建议。
[关键词]离心压缩机 喘振 防范措施 问题 建议
中图分类号：TH452 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）35-0014-01
一、离心压缩机喘振概述
（一）喘振原理
气体流量减小时，进人叶轮的气流冲角由负值变为正值，在叶片的凹面（非工作面）的前缘部分，产生局部扩压度，在叶片非工作面上出现气流边界层分离现象，形成局部旋涡区，随着叶轮的连续旋转和气流的连续性，这种边界层分离现象将扩大到整个流道，而且气流分离沿着叶轮旋转的反方向扩展，导致叶轮对气体做功能量转化效率变低，气体在叶轮内出现严重的旋转脱离，形成旋转失速，这时叶轮虽然在旋转并对气体作功，但不能有效的提高气体压力，于是压缩机出口压力降低。由于系统管网容量较大，反应不够敏感，这时可能管网中的压力并不马上降低，反而会出现管网内的压力大于压缩机出口的压力，气体会出现倒流现象，直到管网中压力降低到小于压缩机出口压力，压缩机才能重新供气，过段时间管网中压力又会大于压缩机出口压力，又出现上述现象，系统出现周期性的轴向低频大振幅的气流震荡现象，即为喘振。
（二）喘振影响因素
压缩机的工作点为压缩机特性曲线与系统管网特性曲线的交点，当其中一条或两条特性曲线同时发生变化时，压缩机工作点随之也发生变化，当工作点落入喘振区时，机组发生喘振。其中影响压缩机特性曲线的因素包括来气温度、来气压力、来气组份、叶轮形状等，影响管网特性曲线的因素包括管网压力、管线规格、阀门开度、管线摩阻损失等。
二、2BCL358离心压缩机喘振事故原因
（一）机组概况
红压深冷天然气离心压缩机由意大利新比隆公司生产，规格型号2BCL358，两级压缩，垂直剖分结构，采用电机驱动，额定转速11600rpm/min，额定处理气量37500m3/h。压缩机一段及二段各有一个防喘振阀，其性能曲线与压缩机工作点动态结合，可实现对喘振工况的实时控制，防喘振阀有手动、自动两种控制方式，正常运行时采用自动控制方式。
（二）喘振事故原因
根据机组运行状况，梳理、总结出导致压缩机喘振的5种情况。
1、气量突然降低。随着流量的减少，压缩机的出口压力逐渐增大，当达到该转速下最大出口压力时，机组进入喘振区，压缩机出口压力开始减小，流量也随之减小，压缩机发生喘振（图1）。
导致气量突然降低的原因主要有两点。一是上游浅冷装置停机，深冷入口气量骤降；二是上游单位进行流程切换时出现误操作（如在调整红压深冷气源时，先关闭原来气源入口阀，再打开新气源入口阀）。
2、管网压力大幅上升。当管网压力升高时，压缩机与管网的压比-流量特性曲线图中，管网特性曲线由2上升到2’，压缩机工作点由A变为A’，落入喘振区。
导致管网压力大幅度上升的主要原因包括以下两点。一是制冷单元冻堵，装置流程不畅通导致系统憋压，管网压力上升；二是下游单位切换流程时误将装置出口阀关闭，系统憋压。
3、来气压力骤降。当来气压力突然降低时，压缩机，压缩机进气压力下降，机组特性曲线随之下移，工作点由A下降到A’，落入喘振区。
导致机组压力骤降的原因为压缩机前路精细过滤器堵塞或压缩机入口过滤器滤网堵塞，2014年11月份机组运行时，曾出现一次因为精细过滤器堵塞导致机组喘振事故。
4、压缩机入口温度升高。恒压恒速条件下，气体温度升高时，压缩机特性曲线下移，喘振流量变小。装置来气温度受季节性影响较大，对装置离心压缩机来讲，夏季比冬季更易发生喘振。
5、启、停机操作时喘振。每次启、停机时，机组防喘振阀都会打开，机组发生喘振，当启机时升压过快，或停机时管网压力太高，会加剧喘振事故的危害。
三、2BCL358离心压缩机喘振事故预防措施
通过对造成压缩机喘振事故的原因进行分析，结合事故处理经验，从生产管理、检修管理、员工操作等三个方面梳总结喘振事故预防措施。
生产管理方面。一是健全完善协调机制，当储运单位调气时，及时与生产单位沟通，各单位之间做好调气准备工作，并对可能发生的意外事故做好应急措施；加强对关键工艺参数考核力度，膨胀机出口温度控制在-93℃以下、膨胀机出口压力与塔顶压力差值在30kpa以下（差压高說明膨胀机组冻堵），防止冻堵事故发生。
检修管理方面。定期清洗压缩机入口过滤器，更换压缩机前路精细过滤器滤芯，清除精细过滤器内部炭黑等杂质，保证压缩机前路通畅；定期爆破清洁E-110、E-111等冷箱换热器，保证压缩机后路通畅。
员工操作方面。一是严格控制压缩机流量在31000～37500m3/h之间，压缩机出口压力不高于4.6MPa；；二是严格遵循操作规程要求，启机时缓慢升压，停机时先降压再降速；三是流程切换时，遵循先开新气源，再关旧气源的原则；四是今夕参数调整，避免误操作。
四、几点建议
1、低气量运行时员工只注重对制冷温度、来气量等参数的控制，往往忽略了对压缩机出口压力的调整。而压缩机出口压力直接影响到压缩机的压缩比，根据机组级的性能曲线，当压缩比升高时，压缩机稳定工作区域变窄，喘振流量变小，易发生喘振。
建议：低气量工况下运行时，通过增大膨胀机J-T旁通阀开度减小膨胀机入口压力，即减小压缩机出口压力，从而达到降低压缩比压缩比，降低压缩机喘振流量的目的，避免喘振事故发生。
2、红压深冷压缩机一、二段防喘振阀均安装在低点。喘振工况下，防喘振阀打开，经冷凝器冷却后的冷流气体通过喘振阀回流至压缩机，当防喘振阀开度小时，会对冷流气体起到节流作用，部分液体析出，积聚在低点处的防喘振阀处，影响防喘振阀的控制灵敏度和使用寿命，严重的会导致机组带液，对压缩机造成损坏
建议：将防喘振阀安装在高点，两端管线成坡度下降，并且放喘振阀应尽量靠近低压端。防止冷物质节流过来，造成带液。
参考文献
1、战树麟主编，《石油化工设备机械基础》，石油工业出版社，1994年1月北京第一版。
2、《离心式压缩机的喘振》，http：//www.docin.com/p-609192700.html
[关键词]离心压缩机 喘振 防范措施 问题 建议
中图分类号：TH452 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）35-0014-01
一、离心压缩机喘振概述
（一）喘振原理
气体流量减小时，进人叶轮的气流冲角由负值变为正值，在叶片的凹面（非工作面）的前缘部分，产生局部扩压度，在叶片非工作面上出现气流边界层分离现象，形成局部旋涡区，随着叶轮的连续旋转和气流的连续性，这种边界层分离现象将扩大到整个流道，而且气流分离沿着叶轮旋转的反方向扩展，导致叶轮对气体做功能量转化效率变低，气体在叶轮内出现严重的旋转脱离，形成旋转失速，这时叶轮虽然在旋转并对气体作功，但不能有效的提高气体压力，于是压缩机出口压力降低。由于系统管网容量较大，反应不够敏感，这时可能管网中的压力并不马上降低，反而会出现管网内的压力大于压缩机出口的压力，气体会出现倒流现象，直到管网中压力降低到小于压缩机出口压力，压缩机才能重新供气，过段时间管网中压力又会大于压缩机出口压力，又出现上述现象，系统出现周期性的轴向低频大振幅的气流震荡现象，即为喘振。
（二）喘振影响因素
压缩机的工作点为压缩机特性曲线与系统管网特性曲线的交点，当其中一条或两条特性曲线同时发生变化时，压缩机工作点随之也发生变化，当工作点落入喘振区时，机组发生喘振。其中影响压缩机特性曲线的因素包括来气温度、来气压力、来气组份、叶轮形状等，影响管网特性曲线的因素包括管网压力、管线规格、阀门开度、管线摩阻损失等。
二、2BCL358离心压缩机喘振事故原因
（一）机组概况
红压深冷天然气离心压缩机由意大利新比隆公司生产，规格型号2BCL358，两级压缩，垂直剖分结构，采用电机驱动，额定转速11600rpm/min，额定处理气量37500m3/h。压缩机一段及二段各有一个防喘振阀，其性能曲线与压缩机工作点动态结合，可实现对喘振工况的实时控制，防喘振阀有手动、自动两种控制方式，正常运行时采用自动控制方式。
（二）喘振事故原因
根据机组运行状况，梳理、总结出导致压缩机喘振的5种情况。
1、气量突然降低。随着流量的减少，压缩机的出口压力逐渐增大，当达到该转速下最大出口压力时，机组进入喘振区，压缩机出口压力开始减小，流量也随之减小，压缩机发生喘振（图1）。
导致气量突然降低的原因主要有两点。一是上游浅冷装置停机，深冷入口气量骤降；二是上游单位进行流程切换时出现误操作（如在调整红压深冷气源时，先关闭原来气源入口阀，再打开新气源入口阀）。
2、管网压力大幅上升。当管网压力升高时，压缩机与管网的压比-流量特性曲线图中，管网特性曲线由2上升到2’，压缩机工作点由A变为A’，落入喘振区。
导致管网压力大幅度上升的主要原因包括以下两点。一是制冷单元冻堵，装置流程不畅通导致系统憋压，管网压力上升；二是下游单位切换流程时误将装置出口阀关闭，系统憋压。
3、来气压力骤降。当来气压力突然降低时，压缩机，压缩机进气压力下降，机组特性曲线随之下移，工作点由A下降到A’，落入喘振区。
导致机组压力骤降的原因为压缩机前路精细过滤器堵塞或压缩机入口过滤器滤网堵塞，2014年11月份机组运行时，曾出现一次因为精细过滤器堵塞导致机组喘振事故。
4、压缩机入口温度升高。恒压恒速条件下，气体温度升高时，压缩机特性曲线下移，喘振流量变小。装置来气温度受季节性影响较大，对装置离心压缩机来讲，夏季比冬季更易发生喘振。
5、启、停机操作时喘振。每次启、停机时，机组防喘振阀都会打开，机组发生喘振，当启机时升压过快，或停机时管网压力太高，会加剧喘振事故的危害。
三、2BCL358离心压缩机喘振事故预防措施
通过对造成压缩机喘振事故的原因进行分析，结合事故处理经验，从生产管理、检修管理、员工操作等三个方面梳总结喘振事故预防措施。
生产管理方面。一是健全完善协调机制，当储运单位调气时，及时与生产单位沟通，各单位之间做好调气准备工作，并对可能发生的意外事故做好应急措施；加强对关键工艺参数考核力度，膨胀机出口温度控制在-93℃以下、膨胀机出口压力与塔顶压力差值在30kpa以下（差压高說明膨胀机组冻堵），防止冻堵事故发生。
检修管理方面。定期清洗压缩机入口过滤器，更换压缩机前路精细过滤器滤芯，清除精细过滤器内部炭黑等杂质，保证压缩机前路通畅；定期爆破清洁E-110、E-111等冷箱换热器，保证压缩机后路通畅。
员工操作方面。一是严格控制压缩机流量在31000～37500m3/h之间，压缩机出口压力不高于4.6MPa；；二是严格遵循操作规程要求，启机时缓慢升压，停机时先降压再降速；三是流程切换时，遵循先开新气源，再关旧气源的原则；四是今夕参数调整，避免误操作。
四、几点建议
1、低气量运行时员工只注重对制冷温度、来气量等参数的控制，往往忽略了对压缩机出口压力的调整。而压缩机出口压力直接影响到压缩机的压缩比，根据机组级的性能曲线，当压缩比升高时，压缩机稳定工作区域变窄，喘振流量变小，易发生喘振。
建议：低气量工况下运行时，通过增大膨胀机J-T旁通阀开度减小膨胀机入口压力，即减小压缩机出口压力，从而达到降低压缩比压缩比，降低压缩机喘振流量的目的，避免喘振事故发生。
2、红压深冷压缩机一、二段防喘振阀均安装在低点。喘振工况下，防喘振阀打开，经冷凝器冷却后的冷流气体通过喘振阀回流至压缩机，当防喘振阀开度小时，会对冷流气体起到节流作用，部分液体析出，积聚在低点处的防喘振阀处，影响防喘振阀的控制灵敏度和使用寿命，严重的会导致机组带液，对压缩机造成损坏
建议：将防喘振阀安装在高点，两端管线成坡度下降，并且放喘振阀应尽量靠近低压端。防止冷物质节流过来，造成带液。
参考文献
1、战树麟主编，《石油化工设备机械基础》，石油工业出版社，1994年1月北京第一版。
2、《离心式压缩机的喘振》，http：//www.docin.com/p-609192700.html