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摘 要：本文就天然气液化（LNG）过程中冷剂压缩机（离心式压缩机）有关防喘振方面的相关内容展开了探讨，主要就喘振机理、影响因素、危害及判断，防喘振控制以及发生喘振时的处理措施进行了分析。
关键词：离心式压缩机 喘振
压缩机运行中一个特殊现象就是喘振，防止喘振是压缩机运行中极其重要的问题。在运行时，喘振的迹象一般是首先流量大幅度下降，压缩机排量显著降低，出口压力波动，压力表的指针来回摆动，机组发生强烈振动并伴有间断低沉的吼声，好像人在咳一般。判断喘振除了凭人的感觉外，还可以根据仪表和运行参数配合性能曲线查出。
一、喘振的危害及判断
1.喘振的危害
喘振现象对压缩机十分有害，主要表现在以下几个方面：①喘振时由于气流强烈的脉动和周期性振荡，会使供气参数（压力、流量等）大幅度地波动，破坏了工艺系统的稳定性。②会使叶片强烈振动，叶轮应力大大增加，噪声加剧。③引起动静部件的摩擦与碰撞，使压缩机的轴产生弯曲变形，严重时会产生轴向窜动，碰坏叶轮。④加剧轴承、轴颈的磨损，破坏润滑油膜的稳定性，使轴承合金产生疲劳裂纹，甚至烧毁。⑤损坏压缩机的级间密封及轴封，使压缩机效率降低，甚至造成爆炸、火灾等事故。⑥影响与压缩机相连的其他设备的正常运转，干扰操作人员的正常工作，使一些测量仪表仪器准确性降低，甚至失灵。一般机组的排气量、压力比、排气压力和气体的密度越大，发生的喘振越严重，危害越大。
2.喘振的判断
由于喘振的危害较大，操作人员应能及时判别，压缩机的喘振一般可从以下几个方面判别：①听测压缩机出口管路气流的噪声。当压缩机接近喘振工况时，排气管道中会发生周期性时高时低“呼哧呼哧”的噪声。当进入喘振工况时，噪声立即增大，甚至出现爆音。②观测压缩机出口压力和进口流量的变化。喘振时，会出现周期性的、大幅度的脉动，从而引起测量仪表指针大幅度地摆动。③喘振时，机体、轴承的振动振幅显著增大，机组发生强烈的振动[2]。
二、防喘振控制
喘振控制器独立于入口压力控制器。它的作用是保证每一段运行时都有足够的入口流量来防止喘振，它并不控制任何压力。此控制器使用若干算式和输入数值来计算操作点，将之与增加了稳定裕度的喘振线做比较。喘振控制器的这几条特性将保护压缩机不发生喘振。
振控制器的设定点追踪操作点就好像动态分程点追踪压力控制器输出值一样。设定点在特定限定条件下将试图与操作点保持固定值（盘旋裕度，通常为5%）。它被禁止移动到喘振控制线左侧，或喘振控制线右侧20% 以外。它还被限定了左移速率（盘旋速率）。因为设置点盘旋线是喘振控制器的设定值，所以如果操作点向喘振方向快速移动，操作点将会越过盘旋点（盘旋点受左移速率限制），控制器将会对此做优先反应。这样就使喘振控制器在喘振将要发生前预先动作。如果操作点在喘振控制线右侧稳定下来，操作控制器的输出将随着盘旋点向左移至操作点左侧而下降。
作为常规PID 喘振控制算法的补充，操作控制器还有喘振超驰功能，以确保防喘阀在压缩机将要喘振时及时打开。因为常规PID 经常因为较大的过程参数而在喘振将要发生时动作过慢，所以喘振超驰是十分有必要的。此功能将会按操作点移动至作用区内的比例来打开防喘阀。从喘振线到喘振控制线70%处为超驰功能作用区间。当操作点位于此区间左侧，即喘振线上或向左越过喘振线时，超驰作用输出为它的最大值，即防喘阀100% 全开。当操作点位于作用区间最右侧时，超驰作用输出为最小，即0%，防喘阀关闭。当操作点位于作用区之间时，超驰作用按操作点的位置按比例输出控制值。喘振控制器在喘振超驰和喘振PID 间进行高选。所以只有在喘振PID 动作过慢的时候喘振超驰才会起作用，此时，喘振PID 的输出结果追踪喘振超驰的输出[3]。
当防喘振控制器投用时，操作员将可选择3 种控制模式：
自动：自动模式下不允许操作员去设定防喘阀开度。其开度只由控制器控制。
半手动：半手动模式下允许操作员或其他相关控制回路设定防喘阀位置。尽管防喘控制器可以基于防喘控制要求超越任何操作员输入的防喘阀位置，操作员也可以打开或关闭防喘阀。
全手动：全手动模式下允许操作员不受其他所有控制器（比如喘振超驰控制器）影响直接打开或关闭防喘阀，防喘控制器的输出为手动设定值。
三、结语
离心式压缩机有一个固有的具有较大危害的特性就是喘振。喘振的发生取决于离心压缩机和管网的特性曲线。喘振的成因为倒流和供气周期性的交替。需要结合实践，弄清喘振机理，掌握影响喘振的因素，采取合理有效措施防喘振，提高离心压缩机运行可靠性。
参考文献
[1]徐忠.离心式压缩机原理（修订本）[M].北京：机械工业出版社，1990.
[2]张成宝.离心式压缩机的喘振分析的喘振分析与控制[J] .压縮机技术，2003； （6）：4～8.
[3]魏龙.离心式压缩机的防喘振控制.通用机械，2006； （4）：31～33.
关键词：离心式压缩机 喘振
压缩机运行中一个特殊现象就是喘振，防止喘振是压缩机运行中极其重要的问题。在运行时，喘振的迹象一般是首先流量大幅度下降，压缩机排量显著降低，出口压力波动，压力表的指针来回摆动，机组发生强烈振动并伴有间断低沉的吼声，好像人在咳一般。判断喘振除了凭人的感觉外，还可以根据仪表和运行参数配合性能曲线查出。
一、喘振的危害及判断
1.喘振的危害
喘振现象对压缩机十分有害，主要表现在以下几个方面：①喘振时由于气流强烈的脉动和周期性振荡，会使供气参数（压力、流量等）大幅度地波动，破坏了工艺系统的稳定性。②会使叶片强烈振动，叶轮应力大大增加，噪声加剧。③引起动静部件的摩擦与碰撞，使压缩机的轴产生弯曲变形，严重时会产生轴向窜动，碰坏叶轮。④加剧轴承、轴颈的磨损，破坏润滑油膜的稳定性，使轴承合金产生疲劳裂纹，甚至烧毁。⑤损坏压缩机的级间密封及轴封，使压缩机效率降低，甚至造成爆炸、火灾等事故。⑥影响与压缩机相连的其他设备的正常运转，干扰操作人员的正常工作，使一些测量仪表仪器准确性降低，甚至失灵。一般机组的排气量、压力比、排气压力和气体的密度越大，发生的喘振越严重，危害越大。
2.喘振的判断
由于喘振的危害较大，操作人员应能及时判别，压缩机的喘振一般可从以下几个方面判别：①听测压缩机出口管路气流的噪声。当压缩机接近喘振工况时，排气管道中会发生周期性时高时低“呼哧呼哧”的噪声。当进入喘振工况时，噪声立即增大，甚至出现爆音。②观测压缩机出口压力和进口流量的变化。喘振时，会出现周期性的、大幅度的脉动，从而引起测量仪表指针大幅度地摆动。③喘振时，机体、轴承的振动振幅显著增大，机组发生强烈的振动[2]。
二、防喘振控制
喘振控制器独立于入口压力控制器。它的作用是保证每一段运行时都有足够的入口流量来防止喘振，它并不控制任何压力。此控制器使用若干算式和输入数值来计算操作点，将之与增加了稳定裕度的喘振线做比较。喘振控制器的这几条特性将保护压缩机不发生喘振。
振控制器的设定点追踪操作点就好像动态分程点追踪压力控制器输出值一样。设定点在特定限定条件下将试图与操作点保持固定值（盘旋裕度，通常为5%）。它被禁止移动到喘振控制线左侧，或喘振控制线右侧20% 以外。它还被限定了左移速率（盘旋速率）。因为设置点盘旋线是喘振控制器的设定值，所以如果操作点向喘振方向快速移动，操作点将会越过盘旋点（盘旋点受左移速率限制），控制器将会对此做优先反应。这样就使喘振控制器在喘振将要发生前预先动作。如果操作点在喘振控制线右侧稳定下来，操作控制器的输出将随着盘旋点向左移至操作点左侧而下降。
作为常规PID 喘振控制算法的补充，操作控制器还有喘振超驰功能，以确保防喘阀在压缩机将要喘振时及时打开。因为常规PID 经常因为较大的过程参数而在喘振将要发生时动作过慢，所以喘振超驰是十分有必要的。此功能将会按操作点移动至作用区内的比例来打开防喘阀。从喘振线到喘振控制线70%处为超驰功能作用区间。当操作点位于此区间左侧，即喘振线上或向左越过喘振线时，超驰作用输出为它的最大值，即防喘阀100% 全开。当操作点位于作用区间最右侧时，超驰作用输出为最小，即0%，防喘阀关闭。当操作点位于作用区之间时，超驰作用按操作点的位置按比例输出控制值。喘振控制器在喘振超驰和喘振PID 间进行高选。所以只有在喘振PID 动作过慢的时候喘振超驰才会起作用，此时，喘振PID 的输出结果追踪喘振超驰的输出[3]。
当防喘振控制器投用时，操作员将可选择3 种控制模式：
自动：自动模式下不允许操作员去设定防喘阀开度。其开度只由控制器控制。
半手动：半手动模式下允许操作员或其他相关控制回路设定防喘阀位置。尽管防喘控制器可以基于防喘控制要求超越任何操作员输入的防喘阀位置，操作员也可以打开或关闭防喘阀。
全手动：全手动模式下允许操作员不受其他所有控制器（比如喘振超驰控制器）影响直接打开或关闭防喘阀，防喘控制器的输出为手动设定值。
三、结语
离心式压缩机有一个固有的具有较大危害的特性就是喘振。喘振的发生取决于离心压缩机和管网的特性曲线。喘振的成因为倒流和供气周期性的交替。需要结合实践，弄清喘振机理，掌握影响喘振的因素，采取合理有效措施防喘振，提高离心压缩机运行可靠性。
参考文献
[1]徐忠.离心式压缩机原理（修订本）[M].北京：机械工业出版社，1990.
[2]张成宝.离心式压缩机的喘振分析的喘振分析与控制[J] .压縮机技术，2003； （6）：4～8.
[3]魏龙.离心式压缩机的防喘振控制.通用机械，2006； （4）：31～33.