喘振是由於透平壓縮機的氣流產生旋轉脫流，工況點脫離了平衡點，而導致的一種周期性振盪的現象。喘振發生時，壓力和流量產生劇烈的周期性振盪，使壓縮機效率大幅降低，甚至對壓縮機造成致命傷害。因此必須採取有效的調節措施阻止喘振現象的發生。
基本介紹
- 中文名：防喘振調節
- 外文名：Anti surge regulation
- 領域：機械工程
簡介,喘振控制原理,防喘振控制系統設計,
簡介
喘振是透平式壓縮機（也叫葉片式壓縮機）在流量減少到一定程度時所發生的一種非正常工況下的振動。離心式壓縮機是透平式壓縮機的一種形式，喘振對於離心式壓縮機有著很嚴重的危害。
防喘振控制的目的就是要始終保證工況點運行在防喘振線以下的安全區域內。從喘振的形成過程可以看出，在一定的排氣壓力下，防止壓縮機流量過小就能避免喘振發生。降低系統阻力是避免喘振的一項重要措施，然而工藝管網的阻力是一定的，所以實際中採用降低排氣壓力（放空）來增大壓縮機流量，消除喘振。
喘振控制原理
喘振控制的目的就是要在喘振出現先兆時將其消除，始終保證壓縮機工況點運行在喘振線以下，即安全區域內。防喘振控制就是利用這一原理，在喘振線以下設定一條防喘振線，防止喘振的發生。
如圖1所示，防喘振控制線是喘振控制的基準線，一般將喘振線對應的排氣壓力下移8%～10%作為防喘振線，使工況點始終運行在防喘振線以下。如果工況點在防喘振線以上，控制系統自動調節防喘振閥門開度，降低壓縮機出口壓力，防止喘振發生。防喘振線是一個動態折線函式,
隨著工況點的壓力變化而做動態的變化，其調節過程也是一個動態回響過程。為了保證機組的安全，通常在喘振線和防喘振線之間設定一條放空線，用於機組危險時刻，立即卸壓，通常將喘振線下移2%～ 3%作為放空線。因此，防喘振控制是透平壓縮機的重要控制內容。
因出口流量是壓縮機入口壓差（喉部壓差）的函式f(Δp)，而實際採用的方法是實測出的壓縮機喉部壓差(Δp)與排氣壓力p的函式關係，得出壓縮機的喘振曲線，即在不同的喉部壓差下，測量對應的喘振壓力，將測量的點用折線連線即可繪出橫坐標為喉部差壓，縱坐標為排氣壓力的曲線，稱為該機組的喘振線。為了安全實際中將喘振線縱坐標參數下移3%作為放空線，工況點在放空線以下，系統根據喘振線自動調節喘振閥狀態，如果工況點在放空線以上，則放空閥全開，系統卸壓，以達到防止喘振的目的。通常實測喘振線縱坐標參數下移8%得到該機組的防喘振線，當出口壓力到達防喘振線時，控制系統自動調節防喘振閥開度，降低出口壓力來防止喘振發生。
防喘振控制系統設計
經入口溫度補償校正後的喉部壓差的計算函式f(Δp、T1)作為防喘振調節器計算壓力設定值SV，壓縮機實際出口壓力PV作為測量值，防喘振調節器通過對設定值和測量比較來調節喘振閥門實現壓縮機的防喘振控制。系統採集喉部差壓、入口溫度進行溫度力補償，將補償過的差壓，送給防喘振折線函式進行計算，得出該工況點下的排氣壓力上限，將該上限作為PID的設定值，將經過換算的排氣壓力測量值作為過程測量值。如圖2所示，PID根據設定值和過程測量值偏差的大小及負號進行可變增益和可變積分的計算實現防喘振閥的快開慢關。由於防喘振閥為氣關閥，故將PID調節輸出值與手動壓力調節制進行信號低選，即開度信號優先。當壓縮機運行在安全域時，防喘振控制器的輸出為最大，一般為20mA，防喘振調節閥門處於完全關閉狀態。
如圖3所示，系統設定了放空閥閉鎖和快速打開程式。這兩個程式由放空閥閉鎖邏輯和打開邏輯組成。在壓縮機進入運行狀態時，沒有執行“自動操作調節器輸入”之前，調節器輸出閉鎖，放空閥全開，保證機組安全啟動。當機組運行不正常，需要進入“安全運行”或停機時，控制邏輯給出聯鎖信號使調節器由原來的輸出跳變到最小值0.0的值（4mA），使放空閥在2s內快速打開。當實際出口壓力接近防喘振線時，系統通過和喘振報警設定值比較給出喘振預報警提示。防喘振控制調節系統與防喘振保護系統存在著密切的聯繫，這主要體現在放空閥的調節與控制上。
當通過靜葉調節壓力不能滿足工藝的要求時，通過低選功能來實現防喘振控制器對放空閥的控制作用，即在不同的工況下，進行選擇性調節。所謂選擇性調節是指兩個以上調節器的輸出迭加後，按預定高或低選關係選擇控制信號，以適應不同的工況。當工況異常時,防喘振器控制調節控制放空閥，實現機組的防喘振保護功能，此時，壓力調節器控制器處於待命狀態，直到工況恢復正常後，壓力調節器再次控制放空閥。這一功能主要靠低選邏輯來實現放空閥門對壓力輔助調節的作用。
