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高性能防喘振控制閥的選型及安裝意義-杭州海沃
高性能防喘振控制閥在石化、化工、冶金領(lǐng)用使用比較廣泛，比如石化、化工領(lǐng)用的空分裝置的壓縮機(jī)上。再比如冶金行業(yè)的高爐鼓風(fēng)機(jī)，在煉鐵高爐中，風(fēng)機(jī)的使用非常廣泛。這些設(shè)備上都安裝有防喘振裝置，而防喘振裝置大多會使用到高性能防喘振控制閥，也稱作傍通閥或放空閥。高性能防喘振控制閥是壓縮機(jī)或風(fēng)機(jī)的一個保護(hù)裝置，最終防止壓縮機(jī)或風(fēng)機(jī)發(fā)生喘振，防止設(shè)備產(chǎn)生加速磨損、疲勞或損壞。
喘振就是壓縮機(jī)或風(fēng)機(jī)在正常工作時若流量減小，則出口壓力升高，壓縮機(jī)或風(fēng)機(jī)工作點向喘振點移動。當(dāng)流量減小到低于喘振點流量時，則會發(fā)生倒流現(xiàn)象。倒流到一定程度壓縮機(jī)或風(fēng)機(jī)出口壓力下降，又恢復(fù)正向流動。這種氣流在壓縮機(jī)或風(fēng)機(jī)中來回流動的現(xiàn)象稱為喘振。此時，壓縮機(jī)或風(fēng)機(jī)會發(fā)出類似哮喘的巨大響聲，同時壓縮機(jī)或風(fēng)機(jī)氣體流量大幅波動、振動劇烈上升，若不能得到有效的控制可能對壓縮機(jī)或風(fēng)機(jī)造成嚴(yán)重?fù)p傷。
鼓風(fēng)機(jī)（特別是軸流風(fēng)機(jī)）是嚴(yán)格禁止在喘振工況運行的，防喘振保護(hù)控制系統(tǒng)就是通過監(jiān)控實時工況點在防喘振曲線圖上的位置變化來對防喘振閥進(jìn)行控制，從而避免風(fēng)機(jī)進(jìn)入喘振區(qū)。風(fēng)機(jī)排氣壓力超高、進(jìn)氣阻力大或原動機(jī)失速均會造成喘振。
喘振的危害性極大，當(dāng)壓縮機(jī)或風(fēng)機(jī)發(fā)生喘振后，不能正常工作，出口壓力減小，低于出口管道系統(tǒng)壓力，使氣體從管道系統(tǒng)向壓縮機(jī)或風(fēng)機(jī)倒流，直到管道系統(tǒng)中壓力低于壓縮機(jī)或風(fēng)機(jī)出口壓力，此時倒流停止，壓縮機(jī)或風(fēng)機(jī)恢復(fù)工作，但是當(dāng)出口管道系統(tǒng)的壓力恢復(fù)到原值時，通過壓縮機(jī)或風(fēng)機(jī)的氣體流量再一次減小，這時又發(fā)生喘振，如此反復(fù)，使系統(tǒng)呈周期性震蕩，在整個過程中，壓縮機(jī)或風(fēng)機(jī)組強(qiáng)烈振動，伴有異常噪聲，對壓縮機(jī)或風(fēng)機(jī)內(nèi)部的迷宮式密封、軸承和葉輪等附屬設(shè)施造成極大的損傷，嚴(yán)重時壓縮機(jī)或風(fēng)機(jī)會受到損壞，與機(jī)組出口相連的管道也發(fā)生周期振動，官道上的壓力表、溫度表及進(jìn)口相連的管道也發(fā)生周期振動，管道省的壓力表、溫度及進(jìn)口處流量計發(fā)生大幅的擺動，與此同時，壓縮機(jī)或風(fēng)機(jī)在短時間內(nèi)反復(fù)從空載道過載，這對驅(qū)動系統(tǒng)都是非常不利的。
而防喘振就是防止壓縮機(jī)或風(fēng)機(jī)在工作中出現(xiàn)喘振現(xiàn)象的發(fā)生。
而防喘振控制通常采用兩種方法：
1.在壓縮機(jī)或風(fēng)機(jī)段間進(jìn)出口安裝回流閥，利用回流量提高壓縮機(jī)或風(fēng)機(jī)氣體流量（見圖 2）；
2.在壓縮機(jī)或風(fēng)機(jī)出口安裝放空閥，利用放空來提高壓縮機(jī)或風(fēng)機(jī)氣體流量（見圖3）。
這些回流閥或者放空閥也稱作為防喘振閥。
防喘振控制最終目的是通過防喘振PID回路控制防喘振閥的開度，保證壓縮機(jī)或風(fēng)機(jī)內(nèi)有足夠的氣體流量，使壓縮機(jī)或風(fēng)機(jī)工作在安全區(qū)域，喘振線是機(jī)組臨界工況下風(fēng)機(jī)入口風(fēng)量與風(fēng)機(jī)出口壓力對應(yīng)的二維曲線，如右圖所示。喘振線左側(cè)為喘振區(qū)，右側(cè)為工作區(qū)�？紤]到為防喘振系統(tǒng)留下足夠的安全裕度值（設(shè)定），在喘振線右側(cè)平行于喘振線設(shè)置一條防喘振線，工作點進(jìn)入喘振線和防喘振線之間的區(qū)域時，系統(tǒng)將會進(jìn)行保護(hù)動作。當(dāng)工作點越過防喘振線，系統(tǒng)發(fā)出喘振報警，當(dāng)喘振報警持續(xù)一段時間（設(shè)定），在防喘振調(diào)節(jié)閥PID運算輸出的基礎(chǔ)上疊加一定的開度輸出，直到工作點遠(yuǎn)離防喘振線設(shè)定值后再無擾地取消開度疊加。（見圖4、圖5所示）
防喘振控制就是當(dāng)壓縮機(jī)或風(fēng)機(jī)在輸出壓力一定而流量減小到某一數(shù)值時，就將發(fā)生喘振。為了防止喘振發(fā)生，要保持流量不進(jìn)入喘振區(qū)。壓縮機(jī)或風(fēng)機(jī)在運行中，當(dāng)管路系統(tǒng)阻力升高時，流量將隨之減小，有可能降低到允許值以下。防喘振系統(tǒng)的任務(wù)就是在流量降到某一安全下限時，自動地將通大氣的放空閥或回流到進(jìn)口的旁通閥打開，增大經(jīng)過壓縮機(jī)或風(fēng)機(jī)的流量，防止進(jìn)入喘振區(qū)。在渦輪增壓器上也有廣泛應(yīng)用，在渦輪增壓器和節(jié)氣門之間會產(chǎn)生很大的背壓，打開喘振閥，使增壓器壓氣機(jī)前后壓力平衡，避免增壓器喘振。
防喘振意義：
其防喘振控制的優(yōu)劣對機(jī)組的安全運行和減少輕負(fù)荷下的能耗具有重要意義。
防喘振控制大多是通過防喘振閥來實現(xiàn)的，因此防喘振閥的性能就關(guān)系到防喘振控制性能的優(yōu)劣程度。
高性能防喘振控制閥保養(yǎng)：
防喘振閥具有高靈敏度、高可控性，動作反應(yīng)快等特點。由于防喘振閥這些特點，使得防喘振閥在使用過程中就容易出現(xiàn)故障，因此用戶在現(xiàn)場定期巡檢的的基礎(chǔ)上也要做好周期性的檢維修保養(yǎng)工作，防患于未然，這樣才可以保證機(jī)組長周期穩(wěn)定、安全的運行。長遠(yuǎn)的從穩(wěn)定性、安全性以及能耗環(huán)保上考慮，也必將會給公司帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
現(xiàn)場壓縮機(jī)或風(fēng)機(jī)機(jī)組巡視內(nèi)容建議如下：
1、 氣源、定位器輸入/輸出信號的壓力指示；
2、 氣動信號線、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、風(fēng)管及連接是否有泄漏；
3、 閥位指示是否正常；反饋桿是否可靠連接，調(diào)節(jié)閥及其附件、連接管線、配管是否 有損壞或松動；
4、 周期性觀察和記錄：防喘振閥的調(diào)節(jié)靈敏度、開關(guān)時間、閥本體是否密閉以及閥門開啟有無卡澀或滯后現(xiàn)象。
就以上常見問題，巡視期間如發(fā)現(xiàn)有異常應(yīng)及早排查和解決，對于部分問題要做定期檢查和預(yù)防性處理。
