防喘振调节

喘振控制的目的就是要在喘振出现先兆时将其消除，始终保证压缩机工况点运行在喘振线以下，即安全区域内。防喘振控制就是利用这一原理，在喘振线以下设置一条防喘振线，防止喘振的发生。

如图1所示，防喘振控制线是喘振控制的基准线，一般将喘振线对应的排气压力下移8%～10%作为防喘振线，使工况点始终运行在防喘振线以下。如果工况点在防喘振线以上，控制系统自动调节防喘振阀门开度，降低压缩机出口压力，防止喘振发生。防喘振线是一个动态折线函数,

随着工况点的压力变化而做动态的变化，其调节过程也是一个动态响应过程。为了保证机组的安全，通常在喘振线和防喘振线之间设置一条放空线，用于机组危险时刻，立即卸压，通常将喘振线下移2%～ 3%作为放空线。因此，防喘振控制是透平压缩机的重要控制内容。

因出口流量是压缩机入口压差（喉部压差）的函数f(Δp)，而实际采用的方法是实测出的压缩机喉部压差(Δp)与排气压力p的函数关系，得出压缩机的喘振曲线，即在不同的喉部压差下，测量对应的喘振压力，将测量的点用折线连接即可绘出横坐标为喉部差压，纵坐标为排气压力的曲线，称为该机组的喘振线。为了安全实际中将喘振线纵坐标参数下移3%作为放空线，工况点在放空线以下，系统根据喘振线自动调节喘振阀状态，如果工况点在放空线以上，则放空阀全开，系统卸压，以达到防止喘振的目的。通常实测喘振线纵坐标参数下移8%得到该机组的防喘振线，当出口压力到达防喘振线时，控制系统自动调节防喘振阀开度，降低出口压力来防止喘振发生 。

经入口温度补偿校正后的喉部压差的计算函数f(Δp、T1)作为防喘振调节器计算压力设定值SV，压缩机实际出口压力PV作为测量值，防喘振调节器通过对设定值和测量比较来调节喘振阀门实现压缩机的防喘振控制。系统采集喉部差压、入口温度进行温度力补偿，将补偿过的差压，送给防喘振折线函数进行计算，得出该工况点下的排气压力上限，将该上限作为PID的设定值，将经过换算的排气压力测量值作为过程测量值。如图2所示，PID根据设定值和过程测量值偏差的大小及负号进行可变增益和可变积分的计算实现防喘振阀的快开慢关。由于防喘振阀为气关阀，故将PID调节输出值与手动压力调节制进行信号低选，即开度信号优先。当压缩机运行在安全域时，防喘振控制器的输出为最大，一般为20mA，防喘振调节阀门处于完全关闭状态 。

如图3所示，系统设置了放空阀闭锁和快速打开程序。这两个程序由放空阀闭锁逻辑和打开逻辑组成。在压缩机进入运行状态时，没有执行“自动操作调节器输入”之前，调节器输出闭锁，放空阀全开，保证机组安全启动。当机组运行不正常，需要进入“安全运行”或停机时，控制逻辑给出联锁信号使调节器由原来的输出跳变到最小值0.0的值（4mA），使放空阀在2s内快速打开。当实际出口压力接近防喘振线时，系统通过和喘振报警设定值比较给出喘振预报警提示。防喘振控制调节系统与防喘振保护系统存在着密切的联系，这主要体现在放空阀的调节与控制上。

当通过静叶调节压力不能满足工艺的要求时，通过低选功能来实现防喘振控制器对放空阀的控制作用，即在不同的工况下，进行选择性调节。所谓选择性调节是指两个以上调节器的输出迭加后，按预定高或低选关系选择控制信号，以适应不同的工况。当工况异常时,防喘振器控制调节控制放空阀，实现机组的防喘振保护功能，此时，压力调节器控制器处于待命状态，直到工况恢复正常后，压力调节器再次控制放空阀。这一功能主要靠低选逻辑来实现放空阀门对压力辅助调节的作用。2100433B

喘振是透平式压缩机（也叫叶片式压缩机）在流量减少到一定程度时所发生的一种非正常工况下的振动。离心式压缩机是透平式压缩机的一种形式，喘振对于离心式压缩机有着很严重的危害。

防喘振控制的目的就是要始终保证工况点运行在防喘振线以下的安全区域内。从喘振的形成过程可以看出，在一定的排气压力下，防止压缩机流量过小就能避免喘振发生。降低系统阻力是避免喘振的一项重要措施，然而工艺管网的阻力是一定的，所以实际中采用降低排气压力（放空）来增大压缩机流量，消除喘振。

离心压缩机在输出压力一定而流量减小到某一数值时，就将发生喘振。为了防止喘振发生，要保持流量不进入喘振区。压缩机在运行中，当管路系统阻力升高时，流量将随之减小，有可能降低到允许值以下。防喘振系统的任务就是在流量降到某一安全下限时，自动地将通大气的放空阀或回流到进口的旁通阀打开，增大经过空压机的流量，防止进入喘振区。取流量安全下限作为调节器的规定值。当流量测量值高于规定值时，放空阀全关：当测量值低于规定值时，调节器输出信号，将放空阀开启，使流量增加。完善的防喘振装置应根据压缩机出口压力和流量两个信号来进行控制。

在气体发动机中当涡轮增压器在高增压状态下工作并且节气门关闭时，在涡轮增压器和节气门之间会产生很大的背压，这会使增压器压气叶轮停止运转或是增压器喘振。在发动机突然减速时，通过喘振阀通气软管将节气门后的低压压力传递到访喘振阀压力反馈接头上，打开喘振阀单向截止膜片，使增压器压气机前后压力平衡，避免增压器喘振。

防喘振阀是涡轮增压发动机的一个保护装置，最终防止涡轮增压器部件产生加速磨损和疲劳。