CN107420339B - 一种新型离心式压缩机喘振检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型离心式压缩机喘振检测方法，包括有压缩机、单根取压管、根部阀、差压检测仪表、阻尼阀和计算机系统，通过单根取压管将压缩机出口的气压脉冲依次经过根部阀和阻尼阀后引出到差压检测仪表，差压检测仪表将检测到的脉冲差压信号转换成电信号，电信号被信号传输线传输到计算机系统内，计算机系统对脉冲进行计数，并计算单位时间内检测到的脉冲数量，根据单位时间内检测到的脉冲数量逻辑判断是否发生喘振。本发明可以保证喘振检测的可靠性，避免误检、漏检现象；直接检测喘振气体脉冲，经济、简单、可靠，可以丰富现有大型离心式压缩机组的喘振检测手段，极大的提高喘振检测的可靠性。

Description

一种新型离心式压缩机喘振检测方法

技术领域

本发明涉及离心式压缩机的喘振检测技术领域，尤其涉及一种新型离心式压缩机喘振检测方法。

背景技术

目前，离心式压缩机在喘振检测方面，大多通过轴系振动检测的方式检测机组的喘振，但压缩机的振动可能有多种原因，如机械原因（加工精度、轴承的磨损等）、入口气体带液等都可能引起机组强烈的振动。采用振动保护是一个综合保护，对于离心式压缩机正常保护，一般是必不可少。大型离心式压缩机，对于喘振的检测和预防，一般控制压缩机运行在机组生产商提供的喘振线的安全区域。这个控制涉及到防喘振的所需的过程参数的测量、数学模型的建立、快速计算等。过程参数一般包括压缩机的转速、入口流量、压力、温度、压缩机的出口压力。对于大型压缩机组，防喘振控制系统一般也是压缩机重要的控制、保护系统，防喘振控制系统对现场测量仪表、控制系统的要求较高，投入较大。但对于一些经济型的离心式压缩机，未设置防喘振控制系统，在这些压缩机的喘振保护方面，存在不足，一旦发生喘振，也会产生一定的损失，设置必要的喘振检测是非常有必要的；由于振动检测是一种间接检测喘振的手段，即使在配备复杂的防喘振控制系统的机组，采用丰富的检测手段，进一步加强喘振的检测和联锁保护对保证机组的安全运行也是十分有益的补充。

因此，不同技术研发人员对喘振检测提出了很多新型解决方案，如检测压缩机节流段进出口压差变化进行喘振检测或通过检测流体温度变化方式进行喘振检测。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种新型离心式压缩机喘振检测方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种新型离心式压缩机喘振检测方法，包括有压缩机、单根取压管、根部阀、差压检测仪表、阻尼阀和计算机系统，所述的单根取压管从压缩机出口扩散段引压，经根部阀后采用三通接头引出两根测压管线，一路测量管线直接连接至差压检测仪表的负压室，另一路测量管线通过一个阻尼阀进入差压检测仪表的正压室，所述的差压检测仪表通过信号传输线与计算机系统连接，通过单根取压管将压缩机出口的气压脉冲依次经过根部阀和阻尼阀后引出到差压检测仪表，差压检测仪表将检测到的脉冲差压信号转换成电信号，电信号被信号传输线传输到计算机系统内，计算机系统对脉冲进行计数，并计算单位时间内检测到的脉冲数量，根据单位时间内检测到的脉冲数量逻辑判断是否发生喘振。

所述的差压检测仪表为差压变送器或差压开关。

所述的单根取压管采用DN10的管线。

离心式压缩机发生喘振时，压缩机的出口气流强烈的脉动并周期性振荡，由于脉动气体在2根长度或内径不同的测量管线产生脉动的差压；这种脉动的频率、强度与压缩机出口管网容量相关，管网容量越大，频率越低，强度越强（即差压越大）；管网容量越小，频率越高，强度越弱（即差压越小）；在工业上脉动频率不会超过1分钟60次。强度即差压的大小一般均大于10 kPa ，如果差压小于10 kPa这种大小的喘振造成的危害也是很小的，一般也是不需设置喘振检测的。因此对于这种低频，高差压（一般均大于10kPa）的测量，是完全可以利用现有的差压仪表进行测量的，本发明即基于这一原理对差压进行检测，直接测量气体的喘振。

本发明的优点是：本专利技术仅仅从压缩机扩散段引出一根单根取压管线到差压变送器或差压开关，而现有技术必须在机组上有两个单根取压管线到差压变送器或差压开关；测压装置的关键在于阻尼阀的设置，以保证脉冲差压的获得，该阀门在正常运行时是打开的，通过调整阻尼阀的开度，调节喘振检测系统的灵敏性；而现有技术即使在差压检测仪表的正、负压室之间设置阀门，也仅仅是用于调试维护时用，正常使用时严禁打开；采用脉冲计数方式，通过脉冲数量进行逻辑判断是否发生喘振，该逻辑判断可以保证喘振检测的可靠性，避免误检、漏检现象；而现有通过与设定值比较的方案，一旦系统减负荷或者停车，将不能进行准确判断；直接检测喘振气体脉冲，经济、简单、可靠，对一些经济型的离心式压缩机组具有很好的保护作用，当脉冲数量达到设定值时，即触发机组报警及联锁停车；同时通过与其它方法的综合运用，可以丰富现有大型离心式压缩机组的喘振检测手段，极大的提高喘振检测的可靠性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种新型离心式压缩机喘振检测方法，包括有压缩机1、单根取压管2、根部阀3、差压检测仪表4、阻尼阀5和计算机系统6，所述的单根取压管2从压缩机1出口扩散段引压，经根部阀3后采用三通接头引出两根测压管线，一路测量管线直接连接至差压检测仪表4的负压室，另一路测量管线通过一个阻尼阀5进入差压检测仪表4的正压室，所述的差压检测仪表4通过信号传输线与计算机系统6连接，通过单根取压管2将压缩机1出口的气压脉冲依次经过根部阀3和阻尼阀5后引出到差压检测仪表4，差压检测仪表4将检测到的脉冲差压信号转换成电信号，电信号被信号传输线传输到计算机系统6内，计算机系统6对脉冲进行计数，并计算单位时间内检测到的脉冲数量，根据单位时间内检测到的脉冲数量逻辑判断是否发生喘振。

所述的差压检测仪表4为差压变送器或差压开关。

所述的单根取压管2采用DN10的管线。

仪表及材料

差压检测仪表采用合适量程的G1/4”内螺纹接口差压开关（也可采用电远传差压变送器）。差压开关的量程选择是基于喘振所产生最大脉冲差压，这个值一般可以从压缩机厂家得到，常用差压开关量程范围一般选择0～25kPa或0～50kPa。由于目前差压开关的量程比较大，所以差压开关的选择一般很容易，而且很容易在现场调整设定值。

1/2”焊接式根部阀及1/2”焊接式阻尼阀各准备一个（根部阀用于仪表系统维护用，阻尼阀用于调节检测到的脉冲宽度）。

计算机系统利用工厂现有的DCS、PLC、CCS系统等。

单根取压管线及测量管线采用DN10的管线。

其余辅助材料如三通中间接头，直通终端接头，电缆等若干。

安装要求

按照如图1示意图，单根取压管从压缩机出口扩散段引压，经根部阀后采用三通接头引出两根测压管线，一路测量管线直接连接至差压开关的负压室，另一路测量管线通过一个阻尼阀进入差压开关的正压室。

仪表及管阀件的压力等级与压缩机出口管线一致；

差压检测仪表布置的位置宜高于单根取压管线的取压点，避免冷凝液在管线的积聚，影响差压测量；

如果压缩机出口介质有洁净要求，所有材料采用不锈钢材料，根据需要进行脱油脱脂处理；

如需要提高喘振检测的响应速度，可以采用二个差压开关并联安装，但二个差压开关的正负压室与管线的连接完全相反，这样在一个喘振周期内，会输出二个开关信号。

调试

仪表的调试：差压开关安装前应进行单体调校，保证正负压室差压达到设定值时能正常触发。

阻尼阀的调整原则：阻尼阀宜选用针形阀。如喘振的周期长，则可把阻尼阀开度调小，可获得更大的差压值，提高检测的可靠性，降低误报率。如喘振的周期短，则可把阻尼阀开度调大，减少喘振脉冲信号的丢失，降低漏报率。

喘振的逻辑设计原则：对于脉冲的计数一般采用DCS、PLC、CCS或SIS等控制系统实现，这些系统均基于微处理器技术，具有很强的逻辑运算能力。由于机组增负荷、减负荷、喘振时系统均可能接收到差压开关发出的开关量信号，为减少误报率，对所得到开关信号应进行相应的逻辑处理。如在机组正常增、减负荷时，在固定时间段内差压开关可能仅会输出一个或两个开关量脉冲信号，通过控制系统内部的逻辑功能组态，使控制系统不会触发报警、联锁装置；如在一定时间内，接收多于两个开关量脉冲信号（设定脉冲个数），才认为发生喘振；如20s内，至少产生3个，认为发生喘振。如在正常运行阶段，系统接收到一个或低于喘振设定脉冲个数，也可进行报警，由操作人员进行确认是否需要采取进一步措施，而不需采取联锁措施。

系统的联调：从引压管线出口提供一路临时气源，调整气源压力模拟压缩机组的出口额定压力（可以采用仪表空气或气动泵进行模拟调试），调整阻尼阀，确保差压开关的触发灵敏度。当压缩机喘振时，压力先降低，后增加，形成周期性的脉动压力。当压力增加时，在阻尼阀上形成压力信号的迟滞，这样在正负压室形成压差；在压力降低时，同样在阻尼阀上形成压力信号的迟滞，这样在正负压室形成反向的压差；这样在一个喘振周期内差压开关会形成一个差压波形,差压值（代表喘振的强度）达到差压开关的设定值后，差压开关输出一个开关量信号。

通过以上设计，经模拟调试检测到了理想的喘振脉冲量信号，并在某项目应用中得到检验。

由于本压缩机组喘振检测方法是直接检测喘振脉冲，是一种直接检测方法，因而可以极大的提高压缩机组喘振的检测水平，准确及时识别压缩机喘振发生，实现安全停机，从而保证机组的安全运行。

Claims (3)

1.一种新型离心式压缩机喘振检测方法，其特征在于：包括有压缩机、单根取压管、根部阀、差压检测仪表、阻尼阀和计算机系统，所述的单根取压管从压缩机出口扩散段引压，经根部阀后采用三通接头引出两根测量管线，一路测量管线直接连接至差压检测仪表的负压室，另一路测量管线通过一个阻尼阀进入差压检测仪表的正压室，所述的差压检测仪表通过信号传输线与计算机系统连接，通过单根取压管将压缩机出口的气压脉冲依次经过根部阀和阻尼阀后引出到差压检测仪表，差压检测仪表将检测到的脉冲差压信号转换成电信号，电信号被信号传输线传输到计算机系统内，计算机系统对脉冲进行计数，并计算单位时间内检测到的脉冲数量，根据单位时间内检测到的脉冲数量逻辑判断是否发生喘振。

2.根据权利要求1所述的一种新型离心式压缩机喘振检测方法，其特征在于：所述的差压检测仪表为差压变送器或差压开关。

3.根据权利要求1所述的一种新型离心式压缩机喘振检测方法，其特征在于：所述的单根取压管采用DN10的管线。