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孙绪刚（1972－）

    男，山东临清人，工程师，副科级，从事DCS系统管理开发与维护研究等工作。

压缩机是输送高压力的气体输送机械，中国石油天然气股份有限公司玉门油田分公司炼化总厂使用的BCL450循环氢压缩机特点有垂直剖分机壳，适应于更高的工作压力；它适用于中、低流量工况；该压缩机轴端密封可根据需要采用机械密封、油密封、拉别令密封或干气密封；并且适合于各种气候条件露天场所长期运行等。喘振是离心和轴流压缩机的固有物理现象，机组一旦发生喘振，若未得到及时控制，将会给机组安全运行带来灾难性后果。

1  压缩机喘振及其危害

压缩机喘振是指当负荷降低到一定程度时，气体的排送会出现强烈的振荡使机身亦剧烈振荡，可能造成严重的事故。而事故的出现又非常迅速、猛烈，单靠操作人员处理常常措手不及。

压缩机喘振控制在工艺操作过程被视为次要的，但作为压缩机的保护装置则是主要的，防止这种有害现象发生是压缩机控制系统最重要的任务之一。为避免喘振，必须改变操作，或降低出口流体的阻力，或增加压缩机的流量。但喘振往往产生得非常快，因此必须应用专门的控制技术及时开启喘振阀，来防止喘振发生。

2  BCL450循环氢压缩机防喘振控制的设计

影响压缩机防喘振控制系统的最主要因素是压缩机的压缩比和流量，其它还有压缩机的入口温度变化、气体的组分变化等。

2.1  防喘振控制回路设计

不同的机组有不同的防喘振控制回路设计方案，对于循环氢压缩机组，一般采用入口压力、入口流量、出口压力三参数控制，就可以取得十分满意的效果。这是因为循环氢压缩机的入口温度设计值为40℃，一般变化较小，对防喘振控制的影响可以忽略不计，其控制方案简图如图1所示。

 图1  控制方案示意图

2.2  防喘振控制回路检测元件设计

防喘振控制回路的检测元件包括流量节流元件、入口压力变送器、出口压力变送器及防喘振控制阀门。应选择反应快、时间常数小、可靠性高的产品，比如一般防喘振控制阀的全行程时间最好选用所谓“秒”级阀门。

2.3  防喘振回路时间常数的计算原则

防喘振回路的管路应尽可能短，以便缩短流体从防喘振出口到压缩机入口的时间，时间常数T=T1（管路时间）+T2（检测元件时间）+T3（防喘振控制阀时间）+控制器处理时间。

一般将T控制在3～4秒以内。

3  BCL450循环氢压缩机防喘振控制计算

3.1  目的

防喘振控制计算的目的是简化控制方案，强化控制功能，实现机组安全、长周期、高效运行的目的。本机组的计算中，采用模化技术，将有量纲的通用性能曲线，消除常规测量中不能实现的介质组分变化对防喘振控制线的影响。

3.2  输入参数

入口流量节流孔板的设计参数（已经转换成计算环境的单位）：设计压力77.52 kgf/cm2=7.6MPa；设计温度313.16K；差压25kPa；流量刻度上限60000Nm3/h。

从预期性能曲线族各喘振点，读取对应的入口压力、入口温度、分子量、出口压力、流量。其单位如下：压力单位为kg/cm2 (A)；温度单位为K；流量单位为m3/min；压缩系数为Z。

对应的参数如表1所列。

将表1的各组数据分别输入到计算机，计算出各点在通用性能曲线坐标中的数据如表2所示。

4  通用性能曲线

它是一种无量纲的压缩机性能曲线族，它消除了因实际运行情况下的介质组分偏离设计值而带来的防喘振控制线变化。一般通用性能曲线中的压缩机喘振线是一条多段折线，即将靠最右边的相关点（6