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孫緒剛（1972－）

    男，山東臨清人，工程師，副科級，從事DCS系統管理開發與維護研究等工作。

壓縮機是輸送高壓力的氣體輸送機械，中國石油天然氣股份有限公司玉門油田分公司煉化總廠使用的BCL450循環氫壓縮機特點有垂直剖分機殼，適應于更高的工作壓力；它適用于中、低流量工況；該壓縮機軸端密封可根據需要采用機械密封、油密封、拉別令密封或干氣密封；并且適合于各種氣候條件露天場所長期運行等。喘振是離心和軸流壓縮機的固有物理現象，機組一旦發生喘振，若未得到及時控制，將會給機組安全運行帶來災難性后果。

1  壓縮機喘振及其危害

壓縮機喘振是指當負荷降低到一定程度時，氣體的排送會出現強烈的振蕩使機身亦劇烈振蕩，可能造成嚴重的事故。而事故的出現又非常迅速、猛烈，單靠操作人員處理常常措手不及。

壓縮機喘振控制在工藝操作過程被視為次要的，但作為壓縮機的保護裝置則是主要的，防止這種有害現象發生是壓縮機控制系統最重要的任務之一。為避免喘振，必須改變操作，或降低出口流體的阻力，或增加壓縮機的流量。但喘振往往產生得非常快，因此必須應用專門的控制技術及時開啟喘振閥，來防止喘振發生。

2  BCL450循環氫壓縮機防喘振控制的設計

影響壓縮機防喘振控制系統的最主要因素是壓縮機的壓縮比和流量，其它還有壓縮機的入口溫度變化、氣體的組分變化等。

2.1  防喘振控制回路設計

不同的機組有不同的防喘振控制回路設計方案，對于循環氫壓縮機組，一般采用入口壓力、入口流量、出口壓力三參數控制，就可以取得十分滿意的效果。這是因為循環氫壓縮機的入口溫度設計值為40℃，一般變化較小，對防喘振控制的影響可以忽略不計，其控制方案簡圖如圖1所示。

 圖1  控制方案示意圖

2.2  防喘振控制回路檢測元件設計

防喘振控制回路的檢測元件包括流量節流元件、入口壓力變送器、出口壓力變送器及防喘振控制閥門。應選擇反應快、時間常數小、可靠性高的產品，比如一般防喘振控制閥的全行程時間最好選用所謂“秒”級閥門。

2.3  防喘振回路時間常數的計算原則

防喘振回路的管路應盡可能短，以便縮短流體從防喘振出口到壓縮機入口的時間，時間常數T=T1（管路時間）+T2（檢測元件時間）+T3（防喘振控制閥時間）+控制器處理時間。

一般將T控制在3～4秒以內。

3  BCL450循環氫壓縮機防喘振控制計算

3.1  目的

防喘振控制計算的目的是簡化控制方案，強化控制功能，實現機組安全、長周期、高效運行的目的。本機組的計算中，采用?；夹g，將有量綱的通用性能曲線，消除常規測量中不能實現的介質組分變化對防喘振控制線的影響。

3.2  輸入參數

入口流量節流孔板的設計參數（已經轉換成計算環境的單位）：設計壓力77.52 kgf/cm2=7.6MPa；設計溫度313.16K；差壓25kPa；流量刻度上限60000Nm3/h。

從預期性能曲線族各喘振點，讀取對應的入口壓力、入口溫度、分子量、出口壓力、流量。其單位如下：壓力單位為kg/cm2 (A)；溫度單位為K；流量單位為m3/min；壓縮系數為Z。

對應的參數如表1所列。

將表1的各組數據分別輸入到計算機，計算出各點在通用性能曲線坐標中的數據如表2所示。

4  通用性能曲線

它是一種無量綱的壓縮機性能曲線族，它消除了因實際運行情況下的介質組分偏離設計值而帶來的防喘振控制線變化。一般通用性能曲線中的壓縮機喘振線是一條多段折線，即將靠最右邊的相關點（6