一种离心压缩机串联流程的安全停机方法

本发明属于新能源及节能，具体涉及一种离心压缩机串联流程的安全停机方法。

背景技术：

1、离心压缩机是大型化工装置、能源装置中常用的气体加压设备。为了提高压力同时降低功耗，工业装置常将流程设置为多台压缩机串联、各台压缩机之间设置冷却器的方式。当多台压缩机机串联运行时，各台压缩机之间存在相互影响、相互作用的现象，而出现压力异常现象、喘振、轴承损坏等事故，使得对串联压缩机的操作难度加大。为避免出现上述事故，应用研究多是对已有事故的现场进行设备改造，改造过程既延误设备运转又增加经济成本。

2、为避免安全隐患，工业流程设备需要定期检修，设备定期执行停机操作。在停机过程中，串联流程中的设备处于运行点随时变化的状态，属于非稳定运行状态；相比于正常运行状态，在非稳定运行状态下压缩机之间相互影响的作用会更加强烈，运行的安全隐患也更加突出。但目前对多台离心压缩机串联流程的停机过程的研究非常有限。现有技术中，尚无不需设备改造、仅优化停机流程即可实现安全停机的操作方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是在不改造现场装置的前提下，提供一种多台离心压缩机串联流程的安全停机方法，以避免串联流程中多台离心压缩机之间相互作用、相互影响而造成停机过程中压力异常的现象。

2、本发明采用如下技术方案来实现的：

3、一种离心压缩机串联流程的安全停机方法，该方法基于前两台离心压缩机为入口导叶调节、第三台离心压缩机为变转速调节构成的串联流程，三台压缩机分别设置防喘振控制回路，各设有一个防喘振控制器调节压缩机入口流量；

4、三台压缩机串联流程在停机时的操作步骤如下：

5、(1)初级降负荷阶段：在本阶段，主动调节第二压缩机，实现降负荷目的；设定第一压缩机的入口导叶调节机构为被动响应，第二压缩机的入口导叶调节机构为主动调节，维持第三压缩机的变频电机转速为正常运行时的转速不变；逐渐关小第二压缩机的入口导叶调节机构，减小串联流程内的气体流量；

6、(2)进阶降负荷阶段：在本阶段，同时调节三台压缩机，实现进一步降低流程负荷的目标；当第二压缩机的入口导叶调节机构减小至比第一压缩机的入口导叶调节机构大2％时，将第一压缩机的入口导叶调节机构设为主动调节、第二压缩机的入口导叶调节机构设为被动响应，并设定第二压缩机的入口导叶调节机构始终比第一压缩机的入口导叶调节机构大2％；此后，同时减小两台压缩机的入口导叶调节机构；将第三压缩机的变频电机转速减小2％，实现串联流程内流量与压力的双重降负荷；

7、(3)卸载阶段：当三台串联压缩机的防喘振回路全部建立，且第一压缩机入口导叶调节机构减小至30％，第三压缩机转速调节至90％时，全部关闭前两台压缩机的入口导叶调节机构，降低第三台压缩机的变频电机转速至最小许用转速；

8、(4)分闸停机阶段：关停各台压缩机电机。

9、本发明进一步的改进在于，步骤(1)中，关小第二压缩机入口导叶调节机构能够降低串联流程的气体流量，实现降负荷。

10、本发明进一步的改进在于，步骤(1)中，维持第三压缩机变频电机转速不变，有助于平衡第二压缩机与第三压缩机之间的流量负荷。

11、本发明进一步的改进在于，步骤(1)中，为保证三台压缩机的安全运转，设置三台压缩机的防喘振控制器均为自动控制，实时开启防喘振回路对压缩机进行保护。

12、本发明进一步的改进在于，步骤(2)中，当第二压缩机的入口导叶调节机构减小至比第一压缩机的入口导叶调节机构大2％时，切换第一压缩机与第二压缩机主动调节与被动响应的操作方式，避免串联流程内同时操作多台离心压缩机而引发各台压缩机内负荷分配不均匀的情况。

13、本发明进一步的改进在于，步骤(2)中，设定第二压缩机的入口导叶机构始终比第一压缩机的入口导叶调节机构大2％，能够避免第二压缩机入口压力高于第一压缩机出口压力的异常现象。

14、本发明进一步的改进在于，步骤(2)中，第三压缩机的变频电机转速减小2％，实现串联流程内流量与压力的双重降负荷。

15、本发明进一步的改进在于，步骤(2)中，为保证三台压缩机的安全运转，设置三台压缩机的防喘振控制器均为自动控制，实时开启防喘振回路对压缩机进行保护。

16、本发明进一步的改进在于，步骤(3)中，出于安全角度考虑，此阶段主动控制三台压缩机的防喘振控制器，此阶段设置所有防喘振阀门为全开状态。

17、本发明进一步的改进在于，步骤(4)中，此时为了避免在停机过程出现危险操作，继续保持对三台防喘振控制器的主动控制，保持防喘振阀阀门为全开状态。

18、相较于现有技术，本发明提出一种适用于多台压缩机串联流程的安全停机方法，相较于现有技术，本发明至少具有如下有益的技术效果：

19、(1)本发明可以有效抑制多台压缩机串联流程在停机过程中由于设备之间相互影响而产生的压力异常，实现串联流程的安全停机操作。

20、(2)本发明可以缩短停机过程的耗时，减小压缩过程耗功。

21、(3)本发明可以削弱在卸载和分闸停机过程中由于瞬变操作而引起下游压缩机的压力波动，从另一角度保护了串联流程的安全。

22、(4)本发明无需对现场设备进行改造，既节约经济成本又不影响设备正常运行。

23、综上，采用本发明所述的停机过程，实现了安全、快速、零成本的降负荷目标。

技术特征：

1.一种离心压缩机串联流程的安全停机方法，其特征在于，该方法基于前两台离心压缩机为入口导叶调节、第三台离心压缩机为变转速调节构成的串联流程，三台压缩机分别设置防喘振控制回路，各设有一个防喘振控制器调节压缩机入口流量；

2.根据权利要求1所述的一种离心压缩机串联流程的安全停机方法，其特征在于，步骤(1)中，关小第二压缩机入口导叶调节机构能够降低串联流程的气体流量，实现降负荷。

3.根据权利要求1所述的一种离心压缩机串联流程的安全停机方法，其特征在于，步骤(1)中，维持第三压缩机变频电机转速不变，有助于平衡第二压缩机与第三压缩机之间的流量负荷。

4.根据权利要求1所述的一种离心压缩机串联流程的安全停机方法，其特征在于，步骤(1)中，为保证三台压缩机的安全运转，设置三台压缩机的防喘振控制器均为自动控制，实时开启防喘振回路对压缩机进行保护。

5.根据权利要求1所述的一种离心压缩机串联流程的安全停机方法，其特征在于，步骤(2)中，当第二压缩机的入口导叶调节机构减小至比第一压缩机的入口导叶调节机构大2％时，切换第一压缩机与第二压缩机主动调节与被动响应的操作方式，避免串联流程内同时操作多台离心压缩机而引发各台压缩机内负荷分配不均匀的情况。

6.根据权利要求1所述的一种离心压缩机串联流程的安全停机方法，其特征在于，步骤(2)中，设定第二压缩机的入口导叶机构始终比第一压缩机的入口导叶调节机构大2％，能够避免第二压缩机入口压力高于第一压缩机出口压力的异常现象。

7.根据权利要求1所述的一种离心压缩机串联流程的安全停机方法，其特征在于，步骤(2)中，第三压缩机的变频电机转速减小2％，实现串联流程内流量与压力的双重降负荷。

8.根据权利要求1所述的一种离心压缩机串联流程的安全停机方法，其特征在于，步骤(2)中，为保证三台压缩机的安全运转，设置三台压缩机的防喘振控制器均为自动控制，实时开启防喘振回路对压缩机进行保护。

9.根据权利要求1所述的一种离心压缩机串联流程的安全停机方法，其特征在于，步骤(3)中，出于安全角度考虑，此阶段主动控制三台压缩机的防喘振控制器，此阶段设置所有防喘振阀门为全开状态。

10.根据权利要求1所述的一种离心压缩机串联流程的安全停机方法，其特征在于，步骤(4)中，此时为了避免在停机过程出现危险操作，继续保持对三台防喘振控制器的主动控制，保持防喘振阀阀门为全开状态。

技术总结
本发明一种离心压缩机串联流程的安全停机方法，该方法基于前两台离心压缩机为入口导叶调节、第三台离心压缩机为变转速调节构成的串联流程，三台压缩机分别设置防喘振控制回路，各设有一个防喘振控制器调节压缩机入口流量；停机操作步骤为：①初级降负荷阶段：主动调节第二压缩机，降低流程内气体流量；②进阶降负荷阶段：同时调节三台压缩机，降低流程内气体流量和压力；③卸载阶段：全部关闭第一和第二压缩机的入口导叶，降低第三压缩机的变频电机转速至最小许用转速；④分闸停机阶段：关停各台压缩机电机。本发明能够避免串联流程中多台离心压缩机之间相互作用、相互影响而造成停机过程中压力异常的现象，缩短停机耗时，具备经济友好性。

技术研发人员：王懿,秦国良,贾诚,崔琴
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25