離心式壓縮機喘振原理

1、Word文檔 離心式壓縮機喘振原理 喘振是透平式壓縮機(也叫葉片式壓縮機)在流量削減到肯定程度時所發(fā)生的一種非正常工況下的振動。離心式壓縮機是透平式壓縮機的一種形式，也就是流體機械及其管道中介質(zhì)的周期性振蕩，是介質(zhì)受到周期性吸入和排出的激勵作用而發(fā)生的機械振動。（喘振對于離心式壓縮機有著很嚴峻的危害。） 特性曲線 壓縮機出口絕壓Pd與入口絕壓Ps之比（或稱壓縮比）和入口體積流量的 關(guān)系曲線（見圖1）。 喘振極限線 將不同轉(zhuǎn)速下的壓縮機特性曲線最高點連接起來所得的一條曲線，即為壓縮機喘振極限線（見圖2）。 喘振工況 離心式壓縮機最小流量時的工況稱為喘振工況。 喘振的產(chǎn)生與流體機械和管道的特性有關(guān)

2、，管道系統(tǒng)的容量越大，則喘振越強，頻率越低。產(chǎn)品一般都附有壓力-流量特性曲線,據(jù)此可確定喘振點、喘振邊界線或喘振區(qū)。流體機械的喘振會破壞機器內(nèi)部介質(zhì)的流淌規(guī)律性，產(chǎn)生氣械噪聲，引起工作部件的劇烈振動，加速軸承和密封的損壞。一旦喘振引起管道、機器及其基礎(chǔ)共振時，還會造成嚴峻后果。為防止喘振，必需使流體機械在喘振區(qū)之外運轉(zhuǎn)。在壓縮機中，通常采納最小流量式、流量-轉(zhuǎn)速掌握式或流量-壓力差掌握式防喘振調(diào)整系統(tǒng)。當多臺機器串聯(lián)或并聯(lián)工作時，應(yīng)有各自的防喘振調(diào)整裝置。 喘振，顧名思義就象人哮喘一樣，風機消失周期性的出風與倒流，相對來講軸流式風機更簡單發(fā)生喘振，嚴峻的喘振會導致風機葉片疲憊損壞。 表現(xiàn)形式：

3、 消失喘振的風機大致現(xiàn)象如下： 1 電流減小且頻繁搖擺、出口風壓下降搖擺。 2 風機聲音特別噪聲大、振動大、機殼溫度上升、引送風機喘振動使爐膛負壓波動燃燒不穩(wěn)。 產(chǎn)生喘振的緣由： 當離心式壓縮機的操作工況發(fā)生變動并偏離設(shè)計工況時，假如氣體流量削減則進入葉輪或擴壓器流道的氣流方向就會發(fā)生變化。當流量削減到肯定程度，由于葉輪的連續(xù)旋轉(zhuǎn)和氣流的連續(xù)性，使這種邊界層分別現(xiàn)象講擴大到整個流道，而且由于氣流分別沿著葉輪旋轉(zhuǎn)的反方向擴展，從而使葉道中形成氣流漩渦，再從葉輪外園折回到葉輪內(nèi)圓，此現(xiàn)象稱為氣流旋離，又稱旋轉(zhuǎn)失速。發(fā)生旋轉(zhuǎn)脫離時葉道中的氣流通不過去，級的壓力也突然下降，排氣管內(nèi)較高壓力的氣體便倒流

4、回級里來。瞬間，倒流回級中的氣體就補充了級流量的不足，使葉輪又恢復(fù)了正常工作，從而從新把倒流回來的氣體壓出去。這樣又使級中流量削減，于是壓力又突然下降，級后的壓力氣體又倒流回級中來，如此周而復(fù)始，在系統(tǒng)中產(chǎn)生了周期性的氣體振蕩現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為喘振。 煙風道積灰堵塞或煙風道擋板開度不足引起系統(tǒng)阻力過大。(有遇到過但不多)；兩風機并列運行時導葉開度偏差過大使開度小的風機落入喘振區(qū)運行(常遇到的狀況是風機導葉執(zhí)行機構(gòu)連桿在升降負荷時脫出，使兩風機導葉調(diào)整不同步引起大的偏差)；風機長期在低出力下運轉(zhuǎn)。 流量： 每臺離心式壓縮機在不同轉(zhuǎn)速n下都對應(yīng)著1條出口壓力P與流量Q之間的曲線，如圖3所示。 圖3

5、 不同轉(zhuǎn)速下出口壓力與流量的關(guān)系 圖4 不同相對分子質(zhì)量時的性能 從上圖3可以看出，隨著流量的削減，壓縮機的出口壓力漸漸增大，當達到該轉(zhuǎn)速下最大出口壓力時，機組進入喘振區(qū)，壓縮機出口壓力開頭減小，流量也隨之減小，壓縮機發(fā)生喘振。從曲線上看，流量減小是發(fā)生喘振的根本緣由，在實際生產(chǎn)中盡量避開壓縮機在小流量的工況下運行。一般認為，壓縮機在最小流量下應(yīng)低于設(shè)計流量60%。 氣體相對分子質(zhì)量： 如圖4所示，離心壓縮機在相同轉(zhuǎn)速、不同相對分子質(zhì)量下恒壓進行的曲線，從曲線中可以看出，在恒壓運行條件下，當相對分子質(zhì)量M=20的氣體發(fā)生喘振時，相對分子質(zhì)量為M=25和M=28的氣體運行點還遠離喘振區(qū)。因此，在

6、恒壓運行工況下，相對分子質(zhì)量越小，越簡單發(fā)生喘振。 入口壓力： 如下圖5所示，壓縮機的入口壓力P1P2P3，在壓縮機恒壓的運行工況下， 入口壓力越低，壓縮機越簡單發(fā)生喘振，這也是入口過濾器壓差增大時，要準時更換濾網(wǎng)的緣由。 入口溫度 如上圖6所示，恒壓恒轉(zhuǎn)速下進行的離心式壓縮機在不同入口氣體溫度時的進行曲線，從曲線上可以看出在恒壓運行工況下，氣體入口溫度越高，越簡單發(fā)生喘振。因此，對同一臺離心式壓縮機來說，夏季比冬季更簡單發(fā)生喘振。 轉(zhuǎn)速 ： 透平式驅(qū)動的壓縮機，往往依據(jù)外界不同流量要求而運行在不同轉(zhuǎn)速下，從圖3可以知道，在外界用氣量肯定的狀況下，轉(zhuǎn)速越高，越簡單發(fā)生喘振。 綜上所述，消失喘振

7、的根本緣由是壓縮機的流量過小，小于壓縮機的最小流量（或者說由于壓縮機的背壓高于其最高排壓）導致機內(nèi)消失嚴峻的氣體旋轉(zhuǎn)分別；外因則是管網(wǎng)的壓力高于壓縮機所供應(yīng)的排壓，造成氣體倒流，并產(chǎn)生大幅度的氣流脈動。 喘振的危害：喘振的危害性極大，當壓縮機發(fā)生喘振后，不能正常工作，出口壓力減小，低于出口管道系統(tǒng)壓力，使氣體從管道系統(tǒng)向壓縮機倒流，直到管道系統(tǒng)中壓力低于壓縮機出口壓力，此時倒流停止，壓縮機恢復(fù)工作，但是當出口管道系統(tǒng)的壓力恢復(fù)到原值時，通過壓縮機的氣體流量再一次減小，這是又發(fā)生喘振，如此反復(fù)，使系統(tǒng)呈周期性振蕩，在整個過程中，壓縮機組劇烈振動，伴有特別噪聲，對壓縮機內(nèi)部的迷宮式密封、軸承和葉輪等附屬設(shè)施造成極大的損傷，嚴峻時壓縮機會受到損壞，與機組出口相連的管道也發(fā)生周期振動，管道上的壓力表、溫度表及進口相連的管道也發(fā)生周期振動，管道上的壓力表、溫度表及進口處流量。計發(fā)生大幅度的搖擺，與此同時，壓縮機在短時間內(nèi)反復(fù)從空載道過載，這對驅(qū)動系統(tǒng)都是特別不利的。 防喘振的原理就是針對著引起喘