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離心式壓縮機(jī)的喘振原因分析及解決方案
作者:阿特拉斯·科普柯  發(fā)布時(shí)間:2022-05-07

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離心式壓縮機(jī)在生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中,有時(shí)會(huì)突然產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng),氣體介質(zhì)的流量和壓力也出現(xiàn)大幅度脈動(dòng),并伴有周期性沉悶的“呼叫”聲,以及氣流波動(dòng)在管網(wǎng)中引起“呼哧”“呼哧”的強(qiáng)噪聲,這種現(xiàn)象稱為離心式壓縮機(jī)喘振工況。壓縮機(jī)不能在喘振工況下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行,一旦進(jìn)入喘振工況,操作人員應(yīng)立即采取調(diào)節(jié)措施,降低出口壓力,增加進(jìn)口或出口流量,使壓縮機(jī)快速脫離喘振區(qū),實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。

喘振現(xiàn)象的特征離心式壓縮機(jī)運(yùn)行一旦出現(xiàn)喘振現(xiàn)象,則機(jī)組和管網(wǎng)的運(yùn)行具有以下特征:

1、氣體介質(zhì)的出口壓力和入口流量大幅度變化,有時(shí)還可能產(chǎn)生氣體倒流現(xiàn)象。氣體介質(zhì)由壓縮機(jī)排出轉(zhuǎn)為流向入口,這是危險(xiǎn)的工況。

2、管網(wǎng)有周期性振動(dòng),振幅大、頻率低,并伴有周期性的“吼叫”聲。

3、壓縮機(jī)機(jī)體振動(dòng)強(qiáng)烈,機(jī)殼、軸承均有強(qiáng)烈的振動(dòng),并發(fā)出強(qiáng)烈的周期性的氣流聲,由于振動(dòng)強(qiáng)烈,軸承潤(rùn)滑條件會(huì)遭到破壞,軸瓦會(huì)燒壞,甚至軸被扭斷,轉(zhuǎn)子與定子會(huì)產(chǎn)生摩擦、碰撞,密封元件將遭到嚴(yán)重破壞。

喘振—壓縮機(jī)喘振

離心式壓縮機(jī)喘振的危害:

喘振是離心式壓縮機(jī)的運(yùn)行工況在小流量、高壓比區(qū)域中所產(chǎn)生的一種不穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。壓縮機(jī)喘振時(shí),將出現(xiàn)氣流周期性振蕩現(xiàn)象。喘振帶給壓縮機(jī)嚴(yán)重的破壞,會(huì)導(dǎo)致下列嚴(yán)重后果:

1、使壓縮機(jī)的性能顯著惡化,氣體參數(shù)(壓力、排量) 產(chǎn)生大幅度脈動(dòng)。

2、噪聲加大。

3、大大加劇整個(gè)機(jī)組的振動(dòng)。喘振使壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子的元件經(jīng)受交變的動(dòng)應(yīng)力:壓力失調(diào)引起強(qiáng)烈的振動(dòng),使機(jī)組中心偏移,軸承磨損,密封間隙增大;甚至發(fā)生轉(zhuǎn)子和定子元件相碰等:葉輪動(dòng)應(yīng)力加大。

4、電流發(fā)生脈動(dòng)。

5、小制冷量機(jī)組的脈動(dòng)頻率比大型機(jī)組高,但振幅小。

壓縮機(jī)喘振調(diào)節(jié)應(yīng)對(duì)措施:

喘振的危害極大,但至今無(wú)法從設(shè)計(jì)上予以消除,只能在運(yùn)轉(zhuǎn)中設(shè)法避免機(jī)組運(yùn)行進(jìn)入喘振工況,防喘振的原理就是針對(duì)引起喘振的原因,在喘振將要發(fā)生時(shí),立即設(shè)法把壓縮機(jī)的流量增大,使機(jī)組運(yùn)行脫離喘振區(qū)。接下來(lái)給大家介紹防喘振的方法。

1、熱氣旁通喘振防護(hù)原理一旦進(jìn)入喘振工況,應(yīng)立即采取調(diào)節(jié)措施,降低出口壓力或增加入口流量。從以上喘振產(chǎn)生的機(jī)理來(lái)看,在離心式冷水機(jī)組中,壓比和負(fù)荷是影響喘振的兩大因素。當(dāng)負(fù)荷越來(lái)越小,小到某一極限點(diǎn)時(shí),便會(huì)發(fā)生喘振,或者當(dāng)壓比大到某一極限點(diǎn)時(shí),便會(huì)發(fā)生喘振。用熱氣旁通來(lái)進(jìn)行喘振防護(hù),是通過(guò)喘振保護(hù)線來(lái)控制熱氣旁通的開啟或關(guān)閉,使機(jī)組遠(yuǎn)離喘振點(diǎn),達(dá)到保護(hù)的目的。從冷凝器連接到蒸發(fā)器一根連接管,當(dāng)運(yùn)行點(diǎn)到達(dá)喘振保護(hù)點(diǎn)而未達(dá)到喘振點(diǎn)時(shí),通過(guò)控制系統(tǒng)打開熱氣旁通電磁閥,從冷凝器的熱氣排到蒸發(fā)器,降低了壓比,同時(shí)提高了排氣量,從而避免了喘振的發(fā)生。

2、改變壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速改變,壓縮機(jī)的性能曲線將隨著移動(dòng),可以增加穩(wěn)定工況區(qū)域,它適用于蒸汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)拖動(dòng)的機(jī)組,是一種比較經(jīng)濟(jì)的調(diào)節(jié)方法,只是調(diào)節(jié)后的工作點(diǎn)不一定是最高效率點(diǎn)。但對(duì)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的機(jī)組,為了便于變速,就要用直流機(jī)組或采用變頻方法,這會(huì)使設(shè)備大大復(fù)雜化,同時(shí)成本也高。

3、多級(jí)壓縮多級(jí)壓縮以降低壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速。一般多級(jí)機(jī)器中任何一級(jí)發(fā)生喘振,都會(huì)影響到整臺(tái)機(jī)器的正常工作。采用多級(jí)壓縮,在同樣的壓比工況下,可大大降低壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速,增大穩(wěn)定工況區(qū)域。

4、采用轉(zhuǎn)動(dòng)的擴(kuò)壓器調(diào)節(jié)當(dāng)流量減小時(shí),一般在擴(kuò)壓器中首先產(chǎn)生嚴(yán)重的旋轉(zhuǎn)脫離而導(dǎo)致喘振。在流量變化時(shí),如果能相應(yīng)改變擴(kuò)壓器流道的進(jìn)口幾何角,以適應(yīng)改變了的工況,使沖角不致很大,則可使性能曲線向小流量區(qū)大幅度移動(dòng),擴(kuò)大穩(wěn)定工況范圍,使喘振流量大為降低,達(dá)到防喘振的目的。該防喘振控制方式,已在開利的產(chǎn)品中得到具體的應(yīng)用,但低負(fù)荷時(shí)仍須采用熱氣旁通。

5、可移動(dòng)式擴(kuò)壓腔上面提到,在離心式冷水機(jī)組中喘振發(fā)生的原因?yàn)閴罕群拓?fù)荷。當(dāng)機(jī)組運(yùn)行的壓比一定時(shí)(提升力),機(jī)組的運(yùn)行負(fù)荷將影響機(jī)組是否發(fā)生喘振。對(duì)于離心機(jī)組來(lái)說(shuō),當(dāng)運(yùn)行負(fù)荷降低時(shí),壓縮機(jī)的導(dǎo)葉逐漸關(guān)閉,吸氣量降低,如果擴(kuò)壓腔的通道面積不變,則氣體的流速降低:當(dāng)氣體的流速無(wú)法克服擴(kuò)壓腔的阻力損失時(shí),氣流會(huì)出現(xiàn)停滯,由于氣體動(dòng)能的下降,轉(zhuǎn)化的壓力能也降低:當(dāng)氣流體壓力小于排氣管網(wǎng)的壓力時(shí),氣流發(fā)生倒流,壓縮機(jī)喘振發(fā)生。

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