離心壓縮機(jī)的喘振分析和控制

離心壓縮機(jī)的喘振分析和控制概述離心壓縮機(jī)是透平式壓縮機(jī)的一種，具有處理量大、體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、維修量小以及壓縮氣體不受油污的特點(diǎn)。離心壓縮機(jī)的安全可靠運(yùn)行對(duì)生產(chǎn)有著非常重要的意義。然而，離心壓縮機(jī)對(duì)氣體壓力、流量、溫度變化較敏感，易發(fā)生喘振。喘振是離心壓縮機(jī)的一種固有現(xiàn)象，具有較大的危害性，是壓縮機(jī)損壞的主要原因之一。如果能有效避免發(fā)生喘振，離心壓縮機(jī)的維修量非常??；而發(fā)生喘振往往造成設(shè)備葉輪、主軸、軸承、導(dǎo)葉、干氣密封等重要部件損壞，有時(shí)甚至導(dǎo)致整個(gè)機(jī)組報(bào)廢。因此，應(yīng)當(dāng)結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐，逐步掌握喘振的機(jī)理，掌握喘振的影響因素，采取有效的防喘振控制措施，提高壓縮機(jī)的抗喘振性能和運(yùn)行可靠性。喘振及相關(guān)名詞(一)喘振離心壓縮機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)負(fù)荷降低到一定程度時(shí)，氣體的排出量會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)烈振蕩，同時(shí)機(jī)身也會(huì)劇烈振動(dòng)，并發(fā)出“哮喘”或吼叫聲，這種現(xiàn)象叫做壓縮機(jī)的“喘振”。（二）特性曲線壓縮機(jī)出口絕壓Pd與入口絕壓Ps之比（或稱(chēng)壓縮比）和入口體積流量的關(guān)系曲線。（三）喘振極限線將不同導(dǎo)葉開(kāi)度下的壓縮機(jī)特性曲線最高點(diǎn)連接起來(lái)所得的一條曲線，即為壓縮機(jī)喘振極限線，安全防護(hù)線增加流量約5%-10%（設(shè)計(jì)流量的8%）。多級(jí)與單級(jí)相比，整機(jī)的喘振流量增大，性能曲線的形狀變陡，穩(wěn)定工況范圍變窄。（四）喘振工況離心式壓縮機(jī)最小流量時(shí)的工況稱(chēng)為喘振工況。二段由于壓力高，又經(jīng)過(guò)冷卻器所以比一級(jí)更容易出現(xiàn)喘振，喘振流量比一段低。三、喘振現(xiàn)象的產(chǎn)生1、喘振的機(jī)理離心式壓縮機(jī)工作的基本原理是利用高速旋轉(zhuǎn)的葉輪帶動(dòng)氣體一起旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生離心力，從而將能量傳遞給氣體，使氣體壓力升高，速度增大，氣體獲得了壓力能和動(dòng)能。在葉輪后部設(shè)置有通流截面逐漸擴(kuò)大的擴(kuò)壓元件（擴(kuò)壓器），從葉輪流出的高速氣體在擴(kuò)壓器內(nèi)進(jìn)行降速增壓，使氣體的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?。離心式壓縮機(jī)的壓縮過(guò)程主要是在葉輪和擴(kuò)壓器內(nèi)完成。當(dāng)離心式壓縮機(jī)的操作工況發(fā)生變動(dòng)并偏離設(shè)計(jì)工況時(shí)，如果氣體流量減少則進(jìn)入葉輪或擴(kuò)壓器流道的氣流方向就會(huì)發(fā)生變化。當(dāng)流量減少到一定程度，由于葉輪的連續(xù)旋轉(zhuǎn)和氣流的連續(xù)性，使這種邊界層分離現(xiàn)象講擴(kuò)大到整個(gè)流道，而且由于氣流分離沿著葉輪旋轉(zhuǎn)的反方向擴(kuò)展，從而使葉道中形成氣流漩渦，再?gòu)娜~輪外園折回到葉輪內(nèi)圓，此現(xiàn)象稱(chēng)為氣流旋離，又稱(chēng)旋轉(zhuǎn)失速。發(fā)生旋轉(zhuǎn)脫離時(shí)葉道中的氣流通不過(guò)去，級(jí)的壓力也突然下降，排氣管內(nèi)較高壓力的氣體便倒流回級(jí)里來(lái)。瞬間，倒流回級(jí)中的氣體就補(bǔ)充了級(jí)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(lái)的氣體壓出去。這樣又使級(jí)中流量減少，于是壓力又突然下降，級(jí)后的壓力氣體又倒流回級(jí)中來(lái)，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(chēng)為“喘振”。2、造成喘振的原因開(kāi)度、效率和功率都接近經(jīng)濟(jì)點(diǎn)。（2）、在現(xiàn)階段應(yīng)降低壓縮比，在流量一定的情況下，可以更偏離喘振線，并且也節(jié)能。（3）、在入口溫度許可的情況下，減小復(fù)熱管線開(kāi)度（是否關(guān)小冷凝器降溫水閥開(kāi)度），降低回流量（大約3000左右）；可以和溫度升高帶來(lái)的功率升高比較。（4）、反復(fù)試驗(yàn)導(dǎo)葉開(kāi)度，降低循環(huán)量（25萬(wàn)方條件下最低