什么是離心壓縮機(jī)“喘振”如何“防喘振”

一、喘振的概念喘振是離心式壓縮機(jī)本身固有的特性，而造成喘振的唯一直接原因是進(jìn)氣量減小到一定值。當(dāng)氣量減小到一定程度時(shí)，會(huì)出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)脫離，如這時(shí)進(jìn)一步減小流量，在葉片背面將形成很大的渦流區(qū)域，氣流分離層擴(kuò)及整個(gè)通道，以至充滿整個(gè)葉道，而把流道阻塞，氣流不能順利的流過(guò)，這時(shí)流動(dòng)嚴(yán)重惡化，壓縮機(jī)的出口壓力會(huì)突然大大下降，由于壓縮機(jī)總是和管網(wǎng)系統(tǒng)聯(lián)合工作，這時(shí)管網(wǎng)中的壓力不會(huì)馬上減低，于是管網(wǎng)中的氣體壓力就會(huì)大于壓縮機(jī)的出口處的壓力，因而管網(wǎng)中的氣體就倒流向壓縮機(jī)，一直到管網(wǎng)中的壓力下降到低于壓縮機(jī)的出口壓力為止，這時(shí)倒流停止，壓縮機(jī)又開(kāi)始向管網(wǎng)供氣，經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)的流量又增大，壓縮機(jī)又恢復(fù)到正常工作。但當(dāng)管網(wǎng)中的壓力恢復(fù)到原來(lái)壓力時(shí)，壓縮機(jī)的流量又減少，系統(tǒng)中的氣流又產(chǎn)生倒流，如此周而復(fù)始，就在整個(gè)系統(tǒng)中產(chǎn)生了周期性的氣流振蕩現(xiàn)象，這種現(xiàn)象就稱作“喘振”。喘振現(xiàn)象不但和壓縮機(jī)中嚴(yán)重的旋轉(zhuǎn)脫離有關(guān)，還和管網(wǎng)系統(tǒng)有關(guān)。管網(wǎng)的容量越大，則喘振的振幅越大，頻率越低。喘振的頻率大致和管網(wǎng)容量的平方跟成反比。二、喘振的現(xiàn)象及判斷機(jī)組喘振時(shí)，壓縮機(jī)和其后的管道系統(tǒng)之間產(chǎn)生了一種低頻高振幅的壓力波動(dòng)，整個(gè)機(jī)組發(fā)生強(qiáng)力的振動(dòng)，發(fā)出嚴(yán)重的噪音，調(diào)節(jié)系統(tǒng)也大幅度的波動(dòng)。一般根據(jù)下列方法判斷是否進(jìn)入喘振工況。2.1監(jiān)測(cè)壓縮機(jī)出口管道氣流噪音。正常工況時(shí)出口的聲音是連續(xù)且較低的。而接近喘振時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的氣流產(chǎn)生周期性的振蕩，因而在出口管道處聲音是周期性的變化，喘振時(shí)，噪音加劇，甚至有爆音出現(xiàn)。2.2觀測(cè)壓縮機(jī)流量及出口壓力的變化。離心式壓縮機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)其出口壓力和進(jìn)口流量變化是不大的，是脈動(dòng)的，當(dāng)接近或進(jìn)入喘振工況時(shí)，二者的變化很大，發(fā)生周期性大幅度的脈動(dòng)。2.3觀測(cè)機(jī)體和軸振動(dòng)情況。當(dāng)接近或進(jìn)入喘振工況時(shí)，機(jī)體和軸振動(dòng)都發(fā)生強(qiáng)烈的振動(dòng)變化，其振幅要比平常運(yùn)行時(shí)大大增加。三、喘振的危害喘振是離心式壓縮機(jī)性能反常的一種不穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。發(fā)生喘振時(shí)，表現(xiàn)為整個(gè)機(jī)組管網(wǎng)系統(tǒng)氣流周期性的振蕩。不但會(huì)使壓縮機(jī)的性能顯著惡化、氣流參數(shù)（壓力、流量）產(chǎn)生大幅度脈動(dòng)、大大加劇了整個(gè)壓縮機(jī)的振動(dòng)，還會(huì)使壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子及定子元件經(jīng)受交變動(dòng)應(yīng)力，級(jí)間壓力失調(diào)引起強(qiáng)烈的振動(dòng)，使密封及軸承損壞，甚至發(fā)生轉(zhuǎn)子及定子元件相碰、壓送氣體外泄、引起爆炸等惡性事件，因此在操作中必須避免在喘振工況下運(yùn)行。四、喘振的基本原因?qū)嶋H運(yùn)行中引起壓縮機(jī)喘振的原因很多，但基本原因上不外乎下述兩種：第一種：實(shí)際運(yùn)行流量小于喘振流量，諸如生產(chǎn)減量過(guò)多、吸入氣源不足、入口過(guò)濾器堵塞、管道阻力大、葉輪通道或氣流通道堵塞等。第二種：壓縮機(jī)的出口壓力低于管網(wǎng)壓力。諸如管網(wǎng)阻力增大、進(jìn)氣壓力過(guò)低、壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速變化等。壓縮機(jī)的出口壓力低于管網(wǎng)壓力，就會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)的運(yùn)行工作點(diǎn)向小流量區(qū)域移動(dòng)，從而進(jìn)入喘振工況。這與前面提高的“造成喘振的唯一直接原因是進(jìn)氣減小到一定值”并不矛盾。五、喘振曲線和防喘振曲線由于對(duì)每一轉(zhuǎn)速，壓縮機(jī)都有對(duì)應(yīng)的喘振流量，小于喘振流量，壓縮機(jī)即發(fā)生喘振，我們將各轉(zhuǎn)速下所發(fā)生的喘振的點(diǎn)連接起來(lái)（特性曲線上的喘振點(diǎn)連接起來(lái)），即可以得到一曲線，即為壓縮機(jī)的喘振曲線。因此，千萬(wàn)不要讓壓縮機(jī)在喘振區(qū)內(nèi)運(yùn)行。這將通過(guò)防喘振控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。喘振曲線通常呈拋物線形，而考慮了防喘振裕度后，就可以在其右邊畫(huà)出一條與喘振曲線相近的一條線，這就是保護(hù)曲線。保護(hù)曲線沒(méi)有必要與此喘振曲線完全相似，或由喘振曲線平移來(lái)獲得，而只要能保證壓縮機(jī)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)有合適的裕度即可。這就使得防喘振控制系統(tǒng)儀表的配置和選用變得極為簡(jiǎn)單，并更具合理性。在某一轉(zhuǎn)速下，壓縮機(jī)的實(shí)際流量與該轉(zhuǎn)速下的喘振流量之比叫喘振裕度