離心式壓縮機(jī)喘振探究

1、離心式壓縮機(jī)喘振探究第1頁(yè)，共16頁(yè)，2022年，5月20日，11點(diǎn)1分，星期五離心式壓縮機(jī)葉輪對(duì)氣體作功使氣體的壓力和速度升高，完成氣體的運(yùn)輸，氣體沿徑向流過(guò)葉輪的壓縮機(jī)。第2頁(yè)，共16頁(yè)，2022年，5月20日，11點(diǎn)1分，星期五離心式壓縮機(jī)的工作原理 氣體在流過(guò)離心式壓縮機(jī)的葉輪時(shí)，高速旋轉(zhuǎn)的葉輪使氣體在離心力的作用下，一方面壓力有所提高，另一方面速度也極大增加，即離心式壓縮機(jī)通過(guò)葉輪首先將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w的靜壓能和動(dòng)能。此后，氣體在流經(jīng)擴(kuò)壓器的通道時(shí)，流道截面逐漸增大，前面的氣體分子流速降低，后面的氣體分子不斷涌流向前，使氣體的絕大部分動(dòng)能又轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，也就是進(jìn)一步起到增壓的

2、作用。 第3頁(yè)，共16頁(yè)，2022年，5月20日，11點(diǎn)1分，星期五離心式壓縮機(jī)喘振現(xiàn)象壓氣機(jī)喘振是氣流沿壓氣機(jī)軸線方向發(fā)生的低率頻、高振幅的振蕩現(xiàn)象。第4頁(yè)，共16頁(yè)，2022年，5月20日，11點(diǎn)1分，星期五喘振發(fā)生的機(jī)理進(jìn)口壓力或流量突然(瞬間)降低，低過(guò)最低允許工況點(diǎn)時(shí)，壓縮機(jī)內(nèi)的氣體由于流量發(fā)生變化，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的旋轉(zhuǎn)脫離，形成突變失速(指氣體在葉道進(jìn)口的流動(dòng)方向和葉片進(jìn)口角出現(xiàn)很大偏差)，這時(shí)葉輪不能有效提高氣體的壓力，導(dǎo)致機(jī)出口壓力降低。但是系統(tǒng)的壓力沒(méi)有瞬間相應(yīng)地降下來(lái)，從而發(fā)生氣體從系統(tǒng)向壓縮機(jī)倒流，當(dāng)系統(tǒng)壓力降至低于機(jī)出口壓力時(shí)，氣體又向系統(tǒng)流動(dòng)。如此反復(fù)，使機(jī)組與管網(wǎng)發(fā)生周

3、期性的軸向低頻大振幅的氣流振蕩現(xiàn)象。第5頁(yè)，共16頁(yè)，2022年，5月20日，11點(diǎn)1分，星期五喘振發(fā)生的原因1)系統(tǒng)壓力超高造成這種情況有：壓縮機(jī)緊急停機(jī)，氣體為此進(jìn)行放空或回流；出口管路上的單向逆止閥門(mén)動(dòng)作不靈活關(guān)閉不嚴(yán)；或者單向閥距壓縮機(jī)出口太遠(yuǎn)，閥前氣體容量很大，系統(tǒng)突然減量，壓縮機(jī)來(lái)不及調(diào)節(jié)，防喘系統(tǒng)未投自動(dòng)等等。2)吸入流量不足由于外界原因使吸入量減少到喘振流量以下，而轉(zhuǎn)速，使壓縮機(jī)進(jìn)入喘振區(qū)引起喘振。如圖1。這種情況的原因有：壓縮機(jī)入口濾器阻塞，阻力太大，而壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速未能調(diào)節(jié)造成喘振；濾芯太臟，或冬天結(jié)冰都可能發(fā)生這種情況；入口氣源減少或切斷，如壓縮機(jī)供氣不足，壓縮機(jī)沒(méi)有補(bǔ)充氣源

4、等等。所有這些情況如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)調(diào)節(jié)。壓縮機(jī)都可能發(fā)生喘振。第6頁(yè)，共16頁(yè)，2022年，5月20日，11點(diǎn)1分，星期五3)機(jī)械部件損壞脫落機(jī)械密封，平衡盤(pán)密封，O型環(huán)等部件安裝不全，安裝位置不準(zhǔn)或者脫落，會(huì)形成各級(jí)之間，各段之間串氣，可能引起喘振；過(guò)濾器阻力太大，逆止閥失效或破損也都可以引起喘振。4)操作中，升速升壓過(guò)快，降速之前未能首先降壓升速、升壓要緩慢均勻，降速之前應(yīng)先采取卸壓措施：如放空，回流等；以免轉(zhuǎn)速降低后，氣流倒灌。5)工況改變，運(yùn)行點(diǎn)落入喘振區(qū)工況變化，如改變轉(zhuǎn)速，流量，壓力之前，未查看特性曲線，使壓縮機(jī)運(yùn)行點(diǎn)落入喘振區(qū)。第7頁(yè)，共16頁(yè)，2022年，5月20日，11點(diǎn)1分

5、，星期五6)正常運(yùn)行時(shí)，防喘振系統(tǒng)未投自動(dòng)當(dāng)外界因素變化時(shí)，如壓力下降或氣量波動(dòng)；電機(jī)轉(zhuǎn)速下降而防喘振系統(tǒng)來(lái)不及手動(dòng)調(diào)節(jié)；或來(lái)氣中斷等；由于未用自動(dòng)防喘振裝置可能造成喘振。7)介質(zhì)狀態(tài)變化造成喘振喘振發(fā)生的可能與氣體介質(zhì)狀態(tài)有很大關(guān)系。因?yàn)闅怏w的狀態(tài)影響流量，從而也影響喘振流量，當(dāng)然影響喘振。如進(jìn)氣溫度，進(jìn)氣壓力，氣體成分即分子量等對(duì)喘振都有影響。當(dāng)轉(zhuǎn)速不變，出口壓力不變時(shí)，氣體入口穩(wěn)度增加容易發(fā)生喘振；當(dāng)轉(zhuǎn)速一定，進(jìn)氣壓力越高則喘振流量值也越大；當(dāng)進(jìn)氣壓力一定，轉(zhuǎn)速不變，氣體分子量減少很多時(shí)，容易發(fā)生喘振。第8頁(yè)，共16頁(yè)，2022年，5月20日，11點(diǎn)1分，星期五喘振現(xiàn)象的預(yù)防分析離心式壓

6、縮機(jī)特性曲線壓縮機(jī)出口壓力壓縮機(jī)入口壓力臨界流量壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速壓縮機(jī)進(jìn)口氣體體積流量第9頁(yè)，共16頁(yè)，2022年，5月20日，11點(diǎn)1分，星期五目前工業(yè)生產(chǎn)上對(duì)壓縮機(jī)的喘振問(wèn)題主要采用固定極限流量控制方案和可變極限流量控制方案。第10頁(yè)，共16頁(yè)，2022年，5月20日，11點(diǎn)1分，星期五固定極限流量控制方案方案優(yōu)缺點(diǎn)： 固定極限流量控制方案簡(jiǎn)單,系統(tǒng)可靠性高,投資少,適用于固定轉(zhuǎn)速場(chǎng)合。其缺點(diǎn)是當(dāng)轉(zhuǎn)速降低, 壓縮機(jī)在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí),極限流量的裕量大, 能量浪費(fèi)很大。第11頁(yè)，共16頁(yè)，2022年，5月20日，11點(diǎn)1分，星期五可變極限流量控制方案壓縮機(jī)防喘振安全工作線一般采用拋物線型.安全工作線的方程式為：（1）第12頁(yè)，共16頁(yè)，2022年，5月20日，11點(diǎn)1分，星期五 設(shè)壓縮機(jī)入口氣體溫度比較穩(wěn)定，若將橫坐標(biāo)取為則拋物線安全工作線變?yōu)橹本€。由式（1）得式中：（2）第13頁(yè)，共16頁(yè)，2022年，5月20日，11點(diǎn)1分，星期五若用節(jié)流裝置測(cè)量流量，則有標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置流量測(cè)量經(jīng)驗(yàn)公式：（3）式中 為流量系數(shù) ； 為流量測(cè)量壓差第14頁(yè)，共16頁(yè)，2022年，5月20日，11點(diǎn)1分，星期五根據(jù)（3）式可知（4）第15頁(yè)，共16頁(yè)，2022年，5月20日，11點(diǎn)1分，星期五所以為了確保離心式壓縮