如何應(yīng)對離式壓縮機產(chǎn)生的喘振現(xiàn)象

發(fā)布日期：2022-05-12 作者：點擊：

離心式壓縮機在運行的過程中容易發(fā)生喘振的現(xiàn)象，嚴重影響了工業(yè)生產(chǎn)的安全性和穩(wěn)定性。

離心式壓縮機在生產(chǎn)運行過程中，有時會突然產(chǎn)生強烈的振動，氣體介質(zhì)的流量和壓力也出現(xiàn)大幅度脈動，并伴有周期性沉悶的“呼叫”聲，以及氣流波動在管網(wǎng)中引起“呼哧”“呼哧”的強噪聲，這種現(xiàn)象稱為離心式壓縮機的喘振工況。壓縮機不能在喘振工況下長時間運行，一旦進入喘振工況，操作人員應(yīng)立即采取調(diào)節(jié)措施，降低出口壓力，增加出口流量，使壓縮機快速脫離喘振區(qū)，實現(xiàn)壓縮機的穩(wěn)定運行。

喘振現(xiàn)象的特征

離心式壓縮機運行一旦出現(xiàn)喘振現(xiàn)象，則機組和管網(wǎng)的運行具有以下特征：

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

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

3）壓縮機機體振動強烈，機殼、軸承均有強烈的振動，并發(fā)出強烈的周期性的氣流聲，由于振動強烈，軸承潤滑條件會遭到破壞，軸瓦會燒壞，甚至軸被扭斷，轉(zhuǎn)子與定子會產(chǎn)生摩擦、碰撞，密封元件將遭到嚴重破壞。

喘振的危害

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

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

2）噪聲加大。

3）大大加劇整個機組的振動。喘振使壓縮機的轉(zhuǎn)子和定子的元件經(jīng)受交變的動應(yīng)力：壓力失調(diào)引起強烈的振動，使機組中心偏移，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：葉輪動應(yīng)力加大。

4）電流發(fā)生脈動。

5）小制冷量機組的脈動頻率比大型機組高，但振幅小。

喘振調(diào)節(jié)應(yīng)對措施

喘振的危害大，但至今無法從設(shè)計上予以消除，只能在運轉(zhuǎn)中設(shè)法避免機組運行進入喘振工況，防喘振的原理就是針對引起喘振的原因，在喘振將要發(fā)生時，立即設(shè)法把壓縮機的流量增大，使機組運行脫離喘振區(qū)。接下來給大家介紹防喘振的方法。

1）熱氣旁通喘振防護原理

一旦進入喘振工況，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)生的機理來看，在離心式冷水機組中，壓比和負荷是影響喘振的兩大因素。當(dāng)負荷越來越小，小到某限點時，便會發(fā)生喘振，或者當(dāng)壓比大到某限點時，便會發(fā)生喘振。

用熱氣旁通來進行喘振防護，是通過喘振保護線來控制熱氣旁通的開啟或關(guān)閉，使機組遠離喘振點，達到保護的目的。從冷凝器連接到蒸發(fā)器一根連接管，當(dāng)運行點到達喘振保護點而未達到喘振點時，通過控制系統(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，同時提高了排氣量，從而避免了喘振的發(fā)生。

2）改變壓縮機轉(zhuǎn)速

壓縮機轉(zhuǎn)速改變，壓縮機的性能曲線將隨著移動，可以增加穩(wěn)定工況區(qū)域，它適用于蒸汽輪機、燃氣輪機拖動的機組，是一種比較經(jīng)濟的調(diào)節(jié)方法，只是調(diào)節(jié)后的工作點不一定是效率高的點。但對電動機拖動的機組，為了便于變速，就要用直流機組或采用變頻方法，這會使設(shè)備大大復(fù)雜化，同時成本也高。

3）多級壓縮

多級壓縮以降低壓縮機轉(zhuǎn)速。一般多級機器中任何級的發(fā)生喘振，都會影響到整臺機器的正常工作。采用多級壓縮，在同樣的壓比工況下，可大大降低壓縮機的轉(zhuǎn)速，增大穩(wěn)定工況區(qū)域。

4）采用轉(zhuǎn)動的擴壓器調(diào)節(jié)

當(dāng)流量減小時，一般在擴壓器中首先產(chǎn)生嚴重的旋轉(zhuǎn)脫離而導(dǎo)致喘振。在流量變化時，如果能相應(yīng)改變擴壓器流道的進幾何角，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，擴大穩(wěn)定工況范圍，使喘振流量大為降低，達到防喘振的目的。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，但低負荷時仍須采用熱氣旁通。

5）可移動式擴壓腔

上面提到，在離心式冷水機組中喘振發(fā)生的原因為壓比和負荷。當(dāng)機組運行的壓比一定時(提升力)，機組的運行負荷將影響機組是否發(fā)生喘振。對于離心機組來說，當(dāng)運行負荷降低時，壓縮機的導(dǎo)葉逐漸關(guān)閉，吸氣量降低，如果擴壓腔的通道面積不變，則氣體的流速降低：當(dāng)氣體的流速無法克服擴壓腔的阻力損失時，氣流會出現(xiàn)停滯，由于氣體動能的下降，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，氣流發(fā)生倒流，喘振發(fā)生。

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