離心壓縮機(jī)為什么會(huì)喘振？
離心壓縮機(jī)的特性，決定了喘振不可避免，只能預(yù)防。
作為使用維護(hù)人員，了解喘振的原理及預(yù)防措施，對(duì)科學(xué)的使用離心壓縮機(jī)很有必要。
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什么是喘振
當(dāng)離心壓縮機(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旋渦，再從葉輪外圓折回到葉輪內(nèi)圓，此現(xiàn)象稱為氣流旋離，又稱旋轉(zhuǎn)失速。
發(fā)生旋轉(zhuǎn)脫離時(shí)，葉道中的氣流通不過去，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。
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)正常工作，從而重新把倒流回來的氣體壓出去，這樣又使級(jí)中流量減少，于是壓力又突然下降，級(jí)后的氣體又倒流回級(jí)中，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)場(chǎng)稱為喘振。
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喘振發(fā)生的原因
1.流量
離心壓縮機(jī)在不同轉(zhuǎn)速n下都對(duì)應(yīng)著一條出口壓力P與流量Q之間的曲線。
隨著流量的減少，壓縮機(jī)的出口壓力逐漸增大，當(dāng)達(dá)到該轉(zhuǎn)速下最大出口壓力時(shí)，機(jī)組進(jìn)入喘振區(qū)，壓縮機(jī)出口壓力開始減少，流量也隨之減少，壓縮機(jī)發(fā)生喘振。
從曲線看，流量減少是發(fā)生喘振的根本原因，在實(shí)際生產(chǎn)中盡量避免壓縮機(jī)在小流量的工況下運(yùn)行。
2.氣體相對(duì)分子質(zhì)量
如下圖，離心壓縮機(jī)在恒壓運(yùn)行條件下，當(dāng)相對(duì)分子質(zhì)量M=20的氣體發(fā)生喘振時(shí)候，相對(duì)分子質(zhì)量M=25和28的氣體運(yùn)行點(diǎn)遠(yuǎn)離喘振區(qū)。
因此，在恒壓運(yùn)行工況下，相對(duì)分子質(zhì)量越小，越容易發(fā)生喘振。
3.入口壓力
如下圖，壓縮機(jī)的入口壓力P1>P2>P3，在恒壓運(yùn)行工況下，入口壓力越低，越容易發(fā)生喘振，這也是入口過濾器壓差增大時(shí)，要及時(shí)更換濾芯的原因。
4、入口溫度
下圖是恒壓恒轉(zhuǎn)速下運(yùn)行的離心壓縮機(jī)，在不同入口氣體溫度時(shí)的曲線。
從曲線上可以看出，在恒壓運(yùn)行工況下，氣體入口溫度越高，越容易發(fā)生喘振。
因此，對(duì)同一臺(tái)離心式壓縮機(jī)來說，夏季比冬季更容易發(fā)生喘振。
5、轉(zhuǎn)速
透平式驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)，根據(jù)外界不同流量要求運(yùn)行在不同轉(zhuǎn)速下，在外界用氣量一定的情況下，轉(zhuǎn)速越高，越容易發(fā)生喘振。
綜上，出現(xiàn)喘振的根本原因是壓縮機(jī)的流量過小，小于壓縮機(jī)的最小流量（或者說由于壓縮機(jī)的背壓高于其最高排壓），導(dǎo)致機(jī)內(nèi)出現(xiàn)嚴(yán)重的氣體旋轉(zhuǎn)分離。
外因則是管網(wǎng)的壓力高于壓縮機(jī)所提供的排壓，造成氣體倒流，并產(chǎn)生大幅度的氣流脈動(dòng)。
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喘振預(yù)防措施
1.壓力調(diào)節(jié)
壓縮機(jī)在高于設(shè)定壓力的條件下工作時(shí)，可通過進(jìn)口節(jié)流的方式維持出口壓力，或打開防喘振調(diào)節(jié)閥將部分壓力放空。
也可加裝旁通管，采用旁通回流的方法，使排氣壓力保持在設(shè)定的壓力下，使其流量維持在所限定的最低流量之內(nèi)。
2.合理控制防喘振安全裕度
根據(jù)離心機(jī)性能曲線，在喘振線右側(cè)采用了一條防喘振線，作為防喘振調(diào)節(jié)器的給定值曲線，它與喘振線之間的區(qū)域是壓縮機(jī)的安全邊界，稱為安全裕度。
它是在一定工作轉(zhuǎn)速下，正常流量與該轉(zhuǎn)速下喘振流量之比值。
當(dāng)壓縮機(jī)工作點(diǎn)到達(dá)防喘振線時(shí)，防喘振調(diào)節(jié)閥打開，以使工作點(diǎn)右移進(jìn)入安全區(qū)，從而避免喘振的發(fā)生。
3.設(shè)置報(bào)警儀器
在離心機(jī)的進(jìn)口安裝流量儀，出口安裝壓力傳感器進(jìn)行監(jiān)控，一旦壓縮機(jī)接近喘振工況區(qū)時(shí)發(fā)出報(bào)警，以提前采取措施，防患于未然。
小結(jié)
以上，我和你聊了離心壓縮機(jī)難以避免且必須重視的一種故障--喘振。
其發(fā)生的根本原因是流量不足。
希望對(duì)你的日常工作有所幫助
感謝你的陪伴，再見。
