離心壓縮機(jī)喘振原因及判斷

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　　圖2

　　每臺(tái)離心式壓縮機(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，如圖2所示。

　　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)出口壓力開始減小，流量也隨之減小，壓縮機(jī)發(fā)生喘振。從曲線上看，流量減小是發(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。

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　　如圖3所示，離心壓縮機(jī)在相同轉(zhuǎn)速、不同相對(duì)分子質(zhì)量下恒壓進(jìn)行的曲線，從曲線中可以看出，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)，相對(duì)分子質(zhì)量為M=25和M=28的氣體運(yùn)行點(diǎn)還遠(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。

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　　如圖4所示，壓縮機(jī)的入口壓力P1》P2》P3，在壓縮機(jī)恒壓的運(yùn)行工況下，入口壓力越低，壓縮機(jī)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)更換濾網(wǎng)的原因。

　　④入口溫度

　　如圖5所示，恒壓恒轉(zhuǎn)速下進(jìn)行的離心式壓縮機(jī)在不同入口氣體溫度時(shí)的進(jìn)行曲線，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)，往往根據(jù)外界不同流量要求而運(yùn)行在不同轉(zhuǎn)速下，從圖2可以知道，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。

　　綜上所述，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)。

　　離心式壓縮機(jī)一旦發(fā)生喘振現(xiàn)象，則機(jī)組和管網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)會(huì)有以下較為明顯的特征：

　?。?）壓縮機(jī)和管網(wǎng)之間發(fā)生周期性的振蕩，并產(chǎn)生時(shí)高時(shí)低的噪聲，嚴(yán)重時(shí)機(jī)組甚至?xí)l(fā)生劇烈的“吼叫”聲。

　?。?）機(jī)殼和軸承發(fā)生強(qiáng)烈的振動(dòng)，且振動(dòng)不穩(wěn)定，時(shí)大時(shí)小，并發(fā)出強(qiáng)烈的、周期性的氣流聲;喘振的振動(dòng)頻率一般較低。

　?。?）氣體介質(zhì)的出口壓力和入口流量大幅度的變化，發(fā)生周期性的脈動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)還可能產(chǎn)生氣體倒流的現(xiàn)象，這是較危險(xiǎn)的工況。

　?。?）拖動(dòng)壓縮機(jī)的電機(jī)的電流表和功率表指針會(huì)產(chǎn)生大幅度的波動(dòng)，并隨著喘振強(qiáng)度的增加而逐漸增大。

　　因此，在生產(chǎn)過程中，通過對(duì)離心式壓縮機(jī)運(yùn)行的聲音、進(jìn)口壓力和流量、振動(dòng)幅度儀表的觀察，就可以有效地判斷出喘振是否發(fā)生。

　　在生產(chǎn)實(shí)踐中可以通過以下的措施來防止喘振的發(fā)生。

　　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，使排出壓力保持在設(shè)定的壓力下，使其流量維持在所限定的最低流量之內(nèi)。

　　變頻器調(diào)速

　　壓縮機(jī)在開始運(yùn)行時(shí)，負(fù)荷最大，傳感器把所測(cè)量的數(shù)據(jù)傳至PLC（可編程控制器），PLC經(jīng)過運(yùn)算輸出運(yùn)行頻率到變頻器，控制變頻器，隨著壓縮機(jī)的運(yùn)行，PLC根據(jù)壓差與流量的降低發(fā)出信號(hào)，控制變頻器降低電源頻率，從而降低了運(yùn)行中壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，避免了壓縮機(jī)的喘振，并減少了不必要的能量損失。

　　合理控制防喘振安全裕度

　　根據(jù)離心壓縮機(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，它與喘振線之間的這的區(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。

　　設(shè)置報(bào)警儀表

　　在離心壓縮機(jī)的進(jìn)口安裝流量監(jiān)視儀表，出口安裝壓力監(jiān)視儀表，一旦壓縮機(jī)已接近喘振工況區(qū)時(shí)能及時(shí)發(fā)出報(bào)警，以提前采取措施，防患于未然。