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压缩机喘振

已有 6019 次阅读 2012-6-7 22:43 |系统分类:科研笔记| 压缩机

喘振现象,即在压缩机流道中,由于工况改变,?流量明显减小,出现更为严重的气流脱离,流动情况会大大恶化。这时工作叶轮虽仍在旋转,对气体作功大都变为能量损失,但却不能提高气体压力,于是压缩机出口压力显著下降。由于压缩机是和管网一起工作,如果管网容量较大,其反应不敏感,这时管网压力并不马上降低,于是管网压力有可能大于压缩机出口压力,因而会产生气体倒流的现象,一直到管网压力小于压缩机出口压力为止。这时压缩机又开始供气,经过压缩机流量又增大,但当管网压力恢复至原来水平时,压缩机正常排气又受到阻碍,流量又开始下降,系统中气体倒流,整个系统发生周期性轴向低频大幅度气流振荡现象,这种现象称为压缩机的喘振。
喘振的原因  
(一)流量
每台离心式压缩机在不同转速n下都对应着1条出口压力P与流量Q之间的曲线, 不同转速下出口压力与流量的关系 不同相对分子质量时的性能。随着流量的减少,压缩机的出口压力逐渐增大,当达到该转速下最大出口压力时,机组进入喘振区,压缩机出口压力开始减小,流量也随之减小,压缩机发生喘振。流量减小是发生喘振的根本原因,在实际生产中尽量避免压缩机在小流量的工况下运行。一般认为,压缩机在最小流量下应低于设计流量60%。8 C9 L5 h: Z% q; ]8 c
(二)气体相对分子质量' N! Z. I2 G: L# ?
离心压缩机在相同转速、不同相对分子质量下恒压进行的曲线,在恒压运行条件下,当相对分子质量M=20的气体发生喘振时,相对分子质量为M=25和M=28的气体运行点还远离喘振区。因此,在恒压运行工况下,相对分子质量越小,越容易发生喘振。4 a4 b; `- E. i. q* I
(三)入口压力8 x: m8 o  x( B0 a/ ?$ |
压缩机的入口压力P1>P2>P3,在压缩机恒压的运行工况下,入口压力越低,压缩机越容易发生喘振,这也是入口过滤器压差增大时,要及时更换滤网的原因。
(四)入口温度6 j" x( y9 N' T& |8 I9 j3 {( z
恒压恒转速下进行的离心式压缩机在不同入口气体温度时的进行曲线,在恒压运行工况下,气体入口温度越高,越容易发生喘振。因此,对同一台离心式压缩机来说,夏季比冬季更容易发生喘振。4 `* G2 b$ q, R- x$ V( O
(五)转速
透平式驱动的压缩机,往往根据外界不同流量要求而运行在不同转速下,在外界用气量一定的情况下,转速越高,越容易发生喘振。# m3 j  I( O2 d6 U# d. K
综上所述,出现喘振的根本原因是压缩机的流量过小,小于压缩机的最小流量(或者说由于压缩机的背压高于其最高排压)导致机内出现严重的气体旋转分离;外因则是管网的压力高于压缩机所提供的排压,造成气体倒流,并产生大幅度的气流脉动。
 
离心式压缩机发生喘振时,典型现象有:
1)压缩机的出口压力最初先升高,继而急剧下降,并呈周期性大幅波动;
2)压缩机的流量急剧下降,并大幅波动,严重时甚至出现空气倒灌至吸气管道;
3)拖动压缩机的电机的电流和功率表指示出现不稳定,大幅波动;
4)机器产生强烈的振动,同时发出异常的气流噪声。
目前来说解决喘振常用的方法有三种:
①在压气机上增加放气活门,使多余的气体能够排出。
②使用双转子或三转子压气机。
③使用可调节式叶片。
 


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