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(yán)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(jìn)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。
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(yán)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(yán)重的破壞,會導(dǎo)致下列嚴(yán)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。
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。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(jìn)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。一旦進(jìn)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(fù)荷是影響喘振的兩大因素。當(dāng)負(fù)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(jìn)行喘振防護(hù),是通過喘振保護(hù)線來控制熱氣旁通的開啟或關(guān)閉,使機組遠(yuǎn)離喘振點,達(dá)到保護(hù)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(dá)喘振保護(hù)點而未達(dá)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。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?xì)廨啓C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(yán)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(jìn)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(dá)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(fù)荷時仍須采用熱氣旁通。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(fù)荷。當(dāng)機組運行的壓比一定時(提升力),機組的運行負(fù)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(fù)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。