有关离心压缩机喘振因素
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇有关离心压缩机喘振因素范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
【摘 要】阐述了离心式压缩机喘振机理、产生原因、风险及判定，以及离心压缩机防止喘振发生的措施。
【关键词】离心压缩机；喘振；机理
离心压缩机是速度式压缩机中的一种，由于具有排气量大，效率高，结构简单，体积小，气体不受油污染以及正常工况下运转平稳、压缩气流无脉动等特点，目前已广泛应用于石油、化工、冶金、动力、制冷等行业。离心压缩机的安全可靠运行对工业生产有着非常重要的意义，离心式压缩机不仅是各种石油化工生产装置的心脏，而且对于整个装置的生产过程稳定运行起到至关重要的作用。然而，离心压缩机对气体的压力、流量、温度变化较敏感，易发生喘振。喘振是离心压缩机固有的一种现象，具有较大的危害性，也是压缩机损坏的主要诱因之一。
1.离心式压缩机的喘振机理及影响因素
离心式压缩机的喘振机理。
离心压缩机工作的基本原理是利用高速旋转的叶轮带动气体一起旋转而产生离心力，从而将能量传递给气体，使气体压力升高，速度增大，气体获得了压力能和动能。在叶轮后部设置有通流截面逐渐扩大的扩压元件（扩压器），从叶轮流出的高速气体在扩压器内进行降速增压，使气体的部分动能转变为压力能。可见，离心压缩机的压缩过程主要在叶轮和扩压器内完成。当离心压缩机的操作工况发生变动，而偏离设计工况时，如果气体流量减小则进入叶轮或扩压器流道的气流方向发生变化，气流向着叶片的凸面（工作面）冲击，在叶片的凹面（非工作面）的前缘部分，产生很大的局部扩压度，于是在叶片非工作面上出现气流边界层分离现象，形成旋涡区，并向叶轮出口处逐渐扩大。气量越小，则分离现象越严重，气流的分离区域就越大。由于叶片形状和安装位置不可能完全相同及气流流过叶片时的不均匀性，使得气流的边界层分离可能先在叶轮（或叶片扩压器）的某个叶道中出现，当流量减少到一定程度，随着叶轮的连续旋转和气流的连续性，这种边界层分离现象将扩大到整个流道，而且气流分离沿着叶轮旋转的反方向扩展，以至叶道中形成气流旋涡，从叶轮外圆折回到叶轮内圆，此现象称为旋转脱离，又称为旋转失速。发生旋转脱离时叶道中气流通不过去，级的压力突然下降，排气管内较高压力的气体便倒流回级里来。瞬间，倒流回级中的气体补充了级流量的不足，叶轮又恢复正常工作，重新把倒流回来的气体压出去。这样又使级中流量减小，于是压力又突然下降，级后的压力气体又倒流回级中来，如此周而复始，在系统中产生了周期性的气流振荡现象，这种现象称为“喘振”。
2.喘振现象的产生原因
发生喘振的最根本原因就是低流量，在操作中造成低流量的因素很多，归纳为以下几个方面。
（1）开、停车时产生的喘振。对于离心压缩机 来说，在机组开车时，若防喘振阀不在打开位置，在升速过程中，中间级会形成较高的压强，并发生喘振。这是因为压缩机的中间级的通流面积是为正常转速时最大效率设计的，在启动时不能满足。因此，压缩机在启动前，必须把防喘振阀打开，在压缩机升速到一定转速后，才允许把防喘振阀关小。相反，在停车降速前，应先降负荷，将防喘振阀逐渐打开，以防止发生喘振。
（2）入口过滤器堵塞。一是原始开工系统吹扫不彻底，或吹扫合格后长时间未开工； 二是过滤器使用时间过长，被灰尘堵塞。过滤器堵塞后，压缩机入口流量减少，会引发喘振。
（3）进气温度升高。由于进气温度升高时，压缩机性能曲线向右下移，当温度上升到升压比小于喘振升压比时，就会发生喘振。如果此时压缩机转速还有潜力，则应适当提高转速维持生产。若压缩机已到最大转速，应降低系统负荷。
（4）压缩机出口憋压，气体倒流入压缩机，造成机内气体低流量。
（5）气体密度变化，在一定转数下，离心力下降，引起出口压力及排量下降。
（6）汽轮机的蒸汽压力低或质量差（温度低），机组出现满负荷，转速下降。
（7）调速系统失灵，辅助系统故障，真空效率下降，机组不能额定做功。
（8）工艺系统加负荷时，压缩机未及时提速。
3.喘振的危害及判断
3.1喘振的危害
喘振现象对压缩机十分有害，主要表现在以下几个方面：
（1）喘振时由于气流强烈的脉动和周期性振荡，会使供气参数（ 压力、流量等）大幅度地波动，破坏了工艺系统的稳定性。
（2）会使叶片强烈振动，叶轮应力大大增加，噪声加剧。
（3）引起动静部件的摩擦与碰撞，使压缩机的轴产生弯曲变形，严重时会产生轴向窜动，碰坏叶轮。
（4）加剧轴承、轴颈的磨损，破坏油膜的稳定性，使轴承合金产生疲劳裂纹，甚至烧毁。
（5）损坏压缩机的级间密封及轴封，使压缩机效率降低，甚至造成爆炸、火灾等事故。
（6）影响与压缩机相连的其他设备的正常运转，干扰操作人员的正常工作，使一些测量仪表仪器准确性降低，甚至失灵。
3.2喘振的判断
由于喘振的危害较大，操作人员应能及时判别，压缩机的喘振一般可从以下几个方面判别：（1）听测压缩机出口管路气流的噪声。当压缩机接近喘振工况时，排气管道中会发生周期性时高时低“呼哧呼哧”的噪声。当进入喘振工况时，噪声立即大增，甚至出现爆音。（2）观测压缩机出口压力和进口流量的变化。喘振时，会出现周期性的、大幅度的脉动，从而引起测量仪表指针大幅度地摆动。（3）观测压缩机的机体和轴承的振动情况。喘振时，机体、轴承的振动振幅显著增大，机组发生强烈的振动。
4.喘振的预防措施
防止喘振的基本原理是使流量和压力远离喘振点，即保证流量在稳定工况范围内。一般考虑防喘振的措施，常用方法有几种：
（1）防喘振系统未投自动的情况下，机组的操作状态必须远离喘振区，留有足够的防喘裕度。
（2）机组开、停与调整时，必须严守“升压先升速，降速先降压”的原则。操作中应缓慢、均匀，多次交替完成升压和变速。
（3）操作中必须密切观察原动机，如汽轮机主蒸汽和背压蒸汽参数，发现不利趋势及时联系加以调整。
（4）加强稳定系统压力的调节，不能超压。
5.结束语
由于在生产实践中积累了大量有关喘振的数据和条件，掌握了喘振发生的根本原因，摸索出喘振发生的规律，并因地制宜采取了一系列行之有效的预防措施，另外对机组实行了特护管理办法，杜绝了压缩机喘振现象的发生，为机组长周期安全运行提供了可靠的保障，从而大大降低了检维修费用，提高了经济效益。
【参考文献】