离心式压缩机喘振工况的危害与控制.pdf

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装备应用与研究◆Zhuangbeiyingyong yu Yanjiu 离心式压缩机喘振工况的危害与控制 陈成敦 (泉州市安溪县湖头三安钢铁有限公司动力厂制氧车间,福建泉州362411) 摘 要:介绍了离心式压缩机特殊的喘振工况及危害性,叙述了离心式压缩机进入喘振工况的判断方法和诱发喘振的因素,最后阐述防止 离心压缩机发生喘振的控制措施。 关键词:离心式压缩机;喘振;控制措施 离心式压缩机由于气体压缩部分静、动元件无接触,无需润 理及现象有所了解并掌握,以便在喘振未出现或刚出现时就采取 滑,可以做到绝对无油和少维修,且具有排气量大、效率高、压缩气 相应的措施进行妥善的处理,只有这样才能保证压缩机的安全、正 流恒定无脉动等特点,已成为现代空分设备对冶炼行业供气时不 常运行。 可或缺的动设备的选择。然而作为离心式压缩机运行中的2 个特 2 对喘振现象的判断 殊工况:喘振和阻塞,其又对压缩机的稳定、安全运行及压缩机的 整机效率产生了严重的危害与影响,其中尤以喘振的危害更甚。喘 2.1 从气流噪声等异响判断 振的发生会使压缩机转子和静子经受交变应力作用而断裂,使级 (1)离心式压缩机在正常工况下,噪声较低且是连续稳定的。 间压力失常而引起强烈振动,导致密封及推力轴承损坏,使运动元 而当接近喘振工况时,排气管中气流发出的噪声时高时低,并做周 件和静止元件相碰,造成严重事故,所以应尽力防止压缩机进入喘 期性变化。但一旦进入喘振工况后,噪声会明显增大,并发出异常 振工况。下面主要对离心压缩机喘振工况的危害与控制作一简要 的周期性吼叫或喘气声,有时甚至会出现爆音。 的探讨。 (2)压缩机组出现强烈而有规律的低频率振动,其振幅会比正 常时大很多,在附近的建筑物上也能感受到振动。 1 离心式压缩机特殊的喘振工况 2.2 从现场各类仪表的指示值判断 离心式压缩机流道的几何尺寸及结构是根据设计工况确定 (1)用电机拖动的机组,对电机的电流和功率的指示值会出现 的。当压缩机在设计工况下运行时,气流在流道中流动顺畅,与几 不稳定,大幅波动。 何尺寸配合良好,气流方向和叶片的几何安装角相一致。这时压缩 (2)通过DCS 或现场仪表指示值可发现压缩机各轴承的振动 机各级工作协调、整机效率高。当压缩机偏离设计工况运行时,效 情况。当喘振时,径向轴承的振动幅度明显增大,推力轴承的位移 率、压缩比都会有变化。当向大流量工况偏离时,效率、压缩比下 量显示更是变化无常。 降;当向小流量工况偏离时,效率下降,在一定范围内压缩比升高。 (3)压缩机的出口压力和进口流量发生周期性的大幅脉动,流 若偏离程度不严重,仍能维持稳定工作。一旦工况变化过大,这时 量指示值急剧下降。 由于流道中气体流动情况恶化,将导致压缩机性能大大下降甚至不 3 引发喘振现象的原因 能正常工作。而所谓的喘振工况就是由于压缩机的运行工况发生了 改变,导致其流量的明显减小,而出现严重的气流旋转脱离,并使其 引起喘振的原因不是单一的,往往为多种因素综合作用的结 流动情况大大恶化。这时的叶轮虽然仍在旋转,对气体做功,但却不 果。离心式压缩机发生喘振的最基本的原因是:在为改变生产工况 能提高气体的压力,压缩机出口压力明显下降。如果压缩机的管网 时,由于实际进气量的减少并达到了压缩机允许的最小值时而引 容量较大,背压反应不敏感,便会出现管网中的压力大于压缩机出 起的。理论和实践表明,以下几个方面的原因,可能会导致离心式 口处压力的情况,导致倒流现象。气流由压缩机出口向进口倒灌,一 压缩机的工作点进入喘振的区域。 直到管网中的压力下降至低于压缩机出口压力为止。当倒流停止 (1)压缩机入口管线气流阻力增大,进气压力下降,主要为进 时,气流在叶片的作用下正向流动,压缩机又开始向管网供气

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