第十七章离心式压缩机的防喘振.docVIP

教案正页 授课日期：化机0531班2007年6月 授课班级：化机0531 课 题： 第十七章 离心式压缩机的防喘振控制 教学目的： 了解目前工业上常用的各种压缩机防喘振控制方案的基本结构原理，进而掌握各种压缩机防喘振控制系统的操作方法。为后面的“现场教学和仿真实训”打基础。 教具及参考书：《机组控制技术》教材、多媒体课件。 讲授过程：（课程内容、教学环节） 教学环节设计: （1）复习提问 （2）以“压缩机喘振的事故案例”导入新课 （3）讲新课， 衔接《化工机器》课讲过的压缩机喘振内容，讲授防喘振控制方案。 （4）小结、作业 教学内容： 17 离心式压缩机的防喘振控制 17.1 离心式压缩机的喘振 17.2 离心压缩机防喘振控制方案17.3 防喘振特例分析 课程类型： 理论课 重点、难点、技能培养： 重点： 离心式压缩机防喘振控制方案 难点：防喘振曲线数学模型。（难点的讲法：①由《化工机器》课过渡：②对照曲线说明数学模型的应用意义及各参数的意义和获取方法；不要求学生记数学模型。） 技能培养： 了解目前工业上常用的各种压缩机防喘振控制方案的基本结构原理，进而理解、掌握各种压缩机防喘振控制系统的操作规程。 作业： 一、选择题（选择正确的答案，将相应的字母添入题内的括号中。） 1．下列流体输送设备中，哪一种设备会产生喘振（ C ） （A）往复泵 （B）离心泵 （C）离心式压缩机 （D）往复式压缩机 2．为保证流体输送设备不致损坏的保护性控制是（ A ） （A）防喘振控制 （B）选择性控制 （C）三冲 量控制 （D）分程控制 二、分析图16-16压缩机流量防喘振控制系统设计是否正确并简述理由。 答：不正确。因为流量检测点安装在压缩机出口管线上，是压缩机负荷控制。 课后记： 以“压缩机喘振的事故案例”导入新课，引起了学生的重视。 17. 离心式压缩机的防喘振控制 17.1 离心式压缩机的喘振 （1）喘振现象： 图17-1所示为离心式压缩机的特性曲线。它显示压缩机压缩比与进口容积流量间的关系。当转速n一定时，曲线上点C有最大压缩比，对应流量设为QP，该点称为喘振点。如果工作点为B点，要求压缩机流量继续下降，则压缩机吸入流量Q﹤QP，工作点从C点突跳到D点，压缩机出口压力从突然下降到，而出口管网压力仍为，因此，气体回流，表现为流量为零，同时，管网压力也下降到，一旦管网压力与压缩机出口压力相等，压缩机又输送气体到管网，流量达到QA。因流量QA 大于B点的流量，因此，压力憋高到，而流量的继续下降，又使压缩机重复上述过程，出现工作点从B→C→D→A→B 的反复循环，由于这种循环过程极迅速，因此，也称为“飞动”，由于飞动时机体的震动发出类似哮喘病人的喘气吼声，因此，将这种由于飞动而造成离心压缩机流量呈现脉动的现象称为离心压缩机的喘振现象。 （2）喘振危害：喘振发生时，压缩机的气体流量出现脉动，时有时无，造成压缩机转子的交变负荷，使机体剧烈震动、压缩机轴位移，并波及相连的管线，造成设备的损坏。例如压缩机部件、密封环、轴承、叶轮、管线等设备和部件的损坏和事故。17.1.1 喘振线方程 喘振是离心压缩机的固有特性。离心压缩机的喘振点与被压缩介质的特性、转速等有关。将不同转速下的喘振点连接，组成该压缩机的喘振线。实际应用时，需要考虑安全余量。喘振线方程可近似用抛物线方程描述为 （17-1） 式中，下标1表示入口参数，2表示出口参数；P、Q 、 分别表示压力、流量和温度；a、b是压缩机系数，由压缩机制造厂商提供。喘振线可用图17-2表示。当一台离心压缩机用于压缩不同介质气体时，压缩机系数会不同。管网容量大时，喘振频率低，喘振的振幅大；反之，管网容量小时，喘振频率高，喘振的振幅小。17.1.2 振动、喘振和阻塞 喘振是离心压缩机在入口流量小于喘振流量QP时出现的流量脉动现象。振动是高速旋转设备固有的特性。当旋转设备高速运转时，达到某一转速时，使转轴强烈振动，这种现象 称为振动。它是由于旋转设备具有自由振动的频率（称为自由振动频率），当转速达到该自由振动频率的倍数时，出现谐振（这时的频率称为谐振频率），造成转轴振动。振动发生在自由振动频率的倍数时，因此，转速继续升高或降低时，这种振动会消失。 压缩机流量过小会发生喘振，流量过大时会发生阻塞。阻塞时，气体流速接近或达到音速（315 m/S)，压缩机叶轮对气体所做的功全部用于克服流动损失，使气体压力不再升高，这种现象称为阻塞现