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1、离心式压缩机的喘振及控制离心式压缩机的喘振及控制Surge&ControlofCentrifugalCompressor魏龙南京化工职业技术学院袁强扬州化工职业技术学院【摘要】介绍了离心式压缩机工作过程中喘振产生离心式压缩机工作的基本原理是利用高速旋的机理,喘振的危害及常用判断方法。分析了影转的叶轮带动气体一起旋转而产生离心力,从而响喘振的主要因素,并对常用的防喘振控制方法将能量传递给气体,使气体压力升高,速度增大,进行了比较和分析。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
2、(扩压器),从叶轮流关键词:离心式压缩机喘振控制出的高速气体在扩压器内进行降速增压,使气体Abstract:Theprincipleofsurgegeneratedduring的部分动能转变为压力能。即,离心式压缩机的centrifugalcompressoroperation,harmofsurge&压缩过程主要是在叶轮和扩压器内完成。commondecidingmethodareintroduced.Themain当离心式压缩机的操作工况发生变动并偏离factorofeffectingsurge
3、isanalyzed.Comparison&设计工况时,如果气体流量减小则进入叶轮或扩analysisarecarriedoutoncommoncontrolmethods压器流道的气流方向就会发生变化,气流向着叶ofanti-surge.片的凸面(工作面)冲击,在叶片的凹面(非工作Keywords:CentrifugalfanSurgeControl面)的前缘部分,产生很大的局部扩压度,于是在一、引言叶片非工作面上出现了气流边界层分离现象并形成旋涡区,并向叶轮出口处逐渐扩大。气量越小,离心式压缩机
4、是速度式压缩机中的一种,由则分离现象越严重,气流的分离区域也就越大。于具有排气量大、效率高、结构简单、体积小、气体由于叶片形状和安装位置不可能完全相同,而且不受油污染以及正常工况下运转平稳、压缩气流气流流过叶片时的不均匀,使得气流的边界层分无脉动等特点,目前已广泛应用于石油、化工、冶离可能先在叶轮(或叶片扩压器)的某个叶道中出金、动力、制冷等行业。离心式压缩机的安全可靠现。当流量减少到一定程度,由于叶轮的连续旋运行对工业生产有着非常重要的意义。然而,离转和气流的连续性,使这种边界层分离现象将扩心式压
5、缩机对气体的压力、流量、温度变化较敏大到整个流道,而且由于气流分离沿着叶轮旋转感,易发生喘振。早在1945年英国首先发现了离的反方向扩展,从而使叶道中形成气流旋涡,再从心式压缩机的喘振现象并引起了人们的注意。喘叶轮外圆折回到叶轮内圆,此现象称为旋转脱离,振是离心式压缩机的一种固有现象,具有较大的又称为旋转失速。发生旋转脱离时叶道中的气流危害性,是压缩机损坏的主要诱因之一。因此,应通不过去,级的压力也突然下降,排气管内较高压当结合生产实践,逐步弄清喘振的机理,掌握喘振力的气体便倒流回级里来。瞬间,倒流
6、回级中的的影响因素,采取有效的防喘振控制措施,提高压气体就补充了级流量的不足,使叶轮又恢复了正缩机的抗喘振性能和运行可靠性。常工作,从而重新把倒流回来的气体压出去。这二、离心式压缩机的喘振样又使级中流量减少,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1.喘振机理统中产生了周期性的气流振荡现象,这种现象称2003年7月31日收到南京市210048—34—风机技术2004年第1期/使用维护[2]为“喘振”。由此可见,离心式压缩机的喘振取决了喘振试验,发现当转速增大时,喘振流量也
7、增于两方面的因素:①内部因素:压缩机的运行工况大,即,随着转速的增加,喘振界限向大流量区移远离设计点,流量小于最小值,在叶轮或扩压器内动,这一结论已被人们所公认。通过实测可得到出现气流的严重旋转脱离;②外部因素:与离心式不同转速下的喘振点,将这些喘振点连接起来,就压缩机联合工作的管路系统的特性,具有一定容得到一条喘振界限线,如图1所示。量的管网的压力高于压缩机所能提供的排气压力,造成气体倒流,并产生大幅度的气流脉动。前者是内因,后者是外因,内因只有在外因的促成下才会发生喘振。旋转脱离可以在叶轮流道内
8、发生,也可以在叶片扩压器的流道内发生。实践表明,一台压缩机,如有叶片式扩压器,旋转脱离一般首先在扩压器内发生;若是无叶扩压器,则大都首先发生在叶轮内。多级压缩机最后几级最容易发生旋转脱离,只要有一级发生旋转脱离,就会扩展到整个机组。2.喘振的危害及判断图1压缩机转速对喘振的影响(n1>n2>n3>n4)喘振现象对压缩机十分有害,喘振时由于气(2)进气状态对喘振的影响流强烈的脉动和周期性振荡,会使供气参数(压在石油化工生产中,在工艺条件波动的情况力、流量等)大幅度地波动
