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2021-11-04 10:11
離心壓縮機喘振起因與解決對策
隨著我國工業生產水平的提高，離心式壓縮機的應用越來越廣泛，其優點突出，得到了大家的認可。但是離心式壓縮機在運行的過程中容易發生喘振的現象，嚴重影響了工業生產的安全性和穩定性。因此如何分析喘振的發生原因并采取有效的治理措施成為了工作人員需要解決的問題。下面就此進行討論分析。
喘振的判斷方法
離心式壓縮機一旦發生喘振現象，則機組和管網的運行狀態會有以下較為明顯的特征：
l 壓縮機和管網之間發生周期性的振蕩，并產生時高時低的噪聲，嚴重時機組甚至會發生劇烈的“吼叫”聲；
l 機殼和軸承發生強烈的振動，且振動不穩定，時大時小，并發出強烈的、周期性的氣流聲，喘振的振動頻率一般較低；
l 氣體介質的出口壓力和入口流量大幅度的變化，發生周期性的脈動，嚴重時還可能產生氣體倒流的現象，這是較危險的工況；
l 拖動壓縮機的電機的電流表和功率表指針會產生大幅度的波動，并隨著喘振強度的增加而逐漸增大；
因此，在生產過程中，通過對離心式壓縮機運行的聲音、進口壓力和流量、振動幅度儀表的觀察，就可以有效地判斷出喘振是否發生。
喘振原因的分析
1. 喘振發生的內因
研究表明，喘振發生的內部原因與葉輪結構及葉道內介質氣體有著密切的關系。當進口氣體流量瞬時降低，低過了所允許的最低工況點時，壓縮機內的氣流流動方向與葉片進口安裝角出現很大的偏差，造成葉道內的氣流出現嚴重的“旋轉脫離”，使氣體在葉道中滯流，致使壓縮機壓力突然降低，然而出口系統的壓力并沒有瞬時下降，這就使排氣管內壓力高的氣體流回壓縮機，使葉道內的流量又得以補充，并恢復正常工作，當壓縮機內的流量再次減小時，系統氣體又會出現倒流，如此反復，系統中的氣流便產生了周期性的振蕩，并伴隨著強烈的噪聲，這就形成了壓縮機的喘振。
2. 喘振發生的外因
通過對離心式壓縮機性能曲線的分析，當喘振發生時，其工作點一定進入了喘振工況區。因此，壓縮機的喘振與管網特性有著密切關系。所謂“管網”就是離心式壓縮機實現氣體介質輸送任務的管道系統，位于壓縮機入口之前的稱吸入管道，位于壓縮機出口之后的稱為排出管道。管網一般均由管線、管件、閥門和設備等四大要素組成。實踐表明，離心壓縮機管網容量愈大，喘振的振幅愈大，振頻愈低；管網容量愈小，喘振的振幅就越小，振頻愈高。
在離心式壓縮機的實際運行中，以下各種因素也會導致喘振的發生：
l 吸入量不足；
l 系統壓力過高；
l 操作不協調；
l 機組內的部件損壞；
l 氣體介質狀態的變化；
防喘振條件及措施
當離心式壓縮機進口流量減少到一定程度時，便會發生喘振，而維持壓縮機運行的喘振流量要不低于壓縮機運行的最小流量，即離心式壓縮機在不同的轉速下運行時會得到不同的機組喘振時的性能參數，將這些喘振點的參數標在性能曲線圖上，并連接起來，就可以得到離心壓縮機的喘振線。
如果壓縮機入口的進氣量低于機器的喘振流量，必將導致喘振的發生，而在生產實踐中可以通過以下的措施來防止喘振的發生：
l 壓力調節：壓縮機在高于設定壓力的條件下工作時，可通過進口節流的方式維持出口壓力，或打開防喘振調節閥將部分壓力放空。也可加裝旁通管，采用旁通回流的方法，使排出壓力保持在設定的壓力下，使其流量維持在所限定的最低流量之內。
l 變頻器調速：壓縮機在開始運行時，負荷最大，傳感器把所測量的數據傳至PLC（可編程控制器），PLC經過運算輸出運行頻率到變頻器，控制變頻器，隨著壓縮機的運行，PLC根據壓差與流量的降低發出信號，控制變頻器降低電源頻率，從而降低了運行中壓縮機的轉速，避免了壓縮機的喘振，并減少了不必要的能量損失。
l 合理控制防喘振安全裕度：根據離心壓縮機性能曲線，在喘振線右側采用了一條防喘振線作為防喘振調節器的給定值曲線，它與喘振線之間的這的區域是壓縮機的安全邊界，稱為安全裕度。它是在一定工作轉速下，正常流量與該轉速下喘振流量之比值。當壓縮機工作點到達防喘振線時，防喘振調節閥打開，以使工作點右移進入安全區，從而避免喘振的發生。
