?、倭髁?/p>
圖2
每臺離心式壓縮機(jī)在不同轉(zhuǎn)速n下都對應(yīng)著一條出口壓力P與流量Q之間的曲線,如圖2所示。
隨著流量的減少,壓縮機(jī)的出口壓力逐漸增大,當(dāng)達(dá)到該轉(zhuǎn)速下最大出口壓力時,機(jī)組進(jìn)入喘振區(qū),壓縮機(jī)出口壓力開始減小,流量也隨之減小,壓縮機(jī)發(fā)生喘振。從曲線上看,流量減小是發(fā)生喘振的根本原因,在實際生產(chǎn)中盡量避免壓縮機(jī)在小流量的工況下運行。
?、跉怏w相對分子質(zhì)量
如圖3所示,離心壓縮機(jī)在相同轉(zhuǎn)速、不同相對分子質(zhì)量下恒壓進(jìn)行的曲線,從曲線中可以看出,在恒壓運行條件下,當(dāng)相對分子質(zhì)量M=20的氣體發(fā)生喘振時,相對分子質(zhì)量為M=25和M=28的氣體運行點還遠(yuǎn)離喘振區(qū)。因此,在恒壓運行工況下,相對分子質(zhì)量越小,越容易發(fā)生喘振。
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如圖4所示,壓縮機(jī)的入口壓力P1》P2》P3,在壓縮機(jī)恒壓的運行工況下,入口壓力越低,壓縮機(jī)越容易發(fā)生喘振,這也是入口過濾器壓差增大時,要及時更換濾網(wǎng)的原因。
?、苋肟跍囟?/p>
如圖5所示,恒壓恒轉(zhuǎn)速下進(jìn)行的離心式壓縮機(jī)在不同入口氣體溫度時的進(jìn)行曲線,從曲線上可以看出在恒壓運行工況下,氣體入口溫度越高,越容易發(fā)生喘振。因此,對同一臺離心式壓縮機(jī)來說,夏季比冬季更容易發(fā)生喘振。
?、蒉D(zhuǎn)速
透平式驅(qū)動的壓縮機(jī),往往根據(jù)外界不同流量要求而運行在不同轉(zhuǎn)速下,從圖2可以知道,在外界用氣量一定的情況下,轉(zhuǎn)速越高,越容易發(fā)生喘振。
綜上所述,出現(xiàn)喘振的根本原因是壓縮機(jī)的流量過小,小于壓縮機(jī)的最小流量(或者說由于壓縮機(jī)的背壓高于其最高排壓)導(dǎo)致機(jī)內(nèi)出現(xiàn)嚴(yán)重的氣體旋轉(zhuǎn)分離;外因則是管網(wǎng)的壓力高于壓縮機(jī)所提供的排壓,造成氣體倒流,并產(chǎn)生大幅度的氣流脈動。
離心壓縮機(jī)喘振的判斷方法離心式壓縮機(jī)一旦發(fā)生喘振現(xiàn)象,則機(jī)組和管網(wǎng)的運行狀態(tài)會有以下較為明顯的特征:
?。?)壓縮機(jī)和管網(wǎng)之間發(fā)生周期性的振蕩,并產(chǎn)生時高時低的噪聲,嚴(yán)重時機(jī)組甚至?xí)l(fā)生劇烈的“吼叫”聲。
?。?)機(jī)殼和軸承發(fā)生強(qiáng)烈的振動,且振動不穩(wěn)定,時大時小,并發(fā)出強(qiáng)烈的、周期性的氣流聲;喘振的振動頻率一般較低。
?。?)氣體介質(zhì)的出口壓力和入口流量大幅度的變化,發(fā)生周期性的脈動,嚴(yán)重時還可能產(chǎn)生氣體倒流的現(xiàn)象,這是較危險的工況。
?。?)拖動壓縮機(jī)的電機(jī)的電流表和功率表指針會產(chǎn)生大幅度的波動,并隨著喘振強(qiáng)度的增加而逐漸增大。
因此,在生產(chǎn)過程中,通過對離心式壓縮機(jī)運行的聲音、進(jìn)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(fā)生。
如何防止離心壓縮機(jī)喘振的發(fā)生在生產(chǎn)實踐中可以通過以下的措施來防止喘振的發(fā)生。
壓力調(diào)節(jié)
壓縮機(jī)在高于設(shè)定壓力的條件下工作時,可通過進(jìn)口節(jié)流的方式維持出口壓力,或打開防喘振調(diào)節(jié)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(shè)定的壓力下,使其流量維持在所限定的最低流量之內(nèi)。
變頻器調(diào)速
壓縮機(jī)在開始運行時,負(fù)荷最大,傳感器把所測量的數(shù)據(jù)傳至PLC(可編程控制器),PLC經(jīng)過運算輸出運行頻率到變頻器,控制變頻器,隨著壓縮機(jī)的運行,PLC根據(jù)壓差與流量的降低發(fā)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(jī)的轉(zhuǎn)速,避免了壓縮機(jī)的喘振,并減少了不必要的能量損失。
合理控制防喘振安全裕度
根據(jù)離心壓縮機(jī)性能曲線,在喘振線右側(cè)采用了一條防喘振線作為防喘振調(diào)節(jié)器的給定值曲線,它與喘振線之間的這的區(qū)域是壓縮機(jī)的安全邊界,稱為安全裕度。它是在一定工作轉(zhuǎn)速下,正常流量與該轉(zhuǎn)速下喘振流量之比值。當(dāng)壓縮機(jī)工作點到達(dá)防喘振線時,防喘振調(diào)節(jié)閥打開,以使工作點右移進(jìn)入安全區(qū),從而避免喘振的發(fā)生。
設(shè)置報警儀表
在離心壓縮機(jī)的進(jìn)口安裝流量監(jiān)視儀表,出口安裝壓力監(jiān)視儀表,一旦壓縮機(jī)已接近喘振工況區(qū)時能及時發(fā)出報警,以提前采取措施,防患于未然。