压缩机防喘振曲线详解(一)

离心式压缩机的防喘振控制一、离心式压缩机的特性曲线和喘振离心式压缩机的特性曲线通常指：出口绝对压力户2与人口绝对压力p1之比(或称压缩比)和入口体积流量的关系曲线；效率和流量或功率和流量之间的关系曲线。

对于控制系统的设计而言，主要使用压缩比和进口体积流量的特性曲线，见图6—20中实线。

离心式压缩机在运行过程中，有可能会出现这样一种现象，即当负荷降低到一定程度时，气体的排出量会出现强烈振荡，同时机身也会剧烈振动，并发出“哮喘”或吼叫声，这种现象称为离心压缩机“喘振”。

喘振是离心式压缩机的固有特性，而事实上少数离心泵也可能喘振。

离心泵工作中产生不稳定工况需要两个条件：一是泵的玎—Q特性曲线呈驼峰状；第二，管道系统中应有可以自由升降的液位或其他可以储存和释放能量的部件。

因此，对离心泵的情况，遇到具有此功能的管道设备时，则应避免选用具有驼峰型特性的泵。

对离心压缩机，由于它的性能曲线大多呈驼峰型，并且输送的介质是可压缩的气体，因此，只要串联着的管路容积较大，就能起到贮放能量的作用，故发生不稳定跳动的工作情况便更为容易。

在不同速度下连接离心压缩机特性曲线的最高点，所得曲线称喘振极限线，其左侧部分称为喘振区，如图6—20中阴影部分。

喘振情况与管网特性有关。

管网容量越大，喘振的振幅越大，而频率越低；管网容量越小，则相反。

二、引起浪涌的因素如上所述，当离心式压缩机的负荷降低到一定程度时，会造成压缩机的喘振，这是引起喘振的最常见因素。

除此之外，被压缩气体的吸入状态，如分子量、温度、压力等的变化，也是造成压缩机喘振的因素。

吸入压力的变化，将影响压缩机的实际压缩比。

当吸人压力》l降低，所需压缩比增大，压缩机易进入喘振区。

对于吸人气体的分子量变化，压缩机特性曲线的变化如图所示6—21所示。

图中清楚地表明，在同样的吸入气体流量QA下，分子量大，压缩机易进入喘振区。

当吸入气体的温度变化时，它的特性曲线将如图6—22所示。

显然，当温度降低，压缩机易出现喘振。

压气机喘振边界线
压气机是一种常见的工业设备，它的主要功能是将气体压缩在一个压缩室中，提高其压力和温度，以便进行后续的工艺过程。

然而，在压气机的运行过程中，可能会出现一种叫做喘振的现象，这会影响到压气机的性能和稳定性。

喘振是指压气机在特定的运行条件下发生的振荡现象。

这个现象通常在一个特定的压力比下出现，当这个压力比超过一定的数值时，就会引发喘振。

喘振会导致压气机的性能下降，甚至会引起机械故障。

为了避免喘振现象的出现，需要对压气机进行喘振边界线的研究和分析。

喘振边界线是指压气机在特定的运行条件下，能够避免喘振的最大压力比。

通过对压气机的运行参数进行详细的分析和模拟，可以确定出喘振边界线，并进行相应的调整和优化，以保证压气机的正常运行和高效性能。

在喘振边界线的研究中，需要考虑多个因素，包括压气机的结构和工作原理、气体流动的特性、运行参数的影响等。

通过对这些因素进行综合分析和优化，可以得到一个更加合理和准确的喘振边界线，从而提高压气机的稳定性和性能。

总之，喘振是压气机运行中常见的振荡现象，通过对喘振边界线的研究和分析，可以有效地避免和解决喘振问题，保证压气机的正常运行和高效性能。

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压缩机防喘振曲线详解压缩机防喘振曲线是指通过改变压缩机的运行参数，使其处于喘振边缘状态，从而达到防止压缩机喘振的目的。

喘振是指在压缩机运行过程中出现的连续的、周期性的振动现象。

压缩机喘振是由于系统动态不稳定引起的。

当压缩机处于喘振状态时，振动频率与系统本身的固有频率相匹配，进一步放大了振动幅值，导致系统性能下降、运行不稳定甚至损坏设备的严重后果。

压缩机防喘振曲线是在实验室条件下通过循环调节不同运行参数，如转速、负载、阻尼等，记录压缩机的振动幅值和频率，最终得到的一条曲线。

根据该曲线可以确定压缩机正常运行的工作范围，从而有效地防止喘振的发生。

在实际工程中，制定压缩机防喘振曲线的方法主要有以下几个步骤：1. 确定振动测量方法：常用的振动测量方法有加速度传感器和位移传感器。

加速度传感器通常用于测量振动的快速变化，而位移传感器适用于测量振动的缓慢变化。

2. 调节运行参数：通过改变转速、负载、阻尼等运行参数，循环调节直到达到喘振边缘状态。

在边缘状态下，压缩机的振动幅值和频率会达到最大值。

3. 记录振动数据：根据设定好的实验方案，记录压缩机在不同运行参数下的振动幅值和频率。

4. 绘制防喘振曲线：将振动数据整理统计，绘制出压缩机防喘振曲线。

通常将横轴作为运行参数，如转速，纵轴作为振动幅值或频率。

5. 制定工作范围：根据防喘振曲线，确定压缩机的正常工作范围。

在该范围内，压缩机可以稳定运行，不会发生喘振现象。

在压缩机防喘振曲线的制定过程中，需要注意以下几个问题：1. 实验方法的准确性和可靠性：振动测量方法需要选用准确且可靠的传感器，确保振动数据的可信度。

2. 实验条件的稳定性：实验室的环境条件需要稳定，以避免环境因素对实验结果的影响。

3. 参数选择的合理性：需要选择适当的运行参数范围，以包含实际工作条件下的变化。

4. 数据处理和分析的方法：需要合理的数据处理和分析方法，以得到可靠的防喘振曲线。

压缩机防喘振曲线的制定对于保障压缩机的运行稳定性和设备的安全性至关重要。

据我公司与陕鼓技术协议，压缩机流量调节方式为回流调节+变频调速，收集相关资料整理如下：回流调节+变频调速在离心压缩机喘振控制中的应用1 喘振1.1 喘振现象当压缩机在运转过程中，流量减小到一定程度时，就会在压缩机流道中出现严重的旋转脱离，流动严重恶化，使压缩机出口压力突然严重下降。

由于压缩机总是和管网系统联合工作的，这时管网中的压力并不马上减低，这时管网中的气体压力就反大于压缩机出口处的压力，因而管网中的气体就倒流向压缩机，一直到管网中的压力下降至低于压缩机出口压力为止，这时倒流停止，压缩机又开始向管网供气，压缩机的流量又增大，压缩机又恢复正常工作。

但是当管网中的压力也恢复到原来的压力时，压缩机的流量又减小，系统中气体又产生倒流，如此周而复始，就在整个系统中产生了周期性的气流振荡现象，这种现象称为“喘振”。

上图中n为压缩机的转速，在每种转速下都有一个p2/p1值最高的点（驼峰点），将不同转速下的各个驼峰点连接起来就可以得到一条所谓的喘振边界线（上图中实线所示）。

边界线左侧部分为不稳定的喘振区，边界右侧部分则是安全运行区。

在喘振区，压缩比p2/p1随着Q的增大而增大，即出口压力p2增大，到大于管道阻力时，就会使压缩机排出量增大，并恢复到稳定的值QA。

假如流量继续下降到小于驼峰值QB，这时压缩比不仅不会增大，反而下降，即p2下降，就会出现恶性循环：压缩机排出量会继续减小，而出口压力p2会继续下降，当p2下降到低于管网压力时，瞬间将会出现气体的倒流；随着倒流的产生，管网压力下降，当管网压力下降到与压缩机出口压力相等时倒流停止；然而压缩机仍在运转，于是压缩机又将倒流回来的气体重新压回去；此后又引起p2/p1下降，被压出的气体又倒流回来。

这种现象将重复产生，这就是所谓的喘振。

1.2 产生喘振的先决条件从喘振现象可知，影响喘振的因素有：(1) 流量；(2) 转速；(3) 管网特性。

(1)流量是导致喘振的先决条件，因为当压缩机越过最小流量值时，就会在流道中产生严重的旋转脱流和脱流区急剧扩大的情况，进而发展到喘振状态。

离心压缩机防喘振曲线计算作者：代爽等来源：《科学家》2015年第09期摘要离心式压缩机是工业生产中的关键设备，目前已在各个领域广泛应用。

但是，离心式压缩机的稳定运行工况较窄，容易发生喘振现象，喘振现象对于离心式压缩机的安全稳定运行具有较大危害，因此，绘制出喘振曲线进行防喘振控制尤为重要。

关键词离心式压缩机；防喘振曲线；喘振控制中图分类号 TB6 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2015）09-0037-02为防止离心压缩机发生喘振，保证离心式压缩机安全平稳的运行，对其进行防喘振的控制成为必要，而防喘振控制的基础即为喘振曲线的计算[1]。

1 离心式压缩机喘振特性曲线概述喘振曲线的绘制是以压比为纵坐标，以流量为横坐标，在不同转速下进行绘制，得到一系列曲线，这些曲线的临界运行点即为喘振线。

获得离心压缩机喘振线的方法有两种，一种是直接通过实验方法测得。

第二种是通过离心压缩机的特性曲线，改变转速，计算在各个转速下的压比与流量值，再进行多项式的拟合，得到最终的喘振曲线。

本文采用第二种方法。

2 离心式压缩机性能曲线的确定方法离心式压缩机性能曲线的确定方法一般有以下三种。

第一种，通过压缩机的现场调试，改变转速，实际测得在各个转速下的压缩机的相应参数，将这些特性参数进行拟合，进而得到压缩机的性能曲线。

第二种，根据离心压缩机厂家提供的理想性能曲线，结合现场的环境与运行条件，进行换算，得到压缩机的性能曲线。

第三种，通过离心压缩机厂家提供的设计转速下的压缩机性能曲线相关参数。

通过改变转速，运用相似原理，分别计算在相应点下的压比、流量等参数值，将这些参数进行多项式的拟合即可得到在不同转速下压缩机的性能曲线。

以一台10×104Nm3/d的压缩机性能曲线相关参数为例，压缩机在设计转速上的5个不同点a、b、c、d、e的设计参数如下表1所示。

如果转速改变，则得到的新的对应点数值就能组成一条新的转速下的性能曲线。

4.2 离心压缩机防喘振控制4.2.1 离心压缩机的喘振1．离心压缩机喘振现象及原因离心式压缩机在运行过程中，可能会出现这样一种现象，即当负荷低于某一定值时，气体的正常输送遭到破坏，气体的排出量时多时少，忽进忽出，发生强烈震荡，并发出如同哮喘病人“喘气”的噪声。

此时可看到气体出口压力表、流量表的指示大幅波动。

随之，机身也会剧烈震动，并带动出口管道、厂房震动，压缩机会发出周期性间断的吼响声。

如不及时 采取措施，将使压缩机遭到严重破坏。

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，这种现象就是离心式压缩机的喘振，或称飞动。

下面以图 4.2-1 所示为离心压缩机的特性曲线来说明喘振现象的原因。

离心压缩机的特性曲线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P Q ，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P Q Q < ，工作点从C 点突跳到D 点，压缩机出口压力C P 从突然下降到D P ，而出口管网压力仍为C P ，因此气体回流，表现为流量为零 同时管网压力 图4.2-1 离心压缩机的特性曲线 也下降到D P ，一旦管网压力与压缩机出口压力相等，压缩机由输送气体到管网，流量达到A Q 。

因流量A Q 大于B 点的流量，因此压力憋高到B P ，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 A D C 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，称为离心压缩机的防喘振现象。

2．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机介质的特性、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：θ2121Q b a p p += （4.2-1）式中，下标1表示入口参数；p 、Q 、θ分别表示压力、流量和温度；b a 、是压由压缩机厂商提供。