离心式空气压缩机喘振故障分析与控制预防

离心式压缩机的防喘振控制离心式压缩机是一种常见的工业设备，广泛应用于制冷、空调、石化、化工和能源等领域。

但离心式压缩机在高速旋转过程中，易发生喘振现象，严重影响设备的可靠性和运行效率。

因此，实现离心式压缩机的防喘振控制，成为压缩机研发领域的热门话题。

喘振的概念和机理喘振是指机械系统在一定运行工况下，出现自激振动和自我放大的现象。

具体表现为设备发出高频噪声、振幅剧烈震动、设备受到损坏等。

离心式压缩机的喘振主要由两种类型引起，分别是稳定喘振和非稳定喘振。

稳定喘振是指设备在一定工况下，由于颤振力和阻尼力平衡不稳定而发生振动。

非稳定喘振则是指由于系统参数的变化而导致的振动，如流量、压力、转速等。

喘振的机理比较复杂，通常是由流体特性、机械特性和控制策略等多个因素综合作用形成。

针对离心式压缩机，具体原因如下：•离心式压缩机转子和静子间的流体动力学作用•离心式压缩机转子的惯性力和弹力•离心式压缩机流量的变化导致的系统不稳定防喘振的控制为了防止离心式压缩机的喘振，降低因喘振而引起的振动、噪声、能耗和设备损坏等问题，可以采用以下控制策略：转子动平衡离心式压缩机转子的动平衡是减少振动和噪声的有效措施。

动平衡可以通过加装质量均匀化转子重量分布，减少旋转惯量差异，使转子自身的振动减少。

减弱单元耦合离心式压缩机中存在转子和静子的相互作用，转子运转时的振动会将振动传递到静子中，同时静子的反作用力也会反过来影响转子。

因此，为了减小单元之间的耦合作用，需要采用合适的材料和合理的结构设计。

控制喘振频率喘振频率是指转子和压气机系统之间的谐振频率。

为了控制喘振，可以借助传感器、控制系统和信号处理技术，实时检测喘振频率，调节系统工况，减小喘振频率。

同时还可以采用创建额外的泄放卡止或捆绑物来改变系统频率。

控制驱动力离心式压缩机喘振的发生和发展与外界激励力有关。

为了降低驱动力，需要在系统中加入有阻尼的弹簧，将外部力矩转换为电信号或机械压力信号，并将信号传输到控制系统中，调节工况，实现防喘振。

离心式压缩机喘振故障分析与防喘振控制措施摘要：喘振是离心式压缩机非常典型的故障类型之一。

离心压缩机在日常运行过程中，如果发生喘振故障，那么就会影响其运行的稳定性，导致其性能缺失，最终致使生产无法正常进行。

文章探讨了离心压缩机喘振控制的重要性，总结了喘振故障的判定方法，分析了压缩机发生喘振的原因，并提出了防喘振控制措施。

关键词：离心式压缩机；喘振；流量；叶轮离心式压缩机在现代工业生产中发挥着重要作用，防喘振控制及逆流保护历贯穿其管理的全过程。

为了防止压缩机出现喘振故障，除了自控角度选择相应的控制策略、控制系统及现场仪表外，还可以从工艺管道设计选型、设备参数选择及运行过程中的操作和维护这几个方面综合考虑，最终才能确保压缩机能安全、平稳运行。

1离心式压缩机喘振故障控制的重要性化石能源输送、化工生产、钢铁冶炼、化肥生产等国家重点项目中都离不开基于离心式压缩机对气体的压缩与输送，可以说离心式压缩机是工业设计、生产、工程改造的重点对象。

离心式压缩机是一种基于回转运动原理的设备，其具有空间占地小、设备密度低、结构单元紧凑、运行稳定、输送压缩气体流量大等特点。

但是离心式压缩机运行时也会面对如喘振、稳定工作区域窄等技术问题，一方面会影响压缩机工作性能造成装置运行波动，另一方面也会造成压缩机故障或者寿命缩减。

例如喘振会导致离心式压缩机轴承润滑液体被破坏，导致轴瓦过电压损坏；离心式压缩机密封设备损坏，造成气体泄漏。

因此，准确的掌握离心式压缩机工作原理，掌握离心式压缩机出现喘振故障的诱导因素，制定采取一系列防止喘振的措施，保障离心式压缩机脱离喘振工作范围，是保证工业生产的关键手段。

2 离心式压缩机喘振故障的判断方法离心式压缩机发生喘振现象时会伴随着明显的机组和管道异常特征：（1）离心式压缩机和管道会发生周期性、高频率振动，这种震动会产生振动噪音，严重时整个离心式压缩机机组会发生激烈的“吼叫”噪音。

（2）机组外壳、轴承、机组配件等发生剧烈振动，振动频率、幅度随机变化，并伴随着剧烈、周期性的气流声。

离心式压缩机喘振的原因分析及处理摘要：离心式压缩机喘振现象的发生主要取决于管网的特性曲线和离心式压缩机的特性曲线。

本文对离心式压缩机特点、喘振现象、产生的危害、判断方法、发生原因进行了总结，并提出了相应的预防措施。

关键词：压缩机;喘振;预防措施喘振是离心压缩机特有的一种现象，它是危害压缩机结构的主要原因之一，在工艺流程中应尽力避免压缩机喘振现象的出现。

根据石化企业压缩机机组现场应用反馈，机组发生喘振现象比较普遍，有些机组甚至频繁发生喘振，给企业安稳生产及经济效益造成了一定的影响。

1.喘振原因喘振作为离心式压缩机运行中的一-种特殊现象，易造成气流往复强烈冲击，严重影响压缩机运行部件，是造成运行事故的主要因素。

喘振是离心式压缩机本身固有的特性，导致喘振产生的因素有两方面:内在因素是由于离心式压缩机中的气流在一定的条件下出现了“旋转脱离”这种状况:而外在因素是由于离心式压缩机管网系统的特性。

2.离心机的特点离心式压缩机是具有处理气量大、体积小、结构简单、运转平稳、维修方便等特点，应用范围广。

但由于离心机本身结构所限，仍然存在短板，在压力高、流量小的场合会发生喘振，且不能从设计上予以消除。

3.离心式压缩机喘振的危害、现象及判断3.1喘振的危害喘振是当离心式压缩机的进口流量减少至一定程度时所发生的一种非正常工况下的振动，气体流量、进出口压力出现波动，从而引起压缩机转速及工艺气在系统中产生周期性振荡现象。

喘振的危害:（1）由于气流强烈的脉动和周期性振荡，会使供气参数(压力、流量等)大幅波动，破坏了工艺系统的稳定性;（2）使压缩机叶片发生强烈振动，叶轮应力大幅增加，噪声加剧;（3）引起动静部件的摩擦与碰撞，使压缩机的轴发生弯曲变形，严重时会产生轴向窜动，使轴向推力增大，发生烧毁止推轴瓦甚至扫膛事故;（4）加剧轴承、轴瓦的磨损，破坏润滑油膜的稳定性，使轴瓦合金产生疲劳裂纹，甚至发生烧瓦抱轴等事故;（5）损坏压缩机的机械密封及轴封，使压缩机效率降低，同时由于密封的损坏会造成工艺气泄漏，极易引发火灾、爆炸等事故;（6）影响驱动机的正常运转，干扰操作人员的正常操作，使一些仪表、仪器的测量准确性降低甚至损坏。

离心式压缩机的喘振原因与预防措施分析摘要：离心式压缩机是通过叶轮带动气流，增大气流的速度，把气流中的能量转换成气压，从而提高气体的压强。

其优点是单级流量大，压力比高，气体介质密封效果好。

离心式压缩机具有较强的压力、流量相关性，其稳态工作区间较小，且极易产生喘振现象，为了保证离心式压缩机的安全、稳定工作，需要对喘振现象进行有效的控制。

通过对压缩机特性曲线的测试，可以得到满足特定工况的压缩机抗喘振特性曲线，该防喘振系统控制下的机组应是最安全和经济的。

关键词：预防喘振；离心式压缩机；故障分析1.离心式压缩机喘振原理离心式压缩机是一种利用叶轮高速转动来持续提高气压的转动设备。

气体压力主要是通过扩散阀和推进器来提高的。

当压缩机内的气体速度下降到一定程度时，将引起压缩机内叶轮的转动、分离，并在叶轮内产生大量的气体漩涡。

在这种情况下，由于阻塞严重，会使压缩机出口的压力大大下降。

因为管网的容积很大，所以出现在管网上的气体压力快速降低的可能性很小。

一般情况下，管网内的气压比压缩机出口气压高的多，造成管网内气压回流。

直到压缩机出口的气压和管道内的气压相同，这种回流现象才会发生。

此后，在人工转动叶轮的作用下，气压逐渐上升。

在管网内气压快速升高后，气压又会逐步下降，使系统内再一次发生回流，导致系统内出现大幅的气体喘振及周期的低频现象。

这就是压缩机的喘振现象。

2.离心式压缩机喘振的影响因素2.1内部因素离心式压缩机产生喘振的内在原因有两个：一个是叶轮，另一个是介质。

如果进气体速小于规定的数值，则会使压缩机的风向发生偏移。

如果有非常大的偏离，也可能造成分离。

这时，气体将滞留于叶轮流道内，使压缩机内压下降。

但是，在工程管道中，由于背压的存在，出口的压力不会下降，从而引起气体的回流，从而补充气体的流动，最终达到正常水平。

若持续降低且补给不充分，仍然存在回流现象。

长此以往，设备内的空气将产生喘振，这就是造成离心式压缩机喘振的内部因素。

离心式压缩机喘振原因及其预防措施分析发布时间：2022-11-27T00:49:56.220Z 来源：《中国科技信息》2022年8月15期作者：李志杰[导读] 随着科技的进步，促进工程建设事业也在不断发展。

在工业建设中，离心压缩机的使用具有不可替代性，李志杰新疆中泰化学阜康能源有限公司新疆阜康 831500摘要：随着科技的进步，促进工程建设事业也在不断发展。

在工业建设中，离心压缩机的使用具有不可替代性，属于重要设备。

喘振现象能够损坏离心式压缩机结构，是设备不平稳的运行状态，不仅会降低离心式压缩机综合性能，还会阻碍机组正常工作，缩短离心式压缩机的使用寿命。

为保障工作效率及综合效益，应注意总结产生喘振的原因及预防措施，尽可能降低喘振频率，避免喘振现象。

本文就离心式压缩机喘振原因及其预防措施展开探讨。

关键词：离心式压缩机；喘振；预防引言通常来说离心压缩机主要执行多级压缩，其运行原理是借助自带的叶轮对气体做功，气体输送进叶轮与扩压器流道中，在离心升压、降速扩压作用下，实现机械能向气体内能的转化。

要想有效发挥离心压缩机运作性能，就应重视起设备的高质量制造，为设备良好、稳定运行创设有利的先决条件。

1离心式压缩机工作原理离心式压缩机的做功方式是气体被吸入室吸入，并通过转子对气体进行做功，以增加气体压力、速度和温度，气体进入扩散器以降低速度并进一步增加压力，最后一级的高压气体通过离心室和出口管排出，其中的弯曲回流装置主要作用是引导气体流向下一级继续压缩。

由于压缩过程中气体温度升高，气体在高温下压缩时能耗会急剧增加。

为降低压缩能耗，高压离心压缩机在压缩过程中采用中冷器降温。

也就是说，来自中间级出口的压缩气体不直接进入下一级，而是被引入蜗轮室和出口管外进行冷却，冷却后的低温气体通过吸入室进入下一个压缩级。

离心式压缩机由许多零件组成，根据其功能组成不同，分为转子和机架部分，其中压缩机的旋转部件为转子，非旋转部件和组件为机架。

离心式压缩机的喘振原因及预防]离心式压缩机的喘振原因及预防田立华(中石油前郭石化分公司)摘要离心式压缩机发生喘振时，转子及定子元件经受交变的动应力，级间压力失调引起强烈的振动，使密封及轴承损坏，甚至发生转子与定子元件相碰、压送的气体外泄、引起爆炸等恶性事故。

因此，离心式压缩机严禁在喘振区域内运行。

本文针对喘振的原因和预防措施做了详细论述。

关键词离心式压缩机喘振喘振点性能曲线旋转脱离一、喘振机理喘振的产生包含两方面因素：内在因素是离心式压缩机中的气流在一定条件下出现“旋转脱离”；外界条件是压缩机管网系统的特性。

当外界条件适合内在因素时，便发生喘振。

2．喘振与管网的关系离心压缩机的喘振是其本身的固有特性。

压缩机是否在喘振工况点附近运行，这主要取决于管网的特性曲线P=Pa+AQ2。

图2为离心压缩机和管网联合工作性能曲线。

交点M为稳定工况点，当出气管路中的闸阀关小到一定程度时，管道中的阻力系数A增大，管网特性曲线左移到图2中曲线4的位置时，与压缩机性能曲线2交于N点，压缩机出现喘振工况，N点即为喘振点。

相反闸阀开大时，管道中的阻力系数A减小，管网特性曲线1右移，压缩机流量达到Qmax时，出现滞止工况。

最小流量与滞止流量之间的流量为离心压缩机的稳定工况范围。

3．喘振的产生从图2可以看出：由于管网阻力的增加，管网特性曲线左移，致使压缩机工况点向小流量偏移。

压缩机的流量Qj 减少，气体进入叶轮和叶片扩压器的正冲角i增加，附面层分离区扩大，产生相对于叶轮旋转方向的“旋转脱离”，使叶轮前后压力产生强烈的脉动。

发生旋转脱离时在叶轮的凹面形成涡流区，当流量减小到Qmin时，上述的正冲角i 增加得更大，涡流区扩大到整个叶片流道，气流受到阻塞，压缩机出口压力突然下降，而管网中气体压力并不同时下降，这时，管网中压力P1大于压缩机出口压力P2，因而管网中气体倒流向压缩机，直至管网中压力下降到低于压缩机出口压力时才停止倒流。

这时压缩机又开始向管网压送气体，使管网中的气体压力再次升高至P1时，压缩机的流量Qj减少到Qmin，出口压力突然降到P2，P1>P2后，管网中气体又倒流向压缩机。

离⼼式压缩机喘振发⽣的机理、原因及预防措施！⼀、喘振发⽣的机理当离⼼式压缩机的操作⼯况发⽣变动并偏离设计⼯况时，如果⽓体流量减少则进⼊叶轮或扩压器流道的⽓流⽅向就会发⽣变化。

当流量减少到⼀定程度，由于叶轮的连续旋转和⽓流的连续性，使这种边界层分离现象扩⼤到整个流道，⽽且由于⽓流分离沿着叶轮旋转的反⽅向扩展，从⽽使叶道中形成⽓流漩涡，再从叶轮外圆折回到叶轮内圆，此现象称为⽓流旋离，⼜称旋转失速。

发⽣旋转脱离时叶道中的⽓流通不过去，级的压⼒也突然下降，排⽓管内较⾼压⼒的⽓体便倒流回级⾥来。

瞬间，倒流回级中的⽓体就补充了级流量的不⾜，使叶轮⼜恢复了正常⼯作，从⽽从新把倒流回来的⽓体压出去。

这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，在系统中产⽣了周期性的⽓体振荡现象，这种现象称为“喘振”。

⼆、喘振发⽣的原因1、流量图1 不同转速下出⼝压⼒与流量的关系每台离⼼式压缩机在不同转速n下都对应着⼀条出⼝压⼒P与流量Q之间的曲线，如图1所⽰。

随着流量的减少，压缩机的出⼝压⼒逐渐增⼤，当达到该转速下最⼤出⼝压⼒时，机组进⼊喘振区,压缩机出⼝压⼒开始减⼩，流量也随之减⼩，压缩机发⽣喘振。

从曲线上看，流量减⼩是发⽣喘振的根本原因，在实际⽣产中尽量避免压缩机在⼩流量的⼯况下运⾏。

2、⽓体相对分⼦质量图2 不同相对分⼦质量时的性能离⼼压缩机在相同转速、不同相对分⼦质量下恒压进⾏的曲线，从曲线中可以看出，在恒压运⾏条件下，当相对分⼦质量M=20的⽓体发⽣喘振时，相对分⼦质量为M=25和M=28的⽓体运⾏点还远离喘振区。

因此，在恒压运⾏⼯况下，相对分⼦质量越⼩，越容易发⽣喘振。

3、⼊⼝压⼒图3 不同⼊⼝压⼒时的性能压缩机的⼊⼝压⼒P1>P2>P3，在压缩机恒压的运⾏⼯况下，⼊⼝压⼒越低，压缩机越容易发⽣喘振，这也是⼊⼝过滤器压差增⼤时，要及时更换滤⽹的原因。

4、⼊⼝温度图4 不同⼊⼝温度时的性能恒压恒转速下进⾏的离⼼式压缩机在不同⼊⼝⽓体温度时的进⾏曲线，从曲线上可以看出在恒压运⾏⼯况下，⽓体⼊⼝温度越⾼，越容易发⽣喘振。