离心式压缩机的喘振研究

离心式压缩机喘振危害防喘振控制论文
离心式压缩机喘振的危害及防喘振控制摘要：本文就天然气液化（lng）过程中冷剂压缩机（离心式压缩机）有关防喘振方面的相关内容展开了探讨，主要就喘振机理、影响因素、危害及判断，防喘振控制以及发生喘振时的处理措施进行了分析。

关键词：离心式压缩机喘振
压缩机运行中一个特殊现象就是喘振，防止喘振是压缩机运行中极其重要的问题。

在运行时，喘振的迹象一般是首先流量大幅度下降，压缩机排量显著降低，出口压力波动，压力表的指针来回摆动，机组发生强烈振动并伴有间断低沉的吼声，好像人在咳一般。

判断喘振除了凭人的感觉外，还可以根据仪表和运行参数配合性能曲线查出。

一、喘振的危害及判断
1.喘振的危害
喘振现象对压缩机十分有害，主要表现在以下几个方面：①喘振时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）大幅度地波动，破坏了工艺系统的稳定性。

②会使叶片强烈振动，叶轮应力大大增加，噪声加剧。

③引起动静部件的摩擦与碰撞，使压缩机的轴产生弯曲变形，严重时会产生轴向窜动，碰坏叶轮。

④加剧轴承、轴颈的磨损，破坏润滑油膜的稳定性，使轴承合金产生疲劳裂纹，甚至烧毁。

⑤损坏压缩机的级间密封及轴封，使压缩机效率降低，甚至造成爆炸、火灾等事故。

⑥影响与压缩机相。

MVR离心压缩机喘振的原因有：
1. 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讲扩大到整个流道，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，再从叶轮外园折回到叶轮内圆，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。

以上信息仅供参考，建议咨询专业人士获取更准确的信息。

离心式空压机喘振因素研讨及防范措施摘要：由于离心式空压机结构简单，排气量大，效率高，目前广泛应用于冶金、化工以及空分等行业。

但离心式空压机在运行过程中，对气体的压力、流量以及温度变化较为敏感，容易发生“喘振”现象。

离心空压机喘振具有较大的危害性，是造成空压机损坏的主要原因之一。

因此，研究和预防喘振的发生，弄清和掌握喘振的机理，采取有效控制措施避免喘振的发生是离心空压机控制中的重要任务关键词：离心式；空气压缩机；喘振1引言离心式空气压缩机属于动力式空气压缩机。

其基本工作原理是用高速回转的叶轮提升气体分子动能, 再经过扩压器使气体分子的动能转化为压力能。

它具有排气量大, 效率高, 结构简单, 体积小, 气体不受油污染以及正常工况下运转平稳、压缩气流无脉动等特点。

然而, 离心式空气压缩机对气体的压力、流量、温度变化较敏感, 易发生喘振。

特别在夏季气温高时, 喘振现象尤为频繁。

2喘振的机理喘振是流体机械及其管道中介质的周期性振荡, 是介质受到周期性吸入和排出的激励作用而发生的机械振动。

对于离心机来说, 喘振是压缩机运行中的常见故障之一, 是旋转失速的进一步发展。

当离心式压缩机在负荷降低到一定程度时,被压缩气体将会在叶轮的非工作面形成脱流团, 造成冲击损失急剧增加, 这不仅使流量损失增加, 效率下降, 还会导致气流从管网倒回压缩机, 引起机身强烈振荡, 并发出"哮喘"或"吼叫"声, 这种现象叫做离心式压缩机的"喘振"。

如图1所示, 离心式压缩机具有这样的特性, 对于一个确定的转速, 总对应一个流量值, 压缩机效率达到最高点。

当流量大于或小于此值时, 效率都将下降。

一般常以此流量的工况点为设计工况点。

压缩机的性能曲线左边受到喘振工况(Qmin)的限制, 右边受到堵塞工况的限制, 在这二者之间的区域, 称为压缩机的稳定工况区域。

稳定工况区域的大小, 是衡量压缩机性能的重要指标。

关于离心压缩机喘振问题的探讨摘要：石油化工产业发展中非常关键的一个核心设备就是离心式压缩机，但是离心式压缩机在实际使用过程中非常容易受到外界环境因素的影响，引发喘振，使其无法正常运行。

因此，为避免化工生产受到离心式压缩机喘振问题的影响，就必须要对喘振问题进行分析，并采取合理的措施进行解决。

关键词：离心式压缩机；喘振：成因分析；解决对策我国现代工业的发展推动了化工生产企业的发展，作为化工生产中非常关键的一种设备，离心式压缩机的运行效果非常关键。

在离心式压缩机运行过程中，当离心式压缩机内的流量减少到一定程度之后，压缩机就会发生异常振动，并同时伴随着异常噪声的现象。

这就是喘振，喘振不但会对压缩机本身造成损伤，同时会引发化工生产安全事故。

本文主要分析了离心式压缩机喘振发生的原因，并提出了解决离心式压缩机发生喘振问题的一些建议，希望能够提高离心式压缩机的使用寿命。

一、离心式压缩机的工作原理当前，离心式压缩机主要是由转子和定子组成的.定子在整个压缩机中起支撑作用，定子主要是弯道、扩压器、蜗壳、回流器和机壳组成，弯道的作用是运输气流，将气流运输到回流器中，在转弯的时候，由于弯道的直径略有减少，所以气流的流速会有所增加。

扩压器就是将气体运动的功能转化为压力能。

转子主要由主轴、推力盘、叶轮和平衡盘组成，在整个结构中，主要发挥作用的就是叶轮.叶轮会对压缩机内的气体做功。

离心式压缩机就是通过叶片旋转式的压缩机，叶轮通过快速的旋转，对离心机内的气体做功，通过叶轮和扩压器的流道，通过离心升压作用，最后通过扩压器扩压，最终将机械能转化为压力能。

二、离心式压缩机喘振的成因分析2.1 进气流量小压缩机在工作过程中，叶轮对压缩机内的气体做功，气体在工作叶轮中流动，由于流入的气体越来越多，所以叶轮内的压力会变大，随着压力的升高，气流的速度也会加快，气体的温度也會随之慢慢升高，从而实现将机械能转化为压力能。

如果在这个工作过程中，流入的气体流量太小或者温度太高，空气的密度就会变小，叶片就不能压缩气体，这时候容易导致气体回流，压缩机内的气流量就会进一步减少，最终造成压缩机内空气匮乏，而叶轮依然会对压缩机做功，最终就导致了喘振。

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。

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。

当转速一定时，曲线上点有最大压缩比，对应流量设n c 为，该点称为喘振点。

如果工作点为点，要P Q B 求压缩机流量继续下降，则压缩机吸入流量，工作点从点突跳到点，压缩机出P Q Q <C D 口压力从突然下降到，而出口管网压力仍为C PD 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C P 也下降到，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D P 。

因流量大于点的流量，因此压力憋高到，而流量的继续下降，又使压缩机A Q A Q B B P 重复上述过程，出现工作点从的反复循环，由于这种循环过程极B A D C B →→→→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：（4.2-θ2121Q b a p p +=1）式中，下标1表示入口参数；、、分别表示压力、流p Q θ量和温度；是压缩机系数，由压缩机厂商提供。

离心式压缩机喘振分析及消除措施摘要：在现代电气、能源、矿产、化工等行业中，离心式压缩机是诸多设备系统不可或缺的一部分。

而喘振是离心式压缩机比较常见的问题，不仅会产生噪音，还会影响系统的正常运行，导致系统能耗过高等问题。

文章阐述了离心式压缩机喘振现象的基本特征和诱发因素，分析了喘振现象的危害。

从实际应用角度出发，对离心式压缩机喘振问题的消除方法进行探究，希望能为相关技术人员提供参考。

关键词：离心式压缩机；喘振；消除措施引言：离心式压缩机是现代工业生产活动中比较重要的设备，是一种典型的速度式压缩设备。

在各个领域实际应用中，该设备展现出操作简单、效率高、占用空间小等优势。

但是，离心式压缩机也存在一定的缺点，主要表现为其对运行环境要求高，容易受到流量、气压等因素的影响。

而喘振也是离心式压缩机比较常见的问题，容易对设备系统以及操作人员造成不利影响。

所以，有必要对离心式压缩机的喘振原理及消除策略进行研究，进而提升设备运行稳定性。

一、离心式压缩机喘振产生的危害离心式压缩机发生喘振现象时，内部气流会产生强烈脉动，并且这种脉动线现象会有比较明显的周期性。

周期性的气流脉动会引起设备及周边区域共振，导致压缩机内部压力出现大幅度的波动，对设备运行的稳定性造成不良影响。

同时，喘振会引起压缩机叶片振动，导致叶片本身以及连接位置出现机械劳损。

在喘振期间，压缩机内部各元件及紧固件长期受到不稳定应力的影响，进而出现元件磨损、变形，严重时可能引起叶轮损坏的问题。

在离心式压缩机轴承部位，喘振问题会导致轴承负担加重，出现磨损，导致润滑油膜出现不稳定的现象[1]。

离心式压缩机的正常运行，需要在良好的密封状态下完成，但喘振现象会导致系统的密封性受到影响，尤其是轴封部位的密封效果降低，都会导致系统运行效率、稳定性受到影响。

总体来讲，离心式压缩机喘振现象的出现，会引起各部件共振、劳损，导致系统运行效率降低，能耗提高，同时发出噪音，不利于生产人员的健康和安全。