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离心式空气压缩机喘振的原因都有哪些?

作者: 博莱特空压机 时间:2021.03.17 浏览量:16

本篇文章来源于最近的一个客户案例,无锡某工厂使用的离心式压缩机发生了喘振的现象!喘振是空气压缩机中非常常见的一个问题故障。今天我们就来说说有哪些原因能够导致空气压缩机发生喘振的现象。

先来跟着江苏空压机小编一起了解一下喘振发生的机理:

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”。

离心式空气压缩机喘振发生的原因:

1、流量


不同转速下出口压力与流量的关系

图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、入口温度


不同入口温度时的性能

图如图所示,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。因此,对同一台离心式压缩机来说,夏季比冬季更容易发生喘振。

3、气体相对分子质量


不同相对分子质量的性能

图如图所示,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。

4、转速

透平式驱动的压缩机,往往根据外界不同流量要求而运行在不同转速下,从图2可以知道,在外界用气量一定的情况下,转速越高,越容易发生喘振。

5、入口压力


不同入口压力时的性能

图如图所示,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。

综上所述,出现喘振的根本原因是压缩机的流量过小,小于压缩机的最小流量(或者说由于压缩机的背压高于其最高排压)导致机内出现严重的气体旋转分离。外因则是管网的压力高于压缩机所提供的排压,造成气体倒流,并产生大幅度的气流脉动。

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