離心式壓縮機被廣泛應用于空分、石油化工等工業(yè)領域中,喘振現象是離心式壓縮機的常見問題,喘振現象通常發(fā)生在離心式壓縮機的運行過程中,嚴重影響了壓縮機的正常運行。本文鈦靈特將帶大家深入探討離心式壓縮機喘振的形成機理、影響因素以及可能造成的后果。
離心式壓縮機喘振的形成機理
當離心式壓縮機流量減少到某一臨界值時,葉道進口正沖角變得很大,導致葉片非工作面上的氣流邊界層嚴重分離,并沿葉道擴張開來。隨著流量的進一步減小,葉道中的若干脫離團會聯在一起形成大的脫離團,占據大部分葉道,這時氣流受到嚴重阻塞,致使性能曲線中斷與突降。此時,盡管葉輪仍在旋轉并對氣流做功,但已無法提高氣體的壓力,導致壓縮機出口壓力顯著下降。由于管網具有一定的容積,管網中的氣體壓力不可能很快下降,于是會出現管網中的壓力反大于壓縮機的出口壓力,導致管網中的氣體向壓縮機倒流,形成喘振現象。
影響離心式壓縮機喘振的因素
進口壓力下降:如果進口存在誤處理如管閥、堵塞等原因導致進口壓力下降,同樣會造成壓縮機性能曲線下移,增加喘振的可能性。
轉速變化:電機轉速的減小會導致壓縮機性能曲線下移,進而可能引發(fā)喘振。
溫度變化:當介質溫度升高時,壓縮機性能曲線下移,可能導致喘振。例如,從20℃升到60℃,壓縮機性能曲線的下移會增加喘振的風險。
管網特性:離心壓縮機的工作點是壓縮機性能曲線與管網特性曲線的交點,不管哪一方變化都可能導致工作點改變,從而引發(fā)喘振。管網阻力增大或容量變化都會影響喘振的發(fā)生。
離心式壓縮機喘振的后果
喘振對離心式壓縮機及其系統有著嚴重的影響。喘振時,由于氣流強烈的脈動和周期性震蕩,會使供氣參數(壓力、流量等)大幅度地波動,破壞工藝系統的穩(wěn)定性。喘振還會導致葉片強烈振動,葉輪應力大大增加,噪音加劇,可能引起動靜部件的摩擦與碰撞,使壓縮機的軸產生彎曲變形,嚴重時產生軸向竄動,碰壞葉輪。此外,喘振還會加劇軸承、軸頸的磨損,破壞潤滑油膜的穩(wěn)定性,使軸承合金產生疲勞裂紋并燒毀。喘振現象對壓縮機影響很大,主要表現在以下幾個方面:
破壞工藝系統的穩(wěn)定性。
增加葉輪應力,加劇噪音。
引起動靜部件的摩擦與碰撞。
加劇軸承、軸頸的磨損,破壞潤滑油膜穩(wěn)定性。
損壞壓縮機的級間密封及軸封,降 低效率。
影響與壓縮機相連的其他設備的正常運轉,干擾工作人員的正常工作。
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