压缩机喘振原因及预防措施

相关推荐

压缩机喘振原因及预防措施

0 引言

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。许多事实证明，压缩机大量事故都与喘振有关。喘振所以能造成极大的危害，是因为在喘振时气流产生强烈的往复脉冲，来回冲击压缩机转子及其他部件；气流强烈的无规律的震荡引起机组强烈振动，从而造成各种严重后果。喘振曾经造成转子大轴弯曲；密封损坏，造成严重的漏气，漏油；喘振使轴向推力增大，烧坏止推轴瓦；破坏对中与安装质量，使振动加剧；强烈的振动可造成仪表失灵；严重持久的喘振可使转子与静止部分相撞，主轴和隔板断裂，甚至整个压缩机报废，这在国内外已经发生过了。喘振在运行中是必须时刻提防的问题。

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，好像人在于咳一般。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。

1 喘振发生的条件

根据喘振原理可知，喘振在下述条件下发生：

1.1 在流量小时，流量降到该转速下的喘振流量时发生

压缩机特性决定，在转速一定的条件下，一定的流量对应于一定的出口压力或升压比，并在一定的转速下存在一个极限流量——喘振流量。当流量低于这个喘振流量时压缩机便不能稳定运行，发生喘振。上述流量，出口压力，转速和喘振流量综合关系构成压缩机的特性线，也叫性能曲线。在一定转速下使流量大于喘振流量就不会发生喘振。

1.2 管网系统内气体的压力，大于一定转速下对应的最高压力是发生喘振如果压缩机与管网系统联合运行，当系统压力大大高出压缩机该转速下运行对应的极限压力时，系统内高压气体便在压缩机出口形成恒高的“背压”，使压缩机出口阻塞，流量减少，甚至管网气体倒流，造成压缩机喘振。

2 在运行中造成喘振的原因

在运行中可能造成喘振的各种原因有：

2.1 系统压力超高

造成这种情况有：压缩机紧急停机，气体为此进行放空或回流；出口管路上的单向逆止阀门动作不灵活关闭不严；或者单向阀距压缩机出口太远，阀前气体容量很大，系统突然减量，压缩机来不及调节，防喘系统未投自动等等。

2.2 吸入流量不足

由于外界原因使吸入量减少到喘振流量以下，而转速，使压缩机进入喘振区引起喘振。如下图1。这种情况的原因有：压缩机入口滤器阻塞，阻力太大，而压缩机转速未能调节造成喘振；滤芯太脏，或冬天结冰都可能发生这种情况；入口气源减少或切断，如压缩机供气不足，压缩机没有补充气源等等。所有这些情况如不及时发现及时调节。压缩机都可能发生喘振。

2.3 机械部件损坏脱落

机械密封，平衡盘密封，O型环等部件安装不全，安装位置不准或者脱落，会形成各级之间，各段之间串气，可能引起喘振；过滤器阻力太大，逆止阀失效或破损也都可以引起喘振。

2.4 操作中，升速升压过快，降速之前未能首先降压

升速、升压要缓慢均匀，降速之前应先采取卸压措施：如放空，回流等；以免转速降低后，气流倒灌。

2.5 工况改变，运行点落入喘振区

工况变化，如改变转速，流量，压力之前，未查看特性曲线，使压缩机运行点落入喘振区。

2.6 正常运行时，防喘振系统未投自动

当外界因素变化时，如蒸汽压力下降或气量波动；汽轮机转速下降而防喘振系统来不及手动调节；或来气中断等；由于未用自动防喘振装置可能造成喘振。 2.7 介质状态变化造成喘振

喘振发生的可能与气体介质状态有很大关系。因为气体的状态影响流量，从而也影响喘振流量，当然影响喘振。如进气温度，进气压力，气体成分即分子量等对喘振都有影响。当转速不变，出口压力不变时，气体入口稳度增加容易发生喘振；当转速一定，进气压力越高则喘振流量值也越大；当进气压力一定，转速不变，气体分子量减少很多时，容易发生喘振。

3 防止与消除喘振的方法

3.1 防止与消除喘振的根本措施是设法增加压缩机的入口气体流量

对一般无毒，不危险气体如空气，CO2等可采用放空；对合成气，天然气，氨等气体可采取回循环。采用上述方法后可使流经压缩机的气体流量增加，消除喘振；但压力随之降低，浪费功率，经济性下降。如果系统需要维持等压的话，放空或回流之后应提升转速，使排出压力达到原有水平。

在升压前和降速，停机之前，应当将放空阀或回流阀预先打开，以降低背压，增加流量，防止喘振。

3.2 根据压缩机性能曲线，控制防喘裕度

防喘系统在正常运行时应投入自动。

《压缩机喘振原因及预防措施》全文内容当前网页未完全显示，剩余内容请访问下一页查看。

升速，升压之前一定要事先查好性能曲线，选好下一步的运行工况点，

根据防喘

振安全裕度来控制升压，升速。防喘振安全裕度就是在一定工作转速下，正常工作流量与该转速下喘振流量之比值，一般正常工作流量应比喘振流量大1.05～

1.3倍，即：

裕度太大，虽不易喘振，但压力下降很多，浪费很大，经济性下降。

在实际运行中，最好将防喘阀门的整定值，根据防喘裕度来整定。太大则不太经济，太小又不安全。防喘系统根据安全裕度下整定好以后，在正常运行时防喘阀门应当关闭，并投入自动，这样既安全又经济。有的单位防喘振装置不投自动，而用手动，恐怕发生喘振而不敢关严防喘阀门，正常运行时有大量气体回流或放空，这既不经济又不安全；因为发生喘振时用手动操作是来不及的，结果不能防止喘振。

3.3 在升压和变速时，强调“升压必先升速，降速必先降压”的原则

压缩机升压应当在汽轮机调速器投入工作后进行；升压之前查好性能曲线，确定应该到达的转速，升到该转速后再提升压力；压缩机降速应当在防喘阀门安排妥当后再开始；升速，升压不能过猛过快；降速降压也应当缓慢，均匀。

3.4 防喘阀门开启和关闭必须缓慢，交替

防喘阀门操作不要太猛，避免轴位移过大，轴向推力和振动加剧，油密封系统失调。如压缩机组有两个以上的防喘阀门的话，在开或关时应当交替进行，以使各个缸的压力均匀变化，这对各缸受力，防喘和密封系统协调都有好处。

3.5 采用“等压比”升压法和“安全压比”升压法

为了安全起见，在升压时可以采用“等压比”升压法，这在前面已经介绍，这种方法有助于防止喘振。

“安全压比”升压法对升压时防止喘振是有效的。它的基本原理是根据压缩机各缸的性能曲线，在一定转速下有一个喘振流量值，它与转速曲线的交点便对应一个“喘振压比”（或排出压力）。在此转速下，升压比（或排出压力）达到此数值便发生喘振。因此控制压比也就是控制一定转速下的流量。如果根据防喘裕度，计算出不同转速下的正常流量，也就是安全流量，再查出对应的压比（或排出压力），在升压时根据转速，使压缩机出口压力值不超过安全压比计算出的出口压力，就不会发生喘振了。可以将不同转速下正常流量，排出压力绘成图表和曲线。在升速升压时，根据转速查出安全的出口压力，升压不超过此压力便不会喘振。它们的关系如下图2所示。

图2中QC为该转速下的喘振流量；εc对应的喘振流量的喘振压比（或排出压力）；QN考虑安全裕度后的正常流量即安全流量；εa对应安全流量的安全压比。升压比ε与出口压力的关系为：

例：某厂合成气压缩机的“安全压比”计算数据如下表1。本机共有三个缸，选定五个转速即80％，85％，90％，95％，100％额度转速。

根据这些转速在性能曲线上查出喘振流量和对应的喘振压比，取防喘振裕度为

1.43，正常流量为防喘振流量的1.43倍，这相当安全。再根据正常流量查对应的安全压比，从而算出相应的安全出口压力，再绘出曲线，见下图3。

在升速，升压时各转速下，控制出口压力不超过对应的安全出口压力，压缩机就不会喘振。

注：1.第一段，入口压力0.25MPa。入口温度小于38℃，分子量8.7；

2.第二段，入口压力取第一段压力降0.15MPa入口温度8℃；

3.第三段，循环气入口温度43℃，分子量10.94；

4.表中压力为绝对压力。一般出口降取0.15MPa。

各压缩机都可以根据这个原理算出并绘出安全压比曲线，供升压时使用以防发生喘振。

离心式压缩机的喘振的原因及预防措施2017-03-19 15:33 | #2楼

1、 负荷过低

喘振是离心式压缩机的固有特性。当压缩机吸气口压力或流量突然降低，低过最低允许工况点时，压缩机内的气体由于流量发生变化会出现严重的旋转脱离，形成突变失速（指气体在叶道进口的流动方向和叶片进口角出现很大偏差），这时叶轮不能有效提高气体的压力，导致压缩机出口压力降低。但是系统管网的压力没有瞬间相应的降下来，从而发生气体从系统管网向压缩机倒流，当系统管网压力降至低于压缩机出口压力时，气体又向管网流动。如此反复，使机组与管网发生周期性的轴向低频大振幅的气流振荡现象。

离心冷水机组在低负荷运行时，压缩机导叶开度减小，参与循环的制冷剂流量减少。压缩机排量减小，叶轮达到压头的能力也减小。而冷凝温度由于冷却水温未改变而维持不变，则此时就可能发生旋转失速或喘振。

2、 冷凝压力过高

当机组负荷过高时，冷却水温度不能及时降低，就会造成冷凝温度增高，冷凝压力也就随之增高，当增加至接近于排气压力时，冷凝器内部分制冷剂气体会倒流，此时也会发生喘振。

对于任何一台离心式压缩机，当排量小到某一极度限点或冷凝压力高于某一极度限点时就会发生喘振现象。冷水机组是否在喘振点区域运行，主要取决于机组的运行工况。

喘振运行时离心式制冷机的一种不稳定运行状态，会导致压缩机的性能显著恶化，能效降低；大大加剧整个机组的振动，喘振使压缩机的转子和定子原件经受交变力的动应力；压力失调引起强烈的振动，使密封和轴承损坏，甚至发生转子和定子元件相碰等；叶轮动应力加大。

1、改变压缩机转速

对压缩机加装变频驱动装置，将恒速转动改为变速转动。在低负荷状态运行时，通过同时调节倒流叶片开度和电机转速，调节机组运行状态，可控制离心机组迅速避开喘振点，避免喘振对机组的伤害，确保机组运行安全。同时，变频离心机运行在部分负荷工况时，低转速运行，降低了电机噪音，并能缓解与建筑物产生共振现象。

2、 降低冷凝温度

发生喘振时，一般会认为是吸入口压力过低造成的，但机组在80%以上负荷运转时也会产生喘振，则是由于冷凝压力过高引起的，这时就要想法降低冷却水温度来降低冷凝压力。如果冷却水温度在正常设计范围内（冷凝器出口水温不高于38℃），就是由于冷凝器传热温差过高造成的。。导致传热温差过高的原因，有可能是由于传热热阻的增加，当△t高于2℃时，就要考虑清洗冷凝铜管了。

3、 热气旁通

机组在低负荷状态下运行时发生喘振，压比和负荷是影响喘振的两大要素。当负荷小到某一极限时，或者当压比大到某一极限点时，都会发生喘振。为避免上述现象发生，可用热气旁通来进行喘振防护，从冷凝器至蒸发器连接一根连接管，当运行点到达喘振保护点而未达到喘振点时，通过控制系统打开热气旁通电磁阀，从冷凝器将高温气体排到蒸发器，降低了压比，同时提高了排气量，从而避免了喘振的发生。

【压缩机喘振原因及预防措施】相关文章：