什么叫空压机喘振 及其原因
制氧空压机喘振原因分析与解决对策李俊峰翟亚男
制氧空压机喘振原因分析与解决对策李俊峰翟亚男发布时间：2021-08-04T06:51:40.155Z 来源：《基层建设》2021年第14期作者：李俊峰翟亚男[导读] 制氧空压机是压缩空气储能系统的核心部件，其稳定运行是储能系统安全运行的前提。
喘振是影响制氧空压机正常工作的最大不利因素，是出现在压气机与管网组成系统中的一种周期性气流振荡现象山西建邦集团铸造有限公司 043000摘要：制氧空压机是压缩空气储能系统的核心部件，其稳定运行是储能系统安全运行的前提。
喘振是影响制氧空压机正常工作的最大不利因素，是出现在压气机与管网组成系统中的一种周期性气流振荡现象。
喘振是压缩机组在小流量运行时工况变化后发生的不稳定流动状态，它们代表了通过压缩机的有序流动的崩溃。
喘振可能导致强烈的机械振动和热端超温，进而导致轴承、密封、叶轮等部件损坏，危害生产甚至造成严重事故，防喘振也成为压缩机设计加工和运维的重要组成部分。
关键词：制氧空压机；喘振原因；解决对策1制氧空压机喘振原因分析某企业三制氧岗位人员发现空压机防喘振阀瞬时全开又关闭，经仪表、自控人员检查，空压机出口压力波动大，接近喘振线，防喘振阀动作。
为稳定出口压力，操作人员将一级导叶切换至“手动”状态，此时机组压力高于设定值，连续发生三次喘振现象，导致空压机联锁停机。
通过分析，造成制氧空压机喘振原因主要为：1.1仪表监测系统问题影响分析研究1.1.1智能阀门定位器故障分析智能阀门定位器故障可能造成空压机一级导叶阀位波动，原因为当一级导叶开度在45%附近时，定位器在该位置可能存在压电开关故障，调节阀实际阀位发生突变，与故障现象相符。
因此，机组第一次停机后，在机组热态与冷态情况下主要做了以下模拟。
模拟一，机组初停，热态情况下使用计算机给定阀位信号，信号给定值从100%至50%，反馈信号从100%变化至48.2%，然后升至52.1%，最后至50%。
立即更换新定位器后，对定位器进行重新整定，现象相同。
浅析空压机的喘振现象及其防控措施
浅析空压机的喘振现象及其防控措施作者：高天絮来源：《商情》2017年第16期【摘要】离心式空压机作为工业生产中得到广泛应用的空压机类型之一，在钢铁、冶金等诸多工业生产领域中发挥着重要的作用。
喘振现象作为离心式空压机的特有现象，不仅对空压机设备有着严重损害，并且对生产环境也造成了严重的安全隐患。
本文主要针对空压机的喘振现象进行了简要的分析，并对其防控措施进行了简要的阐述。
【关键词】空压机喘振防控1引言随着离心式空压机在钢铁、冶金、纺织等工业生产中得到越来越广泛的应用，在工业生产中发挥着越来越重要的作用。
由于离心式空压机的独有特性，喘振现象已经成为制约其发展的重要因素，不仅会对空压机自身造成较大的损害，还成为生产过程中重要的安全隐患，严重影响着生产环境及工作人员的安全。
本文就主要针对空压机喘振现象及其成因进行了深入分析研究，并对其防控措施进行了简要的阐述。
2空压机喘振现象的原因及危害2.1空压机喘振现象的原因喘振现象是离心式空压机的一种特有现象。
离心式空压机主要通过加速流体进行压缩，在电机转速以及导叶开度等其他条件相同时，空压机排气流量与排气压力的曲线保持稳定。
另一方面从管路特性曲线来看，管路压力与管路气体流量成二次正相关，即气体流量越大，管网的压力也就越大。
在空压机正常运行时，空压机工作特性曲线与管路特性曲线的交点即为当前工作参数。
在空压机运行过程中，当负载持续增加时，气体流量持续减小，管路特性曲线越来越陡峭，此时工作点沿管路性能曲线上升至喘振上极限点；而当负载持续减少时，气体脱落导致空压机排气压力甚至高于设备内部压力，此时排出的气体将发生回流，直至空压机排气压力下降至低于空压机内部压力，空压机再次恢复正向气体流动。
当空压机排气流量低至一定程度时，排出的气体将发生往复运动，即倒流至空压机内部又正常排出，此时空压机将产生剧烈的振动现象，成为喘振。
2.2空压机喘振现象的危害喘振现象对空压机设备以及工业生产都有着极为严重的危害：一是空压机排气压力与排气流量剧烈的波动严重破坏了空压机设备的稳定性能；二是空压机的剧烈震动造成了严重的噪声，对生产环节造成了不利的影响；三是在剧烈振动过程中，空压机各零部件承受过高的盈利，加速了零部件的机械磨损，导致轴承等关键部件过疲劳产生裂纹甚至被烧毁；四是剧烈的喘振现象大大增加了空压机的功率消耗，使得空压机内部温度过高导致零部件受热变形严重，严重破坏了空压机的气密性能，容易导致空压机各部分之间压力失常，进一步加剧了喘振现象。
工艺空气压缩机的喘振及预防
工艺空气压缩机的喘振及预防什么是工艺空气压缩机的喘振？在工业生产过程中，空气压缩机是一种常用的设备。
在运行过程中，压缩机可能会出现喘振现象，这是指系统压力在一定流量条件下发生快速周期性的振荡现象。
喘振的形式有多种，常见的有一次振荡、二次振荡和多次振荡等，喘振的发生会导致压缩机的故障、减少设备寿命、能源浪费等问题，影响产品质量和工厂生产效率。
工艺空气压缩机喘振的原因1.过流和过压设备运行过程中，如果进气流量和阻力非常大，输出的风量不能满足生产需求，这时就需要增大排气压力、减小出口截面积，这两个措施都会增加振荡风动力。
出口截面积变小，进一步缩小进口面积，阻力也会更大，容易出现回流，损失也会更大。
2.群体变幻群体变幻的原因是空气压缩机中的气体具有某种定量的弹性模量，当输入侵蚀力发生变化时，气体颗粒和空气充满了一定的空化，会产生一定的变形，会出现气动不稳定的滞后效应，导致喘振产生。
3.流向的变化和节流当压缩机在运行过程中遇到节流或流量变化时，会出现流方向的变化，这种转换会改变压缩机过滤物的动力性质，引起喘振现象。
4.非完全气体压缩机可能在设备或管路中加入了一些液体或固体物质，它们会突然随着气流经过时变化，这个突变会引起气体流的不稳定性，导致喘振。
工艺空气压缩机喘振的预防经过上述对工艺空气压缩机喘振原因的分析，以下是一些有效的预防措施。
1.控制进气及排气流量要预防喘振问题，就需要控制进气流量和排气流量，这样可以减少气体压缩程度，降低气体流动的剧烈程度。
此外，还应根据工艺需要进行有效的处理大量的空气。
2.流量约束在设计或安装空气压缩机时，应该对流量进行约束。
这可以通过增加流量容量，增加气室容积、阀门调节、分流减少气流量、缩小进排气口等措施来实现。
3.安装振动杀器振动杀器一般采用振动减震弹性体，能吸收压力波，而且不影响空气压缩机的输出，并且可以降噪，提高工艺设备的运行效率。
4.增加进气管路及附加装置进气口和出气口的大小比应该尽可能的小，进口管道直径应该比出口大，这样可以起到一定的减小压差，降低流速，减小输出封堵荷载，从而减少喘振概率。
空气压缩机喘振现象
压缩机的出口压力取决于入口压力和系统阻力，与气体组分无关。当气变化。
上面这些分析都是定性的分析。判定压缩机是否进入了喘振线，以及如何动作以逃离喘振区，需要专门的防喘振系统。一般离心压缩机会配置一个防喘振系统，测量压缩机入口流量，入口温度，气体组分，压缩机转速，计算无量纲参数，加以比较确定压缩机是否进入了喘振区。一般通过打开喘振阀，提高转速，来防喘振。防喘振系统是一项很复杂的技术，需要考虑开车，运行和停车多种工矿。国际上有专门的防喘振系统设计厂家，提供控制器，防喘振阀和测量仪表。好的防喘振系统可以最大程度上在喘阵线附近工作。
1）气体分子量)
在压缩机的吸入压力不变，气体温度不变，系统阻力不变的情况下，入口气体分子量减小，气体从低压到高压所需的多变压缩功增加，压缩机的流量降低。当分子量不断减小，压缩机发生喘振。~
2）系统阻力
在气体组分不变，吸入压力不变，气体温度不变的情况下，当系统阻力增大时，气体从低压到高压的压缩比增大，所需的多边压缩功增大，压缩机的流量减小。如果压缩比过大，发生喘振。
拿一台离心泵做比喻，离心泵入口管道堵了，或者介质相对挥发度变大了也就是密度变小了，都会发生抽空现象，离心机发生喘振也是一样的道理，比如离心机入口阀门阀板突然掉下来，或者比如你循环氢压缩机的介质氢气纯度一下子变纯了，都会发生喘振
1.因为进风量不够（如风机进风开度不够、气体温度升高）从而造成叶片局部失压，引起振动。
2.出口阀门故障，不能全开，造成回风，机壳内形成涡流，引起振动。
3.进气导流板损坏，进风涡流，引起振动。
具体是否是喘振，还是要通过仪器进行现场分析振动频率后才能确定
离心压缩机的性能曲线上，随着多边压缩功增大，流量减小。当流量减小到喘振线以下时，压缩机发生喘振。离心压缩机的工作点取决于把气体从低压压缩到高压所需的多边压缩功。影响因素有：
工艺空气压缩机的喘振及预防模版
工艺空气压缩机的喘振及预防模版工艺空气压缩机是工业生产中常用的设备之一，它将空气进行压缩储存，并提供给生产设备使用。
然而，在使用工艺空气压缩机的过程中，一些常见的问题会出现，其中之一就是喘振。
喘振会导致设备的损坏和生产效率的降低，因此，对喘振进行有效的预防非常重要。
喘振是指在空气压缩机工作时，由于压气机或压缩机本身的结构问题，导致压力波动频繁，进而引起设备的振动和噪音。
喘振对设备的损害包括轴承、齿轮、密封件等部件的过早磨损和损坏，同时也会给生产线上的其他设备带来不利影响，甚至可能导致生产过程的中断。
为了有效预防喘振，以下是一些常见的方法和模版可以参考：1. 选用合适的空气压缩机：- 对于不同的工艺需求，选择合适类型和规格的空气压缩机，确保其工作范围和性能能够满足生产需求。
- 选择压缩机时，要考虑其结构稳定性、动平衡性和可靠性等因素，避免选用容易产生喘振的产品。
2. 合理安装和布置空气压缩机：- 安装空气压缩机时，要遵循操作说明书中的要求，确保压力管道和排气管道的正确安装和连接。
- 确保设备的基础牢固，避免因地基不稳造成的振动和共振问题。
- 空气压缩机的布置要合理，避免与其他设备过于靠近，避免共振和互相干扰。
3. 定期维护和保养：- 对于空气压缩机，定期检查和维护是非常重要的。
包括检查和清理压缩机的进、排气通道、滤清器和冷却系统等部件，确保其畅通和高效工作。
- 定期更换磨损的密封件、轴承和齿轮等零部件，预防其被过度磨损引起的喘振问题。
4. 注重运行监测和调整：- 在压气机运行过程中，定期对其进行监测和调整。
通过安装振动传感器、压力传感器等监测设备，及时获取设备运行状态的数据，以便及时发现并处理异常。
- 出现喘振的情况时，及时调整设备运行参数和控制策略，降低喘振的影响。
5. 配置合适的降噪设备：- 在空气压缩机周围配置合适的降噪设备，如吸音棉、隔音罩等，减少噪音对设备和工作环境的干扰。
- 同时，考虑在压缩机的冷却系统中增加隔音材料，减少冷却风扇产生的噪音和振动。
工艺空气压缩机的喘振及预防
工艺空气压缩机的喘振及预防喘振是指空气压缩机在工作过程中出现的振动和噪音，通常伴随着机器的不稳定和运行失败。
喘振会给工艺空气压缩机的正常运行带来很大的影响，因此对喘振的预防和解决是至关重要的任务。
喘振的主要原因可以分为两方面：一是机械结构问题，二是压缩介质和管道问题。
对于机械结构问题，首先要确保机器的设计和制造符合标准和规范。
合理的设计和高精度的制造工艺可以降低机器内部振动的产生和传递。
此外，机器的支撑和固定也非常重要，应确保机器的支座和基础稳固可靠，尽量避免机器的共振和不平衡。
对于压缩介质和管道问题，首先要确保压缩机进气口和出气口通畅，避免过多的湿气和杂质进入机器。
湿气和杂质的存在会影响压缩机的正常运行，增加振动和噪音的产生。
同时，要定期对空气滤清器进行清洗和更换，以保持良好的过滤效果。
此外还需要注意管道的合理布局和固定。
管道布局应尽量简短直接，减少弯曲和支管。
管道的固定要牢固可靠，防止振动的传递。
同时，要避免管道产生过多的阻力，保证压缩空气的顺畅流动。
在实际运行中，还可以通过以下措施进一步预防和解决喘振问题：1. 增加缓冲容器：在压缩机的进气口和出气口设置缓冲容器，可以吸收压缩空气的脉动流动，减少振动和噪音的产生。
2. 安装减振器：在机器的支撑位置安装减振器，可以降低振动的传递。
减振器的选择要根据机器的重量和振动频率来确定。
3. 调整操作参数：通过调整操作参数，如压缩机的转速和气缸排气量等，可以改变机器的运行状态，减少喘振的发生。
4. 加强维护保养：定期对机器进行检查和保养，及时清洗和更换润滑油。
保持机器的良好状态，减少运行故障的发生。
总之，喘振是工艺空气压缩机运行中常见的问题，对机器的正常运行和寿命都有很大的影响。
通过合理的设计和制造、管道的布局和固定等措施，可以有效预防和解决喘振问题，保障机器的正常运行。
同时，定期的维护保养也是非常重要的，可以及时发现和解决机器的问题，避免喘振的发生。
什么叫空压机喘振 及其原因
什么叫“喘振”，透平压缩机发生喘振时有何典型现象?答：喘振是透平式压缩机(也叫叶片式压缩机，参见432题)在流量减少到一定程度时所发生的一种非正常工况下的振动。
离心式压缩机是透平式压缩机的一种形式，喘振对于离心式压缩机有着很严重的危害。
离心式压缩机发生喘振时，典型现象有：1)压缩机的出口压力最初先升高，继而急剧下降，并呈周期性大幅波动；2)压缩机的流量急剧下降，并大幅波动，严重时甚至出现空气倒灌至吸气管道；3)拖动压缩机的电机的电流和功率表指示出现不稳定，大幅波动；4)机器产生强烈的振动，同时发出异常的气流噪声。
410.喘振的内部原因是什么，如何防止?答：机理性研究结果表明，喘振产生的内部原因与叶道内气体的脱离密切相关。
当气体流量减少到一定程度时，压缩机内部气流的流动方向与叶片的安装方向发生严重偏离，使进口气流角与叶片进口安装角产生较大的正冲角，从而造成叶道内叶片凸面气流的严重脱离。
此外，对于离心式压缩机的叶轮而言，由于轴向涡流等的存在和影响，更极易造成叶道里的速度不均匀，上述气流脱离现象进一步加剧。
气流脱离现象严重时，叶道中气体滞流、压力突然下降，引起叶道后面的高压气流倒灌，以弥补流量的不足和缓解气流脱离现象，并可使之暂时恢复正常。
但是，当将倒灌进来的气体压出时，由于级中流量缺少补给，随后再次重复上述现象。
这样，气流脱离和气流倒灌现象周而复始地进行，使压缩机产生一种低频高振幅的压力脉动，机器也强烈振动，并发出强烈的噪声，这就是喘振的内部原因。
411.喘振的外部原因是什么?答：从压缩机性能曲线的角度来看，压缩机在发生喘振时，其工作点肯定进入了喘振区，因此严重的压缩机喘振还与管网有着密切关系。
或者说，一切能够使压缩机与管网联合工作点进入喘振区的外部原因均会造成喘振。
在压缩机的实际运行中，以下因素都会导致喘振发生：1)空分系统的切换故障。
进主换热器或分子筛吸附器的阀门不能及时打开，造成空压机排出压力超高，导致管网特性曲线急剧变陡，压缩机与管网联合工作点迅速移动，进入喘振区导致喘振；2)压缩机流道堵塞。
离心式空压机的喘震问题
∙离心式空压机的喘震问题∙1.喘振喘振是离心式和轴流式压缩机运行中常见故障之一，是旋转失速的进一步发展。
如上图所示，离心式压缩机具有这样的特张，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。
压缩机的性能区县左边收到喘振工况（Qmin）的限制，右边收到堵塞工况（Qmax）的限制，在这二者之间的区域。
稳定工况区域的大小，是衡量压缩机性能的重要指标。
当压缩机在运行过程中，若因外部原因使流量不断减小达到Qmin值时，就会在压缩机流道中出现严重的旋转脱离，若气量进一步减小时，压缩机叶轮的整个流道被气体漩涡区所占据，这时压缩机的出口来压力将突然下降。
但是，压缩机出口所连接的较大容量的管网系统中压力并不马上下降，此时会出现管网中气体向压缩机倒流的现象。
当管网中压力下降道低于压缩机出口排气压力时，气体倒流会停止，压缩机又恢复向管网排气。
然而，因为进气量不足，压缩机在出口管网恢复道原来的压力以后，又会在流道内出现漩涡区。
如此周而复始，机组和管道内流量会发生周期性变化，机器进出口压力会大幅度脉动，由于气体在压缩机进出口处吞吐倒流，会伴随有巨大周期性的气流吼声和剧烈的机器振动，这些波动在仪表操作盘的压力、流量、振动信号显示、记录中可以清楚地反映出来，在操作现场也可以立即觉察得到。
由喘振引起的机器振动频率、振幅与管网容积大小密切相关，管网容积越大，喘振频率越低，振幅越大。
一些机器的排气管容量非常大，此时喘振频率甚至小于1Hz。
2.喘振的故障特征压缩机发生喘振的主要特征如下：（1）压缩机接近或进入喘振工况时，缸体和轴承都会发生强烈的振动，其振幅要比正常运行时大大增加，喘振频率可参考式x＝a·cos（wt－ß）计算，一般都比较低，通常1～30Hz。
（2）压缩机在稳定工况下运行时，其出口压力和进口流量变化不大，所测得的数据在平均值附近波动，幅度很小。
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什么叫“喘振”，透平压缩机发生喘振时有何典型现象?
答：喘振是透平式压缩机(也叫叶片式压缩机，参见432题)在流量减少到一定程度时所发生的一种非正常工况下的振动。
离心式压缩机是透平式压缩机的一种形式，喘振对于离心式压缩机有着很严重的危害。
离心式压缩机发生喘振时，典型现象有：
1)压缩机的出口压力最初先升高，继而急剧下降，并呈周期性大幅波动；
2)压缩机的流量急剧下降，并大幅波动，严重时甚至出现空气倒灌至吸气管道；
3)拖动压缩机的电机的电流和功率表指示出现不稳定，大幅波动；
4)机器产生强烈的振动，同时发出异常的气流噪声。
410.喘振的内部原因是什么，如何防止?
答：机理性研究结果表明，喘振产生的内部原因与叶道内气体的脱离密切相关。
当气体流量减少到一定程度时，压缩机内部气流的流动方向与叶片的安装方向发生严重偏离，使进口气流角与叶片进口安装角产生较大的正冲角，从而造成叶道内叶片凸面气流的严重脱离。
此外，对于离心式压缩机的叶轮而言，由于轴向涡流等的存在和影响，更极易造成叶道里的速度不均匀，上述气流脱离现象进一步加剧。
气流脱离现象严重时，叶道中气体滞流、压力突然下降，引起叶道后面的高压气流倒灌，以弥补流量的不足和缓解气流脱离现象，并可使之暂时恢复正常。
但是，当将倒灌进来的气体压出时，由于级中流量缺少补给，随后再次重复上述现象。
这样，气流脱离和气流倒灌现象周而复始地进行，使压缩机产生一种低频高振幅的压力脉动，机器也强烈振动，并发出强烈的噪声，这就是喘振的内部原因。
411.喘振的外部原因是什么?
答：从压缩机性能曲线的角度来看，压缩机在发生喘振时，其工作点肯定进入了喘振区，因此严重的压缩机喘振还与管网有着密切关系。
或者说，一切能够使压缩机与管网联合工作点进入喘振区的外部原因均会造成喘振。
在压缩机的实际运行中，以下因素都会导致喘振发生：
1)空分系统的切换故障。
进主换热器或分子筛吸附器的阀门不能及时打开，造成空压机排出压力超高，导致管网特性曲线急剧变陡，压缩机与管网联合工作点迅速移动，进入喘振区导致喘振；
2)压缩机流道堵塞。
由于冷却器泄漏或尘埃结垢，级的流道粗糙，并且局部截面变小；
3)压缩机进气阻力大，例如过滤器堵塞或叶轮进口堵塞；
4)电网质量不好，电网周波下降或电压过低，使电机失速，造成压缩机流量降至喘振区；
5)压缩机启动操作升压过程中，操作不协调，升压速度快，进口导叶开度小；
6)电气故障或连锁停机时放空阀或防喘振阀没有及时打开。
412.预防喘振的措施有哪些?
答：为了防止喘振发生，离心式压缩机都设有防喘振的自动放散阀，一旦出口压力过高，压缩机接近喘振区或发生喘振时。
该阀应自动打开。
如没有打开，应及时手动打开。
要经常检查和保养自动放散阀，使之灵活好使。
目前较为广泛采用的防喘振措施有两种：
1)压力控制。
它属于单参数控制。
通常设有压力调节器，压缩机在设定压力下工作。
高于设定压力时，防喘振阀打开，放掉部分压力，使排出压力保持在设定压力下。
同时防喘振阀与电机连锁，电机跳闸停机时防喘振阀自动打开。
比较先进的压力控制是一些压缩机设置的恒压调节，见图96。
它是使压缩机在设定压力下运行，压力调节器控制进口导叶，压力高时关小，压力低时开大。
由于进口导叶关小，流量减少，进入喘振区时防喘振阀会自动打开，增加进口流量或降低出口压力，以解除喘振。
这种防喘振--恒压控制系统对动力站的空压机是很有
效的。
2)双参数控制。
双参数是指压力和流量控制。
从控制方式上看更为先进一些。
由于有了智能手段，所以也比较可靠。
如图97所示，图中曲线Q=ap为保护曲线，日为常数。
当Q/p<a时，开大进口导叶，增加流量。
如果还不能满足要求而进入了喘振区，则打开放空阀，压力下降，流量增大，使离开喘振区。
正常运转时的工作点离开保护线15%左右。