离心式压缩机的喘振原因及预防14
离心式压缩机喘振产生的原因分析及解决方案

离心式压缩机喘振产生的原因及解决方案一一离心式压缩机是工业生产中的重要设备,其具有排气量大、结构简单紧凑等优点,但也存在一些缺点如稳定工况区间较窄、容易发生喘振。
喘振给压缩机带来危害极大,为了保障压缩机稳定运行,必须应用有效的防喘振控制。
本文主要介绍了离心式压缩机喘振产生的原因,详细叙述了压缩机防喘振的意义与方法,以离心式空气压缩机为例,基于霍尼韦尔DCS系统如何实现防喘振控制。
离心式压缩机的工作原理随着我国工业的迅速发展,工业气体的需求日益增长,离心式压缩机因其优秀的性能及较大的排气量而被广泛应用于工业生产中。
在离心式压缩机中,汽轮机(或电动机)带动压缩机主轴叶轮转动,在离心力作用下,气体会被甩到工作轮后面的扩压器中去。
而在工作轮中间形成稀薄地带,前面的气体从工作轮中间的进气部分进入叶轮,由于工作轮不断旋转,气体能连续不断地被甩出去,从而保持了气压机中气体的连续流动。
气体因离心作用增加了压力,以很高的速度离开工作轮,经扩压器后速度逐渐降低,动能转变为静压能,压力增加,同时气体温度相应升高,在单级压缩不能达到压力要求的情况下,需要经过多级压缩,压缩前需要经过气体冷却器冷却,经过这种多级冷却多级压缩后,最终达到气体压缩的目的。
喘振产生的原因喘振是目前离心式压缩机容易发生的通病。
离心式压缩机的操作工况偏离设计工况导致入口流量减小,使得压缩机内部叶轮、扩压器等部件气流方向发生变化,在叶片非工作面上出现气流的旋转脱离,造成叶轮通道中气流无法通过。
该工况下,压缩机出口压力及与压缩机联合工作的管网压力会出现不稳定波动,进而使得压缩机出口气体反复倒流即“喘振”现象。
另外,压缩机的吸入气体温度发生变化时,其特性曲线也将改变,如图1、图2所示,这是压缩机在某一恒定转速情况下,因吸入气体温度变化时的一组特性曲线。
曲线表明随着温度的升高,压缩机易进入喘振区。
图1离心压缩机的性能曲线图2温度对性能曲线的影响喘振现象的发生,由于气体反复倒流,会打破压缩机原有的运动平衡,导致转子的振动增大,在旋转中与定子接触摩擦,通常监控上的表现为压缩机出口的压力反复波动,轴承温度逐渐升高。
离心式空气压缩机的喘振分析及防范措施

离心式空气压缩机的喘振分析及防范措施摘要:离心式空气压缩机喘振故障对压缩机的影响是较大的,剧烈的喘振很可能引起烧瓦,甚至损坏压缩机。
因此认真分析发生喘振的原因,针对不同情况采取不同措施很有必要。
关键词:离心式空气压缩机喘振的原因防范措施离心式空气压缩机广泛应用于工业生产中。
但长时间高负荷工作,很容易出现故障,其中喘振故障对压缩机的影响是较大的,剧烈的喘振很可能引起烧瓦,甚至损坏压缩机。
因此认真分析发生喘振的原因,针对不同情况采取不同措施非常重要。
一、离心式空气压缩机发生喘振的原因1.离心式空气压缩机机内气体流量减少离心式空气压缩机机内气体流量受空压机运行环境的影响是会实时的发生变化的,当气体流量减少时,空压机出口压力就会增大,当最大出口压力超过了额定压力值时,就会出现喘振现象。
2.离心式空气压缩机机内气体分子量不恒定有两种情况:第一种情况是空压机在气体压力一定的状态下运行,这时,气体分子质量发生喘振的概率是反比。
第二种情况是空压机在气体流量一定的状态下运行,这时气体分子质量与发生喘振的概率成正比。
3.离心式空气压缩机入口温度不稳定有两种情况:第一种情况是空压机在恒压状态下运行,气体入口温度与发生喘振的概率成正比。
第二种情况是空压机在恒流量状态下运行,气温与发生喘振的概率成反比。
4.离心式空气压缩机叶轮的转速不稳定离心式空气压缩机叶轮的转速不稳定可能会发生喘振现象,叶轮是空压机的主要构成部件,在实际运行过程中可能是会出现转速不稳定的情况出现,叶轮的转速越高,空压机越容易发生喘振。
5.离心式空气压缩机入口与出口气压差太大离心式空气压缩机入口与出口气压差太大可能会引起空压机发生喘振,入口与出口气压差越大,空压机越容易发生喘振。
6.离心式空气压缩机构件磨损严重或者部件过脏离心式空气压缩机的主要构件,如叶轮、扩压器及内置式冷却器在长期的运行过程中,可能会出现磨损、被腐蚀或者组成部件,如冷却器和水汽分离器、进气口箱式过滤器等变脏,都会导致喘振的发生。
离心式空气压缩机喘振故障分析与控制预防

离心式空气压缩机喘振故障分析与控制预防摘要:在电解铝冶炼生产整个过程中,压缩的空气将是企业除了提供电能来源之外的最大程度的一种动力能源和消耗,氧化铝气体输送、电解槽内打氧壳及下料、烟气二次净化、阳极生产等各关键制造工序,都要离不开这些压缩空气。
关键词:离心式空压机;机喘振原因;喘振预防在离心式空气压缩机组的日常运行、维护和使用过程中,通常会出现以下各种小故障,其中空气压缩机组突然出现这样一个低频、高振动的压力脉冲,声音类似于大的喘振。
这种高压脉冲现象也可以称为“喘振”。
1离心式空压机发生喘振现象概述离心式空气压缩机组由于其自身的工艺特点,具有一系列显著的优点,如压缩和排气效果优于增压效果、排气量稳定性极高、结构相对简单、组装相对容易达到成熟度、检查、维护和维修更方便灵活等。
它可以同时实现系统的正常、安全和高效运行,而不会受到高压气体的侵入和严重的油污染对身体的损害。
它确保了设备在各种特殊工作条件下的最佳运行,高度安全和稳定,以及系统的安全和可靠使用,它具有压缩空气无明显脉动特性等诸多优点,目前这种压缩空气设备的技术也已广泛应用于中国的社会工程中,并已在石油化工、冶金电力系统等工程建设中的大量行业投入生产和使用。
此外,空气分离厂的设备也是中国许多地区主要工厂生产和运营控制部门为各类企业生产和运营所需的两个重要基础设备场地,因此,我们在空分设备的生产和运行过程中需要选择的离心式空压机设备需要能够有效地确保整个机器和设备在任何时候都能安全、稳定和稳定地运行,并取得稳定和可持续的结果,实现确保了设备其能够长时间的安全、稳定、可靠高效率的正常运作并且对有效确保我们整个生产与工厂整体的高可靠生产和效率及发挥均是可以起地到其非常十分重要的作用。
1.1离心式空气压缩机的工作原理离心式空气压缩机通常是一种离心速度较高的压缩机。
其他空气压缩机的工作原理基本上是驱动整个螺杆式压缩机轴和各级旋转叶轮电机,以多级超长距离高速离心高速旋转开始。
离心式压缩机喘振原因及其预防措施分析

离心式压缩机喘振原因及其预防措施分析发布时间:2022-11-08T05:39:57.849Z 来源:《工程管理前沿》2022年第14期作者:赵钧[导读] 喘振是离心式压缩机运行期间常见危害性现象,设计不当、赵钧开封空气液化有限公司河南省开封市顺河回族区 475000摘要:喘振是离心式压缩机运行期间常见危害性现象,设计不当、调试不佳、运行失误等均可引发喘振,阻碍正常生产工作,因此必须重视离心式压缩机的喘振预防工作。
在离心式压缩机设计阶段,应搭建完整的防喘振控制系统,合理设计结合尺寸与逆止阀,并按规定做好试运行与设备调试工作,最后于离心式压缩机运行期间时作为维护保养,以此全方位避免喘振现象的产生。
关键词:离心式压缩机;喘振原因;预防措施1离心式压缩机构造研究离心压缩机结构可细分两部分即静子和转子,其中,静子结构有隔板、机壳、级间密封等;转子包括大量旋转零件,如平衡盘、叶轮、主轴等。
机械具体构造如下:(1)水平轴向部分型。
静子有密封、焊接机壳;转子包含联轴器、推力盘、隔套、轴套、叶轮。
(2)垂直径向部分型。
静子为隔板、内机壳、端盖、机壳;转子与水平轴向构造相同。
(3)整体齿轮增速。
静子有型环、扩压器、蜗壳、齿轮箱体;转子包括叶轮、联轴器、低速齿轮轴、低速齿轮、高速齿轮。
2离心式压缩机喘振现象分析2.1喘振现象分析喘振现象应从以下3个角度入手,全方位了解离心式压缩机喘振现象:①观察离心式压缩机进出口压力数值及入口流量,运用CCS软件得出数值波动幅度轨迹趋势图,分析CCS趋势图特征,若此时存在较大波动或周期性波动,则离心式压缩机可能出现喘振现象;②采用“听”的方式判断喘振,若离心式压缩机进出气管出现“呼哧呼哧”的气流噪声,则证明离心式压缩机运行不稳定,机组存在喘振问题;③根据离心式压缩机实际情况分析其轴系振动图,若发现离心式压缩机内出现轴系急剧振动的情况,且振动相对明显,则说明离心式压缩机存在喘振现象。
离心式压缩机喘振故障分析与防喘振控制措施

离心式压缩机喘振故障分析与防喘振控制措施摘要:喘振是离心式压缩机非常典型的故障类型之一。
离心压缩机在日常运行过程中,如果发生喘振故障,那么就会影响其运行的稳定性,导致其性能缺失,最终致使生产无法正常进行。
文章探讨了离心压缩机喘振控制的重要性,总结了喘振故障的判定方法,分析了压缩机发生喘振的原因,并提出了防喘振控制措施。
关键词:离心式压缩机;喘振;流量;叶轮离心式压缩机在现代工业生产中发挥着重要作用,防喘振控制及逆流保护历贯穿其管理的全过程。
为了防止压缩机出现喘振故障,除了自控角度选择相应的控制策略、控制系统及现场仪表外,还可以从工艺管道设计选型、设备参数选择及运行过程中的操作和维护这几个方面综合考虑,最终才能确保压缩机能安全、平稳运行。
1离心式压缩机喘振故障控制的重要性化石能源输送、化工生产、钢铁冶炼、化肥生产等国家重点项目中都离不开基于离心式压缩机对气体的压缩与输送,可以说离心式压缩机是工业设计、生产、工程改造的重点对象。
离心式压缩机是一种基于回转运动原理的设备,其具有空间占地小、设备密度低、结构单元紧凑、运行稳定、输送压缩气体流量大等特点。
但是离心式压缩机运行时也会面对如喘振、稳定工作区域窄等技术问题,一方面会影响压缩机工作性能造成装置运行波动,另一方面也会造成压缩机故障或者寿命缩减。
例如喘振会导致离心式压缩机轴承润滑液体被破坏,导致轴瓦过电压损坏;离心式压缩机密封设备损坏,造成气体泄漏。
因此,准确的掌握离心式压缩机工作原理,掌握离心式压缩机出现喘振故障的诱导因素,制定采取一系列防止喘振的措施,保障离心式压缩机脱离喘振工作范围,是保证工业生产的关键手段。
2 离心式压缩机喘振故障的判断方法离心式压缩机发生喘振现象时会伴随着明显的机组和管道异常特征:(1)离心式压缩机和管道会发生周期性、高频率振动,这种震动会产生振动噪音,严重时整个离心式压缩机机组会发生激烈的“吼叫”噪音。
(2)机组外壳、轴承、机组配件等发生剧烈振动,振动频率、幅度随机变化,并伴随着剧烈、周期性的气流声。
离心式压缩机喘振分析及消除措施

离心式压缩机喘振分析及消除措施喘振是倒流和供气的循环交替形成,如果发生喘振,将会对机组造成破坏,影响正常运行,有着危害性,要弄清喘振发生的原因,并研究消险喘振现象的措施,以提高离心式压缩机的工作性能,降低喘振带来的危害,是一项重要任务。
标签:离心式压缩机;喘振现象;危害;消除措施前言:离心式压缩机具有很多特点,诸如效率高,排气量大以及气体不受油污污染以及运转平稳等,成为目前应用广泛的速度式压缩机种类之一。
在工业生产上,离心压缩机的安全性能起重要作用。
但离心压缩机容易发生喘振,作为一种有着较大危害的固有现象,喘振对压缩机的使用寿命有很大的损害,应该受到重视。
一、离心式压缩机的喘振现象根據流体力学理论,当离心式压缩机的操作工况与设计工况偏离时,气体的流量就会减少,进而进入叶轮的气流的方向就会发生变化。
当气体的流量减少到低于最小流量值时,天然气流在叶片进口处与叶片发生冲击效应较大,在气流的连续性和叶轮的连续旋转下,这种边界层分离的现象就会扩大,直至整个流道,在叶道中形成气流漩涡,从而形成“旋转脱离”或“旋转失速”。
当发生旋转脱离时,气流在叶道中不能顺利的通过去,造成机体的出口压力大于进口压力,排气管内较高压力的气体便倒流回来。
瞬时,使叶轮又达到了正常压力值,从而又恢复了正常工作,因此就会把倒流回来的气体压出去。
这样的重复现象,使机体发出“哮喘”声,这种现象叫做压缩机的“喘振”。
二、喘振的危害由于在发生喘振现象时气流有强烈的脉动以及其脉动的周期性,会产生有周期性的震荡,这样会使压缩机内部压力、流量等参数极其不稳定,有大幅度的波动,破坏了压缩机工作的稳定性。
在喘振时,叶片会发生强烈的振动,叶轮的应力大大增加,会产生很大的噪声,不利于工人工作的同时,也会产生一定的安全隐患。
喘振现象发生时会引起压缩机内部各种部件的摩擦与碰撞,如果喘振现象发生时间过长,就会使压缩机的轴弯曲变形,更加严重的时候就会发生轴振动过大,把叶轮碰坏的现象。
离心式压缩机喘振的原因分析及处理

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。
离心式压缩机喘振故障原因分析及预防措施

离心式压缩机喘振故障原因分析及预防措施离心式压缩机喘振故障原因分析及预防措施【摘要】本文介绍了离心式压缩机的喘振原理和喘振的形成表现形式,并结合喘振现象对压缩机的喘振故障原因进行了分析,提出了压缩机喘振故障的控制和预防措施。
【关键词】离心式;压缩机;喘振;故障前言喘振是离心式压缩机固有的特性,它是在一定的操作条件下,由被压缩气体的气流扰动引起的一种非正常现象。
在化工生产中为了保证压缩机的稳定运行,我们对离心式压缩机喘振原因进行了分析,并采取了相应的防范措施,最终解决了压缩机组的喘振问题,确保了机组的长周期稳定运行。
一、离心式压缩机的喘振原理喘振是离心式压缩机运行在某一工况下产生的特有现象。
离心式压缩机是一种利用叶轮的高速旋转来提高气体压力的转动设备,气体的升压过程主要在叶轮和扩压器内完成。
当压缩机内气体流量降低至某一值时,压缩机叶轮的叶道就会出现气流旋转脱离现象,旋转脱离的气流在叶道中形成气流漩涡,占据了大部分叶道,这时气流就会受到严重阻塞,致使压缩机出口压力明显下降。
管网具有一定的容积,由于管网中的气体压力不可能很快下降,于是就会出现管网中的气体压力反而大于压缩机出口压力的现象,使管网中的气体倒流,直到管网中的气体压力下降至与压缩机出口压力相同时,气体倒流才停止。
随后在旋转叶轮的作用下气体的压力升高,当气体压力大于管网压力时,气体正向流动并向管网供气。
管网中的气体压力迅速回升,气体流量又下降,系统中的气流再次出现倒流,气体在压缩机组和管网系统中反复出现正流、倒流,使整个系统发生了周期性的低频、大振幅的气流振荡现象,这种现象就称为压缩机的喘振。
喘振造成的后果非常严重,不仅降低压缩机的工作效率,使设备出现异常噪声和强烈振动,而且会损坏压缩机的轴承和密封,甚至发生转子和固定部件的碰撞,导致设备严重受损。
二、离心式压缩机喘振故障原因分析压缩机喘振本质上是因为进入压缩机的流量不足以使压缩机产生足够的压力,以至于外部系统的压力大于压缩机内部的压力,因此,产生喘振故障主要可以通过以下几个方面来分析。
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离心式压缩机的喘振原因及预防]离心式压缩机的喘振原因及预防田立华(中石油前郭石化分公司)摘要离心式压缩机发生喘振时,转子及定子元件经受交变的动应力,级间压力失调引起强烈的振动,使密封及轴承损坏,甚至发生转子与定子元件相碰、压送的气体外泄、引起爆炸等恶性事故。
因此,离心式压缩机严禁在喘振区域内运行。
本文针对喘振的原因和预防措施做了详细论述。
关键词离心式压缩机喘振喘振点性能曲线旋转脱离一、喘振机理喘振的产生包含两方面因素:内在因素是离心式压缩机中的气流在一定条件下出现“旋转脱离”;外界条件是压缩机管网系统的特性。
当外界条件适合内在因素时,便发生喘振。
2.喘振与管网的关系离心压缩机的喘振是其本身的固有特性。
压缩机是否在喘振工况点附近运行,这主要取决于管网的特性曲线P=Pa+AQ2。
图2为离心压缩机和管网联合工作性能曲线。
交点M为稳定工况点,当出气管路中的闸阀关小到一定程度时,管道中的阻力系数A增大,管网特性曲线左移到图2中曲线4的位置时,与压缩机性能曲线2交于N点,压缩机出现喘振工况,N点即为喘振点。
相反闸阀开大时,管道中的阻力系数A减小,管网特性曲线1右移,压缩机流量达到Qmax时,出现滞止工况。
最小流量与滞止流量之间的流量为离心压缩机的稳定工况范围。
3.喘振的产生从图2可以看出:由于管网阻力的增加,管网特性曲线左移,致使压缩机工况点向小流量偏移。
压缩机的流量Qj 减少,气体进入叶轮和叶片扩压器的正冲角i增加,附面层分离区扩大,产生相对于叶轮旋转方向的“旋转脱离”,使叶轮前后压力产生强烈的脉动。
发生旋转脱离时在叶轮的凹面形成涡流区,当流量减小到Qmin时,上述的正冲角i 增加得更大,涡流区扩大到整个叶片流道,气流受到阻塞,压缩机出口压力突然下降,而管网中气体压力并不同时下降,这时,管网中压力P1大于压缩机出口压力P2,因而管网中气体倒流向压缩机,直至管网中压力下降到低于压缩机出口压力时才停止倒流。
这时压缩机又开始向管网压送气体,使管网中的气体压力再次升高至P1时,压缩机的流量Qj减少到Qmin,出口压力突然降到P2,P1>P2后,管网中气体又倒流向压缩机。
如此周而复始地进行,压缩机时而有气流输出,时而有气体由管路倒灌入机器,产生周期性气流脉动,出现喘振。
喘振过程中参数变化的频率和幅度的大小与管网容量有很大的关系。
管网的容量相当于整个系统的基本谐振器。
管网的容量愈大,喘振的频率愈低,振幅愈大;管网的容量愈小,喘振的频率则愈高,振幅愈小。
由此可知,发生喘振的根本原因就是低流量,在操作中造成低流量的因素很多,归纳为以下几个方面:(1)压缩机出口压力升高,系统压力大于出口压力,使气体流量降到喘振流量。
稳定系统压力高,造成压缩机出口憋压,气体倒流入压缩机,造成机内气体低流量。
(2)入口流量低于规定值,反飞动调节阀失灵。
在一定转数和一定气体密度下,能维持一定压力,当开、停机时气体流量少,或者放火炬阀开得过大,最容易引起压缩机入口流量低。
(3)气体密度变化,在一定转数下,离心力下降,引起出口压力及排量下降,通常误认为是抽空现象。
(4)分馏系统操作不稳致使压缩机入口气体带油(例如瓦斯罐液位、界位失灵),液体组分进入机体。
(5)汽轮机的蒸汽压力低或质量差(温度低),机组出现满负荷,转速下降。
(6)调速系统失灵,辅助系统故障,真空效率下降,机组不能额定做功。
二、离心压缩机性能曲线的分析Pc 3 η=φ(Qj)N1 P=Pa+AQ2Pcm 4 MN’2 Pc=f (Qj)PaQmin Qjm Qmax Qj图2离心压缩机和管网联合工作性能曲线1.管网特性曲线2. 压缩机性能曲线3.效率曲线1、P=Pa+AQ2 管网特性曲线的特点(见图2线1)。
A.关小管网中的闸阀开度,阻力系数A增大,曲线向左移动,当移动至4的位置,与压缩机性能曲线2交于N点,压缩机出现“喘振”的不稳定现象。
B.开大闸阀开度,阻力系数A减小,曲线向右移动与压缩机性能曲线2交于N’点,压缩机在N’点稳定工作。
2、Pc(或ε)=f (Qj) 压力-流量曲线的特点(见图2线2)A.Pc(或ε)随Qj的增加而降低。
Qj=Qjm时,冲击、分离损失最小,此时压缩机工作最稳定,效率最高,是设计工况点M。
B.Qj≤Qmin时,当流量达到Qmin时离心压缩机发生喘振现象,压缩机严禁在喘振点N运行。
Qmin为喘振流量,也叫最小流量。
不同转速下的Pc=f (Qj)曲线都有一喘振工况点,各喘振点的连接曲线就是该压缩机喘振边界线,离心压缩机不允许在喘振边界线的左侧工作。
C.Qj≥Qmax时,离心压缩机发生滞止现象。
Qmax为滞止流量,也叫最大流量。
滞止工况就是当压缩机流量达到Qmax 时,叶轮或叶片扩压器最小截面处的气流速度达到音速,此时流量再也不能增加;或者气流速度虽未达到音速,但叶轮对气体做的功全部用来克服流动损失,气体压力并不升高。
D.喘振流量Qmin与滞止流量Qmax之间即为离心压缩机的稳定工况范围。
用比值KQ=Qmax/Qmin表示;或者以比值KQ′=(Qmax-Qmin)/ Qjm表示。
比值KQ 、KQ′越大,压缩机的稳定工况范围越宽。
衡量离心压缩机的性能好坏,不仅要求在设计流量下应有最高的效率,而且要求稳定工况范围要宽。
3、η=φ(Qj)效率-流量曲线的特点(见图2线3)A.Qj=Qjm(设计流量)时,冲击、分离损失最小,故效率η最高。
该工况点为设计工况点。
又称最佳工况点。
B.Qj>Qjm时,随着Qj的增加,冲击、分离损失与摩擦损失增加的很快,使效率下降的很快,故这段η=φ(Qj)曲线较陡。
C.Qj<Qjm时,随着Qj的减少,冲击损失增加,同时相对漏气和轮阻损失增加,使效率下降。
故效率曲线一般为中间(设计工况点附近)高,偏离设计工况点(即Qj>Qjm或Qj<Qjm 效率低,形成如图1中所示的η=φ(Qj)曲线的形状。
所以离心压缩机应在最高效率点(即设计工况点)附近进行工作。
三、典型的喘振事例例:前郭炼油厂一催化装置的MB-CH型气压机是七级串联水平中分离心式气体压缩机。
1.由转速变化引起的喘振正常情况下,压缩机转速的改变是由系统反应的压力信号控制,但在机器发生故障时,压力信号不能使汽轮机转速自由调节。
某年冬季,由于蒸汽量不足,蒸汽管网压力低,汽轮机用蒸汽经常出现0.7—0.8MPa,机组出现满负荷时非常多,转速上不去,有时只达到给定信号的80—90%,常出现喘振。
2.气体分子量减小引起喘振催化装置试验采用掺炼渣油,20天后由于渣油中重金属含量高,引起催化剂中毒,使裂化气体组分发生变化,富气中H2组分高达40%(体积百分比),富气分子量降低到将近35(原设计分子量50)。
分子量降低后,压缩机发生喘振。
3.压缩机出口管线节流引起喘振1990年5-6月份,在压缩机出口管路上入容器前打洗涤水,管内径是150mm,结垢后内径变成30mm,出口管路阻塞,管路性能曲线上移,工作点进入喘振区域,发生喘振。
4.入口节流(进口压力低)导致压缩机喘振。
一次,由于压缩机前油气分离罐破沫网脱落,被吸入压缩机入口管,形成节流,进口压力低,导致喘振。
四、防止喘振的措施防止喘振的基本原理是使流量和压力远离喘振点,即保证流量在稳定工况范围内Qmin<Q<Qmax 。
压缩机入口的进气量低于机器的喘振流量即Qmin,必将导致喘振的发生,故一般在管路中考虑防喘振的措施,常用方法有几种:1.部分气流通过防喘振阀放空这种防喘振措施的作用原理如图3a所示。
当机器排气量降低到接近喘振点时,经常感受着气量变化的文氏管流量传感器1便传出信号给伺服马达2,使之开始动作而将防喘振放空阀3打开,使部分气流经放空阀放空。
因此不论外面需气量是多少,压缩机中流过的气量,总是大于喘振气量而使压缩机能正常工作。
该方法的缺点是,被放空的气体是经过压缩的,浪费了部分压缩功。
2.部分气流经防喘振阀后回吸气管如图3b所示,其防喘振作用原理与上述放空法是一样的,区别是将放空的气体接至吸气管循环使用。
主要用于有毒,或易燃、易爆的气体管路,以及经济价值较高不宜放空的情况。
3.使机器与供气系统脱开见图3c,这种防喘振措施适用于供气系统中有几台机器并联工作,或供气系统的容量很大,因而在一段时间内压缩机停止供气时用户仍能得到所需气量。
当压缩机的排气量小到接近喘振点时,流量传感器1发生讯号而使伺服马达2工作,它将反喘振阀3打开。
这时压缩机排压便下降到接近于放空的压力,而管路端压Pe大于Pc,因此止逆阀4关闭,机器与供气系统脱开。
在此同时,由流量传感器1送出的讯号也使伺服马达5工作,进气节流阀6关小到只允许有少量的气流经过机器自反喘振阀3排出,它使机器中的温度不致升高到不允许的数值。
采用这种措施时,由于机器与供气系统脱开,同时机器的进气还采取节流措施,故这时机器的功耗大为减小。
过一段时间后,因用户不断用气而使供气管路中储气量减小及压力下降,当端压Pe下降到某个规定的最低允许值Pemin时,压力传感器7便起作用。
它发出讯号使伺服马达2及5动作,将反喘振阀3关闭而使进气节流阀6打开。
这时机器的排压便逐步升高,当排压Pc升高到稍大于Pemin时,止逆阀4自动被打开,机器又重新接入供气系统中工作。
为了有效地防止喘振,必须控制放空阀,使其流量维持在不小于整定压力所限制的流量,另外在操作中还要有具体办法:(1)增加反飞动量,开、停工时不放火炬,压缩机入口的气体流量小,这样就要增加反飞动量,开工时还要从稳定系统向分馏系统倒气体补充气体流量,来维持压缩机入口的流量,保证其在规定值内。
(2)加强稳定系统压力的调节,不能超压。
(3)加强对分馏系统油气分离器液位、界位的控制,加强脱水。
(4)加强压缩机出、入口的排凝,决不能让气体带油。
(5)保证汽轮机的蒸汽压力平稳,不低于设计值。
(6)反应压力高时,可打开入口放火炬阀,压缩机出口压力高时,可打开出口放火炬阀,但注意出、入口放火炬阀不能同时打开。
五、小结由于在生产实践中,我们积累了大量有关喘振的数据和条件,掌握了喘振发生的根本原因,摸索出喘振发生的规律,并因地制宜采取了一系列行之有效的预防措施,另外对机组实行了特护管理办法,杜绝了压缩机喘振现象的发生,为机组长周期安全运行提供了可靠的保障,从而大大降低了检维修费用,提高了经济效益。
总之,离心式压缩机组是催化裂化装置的关键设备之一,该设备的良好运行是经济效益和安全生产的保证,因此,在生产过程中一定要加强机组的维护和保养,避免喘振等现象的发生。
实践证明,喘振现象是完全可以避免的。
所谓旋转失速,是因容积流量偏小,在压缩机叶轮中所形成的气流脉动。
在正常工况下,气体在流经由叶片组成的扩压通道时,靠近叶轮壁面处的气体会因粘性而速度降低、压力增高,产生边界层分离,在叶片非工作面靠近出口处形成与主流分离的脱离区。