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级间排气温度高可能会导致喘振现象。 离心压缩机最小流量时的工况为喘振工况。如图1所示,线1为带驼峰形的离心压缩机P-G特性曲线,A3点为峰值点,当离心式气压机的流量减少到使气压机工作于特性曲线A3点时,如果因某种原因压缩机的流量进一步下降,就会使气压机的出口压力下降,但是管路与系统的容积较大,而且气体有可压缩性,故管网中的压力不能立即下降,仍大于压缩机的排压,就会出现气体倒流入机器内。气压机由于补充了流量,又使出口压力升高,直到出口压力高于管网压力后,就又排出气体到系统中。这样气压机工作在A3点左侧时造成气体在机内反复流动振荡,造成流量和出口压力强烈波动,即所谓的喘振现象。当压缩机发生喘振时,排出压力大幅度脉动,气体忽进忽出,出现周期性的吼声以及机器的强烈振动。如不及时采取措施加以解决,压缩机的轴承及密封必将首先遭到破坏,严重时甚至发生转子与固定元件相互碰擦,造成恶性事故。A3点所对应的工况就是压缩机的最小流量工况。 出现喘振的原因是压缩机的流量过小,小于压缩机的最小流量,管网的压力高于压缩机所提供的排压,造成气体倒流,产生大幅度的气流脉动。防喘振的原理就是针对着引起喘振的原因,在喘振将要发生时,立即设法把压缩机的流量加大。
喘振实例分析 当压缩机的性能曲线与管网性能曲线两者或两者之一发生变化时,交点就要变动,也就是说压缩机的工况将有变化,从而出现变工况操作。 离心压缩机的特性曲线(ε-Q)与压缩机的转速、介质的性质及进气状态有关。性能曲线的变化如图2所示。
离心压缩机的变工况有时并不是在人们有意识的直接控制下(例如调节阀门等)发生的,而是间接地接受到生产系统乃至驱动机的意外干扰而发生。化工厂离心式压缩机经常发生意料之外的喘振。举例如下。 a、某压缩机原来进气温度为20℃,工作点在A点(见图3a),因生产中冷却器出了故障,使来气温度剧增到60℃,这时压缩机突然出现了喘振。究其原因,就是因为进气温度升高,使压缩机的性能曲线下移,由线1下降为1’,而管网性能曲线未变,压缩机的工作点变到A’点,此点如果落在喘振限上,就会出现喘振。 b、某压缩机原在图3b所示的A点正常运行,后来由于某种原因,进气管被异物堵塞而出现了喘振。分析其原因就是因为进气管被堵,压缩机进气压力从Pj下降为Pj’使机器性能曲线下降到1’线,管网性能曲线无变化,于是工作点变到A’,落入喘振限所致。 c、某压缩机原在转速为n1下正常运行,工况点为A点(见图3C)。后来因为生产中高压蒸汽供应不足,作为驱动机的蒸汽轮机的转速下降到n2,这时压缩机的工作点A’落到喘振区,因此产生喘振。 此外,还有因为气体分子量改变而导致喘振的事例。 以上几种情况都是因压缩机性能曲线下移而导致喘振的,管网性能并未改变。有时候则是因为管网性能曲线发生变化(例如曲线上移或变陡)而造成喘振。
某压缩机原在A’点工作(见图4),后来因为生产系统出现不稳定,管网中压力大幅度上升,管网性能曲线由2上移到线2’(此时压缩机的性能曲线未变),于是压缩机出现了喘振。还有一种类似情况就是当把排气管阀门关得太小时,管网性能曲线变陡,一旦使压缩机的工作点落入喘振区,喘振就突然发生。 当某种原因使压缩机和管网的性能都发生变化时,只要最终结果是两曲线的交点落在喘振区内,就会突然出现喘振。譬如说在离心压缩机开车过程(升速和升压)和停车过程(降速和降压)中,两种性能曲线都在逐渐变化,改变转速就是改变压缩机性能曲线,使系统中升压或降压就是改变管网性能曲线。在操作中必须随时注意使两者协调变化,才能保证压缩机总在稳定工况区内工作
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