离心压缩机的“喘振”与预防
离心压缩机的“喘振”与预防
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一
喘振定义
流体机械及其管道中介质的周期性振荡，是介质受到周期性吸入和排出的激励作用而发生的机械振动。例如，泵或压缩机运转中可能出现的喘振过程是：流量减小到最小值时出口压力会突然下降，管道内压力反而高于出口压力，于是被输送介质倒流回机内，直到出口压力升高重新向管道输送介质为止；当管道中的压力恢复到原来的压力时,流量再次减少,管道中介质又产生倒流，如此周而复始。喘振的产生与流体机械和管道的特性有关，管道系统的容量越大，则喘振越强，频率越低。一旦喘振引起管道、机器及其基础共振时，还会造成严重后果。为防止喘振，必须使流体机械在喘振区之外运转。在压缩机中，通常采用最小流量式、流量-转速控制式或流量-压力差控制式防喘振调节系统。当多台机器串联或并联工作时，应有各自的防喘振调节装置。
二
风机喘振的现象
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风机抽出的风量时大时小，产生的风压时高时低，系统内气体的压力和流量也发生很大的波动。
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风机的电动机电流波动很大，最大波动值有50A左右。
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风机机体产生强烈的振动，风机房地面、墙壁以及房内空气都有明显的抖动。
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风机发出“呼噜、呼噜”的声音，使噪声剧增。
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风量、风压、电流、振动、噪声均发生周期性的明显变化，持续一个周期时间在8s左右。
三
喘振原因
根据对轴流式通风机做的大量性能试验来看，轴流式通风机的 p－Q 性能曲线是一组带有驼峰形状的曲线（这是风机的固有特性，只是轴流式通风机相对比较敏感），如左图所示。当工况点处于 B 点（临界点） 左侧 B、C 之间工作时，将会发生喘振，将这个区域划为非稳定区域。发生喘振，说明其工况已落到 B、C 之间。
离心压缩机发生喘振，根本原因就是进气量减少并达到压缩机允许的最小值。理论和实践证明：能够使离心压缩机工况点落入喘振区的各种因素，都是发生喘振的原因。
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进气温度升高，空气密度减少，夏季比冬季易发生喘振。
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进气压力下降，如入口过滤器堵塞或吸气负压值高。
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出口系统管网压力提高，即排气不畅造成出口堵塞喘振。
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离心压缩机出口工作压力值设定在喘振区边缘。
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离心机转速降低时易发生喘振。
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四
喘振的危害
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喘振时由于气流强烈的脉动和周期性震荡，会使供气参数（压力、流量等）大幅度地波动，破坏了工艺系统的稳定性。
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会使叶片强烈振动，叶轮应力大大增加，噪音加剧。
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引起动静部件的摩擦与碰撞，使压缩机的轴产生弯曲变形，严重时产生轴向窜动，碰坏叶轮。
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加剧轴承、轴颈的磨损，破坏润滑油膜的稳定性，使轴承合金产生疲劳裂纹，甚至烧毁。
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损坏压缩机的级间密封及轴封，使压缩机效率降低，甚至造成爆炸、火灾等事故。
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影响与压缩机相连的其他设备的正常运转，干扰操作人员的正常工作，使一些测量仪表仪器准确性降低，甚至失灵。
一般机组的排气量、压力比、排气压力和气体的密度越大，发生的喘振越严重，危害越大。
2. 轴流风机发生喘振时的危害
五
影响压缩机喘振的因素
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压缩机的参数结构：入口导叶开度、叶轮结构、扩压机的结构
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压缩机的进气状态：进气温度、压力、气体组成。
六
防止喘振的具体措施
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使泵或风机的流量恒大于 Q K 。如果系统中所需要的流量小于 Q K 时，可装设再循环管或自动排出阀门，使风机的排出流量恒大于 Q K 。
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如果管路性能曲线不经过坐标原点时，改变风机的转速，也可能得到稳定的运行工况。通过风机各种转速下性能曲线中最高压力点的抛物线，将风机的性能曲线分割为两部分，右边为稳定工作区，左边为不稳定工作区，当管路性能曲线经过坐标原点时，改变转速并无效果，因此时各转速下的工作点均是相似工况点。
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对轴流式风机采用可调叶片调节。当系统需要的流量减小时，则减小其安装角，性能曲线下移，临界点向左下方移动，输出流量也相应减小。
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最根本的措施是尽量避免采用具有驼峰形性能曲线的风机，而采用性能曲线平直向下倾斜的风机。
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防止进气压力过低、进气温度高和气体分子量减少等
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防止管网堵塞使管网特性改变。
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要坚持在开、停车过程中，升降速度不可太快，并且先升速后升压和先降压后降速。
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开、关防喘振阀时要平稳缓慢。