離心式壓縮機的喘振原因及預防

2022-06-01 01:12:05 字數 877 閱讀 6377

所謂旋轉失速,是因容積流量偏小,在壓縮機葉輪中所形成的氣流脈動。在正常工況下,氣體在流經由葉片組成的擴壓通道時,靠近葉輪壁面處的氣體會因粘性而速度降低、壓力增高,產生邊界層分離,在葉片非工作面靠近出口處形成與主流分離的脫離區。在容積流量降低時,氣體在葉輪入口處的絕對速度降低,造成氣體在進入葉輪葉片通道後的相對速度與設計工況不一致,而衝向葉片工作面。

這樣,原來在外工作面上所產生的氣流脫離區因更缺乏主流的推動而擴大。流量進一步減少時,脫離區就會變成形成脫離團而堵塞乙個或若干個葉片通道。脫離團使葉輪入口處欲流入該葉道的氣體受阻,只能改變方向流入相鄰的葉道,流入旋轉方向前方葉道的氣流衝向葉片非工作面,使原有脫離區消失;流向後方葉道的氣流衝向工作面,使非工作面處的氣體流動狀況更差,脫離區擴大成脫離團堵塞葉道,其堵塞後再次造成葉輪入口處的氣流改變方向,沖掉前方葉道的脫離團,又使後方葉道形成堵塞。

脫離團的運動方向始終與葉輪旋轉方向相反,但又隨著葉輪一起轉動,因此從絕對座標系上來看,其旋轉速度低於葉輪轉速,所以稱之為旋轉失速,又稱為旋轉脫離。旋轉失速既可以發生在某一級的某幾個葉輪流道中,也可以同時發生在某幾級的某幾個流道中;既可以發生在旋轉的葉輪中,也可以發生在固定元件、如擴壓器中。顯然,旋轉失速發生時,氣流產生脈動,並引起出口壓力及轉子振動同時發生變化

旋轉失速是喘振的前兆,發生旋轉失速後,如果容積流量仍繼續降低,那麼在葉輪中所形成的脫離團的個數會越來越多,當脫離團充滿整個葉輪流道時,氣體的流動狀況極為惡劣,會造成壓縮機的出口壓力降低,此時管網的氣體倒流入壓縮機中,使流量短時得到滿足,壓力重新公升高,流向管網。管網壓力恢復後,壓縮機的流量又減小,管網中的氣體再次倒流。如此周而復始,壓縮機與管網一起產生了週期性振盪現象,即為喘振。

喘振的特點十分明顯,進出口壓力發生大幅度波動、機組產生強烈的振動、伴有間歇性的氣流吼叫聲,生產企業時有發生,早已為人們所熟知,判斷非常容易。

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