本篇文章來源于最近的一個客戶案例,無錫某工廠使用的離心式壓縮機(jī)發(fā)生了喘振的現(xiàn)象!喘振是空氣壓縮機(jī)中非常常見的一個問題故障。今天我們就來說說有哪些原因能夠?qū)е驴諝鈮嚎s機(jī)發(fā)生喘振的現(xiàn)象。
先來跟著江蘇空壓機(jī)小編一起了解一下喘振發(fā)生的機(jī)理:
當(dāng)離心式壓縮機(jī)的操作工況發(fā)生變動并偏離設(shè)計工況時,如果氣體流量減少則進(jìn)入葉輪或擴(kuò)壓器流道的氣流方向就會發(fā)生變化。
當(dāng)流量減少到一定程度,由于葉輪的連續(xù)旋轉(zhuǎn)和氣流的連續(xù)性,使這種邊界層分離現(xiàn)象擴(kuò)大到整個流道,而且由于氣流分離沿著葉輪旋轉(zhuǎn)的反方向擴(kuò)展,從而使葉道中形成氣流漩渦,再從葉輪外圓折回到葉輪內(nèi)圓,此現(xiàn)象稱為氣流旋離,又稱旋轉(zhuǎn)失速。發(fā)生旋轉(zhuǎn)脫離時葉道中的氣流通不過去,級的壓力也突然下降,排氣管內(nèi)較高壓力的氣體便倒流回級里來。瞬間,倒流回級中的氣體就補(bǔ)充了級流量的不足,使葉輪又恢復(fù)了正常工作,從而從新把倒流回來的氣體壓出去。這樣又使級中流量減少,于是壓力又突然下降,級后的壓力氣體又倒流回級中來,如此周而復(fù)始,在系統(tǒng)中產(chǎn)生了周期性的氣體振蕩現(xiàn)象,這種現(xiàn)象稱為“喘振”。
離心式空氣壓縮機(jī)喘振發(fā)生的原因:
1、流量
不同轉(zhuǎn)速下出口壓力與流量的關(guān)系
圖每臺離心式壓縮機(jī)在不同轉(zhuǎn)速n下都對應(yīng)著一條出口壓力P與流量Q之間的曲線,如圖所示。
隨著流量的減少,壓縮機(jī)的出口壓力逐漸增大,當(dāng)達(dá)到該轉(zhuǎn)速下最大出口壓力時,機(jī)組進(jìn)入喘振區(qū),壓縮機(jī)出口壓力開始減小,流量也隨之減小,壓縮機(jī)發(fā)生喘振。從曲線上看,流量減小是發(fā)生喘振的根本原因,在實(shí)際生產(chǎn)中盡量避免壓縮機(jī)在小流量的工況下運(yùn)行。
2、入口溫度
不同入口溫度時的性能
圖如圖所示,恒壓恒轉(zhuǎn)速下進(jìn)行的離心式壓縮機(jī)在不同入口氣體溫度時的進(jìn)行曲線,從曲線上可以看出在恒壓運(yùn)行工況下,氣體入口溫度越高,越容易發(fā)生喘振。因此,對同一臺離心式壓縮機(jī)來說,夏季比冬季更容易發(fā)生喘振。
3、氣體相對分子質(zhì)量
不同相對分子質(zhì)量的性能
圖如圖所示,離心壓縮機(jī)在相同轉(zhuǎn)速、不同相對分子質(zhì)量下恒壓進(jìn)行的曲線,從曲線中可以看出,在恒壓運(yùn)行條件下,當(dāng)相對分子質(zhì)量M=20的氣體發(fā)生喘振時,相對分子質(zhì)量為M=25和M=28的氣體運(yùn)行點(diǎn)還遠(yuǎn)離喘振區(qū)。因此,在恒壓運(yùn)行工況下,相對分子質(zhì)量越小,越容易發(fā)生喘振。
4、轉(zhuǎn)速
透平式驅(qū)動的壓縮機(jī),往往根據(jù)外界不同流量要求而運(yùn)行在不同轉(zhuǎn)速下,從圖2可以知道,在外界用氣量一定的情況下,轉(zhuǎn)速越高,越容易發(fā)生喘振。
5、入口壓力
不同入口壓力時的性能
圖如圖所示,壓縮機(jī)的入口壓力P1>P2>P3,在壓縮機(jī)恒壓的運(yùn)行工況下,入口壓力越低,壓縮機(jī)越容易發(fā)生喘振,這也是入口過濾器壓差增大時,要及時更換濾網(wǎng)的原因。
綜上所述,出現(xiàn)喘振的根本原因是壓縮機(jī)的流量過小,小于壓縮機(jī)的最小流量(或者說由于壓縮機(jī)的背壓高于其最高排壓)導(dǎo)致機(jī)內(nèi)出現(xiàn)嚴(yán)重的氣體旋轉(zhuǎn)分離。外因則是管網(wǎng)的壓力高于壓縮機(jī)所提供的排壓,造成氣體倒流,并產(chǎn)生大幅度的氣流脈動。