离心式压缩机喘振原因

‘壹’ 三级离心式冷水机组的离心式压缩机喘振

原因
由于离心式压缩机是速度型压缩机，在部分负荷较小时，会发生“喘振”现象。
如右图所示，离心压缩机出口的速度V可分解为切向速度Vt与径向速度Vr。切向速度Vt取决于叶轮的直径与叶轮的转速，径向速度Vr与制冷剂流量成正比。若速度V与切向速度Vt的夹角减少到一定值时，压缩机的气体无法被排出，在叶轮内造成涡流，此时冷凝器中的高压气体会倒流进叶轮，使压缩机内的气体在瞬间增加，气体被排出，然后气体又会倒流进叶轮，如此往复循环。此时压缩机进入了“喘振”状态，将严重损害压缩机。
解决方法
1、改进叶轮和扩压管设计，潜力有限，效果不大；
2、采用电机变频技术，系统复杂，造价昂贵；
3、采用热气旁通方法，部分负荷运行时能耗大，经济性不佳；
4、采用多级压缩的离心技术，其中特灵的多级离心压缩技术最为成功，被广泛应用。
5、要有效避免喘振，必须控制好速度V与切向速度Vt的夹角不能小于一定值。
6、特灵的多级压缩技术特别采用低转速设计，与单级压缩相比，在有效降低Vt的同时保持径向速度Vr，因此提高V与Vt的夹角而容易克服喘振。
7、通常情况下，多级离心压缩机能够在低至10%~20%负荷运行时不会喘振，而单级压缩机如不采用热气旁通等措施，最小负荷只能运行到30%~40%。

‘贰’ 离心式压缩机喘振现象，发生的原因是什么，如何防止

喘振是离心式压缩机的固有特性。当压缩机吸气口压力或流量突然降低，低过最低允许工况点时，压缩机内的气体会出现严重的旋转脱离，形成突变失速(指气体在叶道进口的流动方向和叶片进口角出现很大偏差)，这时叶轮不能有效提高气体的压力，导致压缩机出口压力降低。但是系统管网的压力没有瞬间相应地降下来，从而发生气体从系统管网向压缩机倒流，当系统管网压力降至低于压缩机出口压力时，气体又向系统管网流动。如此反复，使机组与管网发生周期性的轴向低频大振幅的气流振荡现象。离心冷水机组在低负荷运行时，压缩机导叶开度减小，参与循环的制冷剂流量减少。压缩机排量减小，叶轮达到压头的能力也减小，此时就会发生喘振现象。 操作者应具备标注喘振线的压缩机性能曲线，随时了解压缩机工况点处在性能曲线图上的位置。为偏于运行安全，可在比喘振线的流量大出5％~10％的地方加注一条防喘振线，以提醒操作者注意。 降低运行转速，可使流量减少而不致进人喘振状态，但出口压力随之降低。 在首级或各级设置导叶转动机构以调节导叶角度，使流量减少时的进气冲角不致太大，从而避免发生喘振。 在压缩机出口设置旁通管道，如生产中必须减少压缩机的输送流量时，让多余的气体放空，或经降压后仍回进气管，宁肯多消耗流量与功率，也要让压缩机通过足够的流量，以防进入喘振状态 在压缩机进口安置温度、流量监视仪表，出口安置压力监视仪表，一旦出现异常或喘振及时报警，最好还能与防喘振控制操作联动与紧急停车联动。 运行操作人员应了解压缩机的工作原理，随时注意机器所在的工况位置，熟悉各种监测系统和调节控制系统的操作，尽量使机器不致迅入喘损状态。一日进入喘振应立即加大流量退出喘振或立即停机。停机后，应经开缸检查确无隐患，方可再开动机器。