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壓縮機/風機振喘怎么辦?

 
  【壓縮機網】今天給大家科普一下風機喘振的相關問題。
 
  1   喘振定義
 
  喘振,顧名思義就象人哮喘一樣,風機出現周期性的出風與倒流,相對來講軸流式風機更容易發生喘振,嚴重的喘振會導致風機葉片疲勞損壞。
 
壓縮機/風機振喘怎么辦?
 
  流體機械及其管道中介質的周期性振蕩,是介質受到周期性吸入和排出的激勵作用而發生的機械振動。例如,壓縮機運轉中可能出現的喘振過程是:流量減小到最小值時出口壓力會突然下降,管道內壓力反而高于出口壓力,于是被輸送介質倒流回機內,直到出口壓力升高重新向管道輸送介質為止;當管道中的壓力恢復到原來的壓力時,流量再次減少,管道中介質又產生倒流,如此周而復始。
 
  喘振的產生與流體機械和管道的特性有關,管道系統的容量越大,則喘振越強,頻率越低。一旦喘振引起管道、機器及其基礎共振時,還會造成嚴重后果。為防止喘振,必須使流體機械在喘振區之外運轉。在壓縮機中,通常采用最小流量式、流量-轉速控制式或流量-壓力差控制式防喘振調節系統。當多臺機器串聯或并聯工作時,應有各自的防喘振調節裝置。
 
  2   風機喘振的現象
 
  風機抽出的風量時大時小,產生的風壓時高時低,系統內氣體的壓力和流量也發生很大的波動。
 
  風機的電動機電流波動很大,最大波動值有50A左右。
 
  風機機體產生強烈的振動,風機房地面、墻壁以及房內空氣都有明顯的抖動。
 
  風機發出“呼嚕、呼嚕”的聲音,使噪聲劇增。
 
  風量、風壓、電流、振動、噪聲均發生周期性的明顯變化,持續一個周期時間在8s左右。
 
壓縮機/風機振喘怎么辦?
  3   喘振原因

壓縮機/風機振喘怎么辦?
  根據對軸流式通風機做的大量性能試驗來看,軸流式通風機的p-Q性能曲線是一組帶有駝峰形狀的曲線(這是風機的固有特性,只是軸流式通風機相對比較敏感),如左圖所示。當工況點處于B點(臨界點) 左側B、C之間工作時,將會發生喘振,將這個區域劃為非穩定區域。發生喘振,說明其工況已落到B、C之間。
 
  離心壓縮機發生喘振,根本原因就是進氣量減少并達到壓縮機允許的最小值。理論和實踐證明:能夠使離心壓縮機工況點落入喘振區的各種因素,都是發生喘振的原因。
 
  進氣溫度升高,空氣密度減少,夏季比冬季易發生喘振。
 
  進氣壓力下降,如入口過濾器堵塞或吸氣負壓值高。
 
  出口系統管網壓力提高,即排氣不暢造成出口堵塞喘振。
 
  離心壓縮機出口工作壓力值設定在喘振區邊緣。
 
  離心機轉速降低時易發生喘振。
 
壓縮機/風機振喘怎么辦?
  4   喘振的危害
 
  喘振現象對壓縮機的危害
 
  喘振現象對壓縮機十分有害,主要表現在以下幾個方面:
 
  喘振時由于氣流強烈的脈動和周期性震蕩,會使供氣參數(壓力、流量等)大幅度地波動,破壞了工藝系統的穩定性。
 
  會使葉片強烈振動,葉輪應力大大增加,噪音加劇。
 
  引起動靜部件的摩擦與碰撞,使壓縮機的軸產生彎曲變形,嚴重時產生軸向竄動,碰壞葉輪。
 
  加劇軸承、軸頸的磨損,破壞潤滑油膜的穩定性,使軸承合金產生疲勞裂紋,甚至燒毀。
 
  損壞壓縮機的級間密封及軸封,使壓縮機效率降低,甚至造成爆炸、火災等事故。
 
  影響與壓縮機相連的其他設備的正常運轉,干擾操作人員的正常工作,使一些測量儀表儀器準確性降低,甚至失靈。
 
  一般機組的排氣量、壓力比、排氣壓力和氣體的密度越大,發生的喘振越嚴重,危害越大。
 
  軸流風機發生喘振時的危害
 
  當風機發生喘振時,風機的流量周期性地變化,變化幅度比較大,可能出現零甚至負值。風機流量的這種劇烈的正負波動,會發生氣流的猛烈撞擊,使風機本身產生劇烈振動,同時風機工作的噪聲加劇。大容量、高壓頭風機發生喘振的危害很大,可能導致軸承和設備的損壞。
 
壓縮機/風機振喘怎么辦?
  5  影響壓縮機喘振的因素
 
  壓縮機轉速
壓縮機/風機振喘怎么辦?
 
  當離心壓縮機轉速變化時,其性能曲線也將隨之改變,當轉速提高時,壓縮機葉輪對氣體所做的功將增大,在相同的容積流量下,氣體的壓力也增大,性能曲線上移。反之,轉速降低則性能曲線下移。
 
  管道特性對喘振的影響
 
壓縮機/風機振喘怎么辦?
  離心壓縮機的工作點是壓縮機性能曲線與管網特性曲線的交點,只要其中一條曲線發生變化,則工作點就會改變。管網阻力增大(如壓縮機出口關小), 其特性曲線將變陡,致使工作點向小流量方向移動,如圖所示:當工作點由A移至A時便進人了喘振工況區。管網容量越大,喘振的振幅越高,頻率越低,喘振越嚴重,破壞性越強。喘振的頻率大致與管網容量的平方根或容量的0.56次方成反比。
 
  另外,管網的容量對壓縮機的喘振流量也有影響,戴冀等對一小型低壓離心壓縮機的喘振試驗表明:管網的容量對喘振點的影響很大, 容量大時喘振點流量也增大,壓縮系統穩定性變差。
 
  影響喘振的其他因素
 
  壓縮機的參數結構:入口導葉開度、葉輪結構、擴壓機的結構
 
  壓縮機的進氣狀態:進氣溫度、壓力、氣體組成。
 
壓縮機/風機振喘怎么辦?
 
  6  防止喘振的具體措施
 
  針對軸流式風機喘振采取的措施
 
  使或風機的流量恒大于QK。如果系統中所需要的流量小于QK時,可裝設再循環管或自動排出門,使風機的排出流量恒大于QK 。
 
  如果管路性能曲線不經過坐標原點時,改變風機的轉速,也可能得到穩定的運行工況。通過風機各種轉速下性能曲線中最高壓力點的拋物線,將風機的性能曲線分割為兩部分,右邊為穩定工作區,左邊為不穩定工作區,當管路性能曲線經過坐標原點時,改變轉速并無效果,因此時各轉速下的工作點均是相似工況點。
 
  對軸流式風機采用可調葉片調節。當系統需要的流量減小時,則減小其安裝角,性能曲線下移,臨界點向左下方移動,輸出流量也相應減小。
 
  最根本的措施是盡量避免采用具有駝峰形性能曲線的風機,而采用性能曲線平直向下傾斜的風機。
 
壓縮機/風機振喘怎么辦?
  防止離心式壓縮機喘振的條件
 
  防止進氣壓力過低、進氣溫度高和氣體分子量減少等
 
  防止管網堵塞使管網特性改變。
 
  要堅持在開、停車過程中,升降速度不可太快,并且先升速后升壓和先降壓后降速。
 
  開、關防喘振閥時要平穩緩慢。
 

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