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深圳空压机:离心式空压机的喘震问题
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   日期:2012-8-13   阅读:1041次

深圳空压机:离心式空压机的喘震问题

1.喘振

       喘振是离心式和轴流式压缩机运行中常见故障之一,是旋转失速的进一步发展。

       如上图所示,离心式压缩机具备这样的特张,关于一个肯定的转速,总对应一个流量值,压缩机效率到达最高点。当流量大于或小于此值时,效率都将下降。一般常以此流量的工况点为设计工况点。

        压缩机的性能区县左边收到喘振工况(Qmin)的限制,右边收到堵塞工况(Qmax)的限制,在这二者之间的区域。稳定工况区域的大小,是权衡压缩机性能的重要指标。

        当压缩机在运行过程中,若因外部起因使流量始终减小到达Qmin值时,就会在压缩机流道中出现严峻的旋转脱离,若气量进一步减小时,压缩机叶轮的全部流道被气体漩涡区所盘踞,这时压缩机的出口来压力将忽然下降。但是,压缩机出口所连接的较大容量的管网系统中压力并不立刻下降,此时会出现管网中气体向压缩机倒流的景象。当管网中压力下降道低于压缩机出口排气压力时,气体倒流会停止,压缩机又复原向管网排气。但是,因为进气量缺乏,压缩机在出口管网复原道本来的压力以后,又会在流道内出现漩涡区。如此循环往复,机组和管道内流量会发生周期性变更,机器进出口压力会大幅度脉动,因为气体在压缩机进出口处吞吐倒流,会随同有宏大周期性的气流吼声和猛烈的机器振动,这些波动在仪表操作盘的压力、流量、振动信号显示、记载中可以明白地反应出来,在操作现场也可以立刻发认为到。

        由喘振引起的机器振动频率、振幅与管网容积大小亲密相干,管网容积越大,喘振频率越低,振幅越大。一些机器的排气管容量十分大,此时喘振频率甚至小于1Hz

       

2.喘振的故障特性

       压缩机发生喘振的重要特性如下:

        (1)压缩机接近或进入喘振工况时,缸体和轴承都会发生激烈的振动,其振幅要比正常运行时大大增加,喘振频率可参考式xa·coswt?)计算,一般都对照低,通常130Hz

        (2)压缩机在稳定工况下运行时,其出口压力和进口流量变更不大,所测得的数据在均匀值左近波动,幅度很小。当接近或进入喘振工况时,出口压力和进口流量的变更都很大,会发生周期性大幅度的脉动,有时甚至会出现从压缩机进口倒流的景象。

           (3)压缩机在稳定运行时,其噪声较小且式延续性的。当接近喘振工况时,因为全部系统产气愤流周期性的振荡,因此在气流管道中,气流发出的噪声也时高时低,产生周期性变更。当进入喘振工况时,噪声增剧,甚至有爆声出现。

有利于降低喘振发生点的设计方法:

1。尽量降低叶轮设计转速,三元CFD流场分析设计,尽量降低气体脱流发生点。特灵的三级压缩用于空调工况就是基于这种思维。 

2。采取可变宽度扩压器,从而在流量减少时增大进入扩压器的起始速度,增大升压程度。日立的离神思就采取了和导叶连动的可变宽度扩压器。 

3。后级叶轮出口采取叶片角度可调扩压器,从而在流量减少时延伸扩压器长度,增大升压程度。特灵的后两级叶轮采取了和导叶连动的叶片角度可调扩压器,其余厂家多级压缩机也是如此。 

4。采取变频调速,部分负荷降低叶轮转速。目前约克在鼎力推广这种方法,但是价钱贵。 

5。热气旁通,变相增大叶轮压缩流量。开利采取这种方法对照多,其余厂家也都有这种选项。 

6。卸载防备性控制,当冷却水温对照高时,检测实际的压比并与喘振猜测曲线进行对照,在须要时卸载压缩机,减少排气量,减少冷凝器的冷却负荷,并通过和水泵及冷却塔的连锁,进步冷却能力。

离心式压缩机和涡旋式压缩机及活塞式压缩机等不同,尽管可以压缩大流量的气体,但是通过压缩获得的压力上贬值的上限被限制,假如逾越这个上限值压缩,压缩的气体逆流入叶轮内,逆流和逆流重复进行产生很大的震动和噪音景象,我们称之为喘振景象。因为震动会对机械产生不良影响,因此必须避免喘振景象。一般状态下,冷水温度愈低冷却水温度愈高所必须的压力上贬值也越大,就愈容易产生喘振。 冷水机设计在规格值的温度条件下不会产生喘振景象,冷却水轻微高过规格值也不会产生喘振。但是,假如运行时冷却水温度高出规格值很多,传热管有污垢传热性能不好的场合,容易产生喘振景象。因此,必须确保冷水机在冷却水规格值以下运行,定期清洗传热管。另外,依据制冷负荷入口控制阀(入口导向阀)开闭的场合喘振产生的频率依据阀的开度大小而异,部分负荷时容易产生喘振景象。因此,在实用的场合和额定温度下,为使不发生喘振景象,限定了阀的最小开度。另外,必须使阀的开度有一些余裕作为容量控制的下限。 

日本的工业规格JIS规则的部分负荷时的冷却水温度与美国的规格ARI相比要严厉得多。 

例如:负荷率25%时,JIS规格的冷却水温度为2*.25℃,而ARI规格低了大概10℃左右, 

1*.3℃。因此,日立的离心式冷水机采取了即便是在制冷负荷小,冷却水温度高时 

也可稳定高效运行的叶轮。 

其余公司的离心式冷水机采取的是依据部分负荷时冷却水温较低的条件下而设计的叶 

轮,与日立的压缩机相比容易产生喘振景象,特殊是在制冷负荷小时容易产生喘振景象。 

日立规范配置为20%~100%延续调节,假如采取热气旁通装置,最低负荷可以做到10%,目前,日立离神思的效率最高,逾越特灵及其它公司

文章来源:深圳康达盛空压机有限公司 http://www.kdskyj.com/

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