什么是离心式压缩机喘振现象

️工作原理

离心压缩机是透平压缩机的一种。他的工作原理与输送液体的离心泵相似。在压缩机主轴上装有若干个具有叶片的轮子，称为叶轮，当主动机带动主轴转动时，留在叶轮流道中的气体受叶片作用，随叶片一起旋转，在离心力的作用下气体被甩到叶轮外的扩压器中，因此在叶轮中形成了稀薄的地带，入口气体从而进入叶轮填补这一地带，由于叶轮不断旋转气体就不断进入叶轮，这就保持了压缩机气体的连续流动。

气体在离心力的作用下除增加压力外，还以很大的速度离开叶轮，这实际上就是把叶轮的旋转机械能传递给气体转化为气体的压力能、速度能和一小部分的能量损失。

️喘振的概念

喘振是离心式压缩机本身固有的特性，而造成喘振的唯一直接原因是进气量减少到压缩机的最小允许值。

喘振发生的过程： 当进气气量小到一定程度时，就会出现旋转脱离，这时如果气体流量进一步减小，在叶轮背面形成很大的涡流区，气流分离层扩及整个通道，以致充满整个叶道而把通道堵塞，气流不能顺利的通过叶道，这时流动严重恶化，使压缩机的出口压力突然大大下降，

这时管网压力并没有马上降低，于是管网中的气体压力反而大于压缩机出口处的压力，因而管网中的气体就倒流回压缩机。直到管网中的压力下降至低于压缩机出口压力时倒流结束。压缩机又开始向管网供气，经过压缩机的流量又增大，压缩机恢复正常工作，但当管网中的压力恢复到正常的压力时，压缩机的流量又减小，系统中的气体又产生倒流，如此周而复始，就在整个系统产生了周期性的气流振荡现象，这种现象称为：喘振。

喘振现象不但和压缩机中严重的旋转脱离有关，还和管网系统密切有关。管网容量越大，则喘振振幅越大，频率越低；管网容量小，则振幅小，频率高，一般为0.5~20Hz。

️喘振的现象和判断

机组喘振是，压缩机和其后的管道系统之间产生一种低频高振幅的压力脉动，整个机组发生强烈的振动，发出严重的噪音，调节系统也发生大幅度的波动，一般根据下列方法判断是否进入喘振工况。

听测压缩机出气管道气流的噪音。离心式压缩机在稳定运转时，其噪音较低且是连续性的，而接近喘振时由于整个系统产生气流周期性的振荡，因而在出气管道中，气流产生的的噪音也时高时低，产生周期性的变化，噪音立即大大加剧，甚至出现爆音，当然有时喘振轻而其他噪音大，这种喘振噪音也可能听不到。

观测压缩机出口压力和入口（出口）流量的变化。离心式压缩机在稳定运行时，其出口压力和进口（出口）流量变化是不大的，有规律的，当接近或进入喘振工况时，二者变化都很大，发生周期性大幅度的脉动。

观测机体和轴承的振动情况。当接近或进入喘振工况时，机体和轴承都发生强烈的振动，其振幅要比正常运行时大的多。

️喘振的危害

喘振是离心式压缩机的一种不稳定运转状态，发生喘振时，表现为整个机组管网系统的气流周期性振荡，不但会使压缩机的性能显著恶化，气流参数（压力、流量）产生大幅度脉动，大大加剧了整个机组的振动；喘振使压缩机的转子及定子元件经受交变的动应力，级间应力失调一起强烈振动，使密封和轴承损坏，甚至发生转子与定子元件相碰，压送的气体外泄，引起爆炸等恶性事故，因此，在操作中一定要避免在低于喘振流量下运转

️喘振的基本原因

实际运行中引起喘振的原因很多，但基本原因不外于以下2种：

1.压缩机实际运行流量小于喘振流量。造成这种原因的因素很多，如：生产减量很多，吸入气源不足，入口过滤器堵塞，管道阻力大，叶轮通道或气流通道堵塞。

2.压缩机出口压力小于管网压力。造成这种原因的因素很多：如：管网压力增大，进气压力过低，进气温度或气体分子量变化太大，压缩机转速变化等，压缩机出口压力小于管网压力，就会导致压缩机运行工作点，向小流量区移动，从而进入喘振区，这与前面提到的造成喘振的唯一直接原因是进气量减少到压缩机的最小允许值并不矛盾。

️喘振曲线与防喘振曲线

由于对于每一转速，压缩机都对应有一喘振流量，小于喘振流量压缩机即发生喘振，我们将个转速下所有的喘振点连接起来，即可得到一条曲线，这条曲线叫喘振曲线。防喘振位于喘振线的右边5%~10%。

️防喘振控制目标

压缩机防喘振控制系统的基本目的是：防止喘振损伤压缩机，减少干扰引起的能量损失，提高系统生产率。保持工艺设定的受限变量在安全或可接受的范围内。为达到上述目的，防喘振控制系统控制出口循环阀或放空阀的开关位置，以维持体积流量高于最小安全流量值。

在某一转速下，压缩机的实际流量与该转速下的喘振流量之比叫做防喘振裕度，裕度太大，则功率消耗增加，经济性差，太小时则离喘振线太近，安全性差，一般防喘振裕度控制在110%~125%之间。下图是离心压缩机性能曲线与防喘振控制原理图

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