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浅析透平式压缩机的喘振现象


浅析透平式压缩机的喘振现象 【摘要】针对透平式压缩机的喘振现象,分析了的防喘振条件,有效的防止 了喘振现象的发生。 【关键词】喘振;现象;防止;发生 1 引言 透平式压缩机是一种叶片式旋转机械,它利用叶片和气体的相互作用,提高 气体的压力和动能, 并利用相继的流通元件使气流减速,将动能转变为压力的提 高。其工作时会产生喘振现象,影响生产效率。 2 喘振现象 (1)测压缩机出口管道

中气体流动的噪音 透平压缩机在稳定工况范围内运行时,整个系统的噪音是连续的。当压缩机 接近喘振点运行时, 由于气体在压缩机和管网之间产生周期性的气流脉动, 所以, 压缩机出口管道中气体流动的噪音是周期性脉动的。 如同喘息病患者的呼吸状态 那样,有周期性的“呼哧、呼哧”的噪音。 (2)测压缩机出口压力和进口流量的变化 透平压缩机在稳定工况范围内运行时, 其出口压力和进口流量是有规律性的 增加或降低。 当接近喘振点运行时,由于气体在压缩机和管网之间产生周期性的 气流脉动, 所以压缩机的出口压力和进口流量都将产生周期性的脉动现象。 因此, 可观测压缩机出口处的压力和进口处的流量的波动情况来判断。 (3)测压缩机机体和轴承的振动情况 透平压缩机在稳定工况范围内运行时, 压缩机机体和轴的振动振幅是很小的 (在规定的容许值范围之内) 。当压缩机接近喘振点运行时,由于气体在压缩机 和管网之间产生周期性的气流脉动,将引起机组的剧烈振动,压缩机机体、轴承 的振动振幅将明显增大。 当上述三种现象中有一种发生时,就不要轻易增加管网 阻力 (相当予关小压缩机出口管道中闸阀的开度) 。 如果再少许增加管网阻力 (即 稍微再关小一点闸阀的开度) , 则所发生的现象将加剧,或者显示出另二种现象, 这种情况表明压缩机已经接近或者进入喘振点了。 3 防喘振条件 透平压缩机是否在喘振工况点附近运行,主要取决于管网的特性曲线、透平 压缩机的性能曲线及其喘振点。 目前,从理论上这些数据还不能比较准确地计算 出来。 用实测的方法只能根据经验测定近似的喘振点。由变转速调节所测得的透 平压缩机的性能曲线组,其近似的喘振边界线,一般认为是一条二次抛物线,如 图 1 所示。M.H.怀特在《离心压缩机的喘振调节》一文中提出的防喘振条件表 达式,简化后有以下几种:如图 2 所示,透平压缩机防喘振条件表达式的选择, 主要取决于透平压缩机的稳定工况范围、压缩机出口压力、管网特性变化情况以 及压缩机的调节方式等等因素。 4 防喘振控制系统 按照透平压缩机防喘振条件的三种表达式, 图 3 为常用的防喘振控制系统的 工作原理示意图。 图 1 离心压缩机喘振边界线 图 2 透平压缩机的防喘振控制线 图 3 透平压缩机防喘振调节原理图 按图 2a 所表达的防喘振条件来实现防喘振控制,仅需要测量三个数据:流 量孔板的前后压差△p、压缩机的进口压力 Pj 和出口压力 P。测得的 Ap、P。和 Pj,分别通过△p 传感器、Pj 传感器和 P。传感器,经防喘振控制器,按系统既 定的防喘振条件进行运算操作, 可以得出相应的信控制号,对放空阀进行调节控 制。当透平压缩机进入喘振控制线后,就破坏了防喘振条件,防喘振调节器 FC 的比例常数被破坏。于是,调节器发出指令,放空阀(或者旁通阀)自动开启, 管网阻力减小, 将压缩机出口管道中的一部分气体放空(或者打回流到压缩机的 进口) ,增加排气流量 Qi,使工况点远离喘振区,从而有效的防止了喘振现象的 发生。 参考文献: [1]黄钟岳,王晓放.透平式压缩机[M].北京:化学工业出版社,2004 [2]黄

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