關(guān)于離心壓縮機(jī)喘振問題的探討

朱振華 于喜堂

摘 要：石油化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展中非常關(guān)鍵的一個核心設(shè)備就是離心式壓縮機(jī)，但是離心式壓縮機(jī)在實際使用過程中非常容易受到外界環(huán)境因素的影響，引發(fā)喘振，使其無法正常運行。因此，為避免化工生產(chǎn)受到離心式壓縮機(jī)喘振問題的影響，就必須要對喘振問題進(jìn)行分析，并采取合理的措施進(jìn)行解決。

關(guān)鍵詞：離心式壓縮機(jī)；喘振：成因分析；解決對策

我國現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展推動了化工生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展，作為化工生產(chǎn)中非常關(guān)鍵的一種設(shè)備，離心式壓縮機(jī)的運行效果非常關(guān)鍵。在離心式壓縮機(jī)運行過程中，當(dāng)離心式壓縮機(jī)內(nèi)的流量減少到一定程度之后，壓縮機(jī)就會發(fā)生異常振動，并同時伴隨著異常噪聲的現(xiàn)象。這就是喘振，喘振不但會對壓縮機(jī)本身造成損傷，同時會引發(fā)化工生產(chǎn)安全事故。本文主要分析了離心式壓縮機(jī)喘振發(fā)生的原因，并提出了解決離心式壓縮機(jī)發(fā)生喘振問題的一些建議，希望能夠提高離心式壓縮機(jī)的使用壽命。

一、離心式壓縮機(jī)的工作原理

當(dāng)前，離心式壓縮機(jī)主要是由轉(zhuǎn)子和定子組成的.定子在整個壓縮機(jī)中起支撐作用，定子主要是彎道、擴(kuò)壓器、蝸殼、回流器和機(jī)殼組成，彎道的作用是運輸氣流，將氣流運輸?shù)交亓髌髦?，在轉(zhuǎn)彎的時候，由于彎道的直徑略有減少，所以氣流的流速會有所增加。擴(kuò)壓器就是將氣體運動的功能轉(zhuǎn)化為壓力能。轉(zhuǎn)子主要由主軸、推力盤、葉輪和平衡盤組成，在整個結(jié)構(gòu)中，主要發(fā)揮作用的就是葉輪.葉輪會對壓縮機(jī)內(nèi)的氣體做功。離心式壓縮機(jī)就是通過葉片旋轉(zhuǎn)式的壓縮機(jī)，葉輪通過快速的旋轉(zhuǎn)，對離心機(jī)內(nèi)的氣體做功，通過葉輪和擴(kuò)壓器的流道，通過離心升壓作用，最后通過擴(kuò)壓器擴(kuò)壓，最終將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為壓力能。

二、離心式壓縮機(jī)喘振的成因分析

2.1 進(jìn)氣流量小

壓縮機(jī)在工作過程中，葉輪對壓縮機(jī)內(nèi)的氣體做功，氣體在工作葉輪中流動，由于流入的氣體越來越多，所以葉輪內(nèi)的壓力會變大，隨著壓力的升高，氣流的速度也會加快，氣體的溫度也會隨之慢慢升高，從而實現(xiàn)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為壓力能。如果在這個工作過程中，流入的氣體流量太小或者溫度太高，空氣的密度就會變小，葉片就不能壓縮氣體，這時候容易導(dǎo)致氣體回流，壓縮機(jī)內(nèi)的氣流量就會進(jìn)一步減少，最終造成壓縮機(jī)內(nèi)空氣匱乏，而葉輪依然會對壓縮機(jī)做功，最終就導(dǎo)致了喘振。

2.2 轉(zhuǎn)速變化

離心式壓縮機(jī)有一定特性，就是當(dāng)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速一致的時候，壓縮機(jī)內(nèi)氣體的流量和壓力呈現(xiàn)了一種特定的關(guān)系，在這個轉(zhuǎn)速下，壓縮機(jī)存在著喘振流量，也就是極限流量。如果壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速突然發(fā)生變化，那么壓縮機(jī)的實際工作流量就會比喘振流量小，同樣會導(dǎo)致喘振的發(fā)生。

2.3 轉(zhuǎn)子不平衡

轉(zhuǎn)子是組成壓縮機(jī)的主要部件，而轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)又包括主軸、葉輪和平衡盤等構(gòu)件。壓縮機(jī)在長期的工作狀態(tài)下，它的主軸和推力盤都會受到一定程度的損傷，并且使用的時間越長，出現(xiàn)的損傷越大。當(dāng)聯(lián)軸側(cè)的滑動軸向葉輪側(cè)滑動的時候，最終會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)不平衡，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)不平衡也會導(dǎo)致壓縮機(jī)喘振的發(fā)生。

2.4 管口堵塞

壓縮機(jī)的氣體入口有一個過濾器，功能是將外界的空氣進(jìn)行過濾，起到一個凈化空氣的作用，如果入口的過濾器管口被堵塞的話，同樣會導(dǎo)致進(jìn)入壓縮器內(nèi)的空氣流量變小，導(dǎo)致壓縮器內(nèi)的氣體壓力下降，而出口系統(tǒng)的壓力卻是不斷上升的，管內(nèi)的排氣不暢又會導(dǎo)致氣體的出口堵塞，從而導(dǎo)致壓縮機(jī)發(fā)生喘振。

2.5 介質(zhì)狀態(tài)發(fā)生改變

壓縮機(jī)內(nèi)的流量和壓縮機(jī)內(nèi)的氣體狀態(tài)有著緊密的聯(lián)系，當(dāng)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速一定的時候，喘振流量是隨著壓縮機(jī)內(nèi)氣體壓力的增加而升高的，如果氣體的流速和出口的壓力保持不變的時候，氣體入口溫度的升高就會導(dǎo)致喘振發(fā)生。如果氣體介質(zhì)發(fā)生了變化.流量也會發(fā)生變化，從而導(dǎo)致喘振發(fā)生。

三、離心式壓縮機(jī)防喘振的有效措施

3.1嚴(yán)格控制進(jìn)氣的溫度

在大型化工廠中，壓縮機(jī)的工作環(huán)境并不是固定不變的，外界環(huán)境的溫度都是隨著季節(jié)的變化而變化的，同時在一天當(dāng)中氣溫的溫度也是不一樣的。溫度的變化會導(dǎo)致流量的變化和壓力的變化，最終導(dǎo)致喘振的發(fā)生。為了避免由于溫度變化引起的喘振，在使用離心式壓縮機(jī)的時候，應(yīng)該要嚴(yán)格控制進(jìn)氣的溫度，所以應(yīng)該將離心式壓縮機(jī)安裝在室內(nèi)，室內(nèi)的溫度變化比較小，一些室內(nèi)還會對溫度進(jìn)行控制。此外，還應(yīng)該加高房屋的高度，增加室內(nèi)的空間，從而更好的將室內(nèi)溫度控制在一個較小波動的范圍內(nèi)，減少溫度的變化幅度，從而達(dá)到較好的防振效果。

3.2 嚴(yán)格控制進(jìn)氣流量

進(jìn)氣流量過小會直接導(dǎo)致喘振的發(fā)生，所以在離心式壓縮機(jī)的工作過程中，還應(yīng)該嚴(yán)格控制進(jìn)氣的流量，要使進(jìn)氣流量始終保持在一個穩(wěn)定的范圍內(nèi)，使進(jìn)氣的流量保持在滯止流量和最小流量之間，這樣就既不會發(fā)生喘振，同時還能保持壓縮機(jī)正常作業(yè)。為了防止進(jìn)氣的壓力太低，可以將壓縮機(jī)的回流閥控制在一個范圍內(nèi)，一般保持5%-6%的開度。減少氣體的回流量，從而適量的增加進(jìn)氣流量，避免喘振發(fā)生。

3.3 應(yīng)用變頻器對速度進(jìn)行調(diào)控

我們通過實驗發(fā)現(xiàn)，將壓縮機(jī)中使用到變頻器的技術(shù)能夠極大的將壓縮機(jī)能耗降低，盡可能的減少不必要的能量損失。實際工作中，變頻器會發(fā)出控制信號，通過電源頻率來增加或降低降低壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，達(dá)到降低壓縮機(jī)運行負(fù)荷的目的，使壓縮機(jī)不發(fā)生喘振，節(jié)約壓縮機(jī)運行能耗。

3.4 及時更換損壞的部件

壓縮機(jī)部件的損壞也會導(dǎo)致喘振的發(fā)生，所以工作人員應(yīng)該定期對壓縮機(jī)進(jìn)行檢修，尤其應(yīng)該檢查轉(zhuǎn)子中的部件，一旦發(fā)現(xiàn)已經(jīng)損壞的部件，一定要及時更換?？梢圆捎貌讳P鋼材質(zhì)的組件，減少工作中對其造成的損壞。此外，還應(yīng)該調(diào)整葉輪側(cè)滑動軸承在徑向的間距，讓保護(hù)層在作業(yè)過程中可以均勻拉緊。最后，還應(yīng)該及時清理壓縮機(jī)內(nèi)部的殘留物，保持進(jìn)氣箱和網(wǎng)管的通常和整潔。

四、結(jié)語

總而言之，壓縮機(jī)能否正常運轉(zhuǎn)會直接影響化工廠的生產(chǎn)進(jìn)度，與企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益直接相關(guān)，壓縮機(jī)在運轉(zhuǎn)過程中發(fā)生喘振會直接對整個化工生產(chǎn)過程造成嚴(yán)重的危害，所以化工廠應(yīng)該采取一定的措施防止喘振的發(fā)生，嚴(yán)重控制壓縮機(jī)運轉(zhuǎn)過程中的進(jìn)氣溫度和進(jìn)氣流量，在平常工作中應(yīng)該做好壓縮機(jī)的清潔工作和日常維護(hù)保養(yǎng)，有效避免壓縮機(jī)喘振的發(fā)生。

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（作者單位：沈陽鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)自動控制系統(tǒng)工程有限公司）