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离心风机喘振现象及原因

离心风机喘振现象及原因
离心风机喘振现象及原因

关于风机喘振现象的原因和避免方法

1、喘振现象及原因

具有驼峰型特性的风机在运行过程中,当负荷减小,负载流量下降到某一定值时,出现工作不稳定现象。这时流量忽多忽少,一会儿向负载排气,一会儿又从负载吸气,发出如同哮喘病人“喘气”的噪声,同时伴随着强烈振动,这种现象称之为喘振。

发生喘振现象的根源是离心风机所具有的驼峰型特性。图一给出了具驼峰型特性的离心风机的工作特性曲线。

图中,曲线1是离心风机在某一转速下的特性曲线,代表出口绝压P2和入口绝压P1之比与风机流量之间的关系,是一个驼峰曲线,驼峰点M处的流量为Qm。曲线2是管路特性曲线,正常工作点为A。可以看出,在驼峰点右侧,工作是稳定的。因为任何偶然因素造成的工作点波动(例如流量增加),对于风机特性曲线1而言,压力会减小,而对于管路特性曲线2而言,压力会增加,这两个相互矛盾的结果最终会使工作点返回到原来的位置,在驼峰点M的左侧,这种情况正好相反,任何偶然因素造成的工作点波动将使沿风机特性曲线1上的压力变化趋势与沿管路特性曲线2上的压力变化趋势具有完全的一致性,其结果加剧了工作点的偏移,使之不能返回到原来的工作点上,风机的工作出现不稳定情况。

因此,驼峰点M右侧的区域为稳定工作区域,驼峰点M左侧的区域为不稳定工作区域。负荷下降使处于驼峰右侧的工作点向驼峰点靠近,工作点越靠近驼峰点M,越会出现工作不稳定的可能性,驼峰型特性是发生喘振现象的主要原因。

2、防喘振控制思路

图二给出了风机在不同转速下的特性曲线,可以看出。转速不同,相应的驼峰点和驼峰流量也不同。转速越低,驼峰点越向左移,驼峰流量越小。把不同转速下的驼峰点连接起来,就构成了一条曲线,曲线右侧为稳定工作区,曲线左侧为喘振区。我们称驼峰流量为极限流量,相应的驼峰点连接曲线被称为喘振极限线。

显然,只要在任何转速下,控制风机的流量,使其大于极限流量,则风机便不会发生喘振问题。这就是防喘振控制的基本思想。

考虑到吸入气体的状态如压力、温度、密度等都会引起风机特性曲线的微小变化,因此应考虑一定的安全容量,确保实际工作点不至于太靠近喘振极限,以免发生喘振事故。

3、风机选择思路

考虑到地铁项目的空调机组会应用到变频控制,在进行风机选型时,我公司与瑞士KRUGER风机的资深工程师协商了这个问题,共同进行了相关的选型工作,参考了KRUGER风机在国外试验室进行的喘振试验数据,确保机组变频运行时不会出现喘振现象。

4、承诺

当然,我们也理解地铁项目各方对于喘振现象可能发生导致的不安。我们在此承诺,绝对避免这种现象的发生;我们承诺,所有最终的风机选型得到KRUGER 风机厂、地铁项目业主、监理、设计院或相关的技术专家一致认可不会发生喘振现象,才会应用于地铁项目;我们承诺,如果各方确认风机运行会导致喘振现象的发生,我们同意改用后倾风机,投标价格不改变。

大型轴流风机各类振动原因分析及处理措施精编版

大型轴流风机各类振动原因分析及处理措施 集团企业公司编码:(LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-

大型轴流风机各类振动原因分析及处理措施 轴流风机以其流量大、启动力矩小、对风道系统变化适应性强的优势逐步取代离心风机成为主流。轴流风机有动叶和静叶2种调节方式。动叶可调轴流风机通过改变做功叶片的角度来改变工况,没有截流损失,效率高,还可以避免在小流量工况下出现不稳定现象,但其结构复杂,对调节装置稳定性及可靠性要求较高,对制造精度要求也较高,易出现故障,所以一般只用于送风机及一次风机。静叶可调轴流风机通过改变流通面积和入口气流导向的方式来改变工况,有截流损失,但其结构简单,调节机构故障率很低,所以一般用于工作环境恶劣的引风机。 随着轴流风机的广泛应用,与其结构特点相对应的振动问题也逐步暴露,这些问题在离心式风机上则不存在或不常见。本文通过总结各种轴流风机异常振动故障案例,对其中一些有特点的振动及其产生的原因进行汇总分析。 一、动叶调节结构导致振动 动叶可调轴流风机通过在线调节动叶开度来改变风机运行工况,这主要依赖轮毂里的液压调节控制机构来实现,各个叶片角度的调节涉及到一系列的调节部件,因而对各部件的安装、配合及部件本身的变形、磨损要求较高,液压动叶调节系统结构如图1所示。动叶调节结构对振动的影响主要分单级叶轮的部分叶片开度不同步、两级叶轮的叶片开度不同步及调节部件本身偏心3个方面。 (一)单级叶轮部分叶片开度不同步 单级叶轮部分叶片开度不同步主要是由于滑块磨损、调节杆与曲柄配合松动、叶柄导向轴承及推力轴承转动不畅引起的。这些部件均为液压缸到动叶片之间的传动配合部件,会导致部分风机叶片开度不到位,而风机叶片重量及安装半径均较大,部分风机叶片开度不一致会产生质量严重不平衡,导致风机在高转速下出现明显振动。 单级叶轮部分叶片开度不同步引起的振动主要特点如下: 1)振动频谱和普通质量均不平衡,振动故障频谱中主要为工频成分,同时部分叶片不同步会产生一定的气流脉动,使振动频谱中出现叶片通过频率及其谐波,部分部件的磨损及松动则会产生一定的非线性冲

喘振原因分析及对策

离心式鼓风机喘振原因分析及对策 离心式鼓风机在使用过程中发生的喘振现象,对喘振产生的原因和影响喘振的主要因素进行了分析,提出了判断喘振的方法,并总结了几种消喘振的解决方案,如采用变频器启动、采用出风管放气、降低生物池的污泥浓度、保证管路畅通改变鼓风机的“争风”状态、加强人员技能培训、定期维护保养等。 关键词:离心式鼓风机;喘振;对策 1喘振 1.1喘振产生的原因 在鼓风机运转过程中,当流量不断减少到最小值Qmin(喘振工况)时,进入叶栅的气流发生分离,在分离区沿着叶轮旋转方向并以比叶轮旋转角速度小的速度移动。当旋转脱离扩散到整个通道,会使鼓风机出口压力突然大幅下降,而管网中压力并未马上减低,于是管网中的气体压力就大于鼓风机出口处的压力,管网中的气体倒流向鼓风机,直到管网中的压力下降至低于鼓风机出口压力才停止。接着,鼓风机开始向管网供气,将倒流的气体压出去,使机内流量减少,压力再次突然下降,管网中的气体重新倒流至风机内,如此周而复始,在整个系统中产生周期性的低频高振幅的压力脉动及气流振荡现象,并发出很大的声响,机器产生剧烈振动,以致无法工作,这就产生了喘振。 1.2影响喘振的主要因素 ①转速 离心式压缩机转速变化时,其性能曲线也将随之改变。当转速提高时,压缩机叶轮对气体所做的功将增大,在相同的容积流量下,气体的压力也增大,性能曲线上移。反之,转速降低则使性能曲线下移。随着转速的增加,喘振界限向大流量区移动。 ②管网特性 离心式鼓风机的工作点是鼓风机性能曲线与管网特性曲线的交点,只要其中一条曲线发生变化(如将鼓风机出口阀关小),工作点就会改变。管网阻力增大,其特性曲线将变陡,致使工作点向小流量方向移动。 ③进气状态 在实际生产中,进气压力过低、背压过高、进(排)气量忽然减少、进气温度过高、鼓风机转速忽然降低、机械故障、进口风道过滤网堵塞、生物池污泥浓度过高、曝气头堵塞、喘振报警装置失灵等都会引起鼓风机喘振。 2喘振的判断及消除 2.1喘振现象的判断 ①鼓风机抽出的风量时大时小,产生的风压时高时低,系统内气体的压力和流量也会发生很大的波动。

大型轴流风机各类振动原因分析及处理措施

大型轴流风机各类振动原因分析及处理措施 轴流风机以其流量大、启动力矩小、对风道系统变化适应性强的优势逐步取 代离心风机成为主流。轴流风机有动叶和静叶2种调节方式。动叶可调轴流风机通过改变做功叶片的角度来改变工况,没有截流损失,效率高,还可以避免在小流量工况下出现不稳定现象,但其结构复杂,对调节装置稳定性及可靠性要求较高,对制造精度要求也较高,易出现故障,所以一般只用于送风机及一次风机。静叶可调轴流风机通过改变流通面积和入口气流导向的方式来改变工况,有截流损失,但其结构简单,调节机构故障率很低,所以一般用于工作环境恶劣的引风机。 随着轴流风机的广泛应用,与其结构特点相对应的振动问题也逐步暴 露,这些问题在离心式风机上则不存在或不常见。本文通过总结各种轴流风机异常振动故障案例,对其中一些有特点的振动及其产生的原因进行汇总分析。 一、动叶调节结构导致振动 动叶可调轴流风机通过在线调节动叶开度来改变风机运行工况,这主要依赖轮毂里的液压调节控制机构来实现,各个叶片角度的调节涉及到一系列的调节部件,因而对各部件的安装、配合及部件本身的变形、磨损要求较高,液压动叶调节系统结构如图1所示。动叶调节结构对振动的影响主要分单级叶轮的部分叶片开度不同步、两级叶轮的叶片开度不同步及调节部件本身偏心3个方面。 (一)单级叶轮部分叶片开度不同步 单级叶轮部分叶片开度不同步主要是由于滑块磨损、调节杆与曲柄配合松动、叶柄导向轴承及推力轴承转动不畅引起的。这些部件均为液压缸到动叶片之间的传动配合部件,会导致部分风机叶片开度不到位,而风机叶片重量及安装半径均较大,部分风机叶片开度不一致会产生质量严重不平衡,导致风机在高转速下出现明显振动。 单级叶轮部分叶片开度不同步引起的振动主要特点如下: 1)振动频谱和普通质量均不平衡,振动故障频谱中主要为工频成分,同时部分叶片不同步会产生一定的气流脉动,使振动频谱中出现叶片通过频率及其谐波,部分部件的磨损及松动则会产生一定的非线性冲击,使振动频谱中出现工频高

离心式压缩机喘振现象

离心式压缩机喘振现象 1、引言 空气压缩机主要分为三类:往复式、螺杆式、离心式,不管何种类型压缩机都普遍存在喘振现象。离心式压缩机的喘振现象尤为明显。 现就离心式空气压缩机的喘振现象作一简要介绍。 离心式压缩机运行中一个特殊现象就是喘振。防止喘振是离心式压缩机运行中极其重要的问题。许多事实证明,离心式压缩机大量事故都与喘振现象有关。 2、喘振发生的条件 根据喘振原理可知,喘振现象在下述条件下发生: 2.1在流量小时,流量降到该转速下的喘振流量时发生 离心式压缩机特性决定,在转速一定的条件下,一定的流量对应于一定的出口压力或升压比,并在一定的转速下存在一个极限流量--喘振流量。当流量低于这个喘振流量时压缩机便不能稳定运行,发生喘振。上述流量,出口压力,转速和喘振流量综合关系构成离心式压缩机的特性曲线,也叫性能曲线。在一定转速下使流量大于喘振流量就不会发生喘振现象。 2.2管网系统内气体的压力,大于一定转速下对应的最高压力时发生喘振现象 如果离心式压缩机与管网系统联合运行,当系统压力超出压缩机该转速下运行对应的极限压力时,系统内高压气体便在压缩机出口形成恒高的“背压”,使压缩机出口阻塞,流量减少,甚至管网气体倒流,造成压缩机出现喘振现象。 3、在运行中造成喘振的原因 在运行中可能造成喘振现象的各种原因有: 3.1系统压力超高 造成这种情况的原因有:压缩机紧急停机,气体为此进行放空或回流;出口管路上的单向逆止阀门动作不灵活关闭不严;或者单向阀门距压缩机出口太远,阀前气体容量很大,系统突然减量,压缩机来不及调节;防喘系统未投自动等等。

3.2吸入流量不足 由于外界原因使吸入量减少到喘振流量以下,而转速未及时调节,使压缩机进入喘振区引起喘振。如下图1。造成这种情况的原因有:压缩机入口滤器阻塞,阻力太大,而压缩机转速未能调节造成喘振;滤芯太脏,或冬天结冰都可能发生这种情况;入口气源减少或切断,如压缩机供气不足,压缩机没有补充气源等等。所有这些情况如不及时发现及时调节,压缩机都可能发生喘振现象。 4、防止与消除喘振现象的方法 4.1防止与消除喘振现象的根本措施是设法增加压缩机的入口气体流量 对一般无毒,不危险气体如空气,CO2等可采用放空;对合成气,天然气,氨等气体可采取回流循环。采用上述方法后,可使流经压缩机的气体流量增加,消除喘振;但压力随之降低,浪费功率,经济性下降。如果系统需要维持等压的话,放空或回流之后应提升转速,使排出压力达到原有水平。 在升压前和降速、停机之前,应当将放空阀门或回流阀门预先打开,以降低背压,增加流量,防止喘振。 4.2根据压缩机性能曲线,控制防喘裕度 防喘系统在正常运行时应投入自动。 升速、升压之前一定要事先查好性能曲线,选好下一步的运行工况点,根据防喘振安全裕度来控制升压、升速。防喘振安全裕度就是在一定工作转速下,正常工作流量与该转速下喘振流量之比值,一般正常工作流量应比喘振流量大1.05~1,3倍,即: 裕度太大,虽不易引发喘振,但压力下降很多,浪费很大,经济性下降。

通风机振动精度

机械工业部石化通用机械工业局企业标准 通风机振动精度 JB/TQ334—84 本标准适用于离心式,轴流式通风机(以下简称风机)振动的评价与测量。 1 风机的振动速度(均方根速度)应符合表1的规定。 2 风机振动速度的测量部位如下: a. 对叶轮直接装在电动机轴上的风机,应在电机定子两端轴承部位测量其垂直,水平,与轴向三个方向 (见图1)的振动速度并取其中最大读数作为度量值,当电动机带有风扇罩时则轴向振动不予测量。 图1 b. 对于双支撑轴承的风机或有两个轴承体的风机,按图2所示三个方向的要求测量原动机 c. 当两个轴承都装在同一个轴承箱内时,按图3所示三个方向的要求在轴承箱壳体轴承部 位测量其振动速度并取其中最大读数作为度量值。 d. 当被测的轴承箱在风机内部时,按b或c的要求,可预先装置振动传感器,然后引出至 风机外以指示器读数为测量依据,传感器安装的方向与测量方向的偏差不得大于±5°。 3 测振仪器应采用频率f范围为10~500Hz 其速度范围为1~10mm/s 的接触式测振仪表。 4 测振仪表须经计量部门鉴定合格后才能使用。

图3 5 被测的风机须装在大于10倍风机质量的底座或试车台上,装置的自振频率不得大于电机和风机转速的0.3倍。 6 在测试振动速度时,外部或周围环境对底座或试车台的影响,应符合下列规定:风机运 转时的振动速度与风机静止时的振动速度的差须大于3 倍以上,当差数小于此值时风机需采 用避免外界影响措施。 7 风机振动速度与振幅(位移)可按下式进行换算 V= 式中:V —振动速度mm/s S —振幅(位移)m μ ω—角速度rad/s 石化通用机械工业局1984—01—13发布1984—03—01实施

离心式压缩机喘振分析及解决措施

离心式压缩机喘振分析及解决措施 摘要:论述了离心式压缩机喘振机理、影响因素、危害及判断,以及本车间气压机组发生喘振时的处理措施。 关键词:离心式压缩机喘振机理影响因素危害判断措施 0 引言 离心压缩机是速度式压缩机中的一种,由于具有排气量大,效率高,结构简单,体积小,气体不受油污染以及正常工况下运转平稳、压缩气流无脉动等特点,目前已广泛应用于石油、化工、冶金、动力、制冷等行业。离心压缩机的安全可靠运行对工业生产有着非常重要的意义。然而,离心压缩机对气体的压力、流量、温度变化较敏感,易发生喘振。喘振是离心压缩机固有的一种现象,具有较大的危害性,是压缩机损坏的主要诱因之一。早在1945年于英国首先发现了离心压缩机的喘振现象并引起了人们的注意。 1 离心式压缩机的喘振机理及影响因素 1.1 离心式压缩机的喘振机理离心压缩机工作的基本原理是利用高速旋转的叶轮带动气体一起旋转而产生离心力,从而将能量传递给气体,使气体压力升高,速度增大,气体获得了压力能和动能。在叶轮后部设置有通流截面逐渐扩大的扩压元件(扩压器),从叶轮流出的高速气体在扩压器内进行降速增压,使气体的部分动能转变为压力能。可见,离心压缩机的压缩过程主要在叶轮和扩压器内完成。当离心压缩机的操作工况发生变动,而偏离设计工况时,如果气体流量减小则进人叶轮或扩压器流道的气流方向发生变化,气流向着叶片的凸面

(工作面)冲击,在叶片的凹面(非工作面)的前缘部分,产生很大的局部扩压度,于是在叶片非工作面上出现气流边界层分离现象,形成旋涡区,并向叶轮出口处逐渐扩大。气量越小,则分离现象越严重,气流的分离区域就越大。由于叶片形状和安装位置不可能完全相同及气流流过叶片时的不均匀性,使得气流的边界层分离可能先在叶轮(或叶片扩压器)的某个叶道中出现,当流量减少到一定程度,随着叶轮的连续旋转和气流的连续性,这种边界层分离现象将扩大到整个流道,而且气流分离沿着叶轮旋转的反方向扩展,以至叶道中形成气流旋涡,从叶轮外圆折回到叶轮内圆,此现象称为旋转脱离,又称为旋转失速。发生旋转脱离时叶道中气流通不过去,级的压力突然下降,排气管内较高压力的气体便倒流回级里来。瞬间,倒流回级中的气体补充了级流量的不足,叶轮又恢复正常工作,重 新把倒流回来的气体压出去。这样又使级中流量减小,于是压力又突然下降,级后的压力气体又倒流回级中来,如此周而复始,在系统中产生了周期性的气流振荡现象,这种现象称为“喘振”。 2 喘振的危害及判断 2.1 喘振的危害喘振现象对压缩机十分有害,主要表现在以下几个方面:①喘振时由于气流强烈的脉动和周期性振荡,会使供气参数(压力、流量等)大幅度地波动,破坏了工艺系统的稳定性。②会使叶片强烈振动,叶轮应力大大增加,噪声加剧。③引起动静部件的摩擦与碰撞,使压缩机的轴产生弯曲变形,严重时会产生轴向窜动,碰坏叶轮。④加剧轴承、轴颈的磨损,破坏润滑油膜的稳定性,使轴承合金

TLT动叶可调轴流风机振动故障原因分析

TLT动叶可调轴流风机振动故障原因分析 马晟恺 (华能上海电力检修公司上海 200942) 摘要:能源是国民经济发展的基础,是关系人类生存的重要因素。随着全世界工业化、自动化的不断发展,人类对能源的需求量与日俱增。然而能源是有限的,过渡的开发和浪费能源终将危机人类自身,因此如何合理的利用能源、如何节约能源、如何提高能源的利用率,将会是人类科技进步中一个永恒的主题。对于火力发电厂中的锅炉辅机设备中,六大风机至关重要,一台风机的停运便会导致机组损失一半的发电量。所以,风机的安全稳定运行对于机组的正常发电有着决定性的作用。本文对TLT动叶可调轴流风机的振动现象、原因及处理办法进行了阐述。并致力于高效解决TLT动叶可调轴流风机进行了研究。 关键词:TLT;动叶可调;轴流风机;火力发电机组;振动。 作者简介:马晟恺(1987-),从事大型火力发电站热能装置工程技术工作。

一、概述 一台设备从设计、制造到安装、运行、维护、检修有许多环节,任何环节的偏差都会造成设备性能劣化或故障。同时,运行过程中设备处于各种各样的条件下,其内部必然会受到力、热、摩擦等多种物理、化学作用,使其性能发生变化,最终导致设备故障。 能源是国民经济发展的基础,是关系人类生存的重要因素。随着全世界工业化、自动化的不断发展,人类对能源的需求量与日俱增。然而能源是有限的,过渡的开发和浪费能源终将危机人类自身,因此如何合理的利用能源、如何节约能源、如何提高能源的利用率,将会是人类科技进步中一个永恒的主题。对于火力发电厂中的锅炉辅机设备中,六大风机至关重要,一台风机的停运便会导致机组损失一半的发电量。所以,风机的安全稳定运行对于机组的正常发电有着决定性的作用。 如今,由于国内火力发电机组向高参数、高容量发展。国内300MW、600MW、1000MW 的机组大多采用德国TLT公司技术的轴流式风机。因此,该种类型的风机是否能安全稳定运行成为了如今国内火力发电厂的新课题之一。 二、TLT动叶可调轴流风机简介 风机(AIR BLOWER)是依靠输入的机械能,提高气体压力并排送气体的机械,它是一种从动的流体机械。 我国于1979年引进德国TLT公司动叶可调轴流风机技术,适用于大型火电机组锅炉送风机、引风机、一次风机、脱硫风机以及矿井主通风机。采用的液压动叶可调,能使风机特性与使用工况在较大流量变化范围内相适应,从而能在较大区域内保持高效率,节能效果显著。有为最大到1500MW火电机组配套能力。风机性能参数可根据用户要求工况“量体裁衣”选择最佳效率设计生产。与此同时,公司还为上述产品配备了引进技术生产的大型消声器。 尤其对大型和特大型风机,液压调节能最佳地改变远行时动叶的位置,使风机特性经济地与远行工况相适应。我们把这些经验用于发展热电厂用的动叶可调的轴流式风机,尤其是在很早就已预测到锅炉装置容量的增大而需要相应的大型风机。与机械调节(在这种情况下风机不能实现高调节力调节)相比液压调节具有一系列优点:在转子一液压装置系统中,力的传送,对转子主轴承不产生反作用力:调节力不受限制;机械传动零件少,因而故障少;操纵机械的扭矩仅为30—50Nm(牛顿·米);内装的反锁装置能防止过调和保证稳定的调节;由于装有配重,即使液力控制油压力降低,风机运行也不受影响。为使液压调节机构达到最佳的运行可靠性,每一台都在专用试验台上进行运转试验。 TLT动叶可调轴流风机设计的主要特点是:结构紧凑、坚固;单级和两级风机的零部件已标准化;由于卧式风机机壳的上半部易于拆下和立式风机的机壳等部件可以移动,所以转子、主轴承箱等检修方便。整体结构的主轴承箱装在机壳内部中心法兰之间;叶轮轮壳为焊接结构,厚的内环位于较小的直径处,因此减小了离心力。 TLT风机由于其设计系列化、零部件标准化、品种规格齐全,适用范围广泛,因而可以采用积木块式设计方法,利用这些标准化的零部件,组合成技术经济指标先进,不同型号规格的风机最大限度的满足用户需要,这种设计方法如同“量体裁衣”,可取得最佳的运行经济性。 TLT动叶可调轴流风机具有噪音小、效率高等明显特点。 动叶可调轴流风机装备有液压调节系统,可以通过液压传动以及机械传动带动叶片转动,达到调整叶片开度的目的。从而实现通过动叶调整改变风机风量大小的目的。 电厂电站风机形式主要分为轴流风机和离心风机两种。 风的流向和轴是平行的就叫轴流风机,(比如消防的排烟风机)反之就是离心风机,(比如风

离心式压缩机喘振的分析和处理方法

离心式压缩机喘振的分析和处理方法 摘要:本文就离心式压缩机为主要描述对象,分析了喘振的原因和主要问题,并针对这些原因提出了消除喘振的方法。就喘振现象的发生机理以及影响因素,本文做出了详细论述,旨在为减轻喘振来提高离心式压缩机的性能。 关键词:离心式压缩机喘振分析 前言 离心式压缩机具有很多特点,诸如效率高,排气量大以及气体不受油污污染以及运转平稳等,成为目前应用广泛的速度式压缩机种类之一。在工业生产上,离心压缩机的安全性能起重要作用。但离心压缩机容易发生喘振,作为一种有着较大危害的固有现象,喘振对压缩机的使用寿命有很大的损害,应该受到重视。 1.离心式压缩机的喘振机理 由实际物体的高速转动带来气体的转动,从而形成离心力,这一过程实现了能量的传递,气体获得动能和压力能。叶轮中高速转动的气体在扩压器内实现动能向压力能的转化。所以说主要的压缩过程在叶轮和扩压器内。这也是离心式压缩机的基本工作原理。当时机情况偏离设计工况时,会出现气流量减小的情况,以致进入叶轮和扩压器的气体反向流动,冲向工作面,增加了非工作面边缘的扩压度,导致气流边界分层,最终形成了漩涡区。在越靠近叶轮出口的地方,这种漩涡现象越严重,波及的范围也更大。这是与偏离设计工况的程度成正相关关系的,因为偏离程度越大,气流量也就越小,工作面和非工作面之间出现的气流边界分层现象也就原来越严重。而在离心式压缩机的实际构造中,由于叶轮中叶片的不完全对称性,导致气流流动的不均匀,气流边界分层可能会出现在不确定的某个叶道中。当气流量减小到某一临界值时,叶轮的旋转会将整个分层现象扩张到更广的区域,此时气流向叶轮旋转的反向流动,气流旋涡开始形成,并出现在叶轮的外圆和内圆中,发生旋转失速的情况。旋转失速的情况下,叶道中的气流无法通过,排气管中的高压气体会向压力下降的级里流动,及时填补了级流量不足的空缺,促使压缩机恢复运转,将倒流的气体重新排放出去。此时又出现了级中气流量不足的情况,然后高压气体又流向低压区域的级里,促使叶轮正常工作。这样周而复始的循环工作兴城路周期性的气流振荡,即“喘振”现象。 2.喘振的危害及判断 2.1.喘振的危害 喘振对于离心式压缩机的危害很大,可以总结为以下几点:①离心机的工艺过程和工作系统都是在特定的参数下进行的优化设计,尤其是对于气体参数的要求更高,但是喘振时气流的强烈振荡会带来一定的不稳定性。②叶片的强烈震动会带来极大噪声。③各部件之间的摩擦加大,压缩机的主轴也会受到影响,甚至

火电厂风机喘振及失速分析

火电厂风机失速及喘振分析 【摘要】风机是电厂锅炉的主要辅助设备之一,是火力发电厂不可缺少的一部分,其所消耗的电量约占电厂总发电量的2~3%。随着用电量的不断增长和能源问题的出现,电厂风机运行的安全性越来越为人们所重视,其运行状况的好坏直接危及到整个机组的安全运行,严重影响火力发电厂的经济效益。本文重点针对电厂风机的喘振失速问题进行机理分析,并提出了运行处理及防范措施。 【关键词】风机失速喘振不稳定工作区运行处理预防 1.风机简述 1.1离心式风机和轴流式风机比较 风机主要有离心式和轴流式两种。离心式风机具有结构简单、运行可靠、效率较高、制造成本较低、噪音小等优点。但离心风机的容量受到叶轮材料强度的限制,不能随锅炉容量的增加而相应增大;而轴流式风机具有容量大,且结构紧凑、体积小、重量轻、耗电低、低负荷时效率高等优点,但轴流风机结构复杂,制造精度要求高。 鉴于轴流式风机的优点,大容量机组均选用轴流式风机。 1.2轴流式风机的运行调节 轴流式风机的运行调节有四种方式:动叶调节、节流调节、变速调节和入口静叶调节。动叶调节是通过改变风机叶片的角度,使风机的曲线发生改变,来实现改变风机的运行工作点和调节风量。这种调节经济性和安全性较好,每一个叶片角度对应一条曲线,且叶片角度的变化几乎和风量成线性关系。 节流调节的经济性很差,所以轴流式风机不采用这种调节方式。 变速调节是最经济的调节方式,但需要配置电机变频装置或液力偶和器。 进口静叶调节时系统阻力不变,风量随风机特性曲线的改变而改变,风机的工作点易进入不稳定工况区域。 2.风机失速与喘振机理 2.1失速机理 轴流式风机其工作原理是基于叶翼型理论(如图a):当气流以某一冲角α进入叶轮时,由于沿气流流动方向的两侧不对称,使得翼型上部区域的流线变密,流速增加,翼型下部区域的流线变稀,流速减小;因此,流体作用在翼型下部表面上的压力将大于流体作用在翼型上部表面的压力,结果在翼背上产生一个升力,同时在翼腹上产生一个大小相等方向相反的作用力,使气体排出叶轮呈螺旋形沿轴向向前运动。与此同时,风机进口处由于压差的作用,使气体不断地被吸入。 a、风机正常工况时的气体流动状况 b、风机脱流工况时的气体流动状况 动叶可调轴流风机,冲角α越大,翼背的周界越大,则升力越大,风机的压差越大,风量越小。当叶片冲角α达到临界值时,气流会在叶背尾端产生涡流区,即所谓的脱流工况(失

风机震动原因分析

电站风机振动故障简易诊断 摘要:分析了风机运行中几种振动故障的原因及其基本特征,介绍了如何运用这些振动故障的基本特征对风机常见振动故障进行简易诊断,判断振动故障产生的根源。 关键词:风机;振动;诊断 风机是电站的重要辅机,风机出现故障或事故时,将引起发电机组降低出力或停运,造成发电量损失。而电站风机运行中出现最多、影响最大的就是振动,因此,当振动故障出现时,尤其是在故障预兆期内,迅速作出正确的诊断,具有重要的意义。简易诊断是根据设备的振动或其他状态信息,不用昂贵的仪器,通常运用普通的测振仪,自制的听针,通过听、看、摸、闻等方式,判断一般风机振动故障的原因。文中所述振动基于电厂离心式送风机、引风机和排粉机。 1轴承座振动 1.1转子质量不平衡引起的振动 在现场发生的风机轴承振动中,属于转子质量不平衡的振动占多数。造成转子质量不平衡的原因主要有:叶轮磨损(主要是叶片)不均匀或腐蚀;叶片表面有不均匀积灰或附着物(如铁锈);机翼中空叶片或其他部位空腔粘灰;主轴局部高温使轴弯曲;叶轮检修后未找平衡;叶轮强度不足造成叶轮开裂或局部变形;叶轮上零件松动或连接件不紧固。转子不平衡引起的振动的特征:①振动值以水平方向为最大,而轴向很小,并且轴承座承力轴承

处振动大于推力轴承处;②振幅随转数升高而增大;③振动频率与转速频率相等;④振动稳定性比较好,对负荷变化不敏感;⑤空心叶片内部粘灰或个别零件未焊牢而位移时,测量的相位角值不稳定,其振动频率为30%~50%工作转速。 1.2动静部分之间碰摩引起的振动 如集流器出口与叶轮进口碰摩、叶轮与机壳碰摩、主轴与密封装臵之间碰摩。其振动特征:振动不稳定;振动是自激振动与转速无关;摩擦严重时会发生反向涡动; 1.3滚动轴承异常引起的振动 1.3.1轴承装配不良的振动 如果轴颈或轴肩台加工不良,轴颈弯曲,轴承安装倾斜,轴承内圈装配后造成与轴心线不重合,使轴承每转一圈产生一次交变的轴向力作用,滚动轴承的固定圆螺母松动造成局部振动。其振动特征为:振动值以轴向为最大;振动频率与旋转频率相等。 1.3.2滚动轴承表面损坏的振动 滚动轴承由于制造质量差、润滑不良、异物进入、与轴承箱的间隙不合标准等,会出现磨损、锈蚀、脱皮剥落、碎裂而造成损坏后,滚珠相互撞击而产生的高频冲击振动将传给轴承座,把加速度传感器放在轴承座上,即可监测到高频冲击振动信号。这种振动稳定性很差,与负荷无关,振动的振幅在水平、垂直、轴向三个方向均有可能最大,振动的精密诊断要借助频谱分析,运用频谱分析可以准确判断轴承损坏的准确位臵和损坏程度,在此不

离心风机喘振现象及原因

关于风机喘振现象的原因和避免方法 1、喘振现象及原因 具有驼峰型特性的风机在运行过程中,当负荷减小,负载流量下降到某一定值时,出现工作不稳定现象。这时流量忽多忽少,一会儿向负载排气,一会儿又从负载吸气,发出如同哮喘病人“喘气”的噪声,同时伴随着强烈振动,这种现象称之为喘振。 发生喘振现象的根源是离心风机所具有的驼峰型特性。图一给出了具驼峰型特性的离心风机的工作特性曲线。 图中,曲线1是离心风机在某一转速下的特性曲线,代表出口绝压P2和入口绝压P1之比与风机流量之间的关系,是一个驼峰曲线,驼峰点M处的流量为Qm。曲线2是管路特性曲线,正常工作点为A。可以看出,在驼峰点右侧,工作是稳定的。因为任何偶然因素造成的工作点波动(例如流量增加),对于风机特性曲线1而言,压力会减小,而对于管路特性曲线2而言,压力会增加,这两个相互矛盾的结果最终会使工作点返回到原来的位置,在驼峰点M的左侧,这种情况正好相反,任何偶然因素造成的工作点波动将使沿风机特性曲线1上的压力变化趋势与沿管路特性曲线2上的压力变化趋势具有完全的一致性,其结果加剧了工作点的偏移,使之不能返回到原来的工作点上,风机的工作出现不稳定情况。 因此,驼峰点M右侧的区域为稳定工作区域,驼峰点M左侧的区域为不稳定工作区域。负荷下降使处于驼峰右侧的工作点向驼峰点靠近,工作点越靠近驼峰点M,越会出现工作不稳定的可能性,驼峰型特性是发生喘振现象的主要原因。 2、防喘振控制思路 图二给出了风机在不同转速下的特性曲线,可以看出。转速不同,相应的驼峰点和驼峰流量也不同。转速越低,驼峰点越向左移,驼峰流量越小。把不同转速下的驼峰点连接起来,就构成了一条曲线,曲线右侧为稳定工作区,曲线左侧为喘振区。我们称驼峰流量为极限流量,相应的驼峰点连接曲线被称为喘振极限线。 显然,只要在任何转速下,控制风机的流量,使其大于极限流量,则风机便不会发生喘振问题。这就是防喘振控制的基本思想。

浅析离心式压缩机喘振故障原因及解决方法

浅析离心式压缩机喘振故障原因及解决方法 喘振问题作为离心式压缩机最常见的问题之一,严重影响着压缩机的运行,也是造成压缩机损坏的主要原因之一。在实际生产中,往往由于对喘振故障认识不足,可能会出现压缩机发生喘振故障时没有得到及时的判断和处理,造成压缩机硬件损坏,甚至危及压缩机使用寿命及功能的情况发生。 一、离心式压缩机控制系统现状 离心压缩机控制系统主要是保障压缩机的安全、稳定运行,充分应用压缩机工艺区域,在工艺压力与流量范围内,保障工况稳定运行,提升离心压缩机操作的便捷性与自动化水平。通过应用控制系统,可将离心压缩机的工作状态实时展现出来,促使操作人员掌握相应的信息,实时储存运行数据,为后期查询与分析奠定基础。 受到某些原因的影响,若离心式压缩机运行不稳定,控制系统可及时预测各类影响因素,在出现故障与问题的情况下,通知操作人员。系统能够依据不同的情形,采取针对性的解决对策,合理做出动作,促使离心式压缩机迅速恢复到正常的运行轨道。离心式压缩机控制系统设计本身属于关键性问题,本文主要从以下三方面入手,深入分析离心式压缩机控制系统设计现状,主要包括:(1)选择控制系统硬件平台,目前国内是在经典压缩机控制系统基础上,选择模拟调节器,实现运行参数(比如:排气量、排气压力等)调节,以此实现对保护装置安全运行提供保障,更好的满足实际工艺需求。但就实际情况而言,这类调节器难以应变大负荷,就突发工况变化无法精准应对,难以使机组处于最佳运行状态中。(2)合理选择控制系统软件,国外进口的压缩机组,供货商一般会选择配套的控制系统,这类系统的针对性较强,且控制效果比较理想。也可购买第三方厂家的主要控制软件,将其直接应用在上位机监控系统内,可实现开发周期缩短,但这类方式会增加开发成本。(3)选择控制策略,在离心式压缩机控制系统设计工作中,应当将防喘振数字划分为直接控制,实现最小流量控制,就不同故障情形,采取不同的解决对策。不断引入先进的控制技术,比如:模糊控制、神经网络控制技术,为后期压缩机智能控制奠定良好基础。在智能化技术背景下,传统的控制方式已经难以满足上述控制需求,只有积极引入先进的PDI控制技术,才可实现离心压缩机控制水平的提升。 二、离心式压缩机喘振故障的解决方法

失速与喘振

摘要:阐述了轴流通风机失速与喘振的形成机理,结合2×600MW机组一次风机的喘振问题,分析了失速与喘振的原因,同时还制定了检查及整改措施。 关键词:轴流式通风机失速喘振 中图分类号:TH432.1 文献标识码:B 文章编号:1006-8155(2007)03-0000-00 Analysis on Stall and Surge of Variax Blade Adjustable Axial Fl ow Fan and Improvement Measure Abstract: The formation principle of stall and surge for axial fl ow fan was elucidated, analyze the reason of stall and surge bonding the surge problem of 2*600MW primary fan, at one time, draw the measure of check and improvement. Key Words: Axial fl ow fan Stall Surge 0 引言 由于动叶可调轴流通风机具有体积小、质量轻、低负荷区域效率较高、调节范围宽广、反应速度快等优点,近十年来,国内大型火力发电厂已普遍采用动叶可调轴流通风机。因为轴流通风机具有驼峰形性能曲线这一特点,理论上决定了风机存在不稳定区。风机并不是在任何工作点都能稳定运行,当风机工作点移至不稳定区时就有可能引发风机失速及喘振等现象的发生。 笔者针对扬州第二发电有限责任公司二期扩建工程2×600MW 机组一次风机在安装、调试期间发生的失速问题,对失速与喘振的原理进行了分析,并提出了相应检查和整改措施,以及风机在正常运行过程中如何避免失速与喘振的发生。 1 轴流通风机失速与喘振的关系

喘振与失速区别

谁知道风机失速、喘振、抢风都什么意思,三者有什么关系?我在网上查过,但都没看太明白,望不吝赐教。 失速是风机本身特性引起的 喘振是风压由于管道压力的滞后导致与风机出口压力周期性变化,就来来回倒腾 抢风如这个词,两台风机不是你出力大就是我大,搞的最后两败俱伤。 我的理解 轴流风机的喘振与失速是不同的情况可以简单概括如下: 喘振一般发生在性能曲线带驼峰的轴流风机低负荷运行时; 失速一般发生在动叶可调轴流风机的高负荷区。主要是动叶指令太大导致,叶片进风冲角过大引起叶片尾部脱流产生风机失速带驼峰 抢风是当并联轴流风机中的一台发生喘振或失速时人们的一般性叫法。 喘振是指当风机处于不稳定工作区运行,可能会出现流量、全压的大幅度波动,引起风机及管路系统周期性的剧烈波动,并伴随着强烈的噪声。 避免喘振主要采用合适的调节方式 抢风是指风机并联运行中有时会出现一台风机流量大,另一台流量特别小,稍加调节情况相反 避免抢风主要有: 1。不采用不稳定性能风机 2.同时在低负荷运行时可以单台运行 3.采取动叶调节 4.开启旁路风

一、风机失速 图1:风机失速 轴流风机叶片通常都是流线型的,设计工况下运行时,气流冲角(即进口气流相对速度w 的方向与叶片安装角之差)约为零,气流阻力小,风机效率高。当风机流量减小时,w的方向角改变,气流冲角增大。当冲角增大到某一临界值时,叶背尾端产生涡流区,即所谓的脱流工况(失速),阻力急剧增加,而升力(压力)迅速降低;冲角再增大,脱流现象更为严重,甚至会出现部分叶道阻塞的情况。 由于风机各叶片存在安装误差,安装角不完全一致,气流流场不均匀相等。因此,失速现象并不是所有叶片同时发生,而是首先在一个或几个叶片出现。若在叶道2中出现脱流,叶道由于受脱流区的排挤变窄,流量减小,则气流分别进入相邻的1、3叶道,使1、3叶道的气流方向改变。结果使流入叶道1的气流冲角减小,叶道1保持正常流动;叶道3的冲角增大,加剧了脱流和阻塞。叶道3的阻塞同理又影响相邻叶道2和4的气流,使叶道2消除脱硫,同时引发叶道4出现脱流。也就是说,脱流区是旋转的,其旋转方向与叶轮旋转方向相反。这种现象称为旋转失速。 与喘振不同,旋转失速时风机可以继续运行,但它引起叶片振动和叶轮前压力的大幅度脉动,往往是造成叶片疲劳损坏的重要原因。从风机的特性曲线来看,旋转失速区与喘振区一样都位于马鞍型峰值点左边的低风量区。为了避免风机落入失速区工作,在锅炉点火及低负荷期间,可采用单台风机运行,以提高风机流量 二、风机喘振: 图1:风机喘振 图2:风机喘振报警线

轴流风机振动故障分析与处理

轴流风机振动故障分析与处理 一、设备参数与结构 风机型号W12g12.5,叶轮直径D2 =1250mm,最高转速n=2550r/min,设计性能参数为:风量Q=235440m3/h,全压p=11 000Pa,进口温度t=150℃,进口密度ρ=0.763kg/m 3 ,输送介质为转炉煤气(干法除尘)。 风机结构和试验台布置见图1。该风机主要由转子和定子组成,转子包括主轴、叶轮、联轴器、固定端轴承(以下简称轴承1)和非固定端轴承(以下简称轴承2),定子包括进风箱(含进口导叶和轴承I的底座)、机壳(含后导叶和轴承II的底座)、扩压器和钢制风机底座。显然,与一般离心风机结构不同的是,轴承I的底座和轴承II的底座均未与混凝土基础直接接触。为完成运转试验过程,由增速机通过长度为3.3m的加长型空心轴将两台直流电动机串联。

二、振动特点 根据转炉各冶炼阶段(准备、预热/降罩、吹炼、补吹、出钢、清理炉口、加废钢兑铁)的不同,该风机的运行工况频繁变换。因此,不仅要满足各冶炼阶段所需性能参数以及防泄漏、防爆的要求,还要满足35~38min内低、高速频繁调速运行的要求。所以,制造厂需对其进行严格的出厂运行实验。然而,该风机在运行实验中却发生了严重的振动问题,振动数据见表1,尤其进行的所有实验转速还远达不到最高设计转速2 550r/min,显然,这个振动问题的分析和处理十分具有挑战性。

由表1可分析其振动特点如下: 1)风机振动与转速关联性强,转速越高,振动越大; 2)风机升/降速过程中,在同一转速的振动特性相同,具有重复性; 3)风机轴承I 与轴承II 振动相差不大,即振动数量级相同;在2 320r/min 以上,风机轴承I与轴承II相比,前者垂直方向振动小于后者,而水平方向振动大于后者,显示二者在垂直和水平方向的刚度存在差异; 4)增速机振动与转速关联性强,在输出轴反转2 400r/min时达到10.0mm/s,由此增加了振动问题的复杂性; 5)受电机功率限制,最高转速只有达到正转2 349r/min和反转2 400r/min,不可能实施冲转实验; 6)风机最高线速度为167m/s,但在试验中无法实施,需由次高转速判断最高转速时的振动特性。 三、振动检测分析 风机主要有动不平衡、不对中、轴承故障、转子零部件部分松动或脱落、转子转速接近临界转速、共振等八大类振动问题,但具体表现在不同的风机结构

离心式压缩机的防喘振控制(正式版)

文件编号:TP-AR-L6485 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. (示范文本) 编订:_______________ 审核:_______________ 单位:_______________ 离心式压缩机的防喘振 控制(正式版)

离心式压缩机的防喘振控制(正式版) 使用注意:该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上,形成一定的具有指导性,规划性的可执行计划,从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改,请在使用时认真阅读。 一、离心式压缩机的特性曲线与喘振 离心式压缩机的特性曲线通常指:出口绝对压力户2与人口绝对压力p1之比(或称压缩比)和入口体积流量的关系曲线;效率和流量或功率和流量之间的关系曲线。对于控制系统的设计而言,则主要用到压缩比和入口体积流量的特性曲线,见图6—20中实线。 离心式压缩机在运行过程中,有可能会出现这样一种现象,即当负荷降低到一定程度时,气体的排出量会出现强烈振荡,同时机身也会剧烈振动,并发出“哮喘”或吼叫声,这种现象就叫做离心式压缩机的

“喘振”。 喘振是离心式压缩机的固有特性,而事实上少数离心泵也可能喘振。离心泵工作中产生不稳定工况需要两个条件:一是泵的玎—Q特性曲线呈驼峰状;二是管路系统中要有能自由升降的液位或其他能贮存和放出能量的部分。 因此,对离心泵的情况,当遇到具有这种特点的管路装置时,则应避免选用具有驼峰型特性的泵。 对离心压缩机,由于它的性能曲线大多呈驼峰型,并且输送的介质是可压缩的气体,因此,只要串联着的管路容积较大,就能起到贮放能量的作用,故发生不稳定跳动的工作情况便更为容易。连接离心式压缩机不同转速下的特性曲线的最高点,所得曲线称喘振极限线,其左侧部分称为喘振区,如图6—20中

关于风机喘振原因与处理

关于风机喘振原因与处理 喘振,顾名思义就象人哮喘一样,风机出现周期性的出风与倒流,相对来讲轴流式风机更容易发生喘振,严重的喘振会导致风机叶片疲劳损坏,出现喘振的风机大致现象如下: 1 电流减小且频繁摆动、出口风压下降摆动。 2 风机声音异常噪声大、振动大、机壳温度升高、引送风机喘振动使炉膛负压波动燃烧不稳。 常见的原因: 1 烟风道积灰堵塞或烟风道挡板开度不足引起系统阻力过大。(我们有碰到过但不多) 2 两风机并列运行时导叶开度偏差过大使开度小的风机落入喘振区运行(我们常碰到的情况是风机导叶执行机构连杆在升降负荷时脱出,使两风机导叶调节不同步引起大的偏差) 4 风机长期在低出力下运转。 一般的处理原则是调整负荷、关小高出力风机的导叶开度使风机出力相近,再根据上面所说的可能原因进行查找再作相应处理。 所谓喘振,就是当具有“驼峰”形Q-H性能曲线的风机在曲线临界点以左工作时,即在不稳定区工作时,风机的流量和能头在瞬间内发生不稳定的周期性反复变化的现象。风机产生的最大能头将小于管路中的阻耗,流体开始反方向倒流,由管路倒流入风机中(出现负流量),由于风机在继续运行,所以当管路中压力降低时,风机又重新开始输出流量,只要外界需要的流量保持小于临界点流量时,上述过程又重复出现,即发生喘振。 轴流风机性能曲线的左半部具有一个马鞍形的区域,在此区段运行有时会出现风机的流量、压头和功率的大幅度脉动,风机及管道会产生强烈的振动,噪声显著增高等不正常工况,一般称为“喘振”,这一不稳定工况区称为喘振区。实际上,喘振仅仅是不稳定工况区内可能遇到的现象,而在该区域内必然要出现的则是旋转脱流或称旋转失速现象。这两种工况是不同的,但是它们又有一定的关系。象17如下图图所示:轴流风机Q-H性能曲线,若用节流调节方法减少风机的流量,如风机工作点在K点右侧,则风机工作是稳定的。当风机的流量Q < QK时,这时风机所产生的最大压头将随之下降,并小于管路中的压力,因为风道系统容量较大,在这一瞬间风道中的压力仍为HK,因此风道中的压力大于风机所产生的压头使气流开始反方向倒流,由风道倒入风机中,工作点由K点迅速移至C点。但是气流倒流使风道系统中的风量减小,因而风道中压力迅速下降,工作点沿着CD线迅速下降至流量Q=0时的D点,此时风机供给的风量为零。由于风机在继续运转,所以当风道中的压力降低倒相应的D点时,风机又开始输出流量, 为了与风道中压力相平衡,工况点又从D跳至相应工况点F。只要外界所需的流量保持小于QK,上述过程又重复出现。如果风机的工作状态按F-K-C-D-F周而复始地进行,这种循环的频率如与风机系统的振荡频率合拍时,就会引起共振,风机发生了喘振。 风机在喘振区工作时,流量急剧波动,产生气流的撞击,使风机发生强烈的振动,噪声增大,而且风压不断晃动,风机的容量与压头越大,则喘振的危害性越大。故风机产生喘振应具备下述条件: a)风机的工作点落在具有驼峰形Q-H性能曲线的不稳定区域内; b)风道系统具有足够大的容积,它与风机组成一个弹性的空气动力系统; c)整个循环的频率与系统的气流振荡频率合拍时,产生共振。 旋转脱流与喘振的发生都是在Q-H性能曲线左侧的不稳定区域,所以它们是密切相关 轴流风机的Q-H性能曲线 的,但是旋转脱流与喘振有着本质的区别。旋转脱流发生在图5-18所示的风机Q-H性能曲线峰值以左的整个不稳定区域;而喘振只发生在Q-H性能曲线向右上方倾斜部分。旋转

离心式压缩机的喘振原因及预防14

离心式压缩机的喘振原因及预防] 离心式压缩机的喘振原因及预防 田立华 (中石油前郭石化分公司) 摘要离心式压缩机发生喘振时,转子及定子元件经受交变的动应力,级间压力失调引起强烈的振动,使密封及轴承损坏,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,离心式压缩机严禁在喘振区域内运行。本文针对喘振的原因和预防措施做了详细论述。 关键词离心式压缩机喘振喘振点性能曲线旋转脱离 一、喘振机理 喘振的产生包含两方面因素:内在因素是离心式压缩机中的气流在一定条件下出现“旋转脱离”;外界条件是压缩机管网系统的特性。当外界条件适合内在因素时,便发生喘振。 2.喘振与管网的关系 离心压缩机的喘振是其本身的固有特性。压缩机是否在喘振工况点附近运行,这主要取决于管网的特性曲线P=Pa+AQ2。图2为离心压缩机和管网联合工作性能曲线。交点M为稳定工况点,当出气管路中的闸阀关小到一定程度时,管道中的阻力系数A增大,管网特性曲线左移到图2中曲线4的位置时,与压缩机性能曲线2交于N点,压缩机出现喘振工况,N点即为喘振点。相反闸阀开大时,管道中的阻力系数A减小,管网特性曲线1右移,压缩机流量达到Qmax时,出现滞止工况。最小流量与滞止流量之间的流量为离心压缩机的稳定工况范围。 3.喘振的产生 从图2可以看出:由于管网阻力的增加,管网特性曲线左移,致使压缩机工况点向小流量偏移。压缩机的流量Qj 减少,气体进入叶轮和叶片扩压器的正冲角i增加,附面层分离区扩大,产生相对于叶轮旋转方向的“旋转脱离”,使叶轮前后压力产生强烈的脉动。发生旋转脱离时在叶轮的凹面形成涡流区,当流量减小到Qmin时,上述的正冲角i 增加得更大,涡流区扩大到整个叶片流道,气流受到阻塞,压缩机出口压力突然下降,而管网中气体压力并不同时下降,这时,管网中压力P1大于压缩机出口压力P2,因而管网中气体倒流向压缩机,直至管网中压力下降到低于压缩机出口压力时才停止倒流。这时压缩机又开始向管网压送气体,使管网中的气体压力再次升高至P1时,压缩机的流量Qj减少到Qmin,出口压力突然降到P2,P1>P2后,管网中气体又倒流向压缩机。如此周而复始地进行,压缩机时而有气流输出,时而有气体由管路倒灌入机器,产生周期性气流脉动,出现喘振。喘振过程中参数变化的频率和幅度的大小与管网容量有很大的关系。管网的容量相当于整个系统的基本谐振器。管网的容量愈大,喘振的频率愈低,振幅愈大;管网的容量愈小,喘振的频率则愈高,振幅愈小。由此可知,发生喘振的根本原因就是低流量,在操作中造成低流量的因素很多,归纳为以下几个方面: (1)压缩机出口压力升高,系统压力大于出口压力,使气体流量降到喘振流量。稳定系统压力高,造成压缩机出口憋压,气体倒流入压缩机,造成机内气体低流量。 (2)入口流量低于规定值,反飞动调节阀失灵。在一定转数和一定气体密度下,能维持一定压力,当开、停机时气体流量少,或者放火炬阀开得过大,最容易引起压缩机入口流量低。 (3)气体密度变化,在一定转数下,离心力下降,引起出口压力及排量下降,通常误认为是抽空现象。 (4)分馏系统操作不稳致使压缩机入口气体带油(例如瓦斯罐液位、界位失灵),液体组分进入机体。 (5)汽轮机的蒸汽压力低或质量差(温度低),机组出现满负荷,转速下降。 (6)调速系统失灵,辅助系统故障,真空效率下降,机组不能额定做功。

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