什么叫“喘振”,透平壓縮機(jī)發(fā)生喘振時有何典型現(xiàn)象?
? ??答:喘振是透平式壓縮機(jī)在流量減少到一定程度時所發(fā)生的一種非正常工況下的振動。離心式壓縮機(jī)是透平式壓縮機(jī)的一種形式,喘振對于離心式壓縮機(jī)有著很嚴(yán)重的危害。
? ????離心式壓縮機(jī)發(fā)生喘振時,典型現(xiàn)象有:
? ????1)壓縮機(jī)的出口壓力初先升高,繼而急劇下降,并呈周期性大幅波動;
? ????2)壓縮機(jī)的流量急劇下降,并大幅波動,嚴(yán)重時甚至出現(xiàn)空氣倒灌至吸氣管道;
?????3)拖動壓縮機(jī)的電機(jī)的電流和功率表指示出現(xiàn)不穩(wěn)定,大幅波動;
?????4)機(jī)器產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動,同時發(fā)出異常的氣流噪聲。
? ? 喘振的內(nèi)部原因是什么,如何防止?
? ??答:機(jī)理性研究結(jié)果表明,喘振產(chǎn)生的內(nèi)部原因與葉道內(nèi)氣體的脫離密切相關(guān)。
?????當(dāng)氣體流量減少到一定程度時,壓縮機(jī)內(nèi)部氣流的流動方向與葉片的安裝方向發(fā)生嚴(yán)重偏離,使進(jìn)口氣流角與葉片進(jìn)口安裝角產(chǎn)生較大的正沖角,從而造成葉道內(nèi)葉片凸面氣流的嚴(yán)重脫離。此外,對于離心式壓縮機(jī)的葉輪而言,由于軸向渦流等的存在和影響,更極易造成葉道里的速度不均勻,上述氣流脫離現(xiàn)象進(jìn)一步加劇。氣流脫離現(xiàn)象嚴(yán)重時,葉道中氣體滯流、壓力突然下降,引起葉道后面的高壓氣流倒灌,以彌補(bǔ)流量的不足和緩解氣流脫離現(xiàn)象,并可使之暫時恢復(fù)正常。但是,當(dāng)將倒灌進(jìn)來的氣體壓出時,由于級中流量缺少補(bǔ)給,隨后再次重復(fù)上述現(xiàn)象。這樣,氣流脫離和氣流倒灌現(xiàn)象周而復(fù)始地進(jìn)行,使壓縮機(jī)產(chǎn)生一種低頻高振幅的壓力脈動,機(jī)器也強(qiáng)烈振動,并發(fā)出強(qiáng)烈的噪聲,這就是喘振的內(nèi)部原因。
?? 喘振的外部原因是什么?
? ???答:從壓縮機(jī)性能曲線的角度來看,壓縮機(jī)在發(fā)生喘振時,其工作點肯定進(jìn)入了喘振區(qū),因此嚴(yán)重的壓縮機(jī)喘振還與管網(wǎng)有著密切關(guān)系。或者說,一切能夠使壓縮機(jī)與管網(wǎng)聯(lián)合工作點進(jìn)入喘振區(qū)的外部原因均會造成喘振。
? ????在壓縮機(jī)的實際運行中,以下因素都會導(dǎo)致喘振發(fā)生:
? ????1)空分系統(tǒng)的切換故障。進(jìn)主換熱器或分子篩吸附器的閥門不能及時打開,造成空壓機(jī)排出壓力超高,導(dǎo)致管網(wǎng)特性曲線急劇變陡,壓縮機(jī)與管網(wǎng)聯(lián)合工作點迅速移動,進(jìn)入喘振區(qū)導(dǎo)致喘振;
? ????2)壓縮機(jī)流道堵塞。由于冷卻器泄漏或塵埃結(jié)垢,級的流道粗糙,并且局部截面變?。?
? ????3)壓縮機(jī)進(jìn)氣阻力大,例如過濾器堵塞或葉輪進(jìn)口堵塞;
? ????4)電網(wǎng)質(zhì)量不好,電網(wǎng)周波下降或電壓過低,使電機(jī)失速,造成壓縮機(jī)流量降至喘振區(qū);
? ????5)壓縮機(jī)啟動操作升壓過程中,操作不協(xié)調(diào),升壓速度快,進(jìn)口導(dǎo)葉開度??;
?????6)電氣故障或連鎖停機(jī)時放空閥或防喘振閥沒有及時打開。? ?
預(yù)防喘振的措施有哪些?
? ???答:為了防止喘振發(fā)生,離心式壓縮機(jī)都設(shè)有防喘振的自動放散閥,一旦出口壓力過高,壓縮機(jī)接近喘振區(qū)或發(fā)生喘振時。該閥應(yīng)自動打開。如沒有打開,應(yīng)及時手動打開。要經(jīng)常檢查和保養(yǎng)自動放散閥,使之靈活好使。
?????目前較為多采用的防喘振措施有兩種:
? ????1)壓力控制。它屬于單參數(shù)控制。通常設(shè)有壓力調(diào)節(jié)器,壓縮機(jī)在設(shè)定壓力下工作。高于設(shè)定壓力時,防喘振閥打開,放掉部分壓力,使排出壓力保持在設(shè)定壓力下。同時防喘振閥與電機(jī)連鎖,電機(jī)跳閘停機(jī)時防喘振閥自動打開。
?????比較先進(jìn)的壓力控制是一些壓縮機(jī)設(shè)置的恒壓調(diào)節(jié),見圖96。它是使壓縮機(jī)在設(shè)定壓力下運行,壓力調(diào)節(jié)器控制進(jìn)口導(dǎo)葉,壓力高時關(guān)小,壓力低時開大。由于進(jìn)口導(dǎo)葉關(guān)小,流量減少,進(jìn)入喘振區(qū)時防喘振閥會自動打開,增加進(jìn)口流量或降低出口壓力,以解除喘振。這種防喘振--恒壓控制系統(tǒng)對動力站的空壓機(jī)是很有?效的。
? ????2)雙參數(shù)控制。雙參數(shù)是指壓力和流量控制。從控制方式上看更為先進(jìn)一些。由于有了智能手段,所以也比較可靠。? ????如圖97所示,圖中曲線Q=ap為保護(hù)曲線,日為常數(shù)。當(dāng)Q/p<a時,開大進(jìn)口導(dǎo)葉,增加流量。如果還不能滿足要求而進(jìn)入了喘振區(qū),則打開放空閥,壓力下降,流量增大,使離開喘振區(qū)。正常運轉(zhuǎn)時的工作點離開保護(hù)線15%左右。