發表時間： 2024-01-26 14:19:08
作者： 石油化工設備維護與檢修網
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一、喘振的概念
喘振是離心式壓縮機本身固有的特性，而造成喘振的唯一直接原因是進氣量減小到一定值。
當氣量減小到一定程度時，會出現旋轉脫離，如這時進一步減小流量，在葉片背面將形成很大的渦流區域，氣流分離層擴及整個通道，以至充滿整個葉道，而把流道阻塞，氣流不能順利的流過，這時流動嚴重惡化，壓縮機的出口壓力會突然大大下降，由于壓縮機總是和管網系統聯合工作，這時管網中的壓力不會馬上減低，于是管網中的氣體壓力就會大于壓縮機的出口處的壓力，因而管網中的氣體就倒流向壓縮機，一直到管網中的壓力下降到低于壓縮機的出口壓力為止，這時倒流停止，壓縮機又開始向管網供氣，經過壓縮機的流量又增大，壓縮機又恢復到正常工作。但當管網中的壓力恢復到原來壓力時，壓縮機的流量又減少，系統中的氣流又產生倒流，如此周而復始，就在整個系統中產生了周期性的氣流振蕩現象，這種現象就稱作“喘振”。
喘振現象不但和壓縮機中嚴重的旋轉脫離有關，還和管網系統有關。管網的容量越大，則喘振的振幅越大，頻率越低。喘振的頻率大致和管網容量的平方跟成反比。
二、喘振的現象及判斷
機組喘振時，壓縮機和其后的管道系統之間產生了一種低頻高振幅的壓力波動，整個機組發生強力的振動，發出嚴重的噪音，調節系統也大幅度的波動。一般根據下列方法判斷是否進入喘振工況。
2.1 監測壓縮機出口管道氣流噪音。正常工況時出口的聲音是連續且較低的。而接近喘振時，整個系統的氣流產生周期性的振蕩，因而在出口管道處聲音是周期性的變化，喘振時，噪音加劇，甚至有爆音出現。
2.2 觀測壓縮機流量及出口壓力的變化。離心式壓縮機穩定運行時其出口壓力和進口流量變化是不大的，是脈動的，當接近或進入喘振工況時，二者的變化很大，發生周期性大幅度的脈動。
2.3 觀測機體和軸振動情況。當接近或進入喘振工況時，機體和軸振動都發生強烈的振動變化，其振幅要比平常運行時大大增加。
三、喘振的危害
喘振是離心式壓縮機性能反常的一種不穩定運行狀態。發生喘振時，表現為整個機組管網系統氣流周期性的振蕩。不但會使壓縮機的性能顯著惡化、氣流參數（壓力、流量）產生大幅度脈動、大大加劇了整個壓縮機的振動，還會使壓縮機的轉子及定子元件經受交變動應力，級間壓力失調引起強烈的振動，使密封及軸承損壞，甚至發生轉子及定子元件相碰、壓送氣體外泄、引起爆炸等惡性事件，因此在操作中必須避免在喘振工況下運行。
四、喘振的基本原因
實際運行中引起壓縮機喘振的原因很多，但基本原因上不外乎下述兩種：
第一種：實際運行流量小于喘振流量，諸如生產減量過多、吸入氣源不足、入口過濾器堵塞、管道阻力大、葉輪通道或氣流通道堵塞等。
第二種：壓縮機的出口壓力低于管網壓力。諸如管網阻力增大、進氣壓力過低、壓縮機轉速變化等。壓縮機的出口壓力低于管網壓力，就會導致壓縮機的運行工作點向小流量區域移動，從而進入喘振工況。這與前面提高的“造成喘振的唯一直接原因是進氣減小到一定值”并不矛盾。
五、喘振曲線和防喘振曲線
由于對每一轉速，壓縮機都有對應的喘振流量，小于喘振流量，壓縮機即發生喘振，我們將各轉速下所發生的喘振的點連接起來（特性曲線上的喘振點連接起來），即可以得到一曲線，即為壓縮機的喘振曲線。
因此，千萬不要讓壓縮機在喘振區內運行。這將通過防喘振控制系統來實現。
喘振曲線通常呈拋物線形，而考慮了防喘振裕度后，就可以在其右邊畫出一條與喘振曲線相近的一條線，這就是保護曲線。保護曲線沒有必要與此喘振曲線完全相似，或由喘振曲線平移來獲得，而只要能保證壓縮機在正常運轉范圍內有合適的裕度即可。這就使得防喘振控制系統儀表的配置和選用變得極為簡單，并更具合理性。
在某一轉速下，壓縮機的實際流量與該轉速下的喘振流量之比叫喘振裕度。裕度太大，則功率耗量增加，經濟性差，太小則離喘振點太近，安全性差。一般防喘振裕度在110%～125%左右，在決定裕度大小時，還應把調節儀表的誤差因素考慮進去。
