浅析离心式压缩机喘振故障原因及解决方法
离心式压缩机喘振产生的原因分析及解决方案
离心式压缩机喘振产生的原因及解决方案一一离心式压缩机是工业生产中的重要设备,其具有排气量大、结构简单紧凑等优点,但也存在一些缺点如稳定工况区间较窄、容易发生喘振。
喘振给压缩机带来危害极大,为了保障压缩机稳定运行,必须应用有效的防喘振控制。
本文主要介绍了离心式压缩机喘振产生的原因,详细叙述了压缩机防喘振的意义与方法,以离心式空气压缩机为例,基于霍尼韦尔DCS系统如何实现防喘振控制。
离心式压缩机的工作原理随着我国工业的迅速发展,工业气体的需求日益增长,离心式压缩机因其优秀的性能及较大的排气量而被广泛应用于工业生产中。
在离心式压缩机中,汽轮机(或电动机)带动压缩机主轴叶轮转动,在离心力作用下,气体会被甩到工作轮后面的扩压器中去。
而在工作轮中间形成稀薄地带,前面的气体从工作轮中间的进气部分进入叶轮,由于工作轮不断旋转,气体能连续不断地被甩出去,从而保持了气压机中气体的连续流动。
气体因离心作用增加了压力,以很高的速度离开工作轮,经扩压器后速度逐渐降低,动能转变为静压能,压力增加,同时气体温度相应升高,在单级压缩不能达到压力要求的情况下,需要经过多级压缩,压缩前需要经过气体冷却器冷却,经过这种多级冷却多级压缩后,最终达到气体压缩的目的。
喘振产生的原因喘振是目前离心式压缩机容易发生的通病。
离心式压缩机的操作工况偏离设计工况导致入口流量减小,使得压缩机内部叶轮、扩压器等部件气流方向发生变化,在叶片非工作面上出现气流的旋转脱离,造成叶轮通道中气流无法通过。
该工况下,压缩机出口压力及与压缩机联合工作的管网压力会出现不稳定波动,进而使得压缩机出口气体反复倒流即“喘振”现象。
另外,压缩机的吸入气体温度发生变化时,其特性曲线也将改变,如图1、图2所示,这是压缩机在某一恒定转速情况下,因吸入气体温度变化时的一组特性曲线。
曲线表明随着温度的升高,压缩机易进入喘振区。
图1离心压缩机的性能曲线图2温度对性能曲线的影响喘振现象的发生,由于气体反复倒流,会打破压缩机原有的运动平衡,导致转子的振动增大,在旋转中与定子接触摩擦,通常监控上的表现为压缩机出口的压力反复波动,轴承温度逐渐升高。
浅析什么是喘振-离心式压缩机为什么会发生喘振
浅析什么是喘振/离心式压缩机为什么会发生喘振
什么是喘振
喘振是流体机械及其管道中介质的周期性振荡,是周期性吸入和排出激发下介质的机械振动。
在离心式空气压缩机中,喘振是压缩机运行中常见的故障之一,也是旋转失速的进一步发展。
当离心式压缩机的负荷降低到一定程度时,压缩气体将在叶轮的非工作面上形成分离质量,导致冲击损失急剧增加,不仅增加了流量损失,而且降低了效率,但也导致空气从管道网络流回压缩机,引起机身强烈振荡,并引起“哮喘”或“哮喘”。
“咆哮”声,这种现象被称为离心式压缩机的“浪涌”。
浪涌引起的机械振动频率和振幅与管网的体积密切相关。
管网的体积越大,浪涌频率越低,振幅越大。
离心式压缩机发生喘振时,典型现象有:
1、压缩机的出口压力最初先升高,继而急剧下降,并呈周期性大幅波动;
2、压缩机的流量急剧下降,并大幅波动,严重时甚至出现空气倒灌至吸气管道;
3、拖动压缩机的电机的电流和功率表指示出现不稳定,大幅波动;
4、机器产生强烈的振动,同时发出异常的气流噪声。
目前来说解决喘振常用的方法有三种:
1、在压气机上增加放气活门,使多余的气体能够排出。
2、使用双转子或三转子压气机。
3、使用可调节式叶片。
理论上的偶就说了,喘振的发生区间可以在工况曲线上找到。
主要产生原因:
1、蒸发压力过低,或者蒸发温度过低
引起这个的可能是回水温度低了,导致导叶开度迅速降低以致于压缩机的出口压力和冷凝压力接近,或者节流装置堵塞导致蒸发器里的液态冷媒不足以支持压缩机持续的像冷凝器输出高压气态冷媒。
2、冷凝压力过高,或者冷凝温度过高。
离心式空压机喘振因素研讨及防范措施
离心式空压机喘振因素研讨及防范措施摘要:由于离心式空压机结构简单,排气量大,效率高,目前广泛应用于冶金、化工以及空分等行业。
但离心式空压机在运行过程中,对气体的压力、流量以及温度变化较为敏感,容易发生“喘振”现象。
离心空压机喘振具有较大的危害性,是造成空压机损坏的主要原因之一。
因此,研究和预防喘振的发生,弄清和掌握喘振的机理,采取有效控制措施避免喘振的发生是离心空压机控制中的重要任务关键词:离心式;空气压缩机;喘振1引言离心式空气压缩机属于动力式空气压缩机。
其基本工作原理是用高速回转的叶轮提升气体分子动能, 再经过扩压器使气体分子的动能转化为压力能。
它具有排气量大, 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。
然而, 离心式空气压缩机对气体的压力、流量、温度变化较敏感, 易发生喘振。
特别在夏季气温高时, 喘振现象尤为频繁。
2喘振的机理喘振是流体机械及其管道中介质的周期性振荡, 是介质受到周期性吸入和排出的激励作用而发生的机械振动。
对于离心机来说, 喘振是压缩机运行中的常见故障之一, 是旋转失速的进一步发展。
当离心式压缩机在负荷降低到一定程度时,被压缩气体将会在叶轮的非工作面形成脱流团, 造成冲击损失急剧增加, 这不仅使流量损失增加, 效率下降, 还会导致气流从管网倒回压缩机, 引起机身强烈振荡, 并发出"哮喘"或"吼叫"声, 这种现象叫做离心式压缩机的"喘振"。
如图1所示, 离心式压缩机具有这样的特性, 对于一个确定的转速, 总对应一个流量值, 压缩机效率达到最高点。
当流量大于或小于此值时, 效率都将下降。
一般常以此流量的工况点为设计工况点。
压缩机的性能曲线左边受到喘振工况(Qmin)的限制, 右边受到堵塞工况的限制, 在这二者之间的区域, 称为压缩机的稳定工况区域。
稳定工况区域的大小, 是衡量压缩机性能的重要指标。
离心式压缩机喘振原因及其预防措施分析
离心式压缩机喘振原因及其预防措施分析发布时间:2022-11-08T05:39:57.849Z 来源:《工程管理前沿》2022年第14期作者:赵钧[导读] 喘振是离心式压缩机运行期间常见危害性现象,设计不当、赵钧开封空气液化有限公司河南省开封市顺河回族区 475000摘要:喘振是离心式压缩机运行期间常见危害性现象,设计不当、调试不佳、运行失误等均可引发喘振,阻碍正常生产工作,因此必须重视离心式压缩机的喘振预防工作。
在离心式压缩机设计阶段,应搭建完整的防喘振控制系统,合理设计结合尺寸与逆止阀,并按规定做好试运行与设备调试工作,最后于离心式压缩机运行期间时作为维护保养,以此全方位避免喘振现象的产生。
关键词:离心式压缩机;喘振原因;预防措施1离心式压缩机构造研究离心压缩机结构可细分两部分即静子和转子,其中,静子结构有隔板、机壳、级间密封等;转子包括大量旋转零件,如平衡盘、叶轮、主轴等。
机械具体构造如下:(1)水平轴向部分型。
静子有密封、焊接机壳;转子包含联轴器、推力盘、隔套、轴套、叶轮。
(2)垂直径向部分型。
静子为隔板、内机壳、端盖、机壳;转子与水平轴向构造相同。
(3)整体齿轮增速。
静子有型环、扩压器、蜗壳、齿轮箱体;转子包括叶轮、联轴器、低速齿轮轴、低速齿轮、高速齿轮。
2离心式压缩机喘振现象分析2.1喘振现象分析喘振现象应从以下3个角度入手,全方位了解离心式压缩机喘振现象:①观察离心式压缩机进出口压力数值及入口流量,运用CCS软件得出数值波动幅度轨迹趋势图,分析CCS趋势图特征,若此时存在较大波动或周期性波动,则离心式压缩机可能出现喘振现象;②采用“听”的方式判断喘振,若离心式压缩机进出气管出现“呼哧呼哧”的气流噪声,则证明离心式压缩机运行不稳定,机组存在喘振问题;③根据离心式压缩机实际情况分析其轴系振动图,若发现离心式压缩机内出现轴系急剧振动的情况,且振动相对明显,则说明离心式压缩机存在喘振现象。
喘振原因及常用解决办法
喘振是透平式压缩机也叫叶片式压缩机在流量减少到一定程度时所发生的一种非正常工况下的振动;离心式压缩机是透平式压缩机的一种形式,喘振对于离心式压缩机有着很严重的危害离心式压缩机发生喘振时,典型现象有:1压缩机的出口压力最初先升高,继而急剧下降,并呈周期性大幅波动;2压缩机的流量急剧下降,并大幅波动,严重时甚至出现空气倒灌至吸气管道;3拖动压缩机的电机的电流和功率表指示出现不稳定,大幅波动;4机器产生强烈的振动,同时发出异常的气流噪声; 5离心机在极端部分负荷、冷却有问题时会发生目前来说解决喘振常用的方法:①在压气机上增加放气活门,使多余的气体能够排出;②使用可调节式叶片;③确保压气机足够流量;喘振的内部原因当气体流量减少到一定程度时,压缩机内部气流的流动方向与叶片的安装方向发生严重偏离,使进口气流角与叶片进口安装角产生较大的正冲角,从而造成叶道内叶片凸面气流的严重脱离;此外,对于离心式压缩机的叶轮而言,由于轴向涡流等的存在和影响,更极易造成叶道里的速度不均匀,上述气流脱离现象进一步加剧;气流脱离现象严重时,叶道中气体滞流,压力突然下降,引起叶道后面的高压气流倒灌,以弥补流量的不足和缓解气流脱离现象,并可使之暂恢复正常;但是,当将倒灌进来的气体压出时,由于流量缺少补给,随后再次重复上述现象;这样,气流脱离和气流倒灌现象周而复始地进行,使压缩机产生一种低频高振幅的压力脉动,机器也强烈振动,并发出强烈的噪声,管网有周期性振荡振幅大频率低并伴有周期性吼叫声,压缩机振动强烈机壳轴承均有强烈振动并发出强烈的周期性的气流声,由于振动强烈轴承液体润滑条件会遭到破坏,轴瓦会烧坏转子与定子会产生摩擦碰撞密封元件将严重破坏;离心式压缩机在生产运行过程中有时会突然产生强烈振动气体介质的流量和压力也出现大幅度脉动并伴有周期性沉闷的呼叫声以及气流波动在管网中引起的呼哧呼哧的强噪声这种现象通称为压缩机的喘振工况,压缩机不能在喘振工况长时间运行一旦压缩机进入喘振工况操作人员应立即采取调节措施降低出口压力或增加入口流量使压缩机工况点脱离喘振区实现压缩机的稳定运行;从上述分析可以看出喘振不仅与叶轮流道中气体的旋转脱离有关而且与管网容量有密切关系管网容量愈大喘振的振幅也愈大,振频愈低管网容量愈小则喘振的振幅就小喘振频率愈高这就是喘振的内部原因;。
离心式压缩机喘振的原因分析及处理
离心式压缩机喘振的原因分析及处理摘要:离心式压缩机喘振现象的发生主要取决于管网的特性曲线和离心式压缩机的特性曲线。
本文对离心式压缩机特点、喘振现象、产生的危害、判断方法、发生原因进行了总结,并提出了相应的预防措施。
关键词:压缩机;喘振;预防措施喘振是离心压缩机特有的一种现象,它是危害压缩机结构的主要原因之一,在工艺流程中应尽力避免压缩机喘振现象的出现。
根据石化企业压缩机机组现场应用反馈,机组发生喘振现象比较普遍,有些机组甚至频繁发生喘振,给企业安稳生产及经济效益造成了一定的影响。
1.喘振原因喘振作为离心式压缩机运行中的一-种特殊现象,易造成气流往复强烈冲击,严重影响压缩机运行部件,是造成运行事故的主要因素。
喘振是离心式压缩机本身固有的特性,导致喘振产生的因素有两方面:内在因素是由于离心式压缩机中的气流在一定的条件下出现了“旋转脱离”这种状况:而外在因素是由于离心式压缩机管网系统的特性。
2.离心机的特点离心式压缩机是具有处理气量大、体积小、结构简单、运转平稳、维修方便等特点,应用范围广。
但由于离心机本身结构所限,仍然存在短板,在压力高、流量小的场合会发生喘振,且不能从设计上予以消除。
3.离心式压缩机喘振的危害、现象及判断3.1喘振的危害喘振是当离心式压缩机的进口流量减少至一定程度时所发生的一种非正常工况下的振动,气体流量、进出口压力出现波动,从而引起压缩机转速及工艺气在系统中产生周期性振荡现象。
喘振的危害:(1)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)大幅波动,破坏了工艺系统的稳定性;(2)使压缩机叶片发生强烈振动,叶轮应力大幅增加,噪声加剧;(3)引起动静部件的摩擦与碰撞,使压缩机的轴发生弯曲变形,严重时会产生轴向窜动,使轴向推力增大,发生烧毁止推轴瓦甚至扫膛事故;(4)加剧轴承、轴瓦的磨损,破坏润滑油膜的稳定性,使轴瓦合金产生疲劳裂纹,甚至发生烧瓦抱轴等事故;(5)损坏压缩机的机械密封及轴封,使压缩机效率降低,同时由于密封的损坏会造成工艺气泄漏,极易引发火灾、爆炸等事故;(6)影响驱动机的正常运转,干扰操作人员的正常操作,使一些仪表、仪器的测量准确性降低甚至损坏。
离心式压缩机喘振现象与调节方法
离心式压缩机喘振现象与调节方法一、什么是喘振喘振是离心式压缩机的一种特有的异常工作现象,归根揭底是由旋转失速引起的,气体的连续性受到破坏,其显著特征是:流量大幅度下降,压缩机出口排气量显著下降;出口压力波动较大,压力表的指针来回摆动;机组发生强烈振动并伴有间断的低沉的吼声,好像人在干咳一般。
判断是否发生喘振除了凭人的感觉以外,还可以根据仪表和运行参数配合性能曲线查出。
压缩机发生喘振的原因:由于某些原因导致压缩机入口流量减小,当减小到一定程度时,整个扩压器流道中会产生严重的旋转失速,压缩机出口压力突然下降,当与压缩机出口相连的管网的压力高于压缩机的出口压力时,管网的气流倒流回压缩机,直到管网的压力下降到比压缩机的出口压力低时,压缩机才重新开始向管网排气,此时压缩机恢复到正常状态。
当管网压力恢复到正常压力时,如果压缩机入口流量依然小于产生喘振工况的最小流量,压缩机扩压器流道中又产生严重的旋转失速,压缩机出口压力再次下降,管网压力大于压缩机排气压力,管网中的气流再次倒流回压缩机,如此不断循环,压缩机系统中产生了一种周期性的气流喘振现象,这种现象被称之为“喘振”。
二、离心式压缩机特性曲线对于一定的气体而言,在压缩机转速一定时,每一流量都对应一个压力,把不同流量下对应的每一个压力连成一条曲线,即为压缩机的性能曲线。
如图1所示,对每一种转速,都可以用一条曲线描述压缩机入口流量Q1与压缩比P2/P1的关系(P2、P1分别为压缩机出口绝对压力和入口绝对压力)。
图1为离心式压缩机特性曲线压缩机特性线是压缩机变动工况性能的图像表示,它清晰地表明了各种工况下的性能、稳定工作范围等,是操作运行、分析变工况性能的重要依据。
(1)转速一定,流量减少,压力比增加,起先增加很快,当流量减少到一定值开始,压比增加的速度放慢,有的压缩机级的特性压比随流量减少甚至还要减少。
(2)流量进一步减少,压缩机的工作会出现不稳定,气流出现脉动,振动加剧,伴随着吼叫声,这个现象称为喘振现象,这个最小流量称为喘振流量。
离心式压缩机喘振发生的机理、原因及预防措施!
离⼼式压缩机喘振发⽣的机理、原因及预防措施!⼀、喘振发⽣的机理当离⼼式压缩机的操作⼯况发⽣变动并偏离设计⼯况时,如果⽓体流量减少则进⼊叶轮或扩压器流道的⽓流⽅向就会发⽣变化。
当流量减少到⼀定程度,由于叶轮的连续旋转和⽓流的连续性,使这种边界层分离现象扩⼤到整个流道,⽽且由于⽓流分离沿着叶轮旋转的反⽅向扩展,从⽽使叶道中形成⽓流漩涡,再从叶轮外圆折回到叶轮内圆,此现象称为⽓流旋离,⼜称旋转失速。
发⽣旋转脱离时叶道中的⽓流通不过去,级的压⼒也突然下降,排⽓管内较⾼压⼒的⽓体便倒流回级⾥来。
瞬间,倒流回级中的⽓体就补充了级流量的不⾜,使叶轮⼜恢复了正常⼯作,从⽽从新把倒流回来的⽓体压出去。
这样⼜使级中流量减少,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体振荡现象,这种现象称为“喘振”。
⼆、喘振发⽣的原因1、流量图1 不同转速下出⼝压⼒与流量的关系每台离⼼式压缩机在不同转速n下都对应着⼀条出⼝压⼒P与流量Q之间的曲线,如图1所⽰。
随着流量的减少,压缩机的出⼝压⼒逐渐增⼤,当达到该转速下最⼤出⼝压⼒时,机组进⼊喘振区,压缩机出⼝压⼒开始减⼩,流量也随之减⼩,压缩机发⽣喘振。
从曲线上看,流量减⼩是发⽣喘振的根本原因,在实际⽣产中尽量避免压缩机在⼩流量的⼯况下运⾏。
2、⽓体相对分⼦质量图2 不同相对分⼦质量时的性能离⼼压缩机在相同转速、不同相对分⼦质量下恒压进⾏的曲线,从曲线中可以看出,在恒压运⾏条件下,当相对分⼦质量M=20的⽓体发⽣喘振时,相对分⼦质量为M=25和M=28的⽓体运⾏点还远离喘振区。
因此,在恒压运⾏⼯况下,相对分⼦质量越⼩,越容易发⽣喘振。
3、⼊⼝压⼒图3 不同⼊⼝压⼒时的性能压缩机的⼊⼝压⼒P1>P2>P3,在压缩机恒压的运⾏⼯况下,⼊⼝压⼒越低,压缩机越容易发⽣喘振,这也是⼊⼝过滤器压差增⼤时,要及时更换滤⽹的原因。
4、⼊⼝温度图4 不同⼊⼝温度时的性能恒压恒转速下进⾏的离⼼式压缩机在不同⼊⼝⽓体温度时的进⾏曲线,从曲线上可以看出在恒压运⾏⼯况下,⽓体⼊⼝温度越⾼,越容易发⽣喘振。
离心式压缩机振动的原因与处理措施
离心式压缩机振动的原因与处理措施摘要:离心式压缩机是目前石油和化工工业中最重要的设备之一,在能源和化工工业中也发挥着重要作用。
为了有效地保证设备的平稳工作和正常运行,有必要针对常见振动事件故障情况进行调查和分析,确定问题的原因。
分析离心式压缩机振动干扰问题及其应用对策。
关键词:离心式压缩机;振动故障;石化行业Causes and Treatment Measures of Vibration of Centrifugal CompressorGuoyunmingAbstract :Centrifugal compressors are currently one of the most important equipment in the petroleum and chemical industries,and they also play an important role in the energy and chemical industries.In order to effectively ensure the smooth and normal operationof the equipment,it is necessary to investigate and analyze the failure of common vibration events and handle them properly.Analyze thevibration interference of centrifugal compressor and its application countermeasures.Keywords :centrifugal compressor ;vibration failure ;petrochemical industry1离心式压缩机的基本原理、结构和性能1.1离心式压缩机的基本原理及优点1.1.1 离心压缩机的基本原理离心式压缩机的工作原理: 当叶轮高速旋转时,离心力通过叶轮出口接收叶轮扩散器,提高压力能和运动能。
离心式压缩机喘振及控制
离心式压缩机喘振及控制一、什么是喘振?离心式压缩机产生喘振的原因?当离心机压缩机的负荷降低,排气量小于某一定值时,气体的正常输送遭到破坏,气体的排出量时多时少,忽进忽出,产生强烈的震荡,并发出如哮喘病人的喘气的噪声,此时可看到气体出口压力表、流量表的指示发生大幅度的波动,随之,机身也会发生剧烈的震动,并带动出口管道,厂房振动,压缩机将会发生周期性、间断的吼响声。
如不及时采取措施,压缩机将会产生严重的破坏,这种现象就叫做压缩机的喘振,也称飞动。
喘振是因为离心式压缩机的特性曲线程驼峰状引起的,离心式压缩机是其压缩比(出口绝压P2与入口绝压P1之比)与进口气体的体积流量之间的关系曲线,具体图如下(其中n 为压缩机的转速):从上图可以看出每种转速下都有一个P2/P1的最高点,这个点称之为驼峰,将各个驼峰点连接起来就可以得到一条喘振边界线,如图中虚线所示,边界线左侧的阴影部分为不稳定的喘振区,边界线右侧部分则为安全运行区,在安全运行区压缩比P2/P1随流量Q的增大而减小,而在喘振区P2/P1随流量的增大而增大举例说明:假设压缩机在n2转速下工作在A点,对应的流量为QA,如果此时有某个干扰使流量减,小,但仍在安全区内,这时压缩比会增大,即P2增大,这时就会使压缩机的排出压力增大并恢复到稳定时的流量QA。
但如果流量继续下降到小于n2转速下的驼峰值QB,这时压缩比不但不会增大,反而会下降,即出口压力P2会下降,这时就会出现恶性循环,压缩机的排出量会继续小,P2会继续下降,当P2下降到低于管网压力时瞬间将会出现气体的倒流,随着倒流的产生,管网压力下降,当管网压力降到与压缩机出口压力相等时倒流停止,然而压缩机仍处于运转状态,于是压缩机又将倒流回来的气体又重新压缩出去,此时又会引起P2/P1下降,被压出的气体又重新倒流回来,这种现象将反复的出现,气体反复进出,产生强烈的整理,这就是所谓的喘振。
二、防喘振控制的方案(两种)固定极限流量防喘振控制:把压缩机最大转速下的喘振点的流量作为极限值,是压缩运行时流量始终大于该极限值。
离心压缩机的防喘振控制措施
转子和静态部分相撞,对压缩机正常运行,带来非常大的威胁,甚至导致压缩机报废,需要在压缩机实际运行的过程中,认真做好相关应对工作。
2 离心式压缩机性能曲线离心压缩机喘振的产生与流体机械和管道特性有着非常密切的关系,在离心压缩机运行的过程中,若压缩机的排气量与进气量二者之间相等,并且压缩形成的排气压力与管网压力相等,说明压缩机与管网性能之间具有良好的协调性,在实际操作中,应该及时查看离心压缩机的性能曲线,关注压缩机的运行状况,避免压缩机进入喘振区域,为压缩机的安全稳定运行奠定基础。
3 离心式压缩机发生喘振的原因3.1 流量因素离心压缩机在运行过程中,当压缩机流量降低,压缩机出口压力增大,当达到这一转速时的最高出口压力时,机组就会进入喘振区,此时压缩机出口压力下降,导致压缩机出现喘振[2]。
同时,在流量一定的情况下,压缩机转速越高越容易出现喘振现象。
离心压缩机之所以出现喘振,其根本原因是流量小所造成的,所以在压缩机的运行中,增加压缩机的流量,是离心压缩机预防喘振的重要条件。
3.2 入口压力压缩机入口压力降低,压缩机就越接近喘振区域,这是由于入口过滤器的压差增加,造成进入压缩机气体流量减少,从而导致压缩机出现了喘振,在离心压缩机操作的过程中需要及0 引言离心压缩机是通过叶轮高速旋转,在离心力的作用下将叶轮中心的气体甩向叶轮的边缘,气体的动能增加,被甩出后的气体,进入扩压器之中,通过这一过程降低气体速度,使得动能与静压能之间转化,压力得到提升。
而在叶轮的中心区域就会成为低压真空地带,此时外界新鲜气体被吸入,之后又会随着叶轮旋转,在不断吸入和甩出气体的过程中,使得气体得以持续流动。
喘振的发生使压缩机不能正常工作,压缩机性能恶化,效率降低,对压缩机组造成严重损伤,离心式压缩机不可以在喘振时运行,所以做好喘振预防,能够进一步提升离心压缩机的安全运行效果。
1 离心式压缩机喘振现象在离心式压缩机运行的过程中,当压缩机入口流量不断降低,就会在压缩机流道中产生严重的旋转脱离现象,堵塞流道,造成压缩机出口压力大幅下降,难以保证管网的输气压力,此时管网中的气体会倒流入压缩机中,直到管网压力下降到与压缩机出口压力相等时倒流停止。
离心式压缩机的喘振及控制
离心式压缩机的喘振及控制近年来,社会经济在快速发展的同时,城市化进程的步伐逐渐加快,人们的生活水平不断提高的同时,对于各项能源的需求不断增加,其中石油能源与天然气能源作为主要的能源之一,与人们的生活密切相关。
在天然气运输以及石油化工工业生产过程中,离心式压缩机具有重要的作用,离心式压缩机是否能够正常稳定的运行是保障石油化工安全生产的基础,在压缩机实际运行过程中,喘振现象是比较常见的一种现象。
文章通过对离心式压缩机喘振的原因及影响因素进行了分析,并进一步探讨了离心式压缩机喘振现象的具体控制策略,希望可以为相关从业人员提供些许借鉴。
标签:离心式压缩机;喘振;控制方法;预防前言:离心式压缩机具备体积较小、结构相对简单,且实际排放量大、效率高等优点,被广泛应用于天然气、石油化工行业当中,压缩机的安全可靠性是保障生产效率及平稳运行的前提。
但是在实际运行过程中,离心式压缩机对外界温度、气压以及气体流量等相对比较敏感,因此,工作过程中经常会出现喘振问题,对压缩机自身的稳定性产生了极大的影响,也是导致离心式压缩机损坏的重要因素。
所以,针对离心式压缩机存在的问题进行有效预防与控制,才能够保障工业生产能够正常有序运行,从而减少维护费用,为企业创造更大的经济效益与社会效益。
1.离心式压缩机原理离心式压缩机在实际运行过程中,气体会跟随压缩机中的叶轮不断的旋转,在离心力的作用和影响下,会被甩出,不断的进入到压缩机当中,叶轮处会逐渐形成真空地带,其次,没有经过处理的空气也会进入到叶轮当中,在持续旋转下,对气体持续不断的吸入和甩出,使得气体能够连续不断的流动起来[1]。
2.离心式压缩机喘振的具体原因与影响因素2.1、原因首先,离心式压缩机系统在实际运行过程中,一旦受到过大的压力情况下,便会出现喘振的情况,主要的原因有以下方面:离心式压缩机在正常运行时,如果突然间停止工作,压缩机当中气体没有及时进行清空。
压缩机管道口的逆止阀出现失灵的情况,阻碍正常使用。
离心式压缩机振动故障的诊断及解决措施
离心式压缩机振动故障的诊断及解决措施汇报人:日期:CATALOGUE目录•引言•离心式压缩机振动故障的诊断•振动故障的原因分析•离心式压缩机振动故障的解决措施•案例分析•结论与展望引言01离心式压缩机的基本结构和工作原理离心式压缩机的特点和应用领域离心式压缩机的概述振动故障的危害振动故障对离心式压缩机的危害振动故障对操作人员和设备周围环境的影响离心式压缩机振动故障的诊断02离心式压缩机振动故障的原因多种多样,包括机械不平衡、气动不平衡、转子不对中、轴承磨损等。
因此,对于振动故障的诊断,需要采用多种方法,包括信号处理、机器学习以及其他技术。
信号处理方法主要包括频谱分析、波形分析、轴心轨迹等,可以用于识别机械不平衡和气动不平衡等故障。
机器学习算法则可以通过学习样本数据,自动识别和预测振动故障,提高诊断准确率。
其他技术,如轴颈测量和激光对中等,也可以用于诊断转子不对中和轴承磨损等故障。
诊断方法概述VS频谱分析01通过对振动信号进行频谱分析,可以将振动信号分解成不同频率的分量,从而识别出不同性质的振动故障。
例如,对于机械不平衡故障,可以在频谱上看到以转子转速频率为基频的振动分量。
波形分析02波形分析可以用于识别不同性质的振动故障。
例如,对于气动不平衡故障,可以在波形上看到周期性的波动,其频率与气动力的频率相等。
轴心轨迹03轴心轨迹可以用于识别转子不平衡和不对中等故障。
通过测量轴心位置的变化,可以绘制出轴心轨迹图,从而识别出转子不平衡和不对中的位置和大小。
支持向量机(SVM)SVM是一种有监督学习算法,可以用于分类和回归问题。
在振动故障诊断中,可以使用SVM对采集的振动信号进行分类,判断是否存在故障,并预测故障的类型和程度。
随机森林(RF)RF是一种集成学习方法,将多个决策树的结果进行集成,提高预测精度和稳定性。
在振动故障诊断中,可以使用RF对采集的振动信号进行分类或回归分析,预测故障的类型和程度。
神经网络神经网络是一种模拟人脑神经元网络结构的计算模型,具有强大的自学习和自适应能力。
离心压缩机异常振动、异常噪音、喘振原因与处理方法
1、压缩机的异常振动和异常噪音:
可能的原因
处理方法
①、机组找正精度被破坏,不对中。
检查机组振动情况,轴向振幅大,振动频率与转速相同,有时为其2倍、3倍……卸下联轴器,使原动机单独转动,如果原动机无异常振动,则可能为不对中,应重新找正。
②、转子不平衡。
检查振动情况,若径向振幅大,振动频率为n,振幅与不平衡量及n2成正比;此时应检查转子,看是否有污垢或破损,必要时转子重新动平衡。
⑦、防喘装置或机构工作失准或失灵。
定期检查防喘装置的工作情况,发现失灵、失准或卡涩,动作不灵,应及时修理调整。
⑧、防喘整定值不准。
严格整定防喘数值,并定期试验,发现数值不准及时校正。
⑨、升速、升压过快。
运行工况变化,升速、升压不可过猛、过快,应当缓慢均匀。
⑩、降速未先降压。
降速之前应先降压,合理操作才能避免发生喘振。
④、压缩机出口气体系统压力超间。
压缩机减速或停机时气体未放空或未回流,出口逆止阀失灵或不严,气体倒灌,应查明原因,采取相应措施。
⑤、工况变化时放空阀或回流阀未及时打开。
进口流量减少或转速下降,或转速急速升高时,应查明特性线,及时打开防喘的放空阀或回流阀。
⑥、防喘装置未投自动。
正常运行时防喘装置应投自动。
⑮、气体管道对机壳有附加应力。
气体管路应很好固定,防止有过大的应力作用在压缩机气缸上;管路应有足够的弹性补偿,以应付热膨胀。
⑯、压缩机附近有机器工作。
将它的基础、基座互相分离,并增加连结管的弹性。
⑰、压缩机负荷急剧变化。
调节节流阀开度。
⑱、部件松动。
紧固零部件,增加防松设施。
2、离心压缩机喘振:
离心式压缩机的喘振原因及控制分析
离心式压缩机的喘振原因及控制分析韩建彬(河南龙宇煤化工有限公司,河南 永城 476600)摘要:喘振是离心式压缩机典型故障之一,是造成装置运行不稳定,压缩机性能缺失的重要因素。
本文分析了离心式压缩机发生喘振的内、外因素,并提出了避免喘振发生的措施。
关键词:离心式压缩机;喘振;流量;叶轮化石能源输送、化工生产、钢铁冶炼、化肥生产等国家重点项目中都离不开基于离心式压缩机对气体的压缩与输送,可以说离心式压缩机是工业设计、生产、工程改造的重点对象。
离心式压缩机是一种基于回转运动原理的设备,其具有空间占地小、设备密度低、结构单元紧凑、运行稳定、输送压缩气体流量大等特点。
但是离心式压缩机运行时也会面对如喘振、稳定工作区域窄等技术问题,一方面会影响压缩机工作性能造成装置运行波动,另一方面也会造成压缩机故障或者寿命缩减。
例如喘振会导致离心式压缩机轴承润滑液体被破坏,导致轴瓦过电压损坏;离心式压缩机密封设备损坏,造成气体泄漏。
因此,准确的掌握离心式压缩机工作原理,掌握离心式压缩机出现喘振故障的诱导因素,制定采取一系列防止喘振的措施,保障离心式压缩机脱离喘振工作范围,是保证工业生产的关键手段。
1 喘振的判断方法离心式压缩机发生喘振现象时会伴随着明显的机组和管道异常特征:(1)离心式压缩机和管道会发生周期性、高频率振动,这种震动会产生振动噪音,严重时整个离心式压缩机机组会发生激烈的 “吼叫”噪音。
(2)机组外壳、轴承、机组配件等发生剧烈振动,振动频率、幅度随机变化,并伴随着剧烈、周期性的气流声。
(3)压缩机机组的出入口压力、流量不稳定,出现大幅度变化,变化频率呈现一定周期性,同时伴随着管道气体倒流的情况,是造成装置波动的主要因素。
从上述说明可以看出,观察离心式压缩机运行工况时的声音、仪表指数变化情况、进出口压力、进出口流量等是判断压缩机是否发生喘振的重要依据。
2 喘振原因的分析2.1 喘振发生的内因造成离心式压缩机喘振的内部原因是由于压缩机设备叶轮结构组成以及压缩介质气体之间的不匹配性导致的。
离心式压缩机的喘振原因与预防措施分析
离心式压缩机的喘振原因与预防措施分析摘要:离心式压缩机是通过叶轮带动气流,增大气流的速度,把气流中的能量转换成气压,从而提高气体的压强。
其优点是单级流量大,压力比高,气体介质密封效果好。
离心式压缩机具有较强的压力、流量相关性,其稳态工作区间较小,且极易产生喘振现象,为了保证离心式压缩机的安全、稳定工作,需要对喘振现象进行有效的控制。
通过对压缩机特性曲线的测试,可以得到满足特定工况的压缩机抗喘振特性曲线,该防喘振系统控制下的机组应是最安全和经济的。
关键词:预防喘振;离心式压缩机;故障分析1.离心式压缩机喘振原理离心式压缩机是一种利用叶轮高速转动来持续提高气压的转动设备。
气体压力主要是通过扩散阀和推进器来提高的。
当压缩机内的气体速度下降到一定程度时,将引起压缩机内叶轮的转动、分离,并在叶轮内产生大量的气体漩涡。
在这种情况下,由于阻塞严重,会使压缩机出口的压力大大下降。
因为管网的容积很大,所以出现在管网上的气体压力快速降低的可能性很小。
一般情况下,管网内的气压比压缩机出口气压高的多,造成管网内气压回流。
直到压缩机出口的气压和管道内的气压相同,这种回流现象才会发生。
此后,在人工转动叶轮的作用下,气压逐渐上升。
在管网内气压快速升高后,气压又会逐步下降,使系统内再一次发生回流,导致系统内出现大幅的气体喘振及周期的低频现象。
这就是压缩机的喘振现象。
2.离心式压缩机喘振的影响因素2.1内部因素离心式压缩机产生喘振的内在原因有两个:一个是叶轮,另一个是介质。
如果进气体速小于规定的数值,则会使压缩机的风向发生偏移。
如果有非常大的偏离,也可能造成分离。
这时,气体将滞留于叶轮流道内,使压缩机内压下降。
但是,在工程管道中,由于背压的存在,出口的压力不会下降,从而引起气体的回流,从而补充气体的流动,最终达到正常水平。
若持续降低且补给不充分,仍然存在回流现象。
长此以往,设备内的空气将产生喘振,这就是造成离心式压缩机喘振的内部因素。
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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
喘振故障虽然危害巨大,且发生喘振时时间紧、喘振初期不易被发现。
但是,在日常生产中还是有些有许多方法可以避免喘振故障的发生,为了防止离心式压缩机发生喘振故障,可以采用以下几种方式:
(一)提高压缩机入口流量和入口压力的参数
在运行过程中,提高压缩机入口流量和入口压力的参数,在流量不变时可通过降低离心压缩机排气压力,提高入口压力或两者相结合的方式,减少出口入口压差,以防止压缩机发生喘振。
(二)在离心压缩机上设置自动防喘系统
目前,大多数压缩机已设置了防喘振系统,比如,阿特拉斯科普柯生产的ZH-10000型压缩机所设置的DP/DP喘振预测系统可以实时监测压缩机的实际状况,最大限度地减少放空。
另外,DP/DP系统配置有额外的传感器和相应的控制逻辑,对预防喘振能够起到很好的作用。
当然,防喘系统虽然具有优点,但同时具备一定的风险,比如,可能会发生报告喘振的虚假信号,为生产稳定带来不利影响,因此,需要定期地对防喘系统进行测试和维护保养。
(三)定期清理入口管线及过滤器
日常维护中应及时对压缩机入口管线和压缩机过滤器进行清理,防止入口管线、过滤器堵塞或结冰情况的出现,必要时更换新过滤器,以确保压缩机吸入空气质量和压缩机入口压差在压缩机要求范围内,也是有效避免和维护压缩机高效运行的重要工作。
(四)定期对压缩机零部件进行检修维护
由于在压缩机生产过程中,叶轮、扩压器、转子会产生一定的腐蚀和结垢,因此,压缩机特性曲线会随着机组的变化而发生转移,引起压缩机原有喘振线移位,长此以往,压缩机最初的防喘振线就不能再起到防止喘振发生的作用。
因此若想提高设备的使用效率,延长使用寿命,最好的方法便是定期进行检修与维护,通常根据生产与设备实际运行情况分为4000h、8000h、16000h、40000h等不同等级,定期对压缩机进行不同程度的维护和保养,并且确保压缩机检修过程中零部件的安装精度及检修质量,以确保压缩机内部零部件的良好,使压缩机的实际喘振线与最初喘振线不发生位移,确保压缩机不发生喘振故障。
(五)压缩系统与生产系统之间要保持一致
在实际生产中,会发生生产用户流量调节过快,所需要的压缩空气量突然大幅度降低,导致系统压力迅速升高,导致发生喘振。
因此,防止压缩机喘振故障
的发生不仅要靠本岗位人员进行关注,还需要所有与压缩系统相关联的单位共同完成。
遇到较大的调整时,一定要相互沟通或和调度进行协调联系,防止用气量的急剧变化造成压缩机喘振故障的发生。
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。
本文通过对压缩机实际生产中发生喘振故障时的常见特征及原因进行总结,并提出预防及解决压缩机喘振故障的方法,进而达到预防压缩机喘振故障发生或压缩机喘振故障发生时能够及时得到控制的目的,以确保实际生产中压缩机安稳运行的效果。