离心式压缩机的喘振研究
离心式压缩机特性曲线与喘振现象初探
五、产生、影响喘振的因素
以上几种情况都是 因压缩机性能曲线 下移而导致喘振的 ,管网性能并未改 变。 有时候则是因为管 网性能曲线发生变 化(例如曲线上移 或变陡)而造成喘 振。
五、产生、影响喘振的因素
某压缩机原在A’点工作,后来因为生产系 统出现不稳定,管网中压力大幅度上升,管 网性能曲线由2上移到线2’(此时压缩机 的性能曲线未变),于是压缩机出现了喘 振。 还有一种类似情况就是当把排气管阀门关 得太小时,管网性能曲线变陡,一旦使压 缩机的工作点落入喘振区,喘振就突然发 生。
五、产生、影响喘振的因素
当某种原因使压缩机和管网的性能都发生变化 时,只要最终结果是两曲线的交点落在喘振区 内,就会突然出现喘振。譬如说在离心压缩机 开车过程(升速和升压)和停车过程(降速和 降压)中,两种性能曲线都在逐渐变化,改变 转速就是改变压缩机性能曲线,使系统中升压 或降压就是改变管网性能曲线。在操作中必须 随时注意使两者协调变化,才能保证压缩机总 在稳定工况区内工作。
假设压缩机不是在A点而是在某点A1工况下工作,由 于在这种情况下,压缩机的流量G1大于A点工况下的 G0,在流量为G1的情况下管网要求端压为PB1,比压 缩机能提供的压力PA1还大△P,这时压缩机只能自动 减量(减小气体的动能,以弥补压能的不足);随着 气量的减小,其排气压力逐渐上升,直到回到A工况 点。 假设不是回到工况点A而是达到工况点A2,这时压缩 机提供的排气压力大于管网需要的压力,压缩机流量 将会自动增加,同时排气压力则随之降低,直到和管 网压力相等才稳定, 只有两曲线的交点A才是压缩机的实际工作点。
因此在恒压运行工况下相对分子质量越小越容易发生五产生影响喘振的因素五产生影响喘振的因素423202122以上几种情况都是因压缩机性能曲线下移而导致喘振的管网性能并未改有时候则是因为管网性能曲线发生变化例如曲线上移五产生影响喘振的因素五产生影响喘振的因素423202123某压缩机原在a点工作后来因为生产系统出现不稳定管网中压力大幅度上升管网性能曲线由2上移到线2此时压缩机的性能曲线未变于是压缩机出现了喘还有一种类似情况就是当把排气管阀门关得太小时管网性能曲线变陡一旦使压缩机的工作点落入喘振区喘振就突然发五产生影响喘振的因素五产生影响喘振的因素423202124当某种原因使压缩机和管网的性能都发生变化时只要最终结果是两曲线的交点落在喘振区内就会突然出现喘振
离心式压缩机喘振分析和处理
流动 ,气 体 流 通 的平 衡被 打破 ,如 同逆 水 行舟 ,不进 则 退 。 由于 系统 出 口管 网压力 大 于压 缩 机 叶轮 排 出气 体 的压 力 ,系 统 管 网 内 储存 的气 体 将 发 生倒 流 ,压缩 机 出 口管 网系统 的 压力 逐 渐 降低 , 当降到一 定 程 度 时 ,压缩 机 的 叶轮 排 出 的单位 质 量气 体 的 总能 量 ( 主要 表现 在 压 力能 ) 过 了 出 口管 网单 位质 量 气体 所 具 有 的能 超 量 ,速 度 能转 化 为压 力 能 ,气体 开 始 正 向流动 ,而 口管 网 的压 力 也逐 步 上升 ,如果 不 对吸 人 流量 和 转速 进行 调 整 ,出 口管 网压 力恢 复 到 波动 之 前 的数值 时 ,下一 个 周期 的气 体 倒 流 又开 始 了 , 如此 循环 往复 使压缩 机 发生周 期性 振动 。
路 、 处理 和 避 免 压 缩机 喘 振 提 供 参 考 。
关键词 离心式压缩机 ;喘振 ;现象 ;处理 中图分类号 T 5 文献标识码 A H4 2 文章编号 17 — 6 1 (0 20 2 0 8 — 2 6 3 9 7 一2 1 )8 — 16 0
离 心式 压缩 机 是在 气 体 压缩 装 置 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的关 键 设 备 ,该设 备 的 运 行状 态 良好 与否 直接 影 响压 缩 装置 能 否稳 定运 行 ,而压 缩机 的 喘
吸 人 流量 、排 出压力 与 转 速 的匹 配关 系脱 离 了 这一 区 域时 ,气 体 在压 缩 机 叶 轮上 将 出现 “ 转 脱 离” 的现 象 ,流体 流动 状态 趋 于 旋 恶化 ,吸 入排 出流量 、出 口压 力 出现 明显 的 脉 冲式 起伏 变化 , 同 时伴 随着 压缩 机 体和 管 道 系统 的 周期 性振 动 和 噪音 ,如 同人在 剧 烈地 喘息 ,这一 现象 称 为压 缩 机 的 “ 喘振 ” 。 图 1 中虚 线 1 所表 示
离心式压缩机喘振危害防喘振控制论文
离心式压缩机喘振危害防喘振控制论文
离心式压缩机喘振的危害及防喘振控制摘要:本文就天然气液化(lng)过程中冷剂压缩机(离心式压缩机)有关防喘振方面的相关内容展开了探讨,主要就喘振机理、影响因素、危害及判断,防喘振控制以及发生喘振时的处理措施进行了分析。
关键词:离心式压缩机喘振
压缩机运行中一个特殊现象就是喘振,防止喘振是压缩机运行中极其重要的问题。
在运行时,喘振的迹象一般是首先流量大幅度下降,压缩机排量显著降低,出口压力波动,压力表的指针来回摆动,机组发生强烈振动并伴有间断低沉的吼声,好像人在咳一般。
判断喘振除了凭人的感觉外,还可以根据仪表和运行参数配合性能曲线查出。
一、喘振的危害及判断
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,使轴承合金产生疲劳裂纹,甚至烧毁。
⑤损坏压缩机的级间密封及轴封,使压缩机效率降低,甚至造成爆炸、火灾等事故。
⑥影响与压缩机相。
mvr离心压缩机喘振的原因
MVR离心压缩机喘振的原因有:
1. 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讲扩大到整个流道,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,再从叶轮外园折回到叶轮内圆,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。
以上信息仅供参考,建议咨询专业人士获取更准确的信息。
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。
关于离心压缩机喘振问题的探讨
关于离心压缩机喘振问题的探讨摘要:石油化工产业发展中非常关键的一个核心设备就是离心式压缩机,但是离心式压缩机在实际使用过程中非常容易受到外界环境因素的影响,引发喘振,使其无法正常运行。
因此,为避免化工生产受到离心式压缩机喘振问题的影响,就必须要对喘振问题进行分析,并采取合理的措施进行解决。
关键词:离心式压缩机;喘振:成因分析;解决对策我国现代工业的发展推动了化工生产企业的发展,作为化工生产中非常关键的一种设备,离心式压缩机的运行效果非常关键。
在离心式压缩机运行过程中,当离心式压缩机内的流量减少到一定程度之后,压缩机就会发生异常振动,并同时伴随着异常噪声的现象。
这就是喘振,喘振不但会对压缩机本身造成损伤,同时会引发化工生产安全事故。
本文主要分析了离心式压缩机喘振发生的原因,并提出了解决离心式压缩机发生喘振问题的一些建议,希望能够提高离心式压缩机的使用寿命。
一、离心式压缩机的工作原理当前,离心式压缩机主要是由转子和定子组成的.定子在整个压缩机中起支撑作用,定子主要是弯道、扩压器、蜗壳、回流器和机壳组成,弯道的作用是运输气流,将气流运输到回流器中,在转弯的时候,由于弯道的直径略有减少,所以气流的流速会有所增加。
扩压器就是将气体运动的功能转化为压力能。
转子主要由主轴、推力盘、叶轮和平衡盘组成,在整个结构中,主要发挥作用的就是叶轮.叶轮会对压缩机内的气体做功。
离心式压缩机就是通过叶片旋转式的压缩机,叶轮通过快速的旋转,对离心机内的气体做功,通过叶轮和扩压器的流道,通过离心升压作用,最后通过扩压器扩压,最终将机械能转化为压力能。
二、离心式压缩机喘振的成因分析2.1 进气流量小压缩机在工作过程中,叶轮对压缩机内的气体做功,气体在工作叶轮中流动,由于流入的气体越来越多,所以叶轮内的压力会变大,随着压力的升高,气流的速度也会加快,气体的温度也會随之慢慢升高,从而实现将机械能转化为压力能。
如果在这个工作过程中,流入的气体流量太小或者温度太高,空气的密度就会变小,叶片就不能压缩气体,这时候容易导致气体回流,压缩机内的气流量就会进一步减少,最终造成压缩机内空气匮乏,而叶轮依然会对压缩机做功,最终就导致了喘振。
离心式压缩机防喘振控制系统的分析研究
量 时 的 不 稳 定 流 动 状 态 , 喘 振 现 象 对 压 缩 机 十 分 有 害 , 它 的 出 现 轻 则 使 压 缩 机 停
对 压 缩 机 的 危 害 极 大 , 因 为 一 旦 喘 振 发 生 ,压缩 机 将 处 于 不 安 全 工 作状 态 , 为 了 保证 压 缩 机 的正 常 运 行 ,必 须配 备控 制 系 统来防止喘振 的发生。 1 离心 式 压 缩机 喘 振 特性 分 析 喘 振 是 由 于 离 心 式 压 缩 机 在 某 一 个 小 流 量 下 工 作 时 , 在 叶 轮 和 扩 压 器 中 产 生 强
喘 振 系统 ,浪 费 了能 源 ,降 低 了 经济 效 益 。
图 1 固 定 极 限 流 量 法 防 喘 振 控 制 原 理 图
图 2 固 定 极 限 流 量 法 控 制 系 统
限 流 量 防喘 振 控 制 系 统 见 图 2,流 量 控 制 器 是 以 Qp+S作 为 其 设 定值 的 防 喘 振 控 制 器 。 当压 缩 机 正 常 工 作 时 ,控 制 器 的 测 量 值 大 于 其 设 定 值 , 而 回 流 阀 是 气 关 阀 , 输 出 达 最 大 值 时 阀 门 关 闭 ; 当 压 缩 机 吸 入 量 小 于 其 设 定 值 时 , 回流 阀打 开 ,压 缩 机 出 口 气 体 经 回 流 阀 返 回 至 压 缩 机 入 口 ,气 量 又 增 大 到 大 于 Qp+S值 ,这 样 就 可以有效地 防止喘振 的发生。 这 种 控 制 方 法 是 使 压 缩 机 的 入 口流 量 始终 保 持在 大 于某 一 固定值 Qp S S为 安全 +( 裕 度 ) ,又 称 为单 参数 法 。Q 上 p为正 常 可 以 达 到 最 高 转 速 下 的 喘 振 流 量 值 ,从 而 可 以
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。
第一章离心压缩机防喘振控制
4.2 离心压缩机防喘振控制4.2.1 离心压缩机的喘振1.离心压缩机喘振现象及原因离心式压缩机在运行过程中,可能会出现这样一种现象,即当负荷低于某一定值时,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,发生强烈震荡,并发出如同哮喘病人“喘气”的噪声。
此时可看到气体出口压力表、流量表的指示大幅波动。
随之,机身也会剧烈震动,并带动出口管道、厂房震动,压缩机会发出周期性间断的吼响声。
如不及时采取措施,将使压缩机遭到严重破坏。
例如压缩机部件、密封环、轴承、叶轮、管线等设备和部件的损坏,这种现象就是离心式压缩机的喘振,或称飞动。
下面以图4.2-1 所示为离心压缩机的特性曲线来说明喘振现象的原因。
离心压缩机的特性曲线显示压缩机压缩比与进口容积流量间的关系。
当转速一定时,曲线上点有最大压缩比,对应流量设n c 为,该点称为喘振点。
如果工作点为点,要P Q B 求压缩机流量继续下降,则压缩机吸入流量,工作点从点突跳到点,压缩机出P Q Q <C D 口压力从突然下降到,而出口管网压力仍为C PD P ,因此气体回流,表现为流量为零 同时管网压力 图4.2-1 离心压缩机的特性曲线C P 也下降到,一旦管网压力与压缩机出口压力相等,压缩机由输送气体到管网,流量达到D P 。
因流量大于点的流量,因此压力憋高到,而流量的继续下降,又使压缩机A Q A Q B B P 重复上述过程,出现工作点从的反复循环,由于这种循环过程极B A D C B →→→→迅速,因此也称为“飞动”。
由于飞动时机体的震动发出类似哮喘病人的喘气吼声,因此,将这种由于飞动而造成离心压缩机流量呈现脉动的现象,称为离心压缩机的防喘振现象。
2.喘振线方程喘振是离心压缩机的固有特性。
离心压缩机的喘振点与被压缩机介质的特性、转速等有关。
将不同转速下的喘振点连接,组成该压缩机的喘振线。
实际应用时,需要考虑安全余量。
喘振线方程可近似用抛物线方程描述为:(4.2-θ2121Q b a p p +=1)式中,下标1表示入口参数;、、分别表示压力、流p Q θ量和温度;是压缩机系数,由压缩机厂商提供。
离心式压缩机喘振分析及消除措施
离心式压缩机喘振分析及消除措施摘要:在现代电气、能源、矿产、化工等行业中,离心式压缩机是诸多设备系统不可或缺的一部分。
而喘振是离心式压缩机比较常见的问题,不仅会产生噪音,还会影响系统的正常运行,导致系统能耗过高等问题。
文章阐述了离心式压缩机喘振现象的基本特征和诱发因素,分析了喘振现象的危害。
从实际应用角度出发,对离心式压缩机喘振问题的消除方法进行探究,希望能为相关技术人员提供参考。
关键词:离心式压缩机;喘振;消除措施引言:离心式压缩机是现代工业生产活动中比较重要的设备,是一种典型的速度式压缩设备。
在各个领域实际应用中,该设备展现出操作简单、效率高、占用空间小等优势。
但是,离心式压缩机也存在一定的缺点,主要表现为其对运行环境要求高,容易受到流量、气压等因素的影响。
而喘振也是离心式压缩机比较常见的问题,容易对设备系统以及操作人员造成不利影响。
所以,有必要对离心式压缩机的喘振原理及消除策略进行研究,进而提升设备运行稳定性。
一、离心式压缩机喘振产生的危害离心式压缩机发生喘振现象时,内部气流会产生强烈脉动,并且这种脉动线现象会有比较明显的周期性。
周期性的气流脉动会引起设备及周边区域共振,导致压缩机内部压力出现大幅度的波动,对设备运行的稳定性造成不良影响。
同时,喘振会引起压缩机叶片振动,导致叶片本身以及连接位置出现机械劳损。
在喘振期间,压缩机内部各元件及紧固件长期受到不稳定应力的影响,进而出现元件磨损、变形,严重时可能引起叶轮损坏的问题。
在离心式压缩机轴承部位,喘振问题会导致轴承负担加重,出现磨损,导致润滑油膜出现不稳定的现象[1]。
离心式压缩机的正常运行,需要在良好的密封状态下完成,但喘振现象会导致系统的密封性受到影响,尤其是轴封部位的密封效果降低,都会导致系统运行效率、稳定性受到影响。
总体来讲,离心式压缩机喘振现象的出现,会引起各部件共振、劳损,导致系统运行效率降低,能耗提高,同时发出噪音,不利于生产人员的健康和安全。
离心式压缩机喘振原理
离心式压缩机喘振原理喘振的原因通常可以归结为以下几种情况:1.气体流量与压缩比不匹配:当压缩机的工作点离开了设计范围,即气体流量和压缩比的匹配不合理时,就会发生喘振。
一般来说,离心式压缩机的设计工况是在特定的气体流量和压缩比范围内进行的。
如果超过了这个范围,就容易发生喘振。
2.气体不稳定性:一些气体在不同的压缩比下会发生热力学不稳定性,即存在压力和温度的波动现象。
这些波动将通过反馈回路进一步放大,导致压缩机发生振动。
3.系统堵塞或阻塞:如果系统中存在堵塞或阻塞,气体流动将受到限制,从而使得压缩机无法正常工作。
此时,压缩机可能会试图通过提高流量来克服这个问题,导致喘振的发生。
为了解决喘振问题,可以采取以下措施:1.优化设计:在离心式压缩机的设计过程中,应该充分考虑气体流动和压缩比的匹配。
通过合理的设计,可以最大程度地减少喘振的风险。
2.增加稳定性:通过改变压缩机的结构和控制策略,可以提高其工作的稳定性。
例如,在压缩机的出口增加脉动消除器,可以降低气体流动的不稳定性。
3.检测和控制:监测离心式压缩机的运行状态,及时发现异常振动和声音。
通过自动控制系统对压缩机进行调节,可以避免喘振的出现。
4.维护和保养:定期检查和维护压缩机,确保其正常运行。
及时清理系统中的污垢和堵塞物,以保证气体流动的畅通。
综上所述,离心式压缩机的喘振是由多种原因引起的,包括气体流量与压缩比不匹配、气体不稳定性以及系统堵塞或阻塞等。
为了解决喘振问题,可以通过优化设计、增加稳定性、检测和控制、维护和保养等方式进行。
这些措施可以提高压缩机的工作效率和稳定性,延长设备的使用寿命。
离心式压缩机的喘振
如万一出现“旋转失速”和“喘振”,首先应立即全部打开防喘振阀,增加压缩机流量,然后根据情况进行处理。若是因进气压力低、进气温度高和气体分子量减小等原因造成的,要采取相应措施使进气气体参数符合设计要求;如是管网堵塞等原因,就要疏通管网,使管网特性优化;如是操作不当引起的,就要严格规范操作。
离心式压缩机为什么设置轴位移保护措施?
油温过低,会使油的黏度增加,从而使油膜润滑摩擦力增大,轴承耗功率增加。此外,还会使油膜变厚,产生因油膜振动引起的机器振动。因此,润滑油进油温度不应低于25℃,出油温度不高于60℃。
油温的变化可以通过加热器及冷却器的冷却水流量的大小来调节。油温过低时,可启动油加热器,关闭或调小冷却水流量;油温过高时,可以开大冷却水量。如果仍然不见效,应检查油压是否下降,冷却器是否脏污或堵塞,再者检查轴承是否损坏。
净化的方法很多,最简单的方法是静置沉淀,即将润滑油在沉淀槽内加热至90℃左右,进行3~4h沉淀。但这种方法只能除去部分水分;其次是蒸馏法,将润滑油进行蒸馏也可去除其中的水分。不过,通常采用分油器(系列化代号为FYQ)进行油水分离。分油器以较高的速度旋转,转速一般在4000~7000r/min。利用离心力把相对密度不同的油和水进行分离,以达到净化目的。
一、叶轮对排。单级叶轮产生的轴向力,其方向是指向叶轮入口的,如将多级叶轮采取对排,则入口方向相反的叶轮,会产生相反的轴向力,可相互得到平衡,因此,它是多级离心式压缩机最常用的轴向力平衡方法。
二、设置平衡盘。平衡盘也是离心式压缩机常用的平衡轴向力装置,有的设置在压缩机的高压端,有的设置在压缩机的两段之间,平衡盘的高压侧与压缩机末级叶轮相通,低压侧与压缩机入口相联接或较低压力的叶轮出口相通,其外缘与气缸间设有迷宫密封,从而使平衡盘的两侧保持一定的压差,该压差会产生一个轴向力,其方向与叶轮产生的轴向力相反,从而平衡掉一部分轴向力,其大小由下列方程式计算:
离心式压缩机喘振及防喘振系统研究
离心式压缩机喘振及防喘振系统研究辛文俊(胜利油田石化总厂重油催化车间,山东东营257000)协%要]介绍了离心式压缩机的喘振机理及防喘振的条件,并具体分析了胜利油田化工总厂80万吨/年催化裂化装置富气压缩机防喘振控制系统的特点、存在的问题屈相应的改进措施,并总结了几项防喘振措施.,保障了枳纽的平稳运行及装置的安全生产。
泼罐嗣]压缩机;喘振;防喘振;控制系统1离心式压缩机的喘振1.1喘振机理如果压缩机在输送气体介质的过程中,其流量不断减小,当压缩机流量小到一定值时,则气体在整个扩压器流道中产生分离涡流:流量进一步减小,气体在扩压器流道内的分离涡流区进一步扩大,并形成严重的旋转脱离现象。
气体流动状态严重恶化,压缩机出口压力大幅度下降,使管网的压力比压缩机出口压力高,迫使气流倒回压缩机,一直到管网压力下降至l低于压缩机出口压力时,压缩机又开始向管网供气,压缩机又恢复正常工作。
如此周而复始,使压缩机的流量和出口压力周期性的大幅波动,引起压缩机强烈的气流波动,这种现象就叫压缩机的喘振。
从以上分析可以看出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。
12防止喘振的条件离心式压缩机的喘振工况是在进口流量减少到一定程度是产生的,该流量统称为压缩机的喘振流量,也是维持压缩机运行的最小流量,以Q。
表示之,为确保压缩机平稳运行,则进口实际流量Q必须大于最小流量Q。
即Q>Q.。
2胜利油田石化总厂重催富气压缩机防喘振系统研究胜利油田石化总厂80万吨/年催化裂化装置富气压缩机,是引进美国德莱塞兰(D R E SSE R—RA N D)公司产品3M8—9型单缸两段9级离心式压缩机,背压式蒸汽透平驱动。
额定入口压力160kPa,出口压力1600kPa,蒸汽压力35M Pao背压1.O M Pa,额定功率2474 kW,流量22831N m3/h。
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。
离心式压缩机的喘振分析
离心式压缩机的喘振分析发布时间:2023-03-22T08:04:58.515Z 来源:《工程建设标准化》2023年第1期作者:黄川[导读] 离心压缩机是速度型压缩机中的佼佼者。
他们的废气利用率很高,排量大,压缩机的废气排放不受任何润滑油的影响,而且结构也很简单。
黄川国家管网集团西部管道公司独山子输油气分公司新疆克拉玛依 833699摘要:离心压缩机是速度型压缩机中的佼佼者。
他们的废气利用率很高,排量大,压缩机的废气排放不受任何润滑油的影响,而且结构也很简单。
在正常工作条件下,压缩机运行平稳,不间断地排出压缩机内的空气。
压缩机产生喘振的原因通常是由于离心压缩机对压力以及气量等的变化非常敏感,它对离心式压缩机的工作有很大的影响和危害性,是引起离心式压缩机失效的一个重要原因。
本文对离心压气机产生喘振的成因和诱发因素作了较为详尽的论述,同时,本文还对如何有效地解决这一问题提出了相应的措施,希望能为离心压缩机领域的有关工作提供参考。
关键词:离心式压缩机;喘振;控制引言在离心空压机中出现的喘振是一种特殊的工作方式,当一台离心空压机在运转或运转时,其内部出现了喘振,气流就会产生强烈的压力和冲击。
因此,在离心压缩机的正常运转和运转过程中,存在着许多内部产生喘振故障的重要因素。
所以,在正常工作状态下,由于离心空压机在正常运转过程中会出现喘振故障,必须采取适当的管理措施,以保证其安全可靠地工作,这对于相关行业的发展来说是至关重要的,同时也能够促进社会的发展和进步。
1离心式压缩机的工作原理离心压缩机正常运转时的工作原理是这样的:离心压缩机在正常运转时,气流会随离心压气机的叶轮转动,再由压气机叶轮所产生的离心力作用,使其进入叶轮扩压器,然后在压气机的中央逐渐形成一个较大的真空区。
另外,也有一些新鲜的空气,没有经过压缩机的处理,就会进入到叶轮中,随着叶轮的不断旋转,吸入,再将其甩出,这样就能保证压缩机内的气体一直保持流动。
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。
离心式空气压缩机喘振问题研究及解决方案
~
1 问题 的提 出及分 析
通 常情 况 下 , 对 于 机 组来 说 , 多种 原 因都 可 能 引发 喘
振:
1 . 1 机 组 流道 小 , 效 率 降低 。 对于 离 心式 空 气压 缩机 象 的发 生。 通过 对 中 间冷却 器芯 体进 行 检查 发现 , 在 芯体 组来 说 , 在运 行过 程 中出现 喘振 现 象。 为 了确 保 机组 运行 内部 存在 严 重 的堵塞 现 象 ,经过 统计 前 后压 力表 的数 值 , 的安 全 性 , 通 过 对 离 心 式 空气 压 缩机 进 行 停 机 , 进 而 在 一 发 现前 后相 差 0 . 0 4 MP a。 由于 二级 的吸入压 力 比较低 , 进 定 程 度 上 进 行检 查 , 在检 查 过 程 中发 现 : 许 多污 垢 附着 在 而在 一定 程度 上导 致发 生 喘振。 叶轮 以及 流 道 内 , 在 一定 程 度上 增加 了清洗蜗 壳及 叶轮 的 4 改造 后结 论 难度 , 开机 试 车运行 后 , 发现 喘振 现 象依 然存在 。 ① 送 气 过程 中 , 温度 要符 合相 关要求 , 方案更 新后 , 温 1 . 2 机 组 出气 口被堵 塞 。通 过检查 机 组 的雾滴 捕集器 度 由原来 的 4 5 ℃ 直 接下 降到 目前 的 2 8 ℃。 ② 改造 方案后 , 内 的丝 网 , 在检 查 过程 中没 有发 现任 何异 常现 象。 机组 始 终 处于 良好 的运 行状 态 , 并且 在一 定 程度上 没 有发 1 . 3 受机 组 内部 通道 发生堵 塞 的影响和 制约 ,通常 情 生 过 喘振 现 象 , 并 且 对 吸 风 系统 进行 了改 造 , 进 而在 一定 况下 需要拆 出空气冷 却器 ,进 而在一定 程度 上 对其进行相 程度上确保了系统运行的稳定性。③提高了机组效率 , 单 应 的检 查 , 检查 结 果显示铝 翅 片被灰 尘覆 盖着 , 空 气冷却 器 电消 耗 由 更 新 前 的 5 9 k W・ h / k m。降低 到 现 在 的 5 7 k W・ 在 一定 程度上 受到严 重 的堵塞 。 对于 此类翅片来 说 , 受强 度 h / k ms 。④ 由于冷却器垢阻减小传热系数增加使冷却效果 较 弱的影 Ⅱ 向 和制约, 进而 对翅 片进行 清洗 的过程 中 , 容 易造 提 高 ,冬 季原 两 台 冷却 器 的 用水 由并联 使用 改 为 串 联 使 成翅片 倒伏 ,换热效 果及 清洗效 果在 一定 程度上 受到影 响 用, 减少用水量。⑤ 国产冷却器芯体每台在 1 7 万元左右 , 和制 约 , 因此在 这种 情况下 , 需要更换 冷却器 芯体。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
离心式压缩机的喘振研究
发表时间:2018-12-06T22:19:27.033Z 来源:《电力设备》2018年第22期作者:夏方晓高万程赫靓
[导读] 摘要:离心式压缩机控制系统,从70年代的晶体管电路组成的电子调速器到90年代的压缩机防喘振控制系统。
(沈阳鼓风机集团股份有限公司辽宁沈阳 110000)
摘要:离心式压缩机控制系统,从70年代的晶体管电路组成的电子调速器到90年代的压缩机防喘振控制系统。
离心压缩机是工业生产中的关键设备,它具有排气压力高,输送流量小的优点。
但离心压缩机也存在一些缺陷,如稳定工作区域窄,容易发生喘振等。
喘振对压缩机的危害极大,为了保证压缩机的正常运行,必须配备控制系统来防止喘振的发生。
随着计算机控制技术的发展,防喘振的控制手段和控制品质都得到了提高,但是始终存在两方面的问题需要解决。
其一,经济性问题,防喘振控制导致大量气体回流,造成能量浪费。
其二,防喘振控制品质问题,有些控制系统控制回路单一,没有考虑可能发生的其他因素,导致控制质量不好,不能最有效、及时地防喘振。
关键词:离心式;压缩机;喘振;分析
1导言
离心式压缩机用来压缩和输送化工生产中的各种气体而喘振是离心式压缩机工作在小流量时的不稳定流动状态,它是离心式压缩机固有的特性。
轻微的喘振不会损坏压缩机但严重的喘振会使机组剧烈振动流量大幅波动很可能引起烧瓦甚至损坏压缩机件等严重事故。
因此对离心式压缩机喘振机理、原因及控制方法的研究就显得很有必要。
离心式压缩机组作为化工装置项目中的心脏,其顺利开车及正常运转对工程项目成功与否的重要性不言而喻。
离心压缩机组是一个庞大的工程系统,喘振是离心式压缩机在小流量工作时不稳定状态,它是离心式压缩机的固有特性。
严重的喘振会使整个机组剧烈震动,流量大幅波动,损坏轴瓦、转子等机组内件,还可能带来巨大的经济损失。
2压缩机的性能曲线
通常所说的离心式压缩机在一定程度上会形成叶片式旋转机械,主要是通过对于叶轮的高速运转,保证在整个叶轮中心部位气体靠近离心力的作用而不断向外延伸,当气体获得更高速度之后,就会将负压器中所形成的气体的动能不断转化为压力,这样就可以保证整个叶轮在运行的中心会存在一个负压区,气体不断吸入流道,形成一定连续的输送过程。
不同的流量在一定程度上会将压力形成不一样的曲线。
3喘振的危害
喘振现象对离心式压缩机的危害极大,会缩短压缩机的使用寿命,喘振现象的危害主要表现在以下几个方面:一是喘振会使气流强烈的脉动以及周期性的震荡,会导致供气参数(流量、转速等)的大幅度上下波动,这会破坏工艺系统的稳定性运行。
二是喘振现象的发生会使叶片产生强烈的震动,叶轮的应力也会大大地增加,使噪声加剧。
三是喘振会加剧轴颈和轴承的磨损,破坏润滑油膜的稳定性,导致轴承合金产生疲劳裂纹,甚至烧毁轴承。
四是喘振现象会致使压缩机机件密封及轴封遭受损坏,导致压缩机的工作效率降低,甚至造成火灾、爆炸等重大事故。
五是喘振会致使动静部件之间的摩擦与碰撞,使压缩机的轴弯曲变形,严重时会产生轴向窜动,破坏叶轮;六是喘振会影响与压缩机相连的其他设备的正常运行,干扰操作人员的正常工作,使部分测量仪器仪表准确性降低,甚至是失灵。
一般情况下,机组的压力比、排气压力、气体密度和排气量越大,喘振现象就会越严重,其危害就越大。
4离心式压缩机控制系统的现状
离心压缩机的基本控制要求是在压缩机安全平稳运行的情况下,充分利用压缩机的工作区域,在工艺要求的压力和流量范围内,工况稳定可靠,操作方便,自动化程度高。
控制系统尽可能地将压缩机系统的工作状态实时展现在操作人员面前,便于操作人员了解,并对运行数据进行存贮,以备查询和分析。
当由于某些原因导致压缩机即将出现不稳定时,控制系统应该能及时预测到不稳定性的发生,通知操作人员,并针对不同情形,自动采取措施,做出及时有力的动作,确保压缩机回到正常的工作轨道上来。
4.1控制系统硬件平台的选择
目前国内仍有很多企业的压缩机控制系统以经典控制理论为基础,采用模拟调节器,对其运行中的有关参数如排气量、排气压力,分别作必要的调节,构成单回路的并联控制系统,控制件也多为机械式的双位或比例调节器以及一些保护继电器。
这种控制系统模式虽然能对参数进行一定的调节,以保证装置正常安全运行,实现必要的工艺要求,但调节器难以适应大的负荷变化和工况变化,更顾及不到机组总体最佳的节能运行。
随着计算机技术的迅猛发展,有可能利用微信号处理机或计算机来完成更高的控制要求,在许多情况下可以利用可编程控制器PLC来实现。
4.2控制系统软件开发平台的选择
很多国外进口的压缩机组,供货商都会一并提供配套的控制系统,针对性比较强,控制效果比较理想。
也可以购买第三方厂家的通用工控组态软件来直接进行上位机监控系统的开发,这样可以缩短开发周期,但无疑增加了成本。
还可以选择自行设计开发专用于离心压缩机组控制的软件平台,这需要开发人员对压缩机组的特性有比较好的了解,需要较长的开发时间,但是适当降低了成本。
4.3控制策略的选择
这是压缩机控制系统设计中最重要的问题。
在防喘振数字直接控制中,最基本的方法仍然是采用最小流量控制,但是可以针对不同的情形采用不同的对策。
近年来发展起来的模糊控制、鲁棒和神经网络控制技术,为压缩机的智能控制奠定了基。
离心压缩机组工艺流程回路复杂,需要监控的参数众多,涉及到水路、油路、气路的压力、温度和流量控制,以及机组的防喘振控制,机组振动和温度监控,对汽轮机驱动的压缩机机组来说,更是集汽轮机控制、压缩机性能控制和防喘振控制系统等多个系统于一体,显然,传统的控制方法难以满足上述控制要求,因此采用先进PDI控制技术是离心压缩机控制的必然选择。
5针对喘振的防止措施和控制有如下措施:
一是在压缩机的出口管线上可设置自动防喘振控制阀,而且防喘振控制阀的尺寸和型号应根据压缩机的操作条件和性能来选取,除此之外,防喘振控制阀的变送器应该尽量安装在离阀门较近的地方,以缩短反应时间。
二是采用固定极限流量的防喘振系统,使压缩机的流量始终高于某一定值流量,从而避免进入喘振区运行,这种控制系统较为简单,而且实用的仪表较少。
三是定期的对压缩机校验防喘振控制阀、安全阀、压力以及流量联锁仪表,以保证其整定值的准确性、动作灵敏。
另外,还要定期对压缩机的出口单向阀进行维护,以确保其灵活好用。
四是要全面提升压缩机的操作质量,重点提高岗位错做
人员的综合素质。
操作人员在机组启动前,要对压缩机的尽心各项检查工作,确保无误后再启动。
在机组启动后,对系统的升压要平
稳并且缓慢,尽量减少工况的大幅度波动。
联合检查和维护要到位,并且要加强对机组运行状态的检测以及对压缩机的故障隐患的排查。
五是在压缩机工作运行期间,通常会使叶片、叶轮、转子产生腐蚀和结构,这会导致压缩机的特性曲线发生变化,从而致使喘振线的位移,当喘振线位移范围过大时,会使最初的防喘振线无法对防止喘振产生作用。
所以,应每隔一段时间验证一次原喘振曲线的准确性,若变化较大需重新改正。
6结论
总而言之,对于离心率压缩机靠近喘振点最好的或者说是最直接的控制方法就是要打开防喘振控制阀,这样在一定程度上通过转速的调节,将整个工作点的距离进行一定的衡量,增加压缩机产生的流量,就可以保证整个压缩机在工作的时候可以处在稳定的区域。
根据压缩机的出口不断加强对于转速的调节,可以加大对于能源的保护,产生节能的效果。
如果发生了喘振现象,就需要加快对于喘振现象的推测和预判,这样可以提前加以控制,避免这种现象的发生。
参考文献:
[1]田帅.离心式压缩机装置的控制系统概述[J].中国石油和化工标准与质量,2018,38(08):76-77.
[2]吴佳欢.离心式压缩机的防喘振控制设计探讨[J].石油化工自动化,2016,52(05):33-36.
[3]陈浩然,陈奎,赵冬,孟飞,林凡.离心式压缩机防喘振方法的应用现状[J].重庆理工大学学报(自然科学),2015,29(03):42-47.
[4]万鹤鸣.浅谈离心式压缩机喘振故障分析[J].化学工程与装备,2014(01):107-109.
[5]黄磊.离心压缩机喘振的预防及解决措施[J].科技与企业,2011(14):182.
[6]杨春生.离心式压缩机的喘振及防喘振控制[J].石油化工设计,1999(03):1-4+9-63.。