喘振发生的条件

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1、图 6-9 管网性能曲线 将式（1）表示在图6-9上，即为一条二次曲线，它是管网端压与进气量的关系曲线，称为 管网性能曲线。管网性能曲线实际上相当于管网的阻力曲线，此曲线的形状与容器的压力及 通过管路的阻力有关。当从压缩机到容器的管网很短、阀门全开，因而阻力损失很小时，管 网特性曲线几乎是一水平线如线1。当管路很长或阀门关小时，阻力损失增大，管网性能曲 线的斜率增加，于是变成线2所示。阀门开度愈小，曲线变得愈陡，如线3。如果容器中压 力下降，则管网性能曲线将向下平移；当Pr为常压时，管网性能曲线就是线4,可见管网 的性能曲线是随管网的压力和阻力的变化而变化的，二、离心压缩机的工作点当离心压缩机

2、向管网中输送气体时，如果气体流量和排出压力都相当稳定（即波动甚小）， 这就是表明压缩机和管网的性能协调，处于稳定操作状态。这个稳定工作点具有两个条件： 一是压缩机的排气量等于管网的进气量；二是压缩机提供的排压等于管网需要的端压。所以 这个稳定工作点一定是压缩机性能曲线和管网性能曲线交点，因为这个交点符合上述两个相 关条件。为了便于说明，把容积流量折算为质量流量G。图6-10中线1为压缩机性能曲线， 线2为管网性能曲线，两者的交点为A点。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

3、供的压力PA1还大AP,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，这就证明只有两曲线的交点A才是压缩机的稳定工况点。图6-10离心压缩机的稳定工况点三、最大流量工况及喘振工况1、最大流量工况 当压缩机流量达到最大时的工况为最大流量工况。造成这种工况有两种可能：一是级中流道 中某喉部处气流达到临界状态，这时气体的容积流量已是最大值，任凭压缩机背压再降低， 流量也

4、不可能再增加，这种情况称为“阻塞”工况。另一种情况是流道内并未达到临界状态， 即尚未出现“阻塞”工况，但压缩机在偌大的流量下，机内流动损失很大，所能提供的排气 压力很小，几乎接近零能头，仅够用来克服排气管的流动阻力以维持这样大的流量，这也是 压缩机的最大流量工况。2、喘振工况 离心压缩机最小流量时的工况为喘振工况。如图6-10所示，线1为带驼峰形的离心压缩机 P-G特性曲线，A3点为峰值点，当离心式气压机的流量减少到使气压机工作于特性曲线A3 点时，如果因某种原因压缩机的流量进一步下降，就会使气压机的出口压力下降，但是管路 与系统的容积较大，而且气体有可压缩性，故管网中的压力不能立即下降，仍大

5、于压缩机的 排压，就会出现气体倒流入机器内。气压机由于补充了流量，又使出口压力升高，直到出口 压力高于管网压力后，就又排出气体到系统中。这样气压机工作在A3点左侧时造成气体在 机内反复流动振荡，造成流量和出口压力强烈波动，即所谓的喘振现象。当压缩机发生喘振 时，排出压力大幅度脉动，气体忽进忽出，出现周期性的吼声以及机器的强烈振动。如不及 时采取措施加以解决，压缩机的轴承及密封必将首先遭到破坏，严重时甚至发生转子与固定 元件相互碰擦，造成恶性事故。 A3 点所对应的工况就是压缩机的最小流量工况。 出现喘振的原因是压缩机的流量过小，小于压缩机的最小流量，管网的压力高于压缩机所提 供的排压，造成气体

6、倒流，产生大幅度的气流脉动。防喘振的原理就是针对着引起喘振的原 因，在喘振将要发生时，立即设法把压缩机的流量加大。3、喘振实例分析 当压缩机的性能曲线与管网性能曲线两者或两者之一发生变化时，交点就要变动，也就是说 压缩机的工况将有变化，从而出现变工况操作。离心压缩机的特性曲线（-Q）与压缩机的转速、介质的性质及进气状态有关。性能曲线 的变化如图 5-6-11 所示。图6-11 性能曲线的变化离心压缩机的变工况有时并不是在人们有意识的直接控制下（例如调节阀门等）发生的，而 是间接地接受到生产系统乃至驱动机的意外干扰而发生。化工厂离心式压缩机经常发生意料 之外的喘振。举例如下。图 6-12 离心压

7、缩机性能变化造成喘振的情况a、某压缩机原来进气温度为20C,工作点在A点（见图6-12a）,因生产中冷却器出了故障， 使来气温度剧增到60C，这时压缩机突然出现了喘振。究其原因，就是因为进气温度升高, 使压缩机的性能曲线下移，由线1 下降为1，而管网性能曲线未变，压缩机的工作点变到 A点，此点如果落在喘振限上，就会出现喘振。b、某压缩机原在图6-12b所示的A点正常运行，后来由于某种原因，进气管被异物堵塞而 出现了喘振。分析其原因就是因为进气管被堵，压缩机进气压力从Pj下降为Pj使机器性 能曲线下降到1线，管网性能曲线无变化，于是工作点变到A落入喘振限所致。c、某压缩机原在转速为n1下正常运行

8、，工况点为A点（见图6-12C）。后来因为生产中高 压蒸汽供应不足，作为驱动机的蒸汽轮机的转速下降到n2,这时压缩机的工作点A落到 喘振区，因此产生喘振。此外，还有因为气体分子量改变而导致喘振的事例。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。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

9、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。四、离心压缩机的工况的调节 压缩机调节的实质就是改变压缩机的工况点，所用的方法从原理上讲就是设法改变压缩机的 性能曲线或者改变管网性能曲线两种。具体地说有以下几种调节方式：a、出口节流调节，即在压缩机出口安装调节阀，通过调节调节阀的开度，来改变管 路性能曲线，改变压缩机的工作点，进行流量调节。出口节流的调节方法是人为的增加出口 阻力来调节流量，是不经济的方法，尤其当压缩机性能曲线较陡而且调节的流量（或者压力） 又较大时，这种调节方法的缺点更为突出，目前除了风机及小型鼓风机使用外，压缩机很少 采用这种调节方法。

10、b、进口节流调节，既在压缩机进口管上安装调节阀，通过入口调节阀来调节进气压 力。进气压力的降低直接影响到压缩机排气压力，使压缩机性能曲线下移，所以进口调节的 结果实际上是改变了压缩机的性能曲线，达到调节流量的目的。和出口节流法相比，进口节 流调节的经济性较好，据有关资料介绍，对某压缩机进行测试表明：在流量变化为6080 % 的范围内，进口节流比出口节流节省功率约为45%。所以这是一种比较简单而常用的调 节方法。但也还是存在一定的节流损失以及工况改变后对压缩机本身效率有些影响。进口节 流法还有个优点就是：关小进口阀，会使压缩机性能曲线向小流量区移动，因而可使压缩机 在更小的流量工况下工作，不易造

11、成喘振。c、改变转速调节。当压缩机转速改变时，其性能曲线也有相应的改变，所以可用这个方法来改变工况点，以满足生产上的调节要求。离心压缩机的能量头近似正比于n2,所 以用转速调节方法可以得到相当大的调节范围。变转速调节并不引起其他附加损失，只是调 节后的新工况点不一定是最高效率点导致效率有些降低而已。所以从节能角度考虑，这是一 种经济的调节方法。改变转速调节法不需要改变压缩机本身的结构，只是要考虑到增加转速 后转子的强度、临界转速以及轴承的寿命等问题。但是这种方法要求驱动机必须是可调速的。第四节 离心式压缩机组的开停车一、压缩机组运行前的准备与检查1、驱动机及齿轮变速器应进行单独试车和串联试车，

12、并经验收合格达到完好备用状态。装 好驱动机、齿轮变速器和压缩机之间的联轴器，并复测转子之间的对中，使之完全符合要求。2、机组油系统清洗调整已合格，油质化验合乎要求，储油量适中。检查主油箱、油过滤器 油冷却器，油箱油位不足则应加油。检查油温若低于24C，则应使用加热器，使油温达到 24C以上。油冷却器和油过滤器也应充满油，放出空气，油冷却器与过滤器的切换位置应切 换到需要投用的一侧。检查主油泵和辅助油泵，确认工作正常，转向正确。油温度计、压力 表应当齐全，量程合格，工作正常。用干燥的氮气充入蓄压器中，使蓄压器内气体压力保持 在规定数值之内。调整油路系统各处油压，达到设计要求。检查油系统各种联锁装

13、置运行正 常，确保机组的安全。3、压缩机各入口滤网应干净无损坏，入口过滤器滤件已换新，过滤器合格。4、压缩机缸体及管道排液阀门已打开，排尽冷凝后关小，待充气后关闭。5、压缩机各段中间冷却器引水建立冷却水循环，排尽空气并投入运行。6、工艺管道系统应完好，盲板已全部拆除并已复位，不允许由于管路的膨胀收缩和振动以 后重量影响到气缸本体。7、将工艺气体管道上的阀门按起动要求调到一定的位置，一般压缩机的进出口阀门应关闭， 防喘振用的回流阀或放空阀应全开，通工艺系统的出口阀也应全闭。各类阀门的开关应灵活 准确，无卡涩。8、确认压缩机管道及附属设备上的安全阀和防爆板已装备齐全，安全阀调校整定，符合要 求，防

14、爆板规格符合要求。9、压缩机及其附属机械上的仪表装设齐全，量程、温度、压力及精确度等级均符合要求， 重要仪表应有校验合格证明书。检查电气线路和仪表空气系统是否完好。仪表阀门应灵活准 确，自动控制保安系统经检验合格，确保动作准确无误。10、机组所有联锁已进行试验调整，各整定值皆已符合要求。防喘振保护控制系统已调校试 验合格，各放空阀、防喘回流阀应开关迅速，无卡涩。11、根据分析确认压缩机出入阀门前后的工艺系统内的气体成分已符合设计要求或用氮气置 换合格。12、盘车检查机组转子能否顺利转动，不得有摩擦和卡涩现象。二、汽轮机驱动机组的开停车 汽轮机驱动离心式压缩机组的系统结构较为复杂，汽轮机又是一种

15、高温高速运转的热力机 械，其起动开停车及操作较为复杂而缓慢，机组安装和检修完毕后也需要进行试运转，按专 业规程的规定首先进行汽轮机的单体试运，进行必要的凋整与试验。验收合格后再与齿轮变 速器相联，进行串联空负荷运转。完成试运项目并验收合格后才能与压缩机串联在起进行 试运和开停车正常运行，该类机组的开停车运行要点如下。1、油系统的起动 压缩机的起动与其他动力装置相仿，主机末开，辅机先行，在接通各种外来能源后（如电、 仪表空气、冷却水和蒸汽等）先让油系统投入运行。般油系统已完全准备好，处于随时能 够起动开车的状态。油温若低则应加热直到合格为止。油系统投入运行后，把各部分油压调 整到规定值，然后进行

16、如下操作：检查辅助油泵的自动起动情况；检查轴承回油情况，看油 流是否正常；检查油过滤器的油压降，灌满润滑油油箱；检查高位油箱油位，应在液位控制 器控制的最高液位和最低液位之间。2、气体置换 被压缩介质为易燃、易爆气体时，油系统正常运行后，开车之前必须进行气体置换，首先用 氮气将压缩机系统设备管道内的空气置换出去。然后再用压缩介质将氮气置换干净，使之符 合设计所要求的气体组分，这种两步置换的主要程序是： 关闭压缩机出、入口阀，通过压缩机的管道、分液罐、缓冲罐和压缩机缸体的排放接头， 充入压力一般为0.30.6MPa（表）的氮气，如果条件许可，必要时可开启压缩机入口阀，使 压缩机和工艺系统同时置换。 待压缩机系统已充满氮气并有一定压力时，打开压缩机管道和缸体排放阀排放氮气卸压， 此时必须保证系统内压力始终大于大气压力，以免空气漏入系统。然后再关