離心壓縮機(jī)喘振起因及解決對策論文
離心式壓縮機(jī)是以葉片旋轉(zhuǎn)式為主的壓縮機(jī)，隨著葉輪的高速旋轉(zhuǎn)作用和通過擴(kuò)壓器的擴(kuò)壓，提高了介質(zhì)氣體壓力，離心式壓縮機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行是工業(yè)生產(chǎn)的重要保障。下面是學(xué)習(xí)啦小編帶來的關(guān)于離心壓縮機(jī)喘振起因及解決對策的內(nèi)容，歡迎閱讀參考!
離心壓縮機(jī)喘振起因及解決對策論文篇1
隨著我國工業(yè)生產(chǎn)水平的提高，離心式壓縮機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛，其有點(diǎn)突出，得到了大家的認(rèn)可。但是離心式壓縮機(jī)在運(yùn)行的過程中容易發(fā)生喘振的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了工業(yè)生產(chǎn)的安全性和穩(wěn)定性。因此如何分析喘振的發(fā)生原因并采取有效的治理措施成為了工作人員需要解決的問題。下面就此進(jìn)行討論分析。
1.喘振的判斷方法
離心式壓縮機(jī)一旦發(fā)生喘振現(xiàn)象，則機(jī)組和管網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)會有以下較為明顯的特征：
(1)壓縮機(jī)和管網(wǎng)之間發(fā)生周期性的振蕩，并產(chǎn)生時高時低的噪聲，嚴(yán)重時機(jī)組甚至?xí)l(fā)生劇烈的“吼叫”聲。
(2)機(jī)殼和軸承發(fā)生強(qiáng)烈的振動，且振動不穩(wěn)定，時大時小，并發(fā)出強(qiáng)烈的、周期性的氣流聲;喘振的振動頻率一般較低，通常為1～30Hz。
(3)氣體介質(zhì)的出口壓力和入口流量大幅度的變化，發(fā)生周期性的脈動，嚴(yán)重時還可能產(chǎn)生氣體倒流的現(xiàn)象，這是較危險的工況。
(4)拖動壓縮機(jī)的電機(jī)的電流表和功率表指針會產(chǎn)生大幅度的波動，并隨著喘振強(qiáng)度的增加而逐漸增大。
因此，在生產(chǎn)過程中，通過對離心式壓縮機(jī)運(yùn)行的聲音、進(jìn)口壓力和流量、振動幅度和儀表的觀察，就可以有效地判斷出喘振是否發(fā)生。
2.喘振原因的分析
2.1 喘振發(fā)生的內(nèi)因
研究表明，喘振發(fā)生的內(nèi)部原因與葉輪結(jié)構(gòu)及葉道內(nèi)介質(zhì)氣體有著密切的關(guān)系。當(dāng)進(jìn)口氣體流量瞬時降低，低過了所允許的最低工況點(diǎn)時，壓縮機(jī)內(nèi)的氣流流動方向與葉片進(jìn)口安裝角出現(xiàn)很大的偏差，造成葉道內(nèi)的氣流出現(xiàn)嚴(yán)重的“旋轉(zhuǎn)脫離”，使氣體在葉道中滯流，致使壓縮機(jī)壓力突然降低，然而出口系統(tǒng)的壓力并沒有瞬時下降，這就使排氣管內(nèi)壓力高的氣體流回壓縮機(jī)，使葉道內(nèi)的流量又得以補(bǔ)充，并恢復(fù)正常工作，當(dāng)壓縮機(jī)內(nèi)的流量再次減小時，系統(tǒng)氣體又會出現(xiàn)倒流，如此反復(fù)，系統(tǒng)中的氣流便產(chǎn)生了周期性的振蕩，并伴隨著強(qiáng)烈的噪聲，這就形成了壓縮機(jī)的喘振。
2.2 喘振發(fā)生的外因
通過對離心式壓縮機(jī)性能曲線的分析，當(dāng)喘振發(fā)生時，其工作點(diǎn)一定進(jìn)入了喘振工況區(qū)。因此，壓縮機(jī)的喘振與管網(wǎng)特性有著密切關(guān)系。所謂“管網(wǎng)”就是離心式壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)氣體介質(zhì)輸送任務(wù)的管道系統(tǒng)，位于壓縮機(jī)入口之前的稱吸入管道，位于壓縮機(jī)出口之后的稱為排出管道。管網(wǎng)一般均為由管線、管件、閥門和設(shè)備等四大要素組成。實(shí)踐表明，離心壓縮機(jī)管網(wǎng)容量愈大，喘振的振幅愈大，振頻愈低;管網(wǎng)容量愈小，喘振的振幅就越小，振頻愈高。
圖1為離心式壓縮機(jī)與管網(wǎng)聯(lián)合工作性能曲線圖。從圖可知，隨著管網(wǎng)阻力的增加，氣體流量的減少，其位置由1逐漸左移到2和3，工況點(diǎn)也由移到和，此時壓縮機(jī)不會產(chǎn)生喘振，當(dāng)氣體流量進(jìn)一步減少，管網(wǎng)性能曲線左移至位置4時，其工況點(diǎn)已進(jìn)入喘振區(qū)，壓縮機(jī)開始在喘振工況下運(yùn)行。顯然，隨著流量的減少，管網(wǎng)性能曲線不斷左移，并與壓縮機(jī)性能曲線交于喘振區(qū)，于是喘振發(fā)生。所以，管網(wǎng)性能曲線左移是產(chǎn)生喘振的條件。在離心式壓縮機(jī)的實(shí)際運(yùn)行中，以下各種因素也會導(dǎo)致喘振的發(fā)生：
(1)吸入量不足。
(2)系統(tǒng)壓力過高。
(3)操作不協(xié)調(diào)。
(4)機(jī)組內(nèi)的部件損壞。
(5)氣體介質(zhì)狀態(tài)的變化。
3.防喘振條件及措施
當(dāng)離心式壓縮機(jī)進(jìn)口流量減少到一定程度時，便會發(fā)生喘振，而維持壓縮機(jī)運(yùn)行的喘振流量要不低于壓縮機(jī)運(yùn)行的最小流量，即離心式壓縮機(jī)在不同的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時會得到不同的機(jī)組喘振時的性能參數(shù)，將這些喘振點(diǎn)的參數(shù)標(biāo)在性能曲線圖上，并連接起來，就可以得到離心壓縮機(jī)的喘振線。
圖2為一臺離心壓縮機(jī)在n1、n2、n3和n4轉(zhuǎn)速下的一組性能曲線，而每條性能曲線會根據(jù)在發(fā)生喘振工況時的性能參數(shù)產(chǎn)生出對應(yīng)的喘振點(diǎn)a1、a2、a3、a4和喘振流量。
如果壓縮機(jī)入口的進(jìn)氣量低于機(jī)器的喘振流量，必將導(dǎo)致喘振的發(fā)生，而在生產(chǎn)實(shí)踐中可以通過以下的措施來防止喘振的發(fā)生。
3.1壓力調(diào)節(jié)
壓縮機(jī)在高于設(shè)定壓力的條件下工作時，可通過進(jìn)口導(dǎo)葉節(jié)流的方式維持出口壓力，或打開防喘振調(diào)節(jié)閥將部分壓力放空;也可加裝旁通管，采用旁通回流的方法，使排出壓力保持在設(shè)定的壓力下，使其流量維持在所限定的最低流量之內(nèi)。
3.2變頻器調(diào)速
壓縮機(jī)在開始運(yùn)行時，負(fù)荷最大，傳感器把所測量的數(shù)據(jù)傳至PLC(可編程控制器)，PLC經(jīng)過PID運(yùn)算輸出運(yùn)行頻率到變頻器，控制變頻器，隨著壓縮機(jī)的運(yùn)行，PLC根據(jù)壓差與流量的降低發(fā)出信號，控制變頻器降低電源頻率，從而降低了運(yùn)行中壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，避免了壓縮機(jī)的喘振，并減少了不必要的能量損失。
3.3合理控制防喘振安全裕度
根據(jù)離心壓縮機(jī)性能曲線，見圖3，在喘振線右側(cè)采用了一條防喘振線作為防喘振調(diào)節(jié)器的給定值曲線，它與喘振線之間的這的區(qū)域是壓縮機(jī)的安全邊界，稱為安全裕度。它是在一定工作轉(zhuǎn)速下，正常流量與該轉(zhuǎn)速下喘振流量之比值，一般要求安全裕度。當(dāng)壓縮機(jī)工作點(diǎn)到達(dá)防喘振線時，防喘振調(diào)節(jié)閥打開，以使工作點(diǎn)右移進(jìn)入安全區(qū)，從而避免喘振的發(fā)生。
3.4改變離心壓縮機(jī)的參數(shù)
在結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇上，如采用后彎式葉片的葉輪，無葉擴(kuò)壓器，葉輪葉片進(jìn)口邊適當(dāng)加厚等;在設(shè)計(jì)時采用導(dǎo)葉可調(diào)機(jī)構(gòu)，以便在需要時，將部分氣流從葉輪出口引入到葉輪入口，通過改變?nèi)~輪入口氣流的預(yù)旋，來抑制喘振的發(fā)生。
3.5設(shè)置報警儀表
在離心壓縮機(jī)的進(jìn)口安裝流量、溫度監(jiān)視儀表，出口安裝壓力監(jiān)視儀表，一旦壓縮機(jī)已接近喘振工況區(qū)時能及時發(fā)出報警，以提前采取措施，防患于未然。
離心壓縮機(jī)論文篇2
試談離心式壓縮機(jī)機(jī)組安裝技術(shù)
【摘要】本文概述了我國離心式壓縮機(jī)的研究現(xiàn)狀，通過對離心機(jī)壓縮機(jī)安裝現(xiàn)存問題的詳細(xì)分析，讓我們能在離心式壓縮機(jī)機(jī)組方面制定出更完整的安裝技術(shù)。
【關(guān)鍵詞】離心式壓縮機(jī);安裝技術(shù)
一、前言
心式壓縮機(jī)機(jī)組安裝技術(shù)是重要的工業(yè)技術(shù)之一，對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著巨大的促進(jìn)作用。近年來，我國離心式壓縮機(jī)技術(shù)雖然取得了飛速發(fā)展，但依然存在一些問題和不足需要改進(jìn)，因此，加強(qiáng)對離心式壓縮機(jī)安裝技術(shù)的控制，對確保生產(chǎn)效益有著重要推動作用。
二、離心壓縮機(jī)研究現(xiàn)狀
隨著各行業(yè)發(fā)展規(guī)模的擴(kuò)大，對于離心壓縮機(jī)的需求也在不斷增加。這也就給壓縮機(jī)的發(fā)展帶來了很好的發(fā)展前景。
國內(nèi)在離心壓縮機(jī)三元葉輪的各類反命題設(shè)計(jì)方法中，以角動量不同分布來控制葉片幾何型線的方法應(yīng)用較廣。角動量的分布規(guī)律直接決定葉片載荷的大小并影響流動方向、跨盤蓋方向的速度分布，而速度分布對葉輪二次流的強(qiáng)度及葉片表面邊界層的發(fā)展有決定性的影響，這必然影響到對葉輪邊界層損失、分離損失和二次流損失的控制，因此合適的角動量分布是設(shè)計(jì)高性能葉輪最有效的手段。席光等人發(fā)展了一種以三維粘性分析為參考準(zhǔn)則的實(shí)用設(shè)計(jì)方法，并利用 CFD 軟件 FLUENT5.4 進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，計(jì)算結(jié)果表明：角動量的不同分布對離心壓縮機(jī)葉輪的壓比和效率有明顯的影響。
在發(fā)展以三維粘性分析為參考準(zhǔn)則的離心壓縮機(jī)三元葉輪的實(shí)用設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上，王曉峰等人又探討了將離心葉輪內(nèi)部的三維粘性流動求解與試驗(yàn)設(shè)計(jì)技術(shù)以及響應(yīng)面方法相結(jié)合的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。響應(yīng)面方法是試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)理統(tǒng)計(jì)相結(jié)合的優(yōu)化方法，在試驗(yàn)測量、經(jīng)驗(yàn)公式或數(shù)值分析的基礎(chǔ)上，對指定的設(shè)計(jì)點(diǎn)集合進(jìn)行連續(xù)的試驗(yàn)，并在設(shè)計(jì)空間構(gòu)造測定量的全局逼近，這樣便可以全面觀察響應(yīng)變量在設(shè)計(jì)空間的變化。在詳細(xì)探討響應(yīng)面優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上，他們以某工業(yè)離心壓縮機(jī)中間級葉輪為研究對象，采用響應(yīng)面方法對其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，結(jié)果表明：與原始葉輪相比，性能有較大改進(jìn)。
三、離心式壓縮機(jī)機(jī)組安裝技術(shù)
1.施工前的技術(shù)準(zhǔn)備
離心式壓縮機(jī)安裝前,其壓縮機(jī)組技術(shù)資料必須齊全,其中包括出廠合格證,重要零部件材質(zhì)合格證,隨機(jī)管材、管件、閥門等質(zhì)量證明,機(jī)殼及附屬設(shè)備水壓試驗(yàn)記錄,轉(zhuǎn)子制造質(zhì)量檢驗(yàn)證書,轉(zhuǎn)子動平衡及葉輪超速試驗(yàn)記錄,機(jī)器裝配記錄,機(jī)器試運(yùn)轉(zhuǎn)記錄,機(jī)器安裝用平、立面布置圖、基礎(chǔ)圖、裝配圖、系統(tǒng)圖、配管圖,安裝、使用說明書,機(jī)組裝箱清單,基礎(chǔ)交接的驗(yàn)收記錄,交接資料。
2.壓縮機(jī)機(jī)組的運(yùn)輸和吊裝
壓縮機(jī)出廠的包裝運(yùn)輸要執(zhí)行相關(guān)規(guī)范的規(guī)定,機(jī)組在吊裝時應(yīng)根據(jù)包裝標(biāo)記或設(shè)備重心受力點(diǎn)進(jìn)行吊裝,吊裝作業(yè)過程中要使機(jī)組及部件保持水平狀態(tài),不得將鋼絲繩索具直接綁扎在機(jī)器加工面上,綁扎部位要進(jìn)行墊襯保護(hù),或?qū)摻z繩用膠皮管套好,嚴(yán)禁撞擊,吊裝時最好能使用吊裝帶。
3.機(jī)組的開箱驗(yàn)收及保管
按規(guī)范的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。開箱驗(yàn)收由建設(shè)單位組織,監(jiān)理單位參加,施工單位、制造廠家人員以及相關(guān)專業(yè)人員參加驗(yàn)收合格后,各方簽字,由施工單位妥善保管。精密零件等應(yīng)按技術(shù)文件要求存放在庫房內(nèi)的貨架上,保證通風(fēng)和干燥,隨機(jī)的技術(shù)資料、專用工具及計(jì)量器具應(yīng)清點(diǎn)造冊,妥善保管。
4.設(shè)備安裝現(xiàn)場應(yīng)具備的條件
壓縮機(jī)的基礎(chǔ)必須具備安裝條件,基礎(chǔ)附近的地下工程及地坪應(yīng)完成,運(yùn)輸、消防通道應(yīng)暢通無阻。廠房或臨時設(shè)施應(yīng)能防止風(fēng)、沙、雨、雷的侵襲,特別是有其他交叉作業(yè)的,一定要在壓縮機(jī)施工現(xiàn)場的頂部加固棚架,免受落物侵襲。安裝現(xiàn)場周圍不許動火,安裝現(xiàn)場的環(huán)境溫度不應(yīng)低于5℃,同時施工現(xiàn)場用的水、電、氣和照明應(yīng)供應(yīng)正?！，F(xiàn)場應(yīng)配備有足夠的消防器材,機(jī)組安裝用工具應(yīng)齊備,計(jì)量器具應(yīng)周檢合格,精度等級達(dá)到規(guī)定的要求。施工現(xiàn)場應(yīng)整潔、無灰塵,具備材料、零部件存放、待裝的條件。
5.設(shè)備的基礎(chǔ)驗(yàn)收
設(shè)備安裝前,應(yīng)認(rèn)真做好基礎(chǔ)的交接驗(yàn)收工作,辦理基礎(chǔ)交接證書,土建施工單位提供基礎(chǔ)合格證明以及中心線、標(biāo)高、外形尺寸的實(shí)測記錄。當(dāng)設(shè)計(jì)有要求時,還要提供基礎(chǔ)的沉降觀測點(diǎn)位置及沉降觀測記錄。設(shè)備基礎(chǔ)的外觀不得有裂�、蜂窩、空洞、露筋等缺陷。
6.機(jī)組就位前的準(zhǔn)備
散裝供貨的變速機(jī)下機(jī)殼、壓縮機(jī)、汽輪機(jī)、電動機(jī)的軸承箱,都應(yīng)進(jìn)行4h以上的煤油滲透試驗(yàn),以無滲漏為合格。機(jī)器的底座與混凝土接觸部位要清理干凈,去除油污、油漆、鑄砂、鐵銹等,安裝在機(jī)器下部,與機(jī)器相連接的設(shè)備檢查、試壓合格后,應(yīng)預(yù)先吊裝就位并初步找正,與機(jī)器連接的法蘭口應(yīng)加設(shè)盲板,避免臟物進(jìn)入。
7.機(jī)組聯(lián)軸器對中找同軸度
首先檢查聯(lián)軸器外觀,應(yīng)無毛刺、裂紋等缺陷。用千分表檢查其徑向與端面跳動偏差,應(yīng)符合相應(yīng)規(guī)范的規(guī)定。直徑≤100mm時,徑向跳動和端面跳動均應(yīng)≤ 0.01mm。對中使用的器具及調(diào)整操作應(yīng)符合下列規(guī)定:
(1)千分表應(yīng)周檢合格,精度應(yīng)能符合測量要求。
(2)千分表架應(yīng)結(jié)構(gòu)堅(jiān)固,重量輕,剛度大,安裝牢固,無晃動。使用時應(yīng)再次檢測表架撓度,以校正測量結(jié)果。
(3)對于找同軸度時,應(yīng)避免在陽光直射下進(jìn)行,也應(yīng)避免在冷風(fēng)直吹的環(huán)境進(jìn)行,因?yàn)樯鲜霈F(xiàn)象測量的結(jié)果都會有誤差。
(4)使用的調(diào)整墊片一定要擦拭好,保證其清潔、平整、無折邊、無毛刺等,否則會影響找正精度。
四、安裝應(yīng)該注意的問題
1.配套輔機(jī)出廠時防銹處理方法
考慮到設(shè)備在出廠后投運(yùn)前需存放一段時間，為了防止產(chǎn)生銹蝕，配套輔機(jī)在出廠時全部噴涂了防銹油。該防銹油是一種軟膜防銹油，含油量不大，在開車時已經(jīng)被空氣清理得相對干凈，且一般氣體中含量會很小。因?yàn)榭辗盅b置對介質(zhì)要求非常嚴(yán)格，所有與之相連的管道、管件、閥門等在安裝過程中都要求進(jìn)行除銹、脫脂處理。
為了保證整個空分裝置的運(yùn)行安全與穩(wěn)定，將配套的冷卻器全部進(jìn)行拆檢，并將簡體內(nèi)壁用鋼絲刷進(jìn)行人工除銹處理。在人工能清理到的管束部位也全部進(jìn)行人工除銹。
2.礎(chǔ)施工中應(yīng)注意的問題
(1)澆灌混凝土前，應(yīng)仔細(xì)核對每個預(yù)留孔的位置和尺寸，并將預(yù)埋管固定牢固，避免設(shè)備在澆灌混凝土振搗過程中移位。澆灌混凝土完成后，應(yīng)及早復(fù)查，如有問題及時處理。
(2)地腳螺栓預(yù)留孔埋管垂直度要嚴(yán)格把關(guān)，不得超標(biāo)。否則，返修過程既浪費(fèi)人力物力，又會損壞基礎(chǔ)內(nèi)的布筋。我們就曾在該基礎(chǔ)施工中花費(fèi) 10 多天的時間返修了 9 個地腳螺栓孔。其原因就是預(yù)留孔埋管垂直度不符合要求而使地腳螺栓無法聯(lián)接。
(3)基礎(chǔ)凝固養(yǎng)護(hù)期滿后，應(yīng)進(jìn)行基礎(chǔ)預(yù)壓，預(yù)壓重量應(yīng)為機(jī)組重量的 1 倍-1.2 倍，并定期(5d 一 7 d)進(jìn)行沉降觀測，直到連續(xù) 3 次觀測數(shù)據(jù)沒有變化，方可在上面進(jìn)行設(shè)備的安裝施工工作。進(jìn)行基礎(chǔ)預(yù)壓的目的是使基礎(chǔ)在這一階段能夠均勻沉降并達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，避免在機(jī)組安裝過程中因負(fù)荷增加引起基礎(chǔ)細(xì)微的不均勻沉降，從而引起安裝數(shù)據(jù)變化，影響安裝精度。
機(jī)組安裝過程中應(yīng)注意，當(dāng)基礎(chǔ)不均勻沉降致使機(jī)組找平、找正和找中心工作隔日測量數(shù)據(jù)有明顯變化時，不得再繼續(xù)進(jìn)行機(jī)組的安裝，而應(yīng)同時增加沉降觀測次數(shù)并研究處理方案。
五、結(jié)語
通過對新時期下，離心機(jī)壓縮機(jī)安裝技術(shù)中存在的問題分析，進(jìn)一步明確了離心機(jī)壓縮機(jī)安裝技術(shù)改進(jìn)的方向，為企業(yè)管理系統(tǒng)的優(yōu)化完善奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，有助于提高企業(yè)的競爭力和效益。
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