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離心制冷壓縮機(jī)喘振原因及處理方法
點(diǎn)擊次數(shù)：389 發(fā)布時(shí)間：2024-12-25
離心制冷壓縮機(jī)喘振是一種發(fā)生在離心式壓縮機(jī)中的動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定現(xiàn)象，它通常出現(xiàn)在壓縮機(jī)工作在低流量條件下時(shí)。喘振現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)內(nèi)部的壓力和氣流出現(xiàn)周期性的劇烈波動(dòng)，這種波動(dòng)會(huì)對(duì)壓縮機(jī)的性能產(chǎn)生負(fù)面影響，并可能造成機(jī)械損傷。
在離心制冷壓縮機(jī)中，喘振發(fā)生的原因主要是由于進(jìn)入壓縮機(jī)的制冷劑氣體流量過(guò)低，當(dāng)流量低于某個(gè)特定值時(shí)，壓縮機(jī)葉片無(wú)法有效地將能量傳遞給制冷劑氣體，導(dǎo)致壓縮過(guò)程效率下降。此時(shí)，壓縮機(jī)出口處的壓力會(huì)突然升高，進(jìn)而迫使部分氣體回流到壓縮機(jī)入口，造成氣流方向逆轉(zhuǎn)。隨著壓力的釋放，氣流又恢復(fù)正常流動(dòng)方向，但隨后又再次發(fā)生上述情況，形成一個(gè)循環(huán)，即喘振。
喘振不僅會(huì)影響壓縮機(jī)的工作效率，還會(huì)引起強(qiáng)烈的振動(dòng)、噪音，以及溫度和壓力的大幅波動(dòng)，長(zhǎng)期的喘振可能會(huì)對(duì)壓縮機(jī)及其相連的管道系統(tǒng)造成嚴(yán)重的損害。為了防止喘振的發(fā)生，工程師們會(huì)在設(shè)計(jì)和操作過(guò)程中采取措施，比如設(shè)置最小流量限制、使用防喘振控制系統(tǒng)或采用旁通閥等方法來(lái)確保壓縮機(jī)始終運(yùn)行在一個(gè)穩(wěn)定的工作范圍內(nèi)。它表現(xiàn)在當(dāng)單級(jí)離心式制冷壓縮機(jī)在低負(fù)荷下（額定負(fù)荷的25％以下）運(yùn)行時(shí)，容易發(fā)生“喘振"，造成周期性地增大噪聲和振動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)甚至損壞壓縮機(jī)。
這可能是由單級(jí)離心式制冷壓縮機(jī)特殊結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式?jīng)Q定的，因?yàn)樗且环N速度型制冷壓縮機(jī)，而非容積型制冷壓縮機(jī)（如往復(fù)式及回轉(zhuǎn)式）?！?/span>
離心機(jī)組的喘振是單級(jí)離心機(jī)組的特性之一，它的產(chǎn)生是由于壓縮機(jī)的排氣壓力小于冷凝器的壓力，導(dǎo)致壓縮機(jī)無(wú)法實(shí)現(xiàn)排氣， 但壓縮機(jī)又不斷吸氣，從而機(jī)組出現(xiàn)劇烈震動(dòng)和噪音。一般來(lái)講，機(jī)組負(fù)荷在低于機(jī)組總負(fù)荷的30％即會(huì)出現(xiàn)“喘振“?！?/span>
主要是由于機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷過(guò)低造成，一般來(lái)說(shuō)，一是整個(gè)系統(tǒng)負(fù)荷過(guò)低，而采用離心機(jī)組必須運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可能出現(xiàn)，可以采取的措施，如果已經(jīng)采用了離心機(jī)組，可以在電腦系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置，保證機(jī)組低運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷在30％以上（這是最笨的辦法），好的解決辦法是系統(tǒng)采用的機(jī)組大小搭配，即保證整個(gè)系統(tǒng)的最小負(fù)荷大于采用的最小的一臺(tái)離心機(jī)組的30％負(fù)荷?；蛘卟捎秒x心機(jī)組和螺桿機(jī)組搭配的方案，它是離心壓縮機(jī)固有的特性，不過(guò)隨著速度變化而喘振點(diǎn)后發(fā)生偏移。產(chǎn)生是由于壓縮機(jī)的排氣壓力小于冷凝器的壓力，造成壓力的倒灌從而對(duì)葉輪沖擊。高速的離心機(jī)特別易產(chǎn)生喘振（如開(kāi)利，約克的單級(jí)離心機(jī)），一般是通過(guò)熱氣旁通的方式克服，另一種是通過(guò)限制導(dǎo)葉輪的開(kāi)啟度從而限制冷凝壓力的增加。
由于低速的多級(jí)離心機(jī)由于速度較低一般為2900轉(zhuǎn)，喘振點(diǎn)遠(yuǎn)離工作點(diǎn)，此種機(jī)型在運(yùn)行時(shí)可以在10％的低負(fù)荷下運(yùn)行（如特靈的多級(jí)離心機(jī)） 喘振是離心機(jī)的，但不只是單級(jí)，多級(jí)離心機(jī)照樣會(huì)喘，特靈三級(jí)離心機(jī)就不會(huì)喘嗎？其原因是在低負(fù)荷時(shí)吸氣量少，因而排氣壓力有可能低于冷凝壓力，所以冷凝器氣體回流造成反復(fù)。特點(diǎn)是聲音大，電流波動(dòng)大。
一般喘振是因?yàn)闄C(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)容易產(chǎn)生或者是冷卻水入口溫度過(guò)高或吸氣壓力過(guò)低引起的，排除方法就是消除產(chǎn)生以上三個(gè)問(wèn)題的原因，或做熱氣旁通喘振控制可通過(guò)打開(kāi)壓縮機(jī)的旁路閥或直接將一部分氣體放空以維持壓縮機(jī)的低流量來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是由于使氣體通過(guò)旁路或放空都意味著要浪費(fèi)能量，所以通?？傁ＭM可能準(zhǔn)確地確定喘振流量，以便于實(shí)際操作時(shí)，避免不必要的浪費(fèi)。但是，確定喘振流量并非易事。因?yàn)樗皇且粋€(gè)定值，而與其它參數(shù)有關(guān)，因此對(duì)于其它也有影響的參數(shù)，也要考慮到喘振系統(tǒng)中。于是通過(guò)不同測(cè)量方法，形成多種的控制方案。選擇一個(gè)適于特定用途的喘振控制系統(tǒng)，取決于許多因素，它包括：壓縮機(jī)的種類；負(fù)荷的變化；測(cè)量元件的簡(jiǎn)易性、可靠性和喘振控制系統(tǒng)所要求的精確度等?！?/span>
為什么會(huì)出現(xiàn)喘振現(xiàn)象？
1、首先可以確定這個(gè)項(xiàng)目肯定用的是離心機(jī)，那么我們就知道離心機(jī)，其實(shí)就是一種速度型機(jī)型。壓縮機(jī)主要是通過(guò)進(jìn)氣口的制冷劑氣體進(jìn)入壓縮機(jī)后被葉輪提速而得到動(dòng)能，高速的氣體從葉輪出去后進(jìn)入擴(kuò)壓管，制冷劑速度降低，壓力得到提升，從而完成壓縮制冷劑的過(guò)程?！?/span>
2、產(chǎn)生喘振的原因。主要與葉輪出口的制冷劑的速度（可分徑向速度和切向速度，這都與葉輪有關(guān)，）當(dāng)機(jī)組運(yùn)行在部分負(fù)荷時(shí)，徑向速度隨著負(fù)荷減小而相應(yīng)減小，這就造成切向速度與葉輪角度的減 小，當(dāng)角度小到一定值時(shí)，壓縮機(jī)的氣體無(wú)法被壓縮出，在葉輪中產(chǎn)生渦流，此時(shí)冷凝器中的高壓氣體就會(huì)倒流進(jìn)葉輪，使壓縮氣體在短時(shí)間內(nèi)增加，氣體排出后，又倒流回來(lái)，如此反復(fù)，此時(shí)壓縮機(jī)就進(jìn)入了喘振狀態(tài)?！?/span>
3、解決喘振的方法。
A、改進(jìn)葉輪和擴(kuò)壓管的設(shè)計(jì)。（主要是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)部門(mén)來(lái)做）
B、采用變頻技術(shù)，造價(jià)昂貴。
C、采用熱氣旁通方法，部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)耗能多，不經(jīng)濟(jì)。
D、采用多級(jí)離心技術(shù)。
防止喘振有好幾種方法：
1、產(chǎn)品設(shè)計(jì)：進(jìn)口導(dǎo)葉＋可調(diào)擴(kuò)壓器聯(lián)動(dòng)控制，可防止離心機(jī)低負(fù)荷時(shí)因冷媒流量減小而排氣壓力小于或等于冷凝壓力；
2、系統(tǒng)方案：根據(jù)實(shí)際運(yùn)行習(xí)慣，選擇合適大小的離心機(jī)組＋螺桿機(jī)組搭配；從根本上避免離心機(jī)組處于低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)！離心式壓縮機(jī)屬于速度壓縮型，不能直接提高吸入冷媒氣體的壓力，而是將吸入冷媒氣體的速度提高。壓縮機(jī)排氣口的高速冷媒在進(jìn)入冷凝器之前經(jīng)過(guò)擴(kuò)壓器，將冷媒氣體的速度動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力勢(shì)能（速度減小、壓力提高）。這是離心壓縮機(jī)的壓縮原理。
當(dāng)負(fù)荷減小到30％以下時(shí)，冷媒流量減少；如果壓縮機(jī)出口擴(kuò)壓器形狀不可調(diào)節(jié)（相對(duì)偏大），則冷媒氣體就不能提升到高于冷凝壓力的壓力值，此時(shí)冷媒循環(huán)壓差不足，造成壓縮機(jī)出口冷媒劇烈紊流，震動(dòng)加劇，嚴(yán)重時(shí)可損壞壓縮機(jī)！簡(jiǎn)單的辦法，就類似將水龍頭出口堵住一部分一樣，水壓會(huì)頓時(shí)提升，水也可以射得更遠(yuǎn)！