離心壓縮機(jī)喘振起因及解決對(duì)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(guò)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(lái)的關(guān)于離心壓縮機(jī)喘振起因及解決對(duì)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(duì)策論文篇1
隨著我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)水平的提高,離心式壓縮機(jī)的應(yīng)用越來(lái)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(guò)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(wèn)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(huì)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(shí)高時(shí)低的噪聲,嚴(yán)重時(shí)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(dòng),且振動(dòng)不穩(wěn)定,時(shí)大時(shí)小,并發(fā)出強(qiáng)烈的、周期性的氣流聲;喘振的振動(dòng)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(dòng),嚴(yán)重時(shí)還可能產(chǎn)生氣體倒流的現(xiàn)象,這是較危險(xiǎn)的工況。
(4)拖動(dòng)壓縮機(jī)的電機(jī)的電流表和功率表指針會(huì)產(chǎn)生大幅度的波動(dòng),并隨著喘振強(qiáng)度的增加而逐漸增大。
因此,在生產(chǎn)過(guò)程中,通過(guò)對(duì)離心式壓縮機(jī)運(yùn)行的聲音、進(jìn)口壓力和流量、振動(dòng)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(shí)降低,低過(guò)了所允許的最低工況點(diǎn)時(shí),壓縮機(jī)內(nèi)的氣流流動(dòng)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(méi)有瞬時(shí)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(shí),系統(tǒng)氣體又會(huì)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(guò)對(duì)離心式壓縮機(jī)性能曲線的分析,當(dāng)喘振發(fā)生時(shí),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(shí)壓縮機(jī)不會(huì)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(shí),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(huì)導(dǎo)致喘振的發(fā)生:
(1)吸入量不足。
(2)系統(tǒng)壓力過(guò)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(shí),便會(huì)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(shí)會(huì)得到不同的機(jī)組喘振時(shí)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(lái),就可以得到離心壓縮機(jī)的喘振線。
圖2為一臺(tái)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(huì)根據(jù)在發(fā)生喘振工況時(shí)的性能參數(shù)產(chǎn)生出對(duì)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(guò)以下的措施來(lái)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(shí),可通過(guò)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(shí),負(fù)荷最大,傳感器把所測(cè)量的數(shù)據(jù)傳至PLC(可編程控制器),PLC經(jīng)過(guò)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(hào),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(shí),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(wú)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(shí)采用導(dǎo)葉可調(diào)機(jī)構(gòu),以便在需要時(shí),將部分氣流從葉輪出口引入到葉輪入口,通過(guò)改變?nèi)~輪入口氣流的預(yù)旋,來(lái)抑制喘振的發(fā)生。
3.5設(shè)置報(bào)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(shí)能及時(shí)發(fā)出報(bào)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(guó)離心式壓縮機(jī)的研究現(xiàn)狀,通過(guò)對(duì)離心機(jī)壓縮機(jī)安裝現(xiàn)存問(wèn)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(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著巨大的促進(jìn)作用。近年來(lái),我國(guó)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(wèn)題和不足需要改進(jìn),因此,加強(qiáng)對(duì)離心式壓縮機(jī)安裝技術(shù)的控制,對(duì)確保生產(chǎn)效益有著重要推動(dòng)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(duì)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(lái)了很好的發(fā)展前景。
國(guó)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(dòng)量不同分布來(lái)控制葉片幾何型線的方法應(yīng)用較廣。角動(dòng)量的分布規(guī)律直接決定葉片載荷的大小并影響流動(dòng)方向、跨盤蓋方向的速度分布,而速度分布對(duì)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(duì)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(dòng)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(dòng)量的不同分布對(duì)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(dòng)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(cè)量、經(jīng)驗(yàn)公式或數(shù)值分析的基礎(chǔ)上,對(duì)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(cè)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(jí)葉輪為研究對(duì)象,采用響應(yīng)面方法對(duì)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(dòng)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(shuō)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(shí)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(guò)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(shí)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(kù)房?jī)?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(cè),妥善保管。
4.設(shè)備安裝現(xiàn)場(chǎng)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(wú)阻。廠房或臨時(shí)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(chǎng)的頂部加固棚架,免受落物侵襲。安裝現(xiàn)場(chǎng)周圍不許動(dòng)火,安裝現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境溫度不應(yīng)低于5℃,同時(shí)施工現(xiàn)場(chǎng)用的水、電、氣和照明應(yīng)供應(yīng)正?!,F(xiàn)場(chǎng)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(jí)達(dá)到規(guī)定的要求。施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)整潔、無(wú)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(cè)記錄。當(dāng)設(shè)計(jì)有要求時(shí),還要提供基礎(chǔ)的沉降觀測(cè)點(diǎn)位置及沉降觀測(cè)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(dòng)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(wú)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(duì)中找同軸度
首先檢查聯(lián)軸器外觀,應(yīng)無(wú)毛刺、裂紋等缺陷。用千分表檢查其徑向與端面跳動(dòng)偏差,應(yīng)符合相應(yīng)規(guī)范的規(guī)定。直徑≤100mm時(shí),徑向跳動(dòng)和端面跳動(dòng)均應(yīng)≤ 0.01mm。對(duì)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(cè)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(wú)晃動(dòng)。使用時(shí)應(yīng)再次檢測(cè)表架撓度,以校正測(cè)量結(jié)果。
(3)對(duì)于找同軸度時(shí),應(yīng)避免在陽(yáng)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(cè)量的結(jié)果都會(huì)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(wú)折邊、無(wú)毛刺等,否則會(huì)影響找正精度。
四、安裝應(yīng)該注意的問(wèn)題
1.配套輔機(jī)出廠時(shí)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(shí)間,為了防止產(chǎn)生銹蝕,配套輔機(jī)在出廠時(shí)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(shí)已經(jīng)被空氣清理得相對(duì)干凈,且一般氣體中含量會(huì)很小。因?yàn)榭辗盅b置對(duì)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(guò)程中都要求進(jìn)行除銹、脫脂處理。
為了保證整個(gè)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(jiǎn)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(wèn)題
(1)澆灌混凝土前,應(yīng)仔細(xì)核對(duì)每個(gè)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(guò)程中移位。澆灌混凝土完成后,應(yīng)及早復(fù)查,如有問(wèn)題及時(shí)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(guò)程既浪費(fèi)人力物力,又會(huì)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(shí)間返修了 9 個(gè)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(wú)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(cè),直到連續(xù) 3 次觀測(cè)數(shù)據(jù)沒(méi)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(guò)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(guò)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(cè)量數(shù)據(jù)有明顯變化時(shí),不得再繼續(xù)進(jìn)行機(jī)組的安裝,而應(yīng)同時(shí)增加沉降觀測(cè)次數(shù)并研究處理方案。
五、結(jié)語(yǔ)
通過(guò)對(duì)新時(shí)期下,離心機(jī)壓縮機(jī)安裝技術(shù)中存在的問(wèn)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(jìng)爭(zhēng)力和效益。
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