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压缩机喘振原因及预防措施

作者:海立方官网 来源:本站原创 日期:2020-07-05 18:54 点击: 

  压缩机喘振原因及预防措施_机械/仪表_工程科技_专业资料。介绍了压缩机喘振常见原因及预防措施。

  转自海川论坛 引 言 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。 许多事实证明, 压缩机大量事故都与喘振有关。 喘振所以能造成极大的危害, 是因为在喘振时气流产生强烈的往复脉冲,来回冲击压缩机转子及其他部件;气 流强烈的无规律的震荡引起机组强烈振动,从而造成各种严重后果。喘振曾经造 成转子大轴弯曲;密封损坏,造成严重的漏气,漏油;喘振使轴向推力增大,烧 坏止推轴瓦;破坏对中与安装质量,使振动加剧;强烈的振动可造成仪表失灵; 严重持久的喘振可使转子与静止部分相撞,主轴和隔板断裂,甚至整个压缩机报 废,这在国内外已经发生过了。喘振在运行中是必须时刻提防的问题。 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, 好像人在于咳一般。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 喘振发生的条件 根据喘振原理可知,喘振在下述条件下发生: 1.1 在流量小时,流量降到该转速下的喘振流量时发生 压缩机特性决定,在转速一定的条件下,一定的流量对应于一定的出口压力或 升压比,并在一定的转速下存在一个极限流量——喘振流量。当流量低于这个喘 振流量时压缩机便不能稳定运行,发生喘振。上述流量,出口压力,转速和喘振 流量综合关系构成压缩机的特性线,也叫性能曲线。在一定转速下使流量大于喘 振流量就不会发生喘振。 1.2 管网系统内气体的压力,大于一定转速下对应的最高压力是发生喘振 如果压缩机与管网系统联合运行,当系统压力大大高出压缩机该转速下运行对 应的极限压力时,系统内高压气体便在压缩机出口形成恒高的“背压”,使压缩 机出口阻塞,流量减少,甚至管网气体倒流,造成压缩机喘振。 2 在运行中造成喘振的原因 在运行中可能造成喘振的各种原因有: 2.1 系统压力超高 造成这种情况有:压缩机紧急停机,气体为此进行放空或回流;出口管路上的 单向逆止阀门动作不灵活关闭不严;或者单向阀距压缩机出口太远,阀前气体容 量很大,系统突然减量,压缩机来不及调节,防喘系统未投自动等等。 2.2 吸入流量不足 由于外界原因使吸入量减少到喘振流量以下,而转速,使压缩机进入喘振区引起 喘振。如下图 1。这种情况的原因有:压缩机入口滤器阻塞,阻力太大,而压缩 机转速未能调节造成喘振;滤芯太脏,或冬天结冰都可能发生这种情况;入口气 源减少或切断,如压缩机供气不足,压缩机没有补充气源等等。所有这些情况如 不及时发现及时调节。压缩机都可能发生喘振。 5 b1 f4 [4 f6 W, H 9 n3 A* o8 W $ ? ! U9 b/ Q# ~* F / c/ h A1 p4 @6 l , n4 Z* }0 u* q Q# J1 m ( ` w A5 a% i 2.3 机械部件损坏脱落 机械密封,平衡盘密封,O 型环等部件安装不全,安装位置不准或者脱落,会 形成各级之间,各段之间串气,可能引起喘振;过滤器阻力太大,逆止阀失效或 破损也都可以引起喘振。 2.4 操作中,升速升压过快,降速之前未能首先降压 升速、升压要缓慢均匀,降速之前应先采取卸压措施:如放空,回流等;以免 转速降低后,气流倒灌。 2.5 工况改变,运行点落入喘振区 工况变化,如改变转速,流量,压力之前,未查看特性曲线,使压缩机运行点落 入喘振区。 2.6 正常运行时,防喘振系统未投自动 当外界因素变化时,如蒸汽压力下降或气量波动;汽轮机转速下降而防喘振系统 来不及手动调节;或来气中断等;由于未用自动防喘振装置可能造成喘振。 ?$ d& C% P! P 7 G) [4 m3 n5 V% Q* f ( Y) V4 `0 ]; a- v- [! c ( N! j- G# e ) u5 g1 V) [( C) i9 2.7 介质状态变化造成喘振 喘振发生的可能与气体介质状态有很大关系。因为气体的状态影响流量,从而也 影响喘振流量,当然影响喘振。如进气温度,进气压力,气体成分即分子量等对 喘振都有影响。 当转速不变, 出口压力不变时, 气体入口稳度增加容易发生喘振; 当转速一定,进气压力越高则喘振流量值也越大;当进气压力一定,转速不变, 气体分子量减少很多时,容易发生喘振。 3 防止与消除喘振的方法 3.1 防止与消除喘振的根本措施是设法增加压缩机的入口气体流量 对一般无毒,不危险气体如空气,CO2 等可采用放空;对合成气,天然气,氨等 气体可采取回循环。 采用上述方法后可使流经压缩机的气体流量增加, 消除喘振; 但压力随之降低,浪费功率,经济性下降。如果系统需要维持等压的话,放空或 回流之后应提升转速,使排出压力达到原有水平。 在升压前和降速,停机之前,应当将放空阀或回流阀预先打开,以降低背压,增 加流量,防止喘振。 3.2 根据压缩机性能曲线,控制防喘裕度 防喘系统在正常运行时应投入自动。 升速,升压之前一定要事先查好性能曲线,选好下一步的运行工况点,根据防喘 : {% m* A3 P6 S& }8 R v1 _ 5 Z$ W6 F3 w0 y W + ?7 P 6 w; J . @; ^, y( M/ _: I3 Z* K7 r ; w z; T & z h 振安全裕度来控制升压,升速。防喘振安全裕度就是在一定工作转速下,正常工 作流量与该转速下喘振流量之比值,一般正常工作流量应比喘振流量大 1.05~ 1.3 倍,即: 7 Y L4 X. y) U; a- p% G& m 裕度太大,虽不易喘振,但压力下降很多,浪费很大,经济性下降。 在实际运行中,最好将防喘阀门的整定值,根据防喘裕度来整定。太大则不太 经济,太小又不安全。防喘系统根据安全裕度下整定好以后,在正常运行时防喘 阀门应当关闭, 并投入自动, 这样既安全又经济。 有的单位防喘振装置不投自动, 而用手动,恐怕发生喘振而不敢关严防喘阀门,正常运行时有大量气体回流或放 空,这既不经济又不安全;因为发生喘振时用手动操作是来不及的,结果不能防 止喘振。 3.3 在升压和变速时,强调“升压必先升速,降速必先降压”的原则 压缩机升压应当在汽轮机调速器投入工作后进行;升压之前查好性能曲线,确定 应该到达的转速,升到该转速后再提升压力;压缩机降速应当在防喘阀门安排妥 当后再开始;升速,升压不能过猛过快;降速降压也应当缓慢,均匀。 3.4 防喘阀门开启和关闭必须缓慢,交替 防喘阀门操作不要太猛,避免轴位移过大,轴向推力和振动加剧,油密封系统 失调。如压缩机组有两个以上的防喘阀门的话,在开或关时应当交替进行,以使 各个缸的压力均匀变化,这对各缸受力,防喘和密封系统协调都有好处。 3.5 采用“等压比”升压法和“安全压比”升压法 为了安全起见,在升压时可以采用“等压比”升压法,这在前面已经介绍,这种 方法有助于防止喘振。 “安全压比”升压法对升压时防止喘振是有效的。它的基本原理是根据压缩机 各缸的性能曲线,在一定转速下有一个喘振流量值,它与转速曲线的交点便对应 一个“喘振压比”(或排出压力)。在此转速下,升压比(或排出压力)达到此 数值便发生喘振。因此控制压比也就是控制一定转速下的流量。如果根据防喘裕 度,计算出不同转速下的正常流量,也就是安全流量,再查出对应的压比(或排 出压力),在升压时根据转速,使压缩机出口压力值不超过安全压比计算出的出 口压力,就不会发生喘振了。可以将不同转速下正常流量,排出压力绘成图表和 曲线。在升速升压时,根据转速查出安全的出口压力,升压不超过此压力便不会 喘振。它们的关系如下图 2 所示。 ) U9 p: m) u9 _, } a & T& S4 W4 \, o s+ J & L & z c( w2 c5 W! ~3 r2 c 图 2 中 QC 为该转速下的喘振流量;εc 对应的喘振流量的喘振压比(或排出压 力) QN 考虑安全裕度后的正常流量即安全流量; 对应安全流量的安全压比。 ; εa 升压比 ε 与出口压力的关系为: $ h* e6 { S0 m: N } $ W! X ; z7 i + ` 6 C$ `$ e: ]# ~* t. O5 ~- P( D 例:某厂合成气压缩机的“安全压比”计算数据如下表 1。本机共有三个缸,选 定五个转速即 80%,85%,90%,95%,100%额度转速。 根据这些转速在性能曲线上查出喘振流量和对应的喘振压比,取防喘振裕度为 1.43,正常流量为防喘振流量的 1.43 倍,这相当安全。再根据正常流量查对应 的安全压比,从而算出相应的安全出口压力,再绘出曲线。 在升速,升压时各转速下,控制出口压力不超过对应的安全出口压力,压缩机 就不会喘振。 注:1.第一段,入口压力 0.25MPa。入口温度小于 38℃,分子量 8.7; 2.第二段,入口压力取第一段压力降 0.15MPa 入口温度 8℃; 3.第三段,循环气入口温度 43℃,分子量 10.94; 4.表中压力为绝对压力。一般出口降取 0.15MPa。 各压缩机都可以根据这个原理算出并绘出安全压比曲线,供升压时使用以防发 生喘振。 / `5 A8 D) e+ R, o

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