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    防止抑制壓縮機喘振的方法
    更新時(shí)間:2024-05-15   點(diǎn)擊次數:352次

    防止喘振兩類(lèi):

    01

    軸流式壓縮機設計時(shí),除采用一些變工況性能好的葉型,如大圓頭葉型、相關(guān)的葉型和葉柵參數、從保持變工況性能好出發(fā),選擇相關(guān)的級的氣動(dòng)和結構參數(如反動(dòng)度、流量系數、輪轂比等)等外,還應根據壓縮機用途帶來(lái)的工況特點(diǎn)而選擇合理的設計參數。例如,對運輸式燃氣輪機裝置的多級軸流式壓氣機,轉速降低時(shí)壓氣機流量也減少,于是前幾級的φ1z 就減小,正沖角i 增加,工況點(diǎn)向喘振邊界靠近,一般來(lái)說(shuō),低速時(shí),會(huì )先出現喘振。而對最后幾級來(lái)說(shuō),情況則相反,因為前面級由于轉速降低而壓比降低,致使氣流密度迅速降低,因此流量系數反而增加,沖角減小,工況點(diǎn)移向阻塞限。由于后面級的阻塞更加重了前面級的氣流脫離現象。針對如上情況在設計時(shí),在級分配加功量時(shí)很有必要減輕前面級和后面級的加功量,而加大工況變化較小的中間級負載。

    離心式壓縮機設計上采取的措施與軸流式相類(lèi)似,一是在氣動(dòng)參數和結構參數選擇上,如采用后彎式葉輪,無(wú)葉擴壓器,出口寬度減窄的無(wú)葉擴壓器,葉輪葉片進(jìn)口邊適當加厚等;二是在設計時(shí)采用導葉可調機構或者增設專(zhuān)用噴嘴,以便運行需要時(shí),將部分氣流從葉輪出口引噴入到葉輪入口,改變葉輪入口氣流的預旋,抑制喘振發(fā)生。在軸流式壓縮機上行之有效的機匣處理技術(shù),也可以應用到離心式壓氣機,如對半開(kāi)式離心式葉輪,在輪蓋側靠近葉輪入口處機殼上開(kāi)設軸向斜槽和在葉輪出口無(wú)葉過(guò)渡段機殼上開(kāi)設環(huán)形縫隙與一容積腔相連等。

    02

    第二類(lèi)方法中除了已提到的軸流式壓縮機靜葉可調和離心式壓縮機的導葉可調外,比較普遍的是采用防喘裝置。一方面設法在管網(wǎng)流量減少過(guò)多時(shí)增加壓縮機本身的流量,始終保持壓縮機在大于喘振流量下運轉;另一方面就是控制管網(wǎng)的壓力比和壓縮機的進(jìn)、出口壓比相適應,而不至高出喘振工況下的壓比。圖1示意表明,當管網(wǎng)需要的流量Ga 減少到壓縮機喘振流量時(shí),旁通閥打開(kāi),讓一部分氣體回流到入口 ,使實(shí)際通過(guò)壓縮機的流量為G,大于喘振流量,防止喘振發(fā)生,它常應用于工業(yè)離心式壓縮機。

    對軸流式壓縮機來(lái)說(shuō),除了在連接管上采取放氣措施外,還常采用級間放氣和雙轉子等防喘方法,放氣孔用放氣鋼帶或閥門(mén)控制。打開(kāi)放氣孔,使放氣孔前級的流量加大,防止前幾級的喘振發(fā)生,改善流動(dòng)條件,提高前幾級的效率和壓比。在低轉速時(shí)壓縮機的壓比低,通過(guò)末級的體積流量比較大,打開(kāi)中間級放氣孔,減小后面幾級的體積流量,還可以防止后面幾級的氣流阻塞。當然這種防喘方法和管網(wǎng)放氣法一樣,把一部分氣體放掉,顯然是不經(jīng)濟的。不過(guò)這種方法結構簡(jiǎn)單,使用方便,在低轉速、小流量的情況下,能有效地防止喘振,故常被采用。

    一般軸流式壓縮機壓比不超過(guò)4~4.5時(shí),不需要在壓縮機上設專(zhuān)門(mén)防喘裝置,當壓比為6~7時(shí)就需要采用中間級放氣。當壓比更高,僅采用上述措施,已無(wú)法有效防止喘振發(fā)生,必須采用雙轉子法(圖3)。壓縮機轉子分為高壓和低壓兩部分,分別與驅動(dòng)機轉子相連,具有不同轉速。這樣每部分的壓比降低,可以得到較好的級間協(xié)調關(guān)系。另外,通過(guò)改變轉速來(lái)改變圓周速度,減小進(jìn)氣沖角,改善流動(dòng)條件。例如低轉速、小流量時(shí),低壓部分轉子容易發(fā)生喘振,可相對減小低壓轉子的轉速以減小圓周速度u,使正沖角減小 ,防止喘振發(fā)生,而高壓轉子相對適當提高轉速,加大u,使負沖角不過(guò)大避免高壓級的阻塞現象。由于這個(gè)方法比較有效,在多級高壓比軸流式壓縮機中已廣泛采用。


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