离心空压机喘振的原理及控制策略
离心空压机喘振的原理及控制策略
摘要：离心式空气压缩机被称之为动力式空气压缩机，运行原理表现为利用高速回转的叶
轮提高气体分子动能，经由扩压器将气体分子的动能加以转换，成为压力能。从实际运行情况
来看，有着排气量较大，效率高和结构简便以及无污染和运行稳定等诸多的优势，但是任何设
备有利也有弊，离心式空气压缩器对周围压力和温度变化有着极大程度的敏感性，出现喘振的
概率特别高，尤其是在夏季温度上升的情况下，发生喘振的现象更加普遍。本文主要对离心空
压机喘振展开了分析，结合相关原理提出了基本的控制策略。
关键词：离心空压机；喘振；运行原理；控制策略；
因为离心式空压机有着结构简单和效率高等诸多优势，因此在冶金和化工以及空分等领域
内得到了普遍应用。不过从离心式空压气实际运行状态来看，因为对于气体压力和温度十分的
敏感，因此面临着严峻的喘振情况。当离心式空压机发生喘振问题以后，造成的危害性也是巨
大的，导致空压机受损严重。所以，就需要结合实际情况制定出完善对策，全面掌握喘振的运
行原理，从根本上降低喘振出现概率。
一、对于离心空压机喘振现象的分析
（一）离心空压机运行机理
当前阶段，进气口、叶轮、扩压器以及冷却器等相互组合形成了离心空压机。对于气体来
讲，空气经进口过滤器装置逐渐进入空压机中，通过高速运转的叶轮，形成离心力，使气体依
照扩压器叶珊切线方向强化气体整体效果，达到降速增压的目的，从而高效率传递能量以及压
缩气体。当处于工业领域中，气体压缩通常是采取多方面压缩的方式才符合相关压力。当表现
为三级压缩的话，就需要对第一级压缩气体实施两级压缩，从中获得符合标准要求的压力。在
每项气体得到压缩以后，将会引起气体分子激烈的热运动状态自身的温度上升，基于此，当每
一级气体压缩以后，必须通过空压机内部级间冷却器实施冷却降温操作，进而达到气体低温压
缩的目的。以某项项目举例说明，某企业实施的合成氨项目开展期间，投入了四万吨空分装
置，提供了相关的氧气和氮分，三级低温压缩被应用到了空气压缩的离心空压机内，空气压力
为6.4KPa,必须明确基本的空气压力从而和管网工艺要求相符合。
（二）喘振机理
所谓喘振，主要是指流体机械和管道内介质的周期性振荡现象，是基于介质受周期性吸入
以及排出作用力影响而形成的机械振动现象。在离心式空气压缩机运行期间，喘振现象是普遍
存在的一项故障问题，同时也不利于相关设备高效率运行。在离心式压缩机的负荷下降到相应
程度以后，被压缩的气体处于叶轮非工作面内形成脱流团，加剧了冲击受损现象，提升了流量
损失，效率随之降低，产生了一定程度的振荡问题，发出哮喘声音，此种现象被称之为离心式
压缩机喘振。离心式压缩机性能如图 1所示：
从上图来看，离心式压缩机的特征表现为针对于明确的转速来讲，和流量值相对应，压缩
机效率随之上升。在流量远远超出了或者是远远低于该项值的情况下，效率降低。相关人员通
常是将该项流量工况当成一项基本的设计工况点。喘振工况对于压缩机性能产生了一定程度的
限制，右边被堵塞工况所限制，处于两者之间的领域被叫做压缩机稳定工况领域。而且稳定工
况区域大小程度是判断压缩机性能指标的依据。
在压缩机运行期间，当因为受到外部因素影响导致流量随之减少的话，将会从压缩机流道
产生旋转脱离问题，气量下降以后，气流旋涡区逐渐占据了压缩机叶轮的整个流道，在这一情
况下，压缩机出口压力降低。需要明确认识到的一方面是，压缩机出口连接的管网系统压力不
会随之降低，逐渐形成了管网内气流倒流到压缩机的情况。管网内的压力甚至比压缩机出口排
气压力还要低时，将会停止气体倒流，压缩机朝着管网排气。可是因为进气量较少，压缩机从
出口管网恢复了原来压力以后也会发生旋涡现象，循环下来，机组和管道中的流量产生不同程
度的改变，机器进出口压力大面积振动。因为气体在压缩机进出口存在着倒流选项，因此随周
期性气流和机器振动，可以从仪表操作盘的压力和流量、振动信号中把波动现象清楚的呈现出
来。
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离心空压机喘振的原理及控制策略 摘要：离心式空气压缩机被称之为动力式空气压缩机，运行原理表现为利用高速回转的叶轮提高气体分子动能，经由扩压器将气体分子的动能加以转换，成为压力能。从实际运行情况来看，有着排气量较大，效率高和结构简便以及无污染和运行稳定等诸多的优势，但是任何设备有利也有弊，离心式空气压缩器对周围压力和温度变化有着极大程度的敏感性，出现喘振的概率特别高，尤其是在夏季温度上升的情况下，发生喘振的现象更加普遍。本文主要对离心空压机喘振展开了分析，结合相关原理提出了基本的控制策略。 关键词：离心空压机；喘振；运行原理；控制策略； 因为离心式空压机有着结构简单和效率高等诸多优势，因此...
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作者：闻远设计
分类：非标机械电气自动化
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