离心压缩机的工况调节方法

❶ 如何摆脱离心式制冷压缩机喘振现象

离心式制冷压缩机属于速度型压缩机，是一种叶轮旋转式的机械。它是靠高速旋转的叶轮对气体做功，以提高气体的压力。那么。离心式制冷压缩机发生喘振现象该怎么办你？看完这篇文章，可以让大家彻底摆脱离心式制冷压缩机喘振现象。

离心式制冷压缩机的特点：

（1）外形尺寸小、重量轻、占地面积小。

（2）动平衡特性好，振动小。

（3）磨损部件少，连续运行周期长。

（4）传热性能高。

（5）易于实现多级压缩和节流，实现多种蒸发温度。

（6）能够经济地进行无级调节。

（7）若用经济性高的工业汽轮机直接驱动节能效果更好。

（8）转速较高，对轴端密封要求高。

（9）当冷凝压力较高时会发生喘振现象。

（10）制冷量较小时，效率较低。

一、喘振产生的机理

离心压缩机的基本工作原理是利用高速旋转的叶轮对气体做功，将机械能加给气体，使气体压力升高，速度增大，气体获得压力能和速度能。在叶轮后面设置有通流面积逐渐扩大的扩压元件，高压气体从叶轮流出后，再流经扩压器进行降速扩压，使气体流速降低，压力继续升高，即把气体的一部分速度能转变为压力能，完成了压缩过程。

扩压器流道内的边界层分离现象：扩压器流道内气流的流动，来自叶轮对气流所做功转变成的动能，边界层内气流流动，主要靠主流中传递来的动能，边界层内气流流动时，要克服壁面的摩擦力，由于沿流道方向速度降低，压力增大，主流的动能也不断减小。

当主流传递给边界层的动能不足以使之克服压力差继续前进时，最终边界层的气流停滞下来，进而发生旋涡和倒流，使气流边界层分离。气体在叶轮中的流动也是一种扩压流动，当流量减小或压差增大时也会出现这种边界层分离现象。

当流道内气体流量减少到某一值后，叶道进口气流的方向就和叶片进口角很不一致，冲角α大大增加，在非工作面引起流道中气流边界层严重分离，使流道进出口出现强烈的气流脉动。

当流量大大减小时，由于气流流动的不均匀性及流道型线的不均匀性，假定在B流道发生气流分离的现象，这样B流道的有效通流面积减小，使原来要流过B流道的气流有一部分要流向相邻的A流道和C流道，这样就改变了A流道，C流道原来气流的方向，它使C流道的冲角有所减小，A流道的冲角更加增大，从而使A流道中的气流分离，反过来使B流道冲角减小而消除了分离现象，于是分离现象由B流道转移到A流道。这样分离区就以和叶轮旋转方向相反的方向旋转移动，这种现象称为旋转脱离。

扩压器同样存在旋转脱离。在压缩机的运转过程中，流量不断减小到Qmin值时，在压缩机流道中出现如上所述严重的旋转脱离，流动严重恶化，使压缩机出口排气压力突然大大下降，低于冷凝器的压力，气流就倒流向压缩机，一直到冷凝压力低于压缩机出口排气压力为止，这时倒流停止，压缩机的排量增加，压缩机恢复正常工作。

而实际上压缩机的总负荷很小，限制了压缩机的排量，压缩机的排量又慢慢减小，气体又产生倒流，如此反复，在系统中产生了周期性的气流振荡现象，这种现象称为喘振。

压缩机达到最小排量点而产生严重的气流旋转脱离是内因，而压缩机的性能曲线状况和工况点的位置是条件，内因只有在条件的促成下，才能发生特有的现象——喘振。

离心冷水机组运行在部分负荷时，压缩机导叶开度减小，参与循环的制冷剂流量减少。压缩机排量减小，叶轮达到压头的能力也减小。而冷却水温由于冷却塔未改变而维持不变，则此时就可能发生旋转失速或喘振。

喘振是速度型离心式压缩机的固有特性。因此对于任何一台离心式压缩机，当排量小到某一极限点时就会发生该现象。冷水机组是否在喘振点附近运行，主要取决于机组的运行工况。在什么状态发生喘振只有通过对机器的试验，即不断减少其流量，才可以测出具体的喘振点。

由于压缩机叶轮流道内气体流量的减少，按照压缩机的特性曲线，其运行的工况点引向高压缩比方向。这时气流方向的改变在叶轮入口产生较大的正冲角，使得叶轮叶片上的非工作面产生严重的气流“脱离现象”，气动损失增大，叶轮出口处产生负压区，引起冷凝器上部或蜗壳内原有的正压气流沿压降方向“倒灌”，退回叶轮内，使叶轮流道内的混合流量增大，叶轮恢复正常工作。

如此时压缩机工况点仍未脱离喘振点（区），又将出现上述气流的“倒灌”。气流这种周期性的往返脉动，正是压缩机喘振的根本原因。

二、喘振的危害性

喘振是离心式压缩机的运行工况在小流量、高压比区域中所产生的一种不稳定的运行状态。压缩机喘振时，将出现气流周期性振荡现象。喘振带给压缩机严重的破坏，会导致下列严重后果：

（1）使压缩机的性能显着恶化，气体参数（压力、排量） 产生大幅度脉动。

（2）噪声加大。

（3）大大加剧整个机组的振动。喘振使压缩机的转子和定子的元件经受交变的动应力：压力失调引起强烈的振动，使机组中心偏移，轴承磨损，密封间隙增大；甚至发生转子和定子元件相碰等：叶轮动应力加大。

（4）电流发生脉动。

（5）小制冷量机组的脉动频率比大型机组高，但振幅小。

不同于一般的机械振动，在压缩机出口产生气流的反复倒灌、吐出、来回撞击，使得主电机交替出现满载和空载，电流表指针或压缩机出口压力表指针产生大幅度无规律的强烈抖摆和跳动。压缩机转子在机内沿轴向来回窜动，并伴有金属摩擦和撞击声响。

三、防喘振措施

1热气旁通喘振防护原理

一旦进入喘振工况，应立即采取调节措施，降低出口压力或增加入口流量。从以上喘振产生的机理来看，在离心式冷水机组中，压比和负荷是影响喘振的两大因素。当负荷越来越小，小到某一极限点时，便会发生喘振，或者当压比大到某一极限点时，便会发生喘振。

用热气旁通来进行喘振防护，是通过喘振保护线来控制热气旁通的开启或关闭，使机组远离喘振点，达到保护的目的。从冷凝器连接到蒸发器一根连接管，当运行点到达喘振保护点而未达到喘振点时，通过控制系统打开热气旁通电磁阀，从冷凝器的热气排到蒸发器，降低了压比，同时提高了排气量，从而避免了喘振的发生。

2改变压缩机转速

压缩机转速改变，压缩机的性能曲线将随着移动，可以增加稳定工况区域，它适用于蒸汽轮机、燃气轮机拖动的机组，是一种比较经济的调节方法，只是调节后的工作点不一定是最高效率点。但对电动机拖动的机组，为了便于变速，就要用直流机组或采用变频方法，这会使设备大大复杂化，同时造价也高。

3多级压缩

多级压缩以降低压缩机转速。一般多级机器中任何一级发生喘振，都会影响到整台机器的正常工作。采用多级压缩，在同样的压比工况下，可大大降低压缩机的转速，增大稳定工况区域。

4采用转动的扩压器调节

流量减小时，一般在扩压器中首先产生严重的旋转脱离而导致喘振。在流量变化时，如果能相应改变扩压器流道的进口几何角，以适应改变了的工况，使冲角α不致很大，则可使性能曲线向小流量区大幅度移动，扩大稳定工况范围，使喘振流量大为降低，达到防喘振的目的。该防喘振控制方式，已在开利的产品中得到具体的应用，但低负荷时仍须采用热气旁通。

5可移动式扩压腔

上面提到，在离心式冷水机组中喘振发生的原因为压比和负荷。当机组运行的压比一定时（提升力），机组的运行负荷将影响机组是否发生喘振。对于离心机组来说，当运行负荷降低时，压缩机的导叶逐渐关闭，吸气量降低，如果扩压腔的通道面积不变，则气体的流速降低：当气体的流速无法克服扩压腔的阻力损失时，气流会出现停滞，由于气体动能的下降，转化的压力能也降低：当气流体压力小于排气管网的压力时，气流发生倒流，喘振发生。

四、结论

热气旁通、改变压缩机转速、多级压缩、转动的扩压器调节以及散流滑块设计均能有效避免“喘振”，对于离心式冷水机组具有较好的节能效果。

❷ 压缩机转速怎么调节

压缩机转速是指压缩机运转时转轴的旋转速度。压缩机转速的调节对于压缩机的运行效率和能耗有着重要的影响。通常情况下，调节压缩机转速可以通过改变电机输入功率、调节驱动系统的传动比、增减负荷等手段来实现。较低的转速可以降低噪音和振动，但同时也会降低压缩机的排气量和制冷能力。因此，合理调节压缩机转速是一个综合考虑经济性和性能的问题。

调节压缩机转速需要根据实际需求和条件进行。一般来说，对于空调、冷冻机组等设备，低负荷时可以适当降低转速，以节约能源和降低噪音；高负荷时则需增大转速，以提高制冷量和运行效率。在调节压缩机转速时，需要注意保持压缩机的运行稳定性和耐久性，避免转速过高导致设备损坏。因此，对于不同的压缩机类型和工况，需要进行合理和经验性的转速调整。

调节压缩机转速需要依靠先进的控制系统和传感器。一些现代压缩机配备了液晶显示屏和智能控制器，可以进行精确的转速调节和监控。通过输入设定参数，控制系统可以自动调整压缩机的转速，以满足不同的工作需求。此外，还可以通过监测压缩机的工作状态和运行参数，进行故障诊断和维护管理，提高设备的可靠性和安全性。随着科技的不断发展，压缩机转速调节的精确性和智能化程度将会不断提高。

❸ 离心压缩机流量调节可用哪些方法，最常用的是哪些方法

1、变转速调节
采用变转速调节方法可以使得工况变动时，效率的变化不大，并且机器的机构不要求具有可变动部件。因此它具有运行经济性高、制造简便、构造较简单的优点。但是采用变转速调节时，压缩机的工作区域受机器最大转速及喘振区的限制，而且因为这种调节方法需要用可变速的原动机，因此这种调节方法还未普遍被采用。
2、转动入口导叶角度的调节
转动叶片的调节包括进口导流器、叶片扩压器及工作叶片可转动的调节。采用转动叶片调节大大地扩大了压缩机的工作范围，并且在运行经济性上可以与变转速调节相接近，而它的喘振区域要比变转速调节时小，也就是说在流量小的时候用这种调节方法可以比转速调节时得到更高的能量头。采用这种调节方法的唯一缺点是，由于有可转动的元件，使机器的构造复杂。但是，由于它可用于原动机不变的机器，并且这种调节方法本身也有较大的优点，因此，虽然结构上比变转速调节复杂，但随着调节构造的不断改进与简化，将广泛地用于压缩机调节。

3、进气节流
采用进气节流调节时，在压缩机进气端装1个节流阀门。从运转经济性来看，它比转速调节和叶片转动调节要低。但是采用这种调节方法，可以在不需要变速，也不需要转动压缩机叶片的情况下，满足工况变动时的要求。由于构造简单，成本低，调节简单，而且在吸气调节时比上述两种调节方法具有较小的喘振区，因此在一般电机拖动的压缩机中应用得较广。
4、排气端节流调节这种调节方法实际上只是相当于改变管网的特性曲线，而对压缩机供给特性曲线没有影响。出气节流所带来的损失将使整个装置的效率大大降低，因此这种调节方法最不经济。而且喘振界限仍然为压缩机原来的喘振点，故一般都不用它作为压缩机的正常调节。
5、放气调节，离心压缩机所用的放气调节多为排气管旁通管路调节。如果用户要求输气量在较大范围内变动，而压力变动较小，而且所需气量小于机器本身喘振时的流量时，用变转速或进气节流调节显然是不合适的。这时为了满足工况要求，可采用在压缩机的排气端开启旁路阀，使多余一部分气体排至大气或回到吸气管的方法进行调节。采用这种调节方法，可使用户获得对应于旁路阀全闭时的某一最大流量起到流量为零时为止的这个范围内的任何一个流量。采用旁路气流调节的唯一好处就是它的调节区域比任何其他调节方法都来得大。由于经济性太差，不能作为压缩机正常调节方法，而一般只是在防止喘振发生时才采用这种调节。
目前大型离心压缩机都采用了自动调节装置来保证压缩机安全运行，防止喘振发生。这种自动调节器主要由感受元件、调节机构、传动机构三部分组成。

❹ 在化工单位，压缩机运行中常提到的一回一和四回一是什么意思

在化工生产中，压缩机运行过程中提到的一回一与四回一，是一种特殊的气体处理方式。具体而言，一回一指的是将一段气体卸压后回流至一段，而四回一则是将四段气体回流至一段。这种处理方式在实际操作中具有多重用途。

一回一与四回一主要用于调节压缩机的负荷。在开停车阶段，它们能够帮助升压和降压，确保压缩机平稳过渡。而在正常生产过程中，尤其是在压缩机工况出现异常时，一回一和四回一可以作为一种调节和应急手段，帮助维持系统的稳定运行。

具体来说，一回一操作能够通过调整一段气体的流量，实现对整个系统负荷的调节。这种方式通常在需要快速响应负荷变化时使用，比如在开停车阶段或者压缩机工况出现异常时，它能迅速调整压力，防止系统压力波动过大，从而保护设备不受损害。

相比之下，四回一操作则更注重于系统压力的长期稳定。通过将四段气体回流至一段，它能够帮助保持系统压力在一个较为稳定的水平。这种方式常用于开机阶段，因为此时系统各部分尚未完全适应，通过四回一操作可以帮助快速建立稳定的工作状态。

总的来说，一回一和四回一不仅是调节压缩机负荷的有效工具，也是维护系统稳定运行的重要手段。无论是开停车阶段还是正常生产过程中，它们都能发挥关键作用，确保化工生产的顺利进行。

❺ 离心式压缩机的主要优缺点是什么

离心式压缩机具有以下四个优点:
1.在相同冷量的情况下,特别是在大容量时,与往复式压缩机组相比,省去了庞大的油分装置,机组的重量及尺寸较小,占地面积小;
2.离心式压缩机结构简单紧凑,运动件少,工作可靠,经久耐用,运行费用低;
3.容易实现多级压缩和多种蒸发温度,容易实现中间冷却,耗功较低;
4.离心机组中混入的润滑油极少,对换热器的传热效果影响较小,机组具有较高的效率.
离心式压缩机同时也具有以下四个缺点:
1.转子转速较高,
为了保证叶轮一定的宽度,
离心式压缩机必须用于大中流量场合,
不适合于小流量场合;
2.单级压比低,为了得到较高压比须采用多级叶轮,一般还要用增速齿轮;
3.喘振是离心式压缩机固有缺点,机组须添加防喘振系统;
4.离心式压缩机同一台机组工况不能有大的变动,适用的范围比较窄.

❻ 离心压缩机的性能

离心压缩机的主要性能参数是结构形式、排气流量、排气压力、吸气压力、轴功率、效率和转速。描绘同一转速下的排气压力、功率和效率与流量之间的关系的曲线称为性能曲线(图2)。离心压缩机最小流量受喘振工况的限制，最大流量受阻塞工况的限制。可以采用变转速、进口节流、出口节流和可调进口导叶等方法进行调节，以扩大运行工况范围。