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離心式冷水機組喘振的原理與預防方法

2025-01-07 14:25:21

喘振是單級離心式制冷壓縮機（即速度型制冷壓縮機）所特有的一個特征。它表現在當單級離心式制冷壓縮機在低負荷下（額定負荷的25％以下）運行時，容易發生“喘振”，造成周期性地增大噪聲和振動，嚴重時甚至損壞壓縮機。這可能是由單級離心式制冷壓縮機特殊結構和運行方式決定的，因為它是一種速度型制冷壓縮機，而非容積型

喘振是單級離心式制冷壓縮機（即速度型制冷壓縮機）所特有的一個特征。它表現在當單級離心式制冷壓縮機在低負荷下（額定負荷的25％以下）運行時，容易發生“喘振”，造成周期性地增大噪聲和振動，嚴重時甚至損壞壓縮機。

這可能是由單級離心式制冷壓縮機特殊結構和運行方式決定的，因為它是一種速度型制冷壓縮機，而非容積型制冷壓縮機（如往復式及回轉式）。　

離心機組的喘振是單級離心機組的特性之一，它的產生是由于壓縮機的排氣壓力小于冷凝器的壓力，導致壓縮機無法實現排氣，　但壓縮機又不斷吸氣，從而機組出現劇烈震動和噪音。一般來講，機組負荷在低于機組總負荷的30％即會出現“喘振“。　

主要是由于機組運行負荷過低造成，一般來說，一是整個系統負荷過低，而采用離心機組必須運轉時可能出現，可以采取的措施，如果已經采用了離心機組，可以在電腦系統進行設置，保證機組最低運轉負荷在30％以上（這是最笨的辦法），最好的解決辦法是系統采用的機組大小搭配，即保證整個系統的最小負荷大于采用的最小的一臺離心機組的30％負荷。

或者采用離心機組和螺桿機組搭配的方案，它是離心壓縮機固有的特性，不過隨著速度變化而喘振點后發生偏移。產生是由于壓縮機的排氣壓力小于冷凝器的壓力，造成壓力的倒灌從而對葉輪沖擊。高速的離心機特別易產生喘振（如開利，約克的單級離心機），一般是通過熱氣旁通的方式克服，另一種是通過限制導葉輪的開啟度從而限制冷凝壓力的增加。

由于低速的多級離心機由于速度較低一般為2900轉，喘振點遠離工作點，此種機型在運行時可以在10％的低負荷下運行（如特靈的多級離心機）　喘振是離心機特有的，但不只是單級，多級離心機照樣會喘，特靈三級離心機就不會喘嗎？其原因是在低負荷時吸氣量少，因而排氣壓力有可能低于冷凝壓力，所以冷凝器氣體回流造成反復。特點是聲音大，電流波動大。　　

一般喘振是因為機組低負荷運行時容易產生或者是冷卻水入口溫度過高或吸氣壓力過低引起的，排除方法就是消除產生以上三個問題的原因，或做熱氣旁通喘振控制可通過打開壓縮機的旁路閥或直接將一部分氣體放空以維持壓縮機的最低流量來實現。但是由于使氣體通過旁路或放空都意味著要浪費能量，所以通常總希望盡可能準確地確定喘振流量，以便于實際操作時，避免不必要的浪費。但是，確定喘振流量并非易事。因為它不是一個定值，而與其它參數有關，因此對于其它也有影響的參數，也要考慮到喘振系統中。于是通過不同測量方法，形成多種的控制方案。選擇一個適于特定用途的喘振控制系統，取決于許多因素，它包括：壓縮機的種類；負荷的變化；測量元件的簡易性、可靠性和喘振控制系統所要求的精確度等。

為什么會出現喘振現象？

1、首先可以確定這個項目肯定用的是離心機，那么我們就知道離心機，其實就是一種速度型機型。壓縮機主要是通過進氣口的制冷劑氣體進入壓縮機后被葉輪提速而得到動能，高速的氣體從葉輪出去后進入擴壓管，制冷劑速度降低，壓力得到提升，從而完成壓縮制冷劑的過程。　

2、產生喘振的原因。主要與葉輪出口的制冷劑的速度（可分徑向速度和切向速度，這都與葉輪有關，）當機組運行在部分負荷時，徑向速度隨著負荷減小而相應減小，這就造成切向速度與葉輪角度的減　　小，當角度小到一定值時，壓縮機的氣體無法被壓縮出，在葉輪中產生渦流，此時冷凝器中的高壓氣體就會倒流進葉輪，使壓縮氣體在短時間內增加，氣體排出后，又倒流回來，如此反復，此時壓縮機就進入了喘振狀態。　

3、解決喘振的方法。

A、改進葉輪和擴壓管的設計。（主要是產品開發部門來做）　

B、采用變頻技術，造價昂貴。

C、采用熱氣旁通方法，部分負荷運轉耗能多，不經濟。

D、采用多級離心技術。

防止喘振有好幾種方法：

1、產品設計：進口導葉＋可調擴壓器聯動控制，可防止離心機低負荷時因冷媒流量減小而排氣壓力小于或等于冷凝壓力；

2、系統方案：根據實際運行習慣，選擇合適大小的離心機組＋螺桿機組搭配；從根本上避免離心機組處于低負荷運轉！離心式壓縮機屬于速度壓縮型，不能直接提高吸入冷媒氣體的壓力，而是將吸入冷媒氣體的速度提高。壓縮機排氣口的高速冷媒在進入冷凝器之前經過擴壓器，將冷媒氣體的速度動能轉化為壓力勢能（速度減小、壓力提高）。這是離心壓縮機的壓縮原理。　

當負荷減小到30％以下時，冷媒流量減少；如果壓縮機出口擴壓器形狀不可調節（相對偏大），則冷媒氣體就不能提升到高于冷凝壓力的壓力值，此時冷媒循環壓差不足，造成壓縮機出口冷媒劇烈紊流，震動加劇，嚴重時可損壞壓縮機！簡單的辦法，就類似將水龍頭出口堵住一部分一樣，水壓會頓時提升，水也可以射得更遠！

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