轴流压缩机运行和问题

文摘 2024-11-12 17:35 河北

轴流式压缩机与离心式压缩机都属于速度型压缩机均称为透平式压缩机; 速度型压缩机的含义是指它们的工作原理都是依赖叶片对气体作功，并先使气体的流动速度得以极大提高，然后再将动能转变为压力能。透平式压缩机的含义是指它们都具有高速旋转的叶片。轴流压缩机与离心式压缩机相比，由于气体在压缩机中的流动，不是沿半径方向，而是沿轴向，所以轴流式压缩机的最大特点在于：单位面积的气体通流能力大，在相同加工气体量的前提条件下，径向尺寸小，特别适用于要求大流量的场合。另外，轴流式压缩机还具有结构简单、运行维护方便等优点。但叶片型线复杂，制造工艺要求高，以及稳定工况区较窄、在定转速下流量调节范围小等方面则是明显不及离心式压缩机。

轴流压缩机由旋转和固定组件组成。轴驱动中心鼓，该中心鼓由轴承固定在固定的管状壳体内部。在鼓和壳体之间是成排的翼型件，每排以交替的方式连接到鼓或壳体。一对一对旋转翼型和下一排固定翼型称为平台。旋转翼型，也称为叶片或转子，在轴向和圆周方向上都使流体加速。固定的翼型也称为叶片或定子，它们通过扩散将增加的动能转换为静压，并使流体的流动方向重新定向，以将其准备用于下一级的转子叶片。转子鼓和外壳之间的横截面积沿流动方向减小，以在压缩流体时保持最佳马赫数轴向速度。

轴流式压缩机喘振是指在轴流式离心机、轴流机等高速流体机械的运行过程中，由于流量运行到临界点以上，压气机内部空气受到不稳定的振动作用而产生的一种不稳定运动状态，这种现象就是喘振。

喘振的形成条件是压缩机得到的气流能够使得转子受到振荡的作用，这通常是由于转子的非均匀受力或者叶片的某些特征引起的。此外，还有其他环境因素，比如瞬态流动或气压梯度等，都可能导致轴流式压缩机喘振的发生。

轴流式压缩机喘振的判别方法主要有两种：

1. 蜡烛法：这种方法是通过在压缩机的燃烧室中点燃一根蜡烛进行判别，当喘振出现时，蜡烛的火焰会受到压气机内部气流的波动而“跳舞”。

2. 特征值分析法：这种方法是通过测量轴流式压缩机运行时的特征值来判断是否出现了喘振。比如，可以测量振动频率、压力波动幅度以及转子转速等参数，对这些参数进行分析判断是否存在喘振现象。

为了防止轴流式压缩机喘振的发生，需要采取一定的措施。下面列举几种常见的防止喘振的方法：

1. 设计合理的叶片几何形状以及叶片间的角度关系，使得叶片受力均匀。

2. 控制转速，防止流量过大。

3. 增加轴向间隙，使气流能够流动的更稳定，减少振荡。

4. 安装阻尼器，减小转子振动的幅度。

总的来说，轴流式压缩机喘振的发生对压缩机的安全运行和性能都会产生很大的影响，因此在设计和运行过程中需要严格控制不稳定因素，以尽可能地避免压缩机出现喘振现象。

轴流压缩机的效率受到多种因素的影响，主要包括以下几个方面。

轴流压缩机的进口流量越大，其效率就越高。因为进口流量大，压缩机能够将更多的气体压缩，并在相同时间内将更多的气体输出。

叶片数是轴流压缩机的设计参数之一，叶片数越多，相同轴功率下的进口流量和压缩比就能更高，效率也就越高。

进口导流角是指进口流体与叶片表面的夹角，它的大小会直接影响叶片的工作状态。当进口导流角过小时，气体会过早地脱离叶片，从而影响叶片的工作效率。反之，当进口导流角过大时，气体流过叶片的面积会减小，效率也会降低。

转速和静子叶片比也是影响轴流压缩机效率的重要因素。在相同流量和压缩比下，当转速和静子叶片比越高时，效率也越高。

为了提高轴流压缩机的效率，可以采取以下措施。

通过优化叶片形状和截面设计，可以减小压缩机内气体流动时的摩擦阻力和违规现象，提高效率。

通过增加叶片数，可以增加进口流量和压缩比，提高效率。

调整叶片进口导流角可以增加或减小进口流体与叶片表面的夹角，从而改善叶片工作状态，提高效率。

优化轴承和传动设计可以减小轴承摩擦阻力和传动效率的损失，提高整个轴系的效率。

通过精确控制转速和进口流量，可以最大限度地提高轴流压缩机的效率。

来源：网络

http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5NDkxNTUyNQ==&mid=2649228646&idx=1&sn=11793c1018532241aba7faa89182afab

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