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      離心壓縮機工作原理與喘振的原因
      2021-12-15 13:42


      一、 離心式壓縮機的工作原理與特點

      離心式壓縮機一般是由電動機通過齒輪增速帶動轉子旋轉。蒸發器出來的制冷劑蒸氣經吸氣室進入葉輪。葉輪高速旋轉,葉輪上的葉片即驅動氣體運動,并產生一定的離心力,將氣體自葉輪中心向外周拋出。氣體經過這一運動,速度增大,壓力得以提高。顯然,這是作用在葉輪上的機械能轉化的結果。

      氣體離開葉輪進入擴壓器,由于擴壓器通道面積逐漸增大,又使氣體減速而增壓,將其動能轉變為壓力能。為了使制冷劑蒸氣繼續提高壓力,則利用彎道和回流器再將氣體引入下一級葉輪,并重復上述壓縮過程。被壓縮的制冷蒸氣從最后一級擴壓器流出后,又由蝸室將起匯集起來,進而通過排氣管道輸送至冷凝器,這樣就完成了對制冷劑蒸氣的壓縮。

      特點:

      1、單機制冷量大;

      2、相同冷量時,尺寸小重量輕占地面積??;

      3、磨損件少連續運轉時間長,維修費用低;

      4、振動小,基礎簡單;

      5、工作中制冷劑混油少,因而蒸發器和冷凝器的傳熱性能好;

      6、能量調節的范圍及節能效果好;

      7、大型機可實現變速調節。

      8、不適用于氣量太小及壓比過高的場合。

      9、穩定工況區較窄,氣量調節雖較方便但經濟性較差。

      二、離心式壓縮機典型結構

      離心式壓縮機使用于不同的制冷劑和蒸發溫度時,其缸數、段數(按中間冷卻器分段)和級數相差很大,總體結構上也有差異,但組成部件不會改變,各部件的原理也相同。

      1、轉子組成

      葉輪:是壓縮視中對氣體作功的惟一部件,它由輪盤、葉片和輪蓋所組成。葉輪隨主軸高速旋轉后,氣體受旋轉離心力和流道中擴壓流動的作用。使氣體的壓力和速度在離開葉輪時都得到提高。

      主軸:支持旋轉部件及傳遞轉矩

      2、固定元件組成

      吸氣室:使氣體在進入葉輪之前形成一個負壓,以便將氣體均勻地引入葉輪,以減少進口損失。

      進口導葉:空調用壓縮機在葉輪之前裝有進口導葉,若改變其角度即可改變進入葉輪流量的大小,達到調節制冷量的目的。

      擴壓器:無葉和有葉兩種。無葉擴壓器是由兩側隔板組成的環行通道,隨著徑向距離的增大,截面通道面積也隨之增加,使從葉輪出口出來的高速氣體速度逐漸減慢,壓力得到提高;有葉擴壓器是在流道中裝有葉片,在同樣直徑下,流道面積增加更多,因而氣流速度減小更快,壓力增加更多。

      彎道和回流器:把從擴壓器出口后的氣體引到下一級去繼續壓縮,彎道使氣體轉彎?;亓髌髦杏袑蛉~片.使氣體均勻地引入到下一級葉輪人口。

      蝸室:將從擴壓器或葉輪后的氣體匯集起來并引向機外。蝸室的通道面積是逐漸增大的.其出口接一段擴壓管,對氣體起到降速擴壓作用。

      除上述外,壓縮機還有其它一些部件。如:減少氣體從葉輪出口倒流到葉輪入口的輪蓋密封;減少級間漏氣的軸套密封;開啟式機組還有軸端密封;減少軸向推力的平衡盤;承受轉子剩余軸向推力的推力軸承及徑向軸承等。

      為了使壓縮機持續、安全和高效地運行,還設置一些輔助設備和系統,如增速器、聯軸器、潤滑系統、冷卻系統、自動控制、監測及安全保護系統等。

      三、離心壓縮機喘振

      “喘振”應該是離心式制冷壓縮機特有的一個特征。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。

      壓縮機喘振

      當壓縮機的進口流量小到足夠的時候,會在整個擴壓器流道中產生嚴重的旋轉失速,壓縮機的出口壓力突然下降,使管網的壓力比壓縮機的出口壓力高,迫使氣流倒回壓縮機,一直到管網壓力降到低于壓縮機出口壓力時,壓縮機又向管網供氣,壓縮機又恢復正常工作。

      當管網壓力又恢復到原來壓力時,流量仍小于機組喘振流量,壓縮機又產生旋轉失速,出口壓力下降,管網中的氣流又倒流回壓縮機。如此周而復始,一會氣流輸送到管網,一會又倒回到壓縮機,使壓縮機的的流量和出口壓力周期的大副波動,引起壓縮機的強烈氣流波動,這種現象就叫做壓縮機的喘振。一般管網容量大,喘振振幅就大,頻率就低,反之,管網容量小,喘振的振幅就小,頻率就高。

      壓縮機喘振的特征

      1、壓縮機的工況及不穩定,壓縮機的出口壓力和入口流量周期性的大幅度波動,頻率教低,同時平均排氣壓力值下降。

      2、喘振有強烈的周期氣流聲,出現氣流吼叫。

      3、機器強烈振動。機體、軸承、管道的振幅急劇增加,由于振動劇烈、軸承潤滑條件遭到破壞,損壞軸瓦。轉子與定子會產生摩擦、碰撞,密封元件將嚴重損壞。

      防止壓縮機喘振的條件:

      1、防止進氣壓力低、進氣溫度高、和氣體分子量小等。

      2、防止管網堵塞使管網特性改變。

      3、要堅持在開、停車過程中,升降速不可太快,并且先升速后升壓和先降壓后降速。

      4、開、關防喘閥時平穩緩慢。關防喘閥時要先低壓后高壓,開防喘時要先高壓后低壓如萬一出現“旋轉失速”和“喘振”時,首先應全部打開防喘閥,增加壓縮機的流量,然后再根據具體情況進行處理。

      壓縮機異常振動的原因:

      1、壓縮機轉子上葉輪等零部件不均勻磨損或掉塊,壓縮機的不均勻穿聲腐蝕,造成轉子不平衡。

      2、固定在轉子的某些零件產生松動、變形和位移,使轉子重心改變。

      3、轉子中有殘余應力,在一定條件下,該殘余應力使轉子彎曲。

      4、定子部件與轉子部件間隙過小,產生摩擦,轉子受摩擦而局部升溫而產生彎曲變形。

      5、聯軸器故障或不平衡。

      6、轉子對中不好

      7、軸承磨損、軸承座松動或壓縮機的基礎 松動?!?/span>

      8、壓縮機產生喘振。

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