1、第第 五五 章章 离心压缩机性能曲线离心压缩机性能曲线一一.特征曲线特征曲线二二.喘振喘振三三.稳定工作区稳定工作区上一章下一章第1页一一.特征曲线特征曲线1.级能量损失级能量损失2.级性能曲线级性能曲线在离心压缩机流道中，气流流动现象非常复杂。其能量损失基本上包含流动损失流动损失、轮阻损失轮阻损失和漏气损失漏气损失三部分。而流动损失又包含了摩擦损失摩擦损失、分离损失分离损失、二次流损二次流损失失和尾迹损失尾迹损失四部分。离心压缩机级在不一样流量时级压比（或者排压）、级效率、功率P与进口流量qv关系曲线称为级性能曲线。右图为一定转速下某模型级性能曲线，由图能够看出：a.在一定进口气体状态或者转
2、速下，增大流量，级压比将下降。反之，则上升。b.离心压缩机级效率存在一个最大值，通常取这个最大效率点作为设计点。当进口流量偏离设计点时，级效率都会因为级内损失增大而下降。c.喘振工况和堵塞工况之间区域为稳定工作区。稳定工作范围大小也是衡量级性能一个主要指标。第2页一一.特征曲线特征曲线3.离心压缩机性能曲线离心压缩机性能曲线离心压缩机整机在不一样流量时压比（或者排压）、整机效率、功率P与进口流量qv关系曲线称为离心压缩机性能曲线。离心压缩机整机含有与离心压缩机级相类似性能曲线。下列图为单级、两级和三级压缩离心压缩机整机-qv曲线，由图能够看出：当级间带有中间冷却时，以上现象会愈加显著。a.多级
3、串联工作与单级工作相比，整机喘振流量增大，堵塞流量减小。b.多级串联工作与单级工作相比，整机性能曲线形状变陡，稳定工况范围变窄。c.串联级数越多，整机性能曲线就越陡，稳定工况范围也就越窄。第3页二二.喘振喘振1.旋转失速旋转失速离心压缩机级在非设计工况下，因为工况改变（流量减小）造成叶片通道中产生严重气流脱离，形成旋转脱离现象，而使级性能显著恶化情况，称为旋转失速。依据强烈程度，旋转失速能够分为渐进失速和突变失速。依据右图能够看出，渐进失速时，性能曲线平滑而连续；而突变失速时，性能曲线出现跳跃，表现为不连续性。2.喘振定义喘振定义在离心压缩机流道中，因为工况改变，流量显著减小，形成突变失速，此
4、时流动情况会大大恶化。这时叶轮虽仍在旋转，对气体作功，但却不能提升气体压力，于是压缩机出口压力显著下降。这时可能出现管网中压力反大于压缩机出口处压力情况，因而管网中气体就向压缩机倒流，一直到管网中压力下降至低于压缩机出口压力为止。这时倒流停顿，气流又在叶轮作用下正向流动，压缩机又开始向管网供气。但当管网压力回升到原有水平时，压缩机正常排气又受到妨碍，流量又下降，系统中气体又产生倒流。如此周而复始，在整个系统中发生了周期性轴向低频大振幅气流振荡现象，这种现象称之为压缩机“喘振”。第4页二二.喘振喘振3.喘振现象及特点喘振现象及特点a.喘振时噪声增大，发出异常周期性呼啸或喘气声，甚至出现爆音。b.
5、喘振时出口压力和进口流量两个参数都发生周期性大幅度脉动。c.喘振时机体和轴承会发生强烈振动，其振幅比日常正常运行时大得多。4.喘振后果喘振后果喘振会造成严重后果，主要有以下几点：a.喘振会使转子和定子经受交变应力而断裂。b.喘振会使级间压力失常而引发强烈振动，造成密封及推力轴承损坏。c.喘振会使运动元件和静止元件相碰，造成严重事故。5.喘振预防办法喘振预防办法a.设计时尽可能使压缩机有较宽稳定工作区域。设计点远离喘振点。b.防喘放空或防喘回流。c.转动进口导叶、转动扩压器叶片或者调速等调整方法。第5页三三.稳定工作区稳定工作区喘振点喘振点qs设计点设计点qd堵塞点堵塞点qc通常离心压缩机设计点
6、是机组最高效率点，机组大部分时间应该在此点运行。不过其运行点不可能一直保持在这一点上不变。在实际运行时，伴随管网用气状态改变，离心压缩机运行点也会随之发生移动。以下列图所表示。a.当进气流量减小时，伴随离心压缩机内能量损失增大，机组效率会逐步下降。若进气流量继续减小，将造成喘振发生。喘振危害是十分严重，离心压缩机不允许在喘振工况下工作。b.当进气流量增大时，离心压缩机内能量损失也会增大，机组效率也会逐步下降。此时，叶轮对气体所作功全部用来克服能量损失，这时级中压力无法升高。或者流量增大到某值后，流道某处到达了声速，因激波损失而无法使气体升压。这时级到达堵塞工况。喘振工况和堵塞工况之间区域称为稳定工作区。通惯用调整率来表示稳定工作区：调整率=(qd qs)/qd 100%第6页
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