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【摘要】在现代社会，石油、化工、冶金等行业一直是国家的重要行业，行业内部的技术创新也是不断进行。目前，在这些行业内部进行压缩、传送气体的装置大多是离心压缩机。这种压缩机有许多优点，但是很容易发生喘振现象，而这一现象正是造成离心式压缩机出现安全问题的一个重要因素，本文就离心式壓缩机喘振现象做了简要分析以及提出解决方法。
【关键词】离心式压缩机 喘振 分析 消除措施
1 引言
离心式压缩机属于速度式压缩的范畴，它有诸多优点，例如有大排气量、高效率、结构简单、轻便、体积小等优点，所以在石油、化工等行业中大量应用离心式压缩机。但是离心式压缩机并不是十全十美，它对于气体的压力、流量以及温度变化都比较敏感，喘振是它多发的一种不安全现象，这种现象的发生对于离心式压缩机和操作人员都会造成很大危害，是造成压缩机损坏的重要原因之一，所以识别喘振现象以及对其进行消除是人们需要注意的问题。
2 喘振现象的特征以机理
2.1 特征
（1）当观察到压力表和流量表的指针发生强烈摆动时，就说明压缩机的流量和排气的压力出现了周期性的波动，也就是发生了喘振现象。
（2）当人耳能听到周期性的气流吼声时，说明发生了喘振现象。但是有时候喘振现象较轻或者周围环境噪音较大，人耳可能分辨不出，此时如有预感，可以根据仪表状态和运行参数配合性能曲线，也可查出是否发生喘振现象。
（3）当发现机器本体或者组件、轴承发生了剧烈振动，可以判断出压缩机出现了严重的喘振现象。
2.2 喘振机理
离心式压缩机工作的原理是使叶轮进行高速的旋转，通过高速旋转带动周围的气体进行一起旋转产生了离心力，从而可以把能量传递给需要传送的气体。这时气体有了很大压力与较大的速度，就获得了动能。在叶轮后部装有扩压器，可以把从叶轮内部冲出的具有较大速度的气体进行增压、降速，这样就完成了气体的压缩与运输。由上可知，压缩机的主要工作过程在叶轮和扩压器内部完成。
当压缩机进行工作时，如果气体的流量减小则叶轮内部和扩压器通道内的气流方向就会发生变化，气流会向叶片的工作面进行冲击，而在叶片的非工作面前部就会产生很大的局部扩压度，这时就会在叶片的非工作面上出现气流边界层分离开来的现象，形成了漩涡区，并且越接近叶轮的出口处，漩涡区就会越来越扩大。如果气量很小，则分离现象就会很严重，分流分离的区域就会很大。因为误差的存在，叶片的形状不能全部一样，安装的位置也不可能全完相同，加上气流在流过叶片的时候不均匀，就会导致气流的边界层的分离现象可能会先在叶轮或者叶片扩压器中的某一个叶道中先出现，然后随着流量的减少，当达到一定程度时，分离现象就会扩散到整个流道中，而且气流分离现象是沿着叶轮旋转的反方向进行扩展，所以叶道中形成的气流漩涡会从叶轮外圆向内圆扩展，这种现象称为旋转脱离。
当发生旋转脱离的时候，叶道中的气流不能通过，所以级的压力就会下降，而排气管内压力大于级的压力，气流便会倒流回级里面。这时，倒流回的气体又补充了级的流量，这样叶轮就恢复了正常，把倒流的气体压出去，然后又重复级内压力减小，气流倒流的现象，周而复始，就在系统中产生了周期性的气流振动现象，称为喘振现象。
3 喘振的危害
（1）由于在发生喘振现象时气流有强烈的脉动以及其脉动的周期性，会产生有周期性的震荡，这样会使压缩机内部压力、流量等参数极其不稳定，有大幅度的波动，破坏了压缩机工作的稳定性。
（2）在喘振时，叶片会发生强烈的振动，叶轮的应力大大增加，会产生很大的噪声，不利于工人工作的同时，也会产生一定的安全隐患。
（3）喘振现象发生时会引起压缩机内部各种部件的摩擦与碰撞，如果喘振现象发生时间过长，就会使压缩机的轴弯曲变形，更加严重的时候就会发生轴振动过大，把叶轮碰坏的现象。
（4）喘振现象会增加轴承、轴颈的负担，造成其的磨损，还会造成润滑油膜的不稳定，严重时会使轴承合金出现裂纹，甚至到最后的烧毁。
（5）会损坏压缩机级间的密封和轴封，降低压缩机的工作效率，甚至可能造成安全事故，例如火灾和爆炸，对操作人员的人身安全造成隐患。
（6）造成与压缩机相连接的其他设备不能正常工作，会干扰到操作人员的使用和工作。还会降低测量仪器的准确性，严重时会使其失灵。一般情况下，如果机组的排气量、压力比、排气压力和气体的密度越大，发生喘振现象的情况就越严重，产生的危害也越大。
4 防止和消除喘振方法
根据发生喘振现象的原因，如果要防止喘振现象的发生或者要消除喘振现象，根本方法是要尽力增加压缩机入口的气体流量，如果气体是无毒、无危险的气体，例如空气、二氧化碳等，可以采用放空。对于循环气、氨气和合成气等气体可以采用回流循环。以上方法可以有效消除喘振，但是压力会随之降低，造成了效率不高、经济性不强。
如果需要维持等压状态，在气体放空或者回流之后应该提升叶轮的转速，而在升压、降速和停机之前，预先把放空阀或者回流阀打开，这样可以降低背压、增加流量，防止喘振。
在进行防喘振改进时，应该适当引入自动化，根据压缩机的性能曲线，控制好防喘裕度。根据防喘裕度在适当时间自动进行升压、升速等工作。
在升压和变速时，一定要遵守升压之前先要升速，降速之前先要降压的原则。在升压之前先根据性能曲线确定应该达到的转速，在压缩机提升到这一转速之后再进行压力提升，而提升转速需要使用汽轮机调速器，人的手动调速效率低而且不能准确把握时间。压缩机在降速之前要先把防喘阀门安排妥当。无论是升速、升压还是降速、降压，操作过程中都应该缓慢、均匀的进行变化。
5 小结
离心式压缩机有其独特的优点，但是喘振现象是在其使用中，极易发生的现象，为了提升机器的效率和使用时间以及增加操作人员的安全性，进行压缩机的防喘振措施是必不可少的。在进行防喘振措施时，应该把重点步骤实现自动化，这样不仅能节省人力，还能提高操作的准确度。另外，操作时应该循序渐进，不能出现突然的变化，这样也能够更好的保护机器。
参考文献
[1] 王冠钧，张崇高.离心式压缩机喘振分析及消除[J].西部煤化工，2012，（02）
[2] 梁志伟.浅谈离心式压缩机喘振分析及解决措施[J].内蒙古石油化工，2011，（22）
[3] 辛文俊.离心式压缩机喘振及防喘振系统研究[J].科技风，2009，（13）
【关键词】离心式压缩机 喘振 分析 消除措施
1 引言
离心式压缩机属于速度式压缩的范畴，它有诸多优点，例如有大排气量、高效率、结构简单、轻便、体积小等优点，所以在石油、化工等行业中大量应用离心式压缩机。但是离心式压缩机并不是十全十美，它对于气体的压力、流量以及温度变化都比较敏感，喘振是它多发的一种不安全现象，这种现象的发生对于离心式压缩机和操作人员都会造成很大危害，是造成压缩机损坏的重要原因之一，所以识别喘振现象以及对其进行消除是人们需要注意的问题。
2 喘振现象的特征以机理
2.1 特征
（1）当观察到压力表和流量表的指针发生强烈摆动时，就说明压缩机的流量和排气的压力出现了周期性的波动，也就是发生了喘振现象。
（2）当人耳能听到周期性的气流吼声时，说明发生了喘振现象。但是有时候喘振现象较轻或者周围环境噪音较大，人耳可能分辨不出，此时如有预感，可以根据仪表状态和运行参数配合性能曲线，也可查出是否发生喘振现象。
（3）当发现机器本体或者组件、轴承发生了剧烈振动，可以判断出压缩机出现了严重的喘振现象。
2.2 喘振机理
离心式压缩机工作的原理是使叶轮进行高速的旋转，通过高速旋转带动周围的气体进行一起旋转产生了离心力，从而可以把能量传递给需要传送的气体。这时气体有了很大压力与较大的速度，就获得了动能。在叶轮后部装有扩压器，可以把从叶轮内部冲出的具有较大速度的气体进行增压、降速，这样就完成了气体的压缩与运输。由上可知，压缩机的主要工作过程在叶轮和扩压器内部完成。
当压缩机进行工作时，如果气体的流量减小则叶轮内部和扩压器通道内的气流方向就会发生变化，气流会向叶片的工作面进行冲击，而在叶片的非工作面前部就会产生很大的局部扩压度，这时就会在叶片的非工作面上出现气流边界层分离开来的现象，形成了漩涡区，并且越接近叶轮的出口处，漩涡区就会越来越扩大。如果气量很小，则分离现象就会很严重，分流分离的区域就会很大。因为误差的存在，叶片的形状不能全部一样，安装的位置也不可能全完相同，加上气流在流过叶片的时候不均匀，就会导致气流的边界层的分离现象可能会先在叶轮或者叶片扩压器中的某一个叶道中先出现，然后随着流量的减少，当达到一定程度时，分离现象就会扩散到整个流道中，而且气流分离现象是沿着叶轮旋转的反方向进行扩展，所以叶道中形成的气流漩涡会从叶轮外圆向内圆扩展，这种现象称为旋转脱离。
当发生旋转脱离的时候，叶道中的气流不能通过，所以级的压力就会下降，而排气管内压力大于级的压力，气流便会倒流回级里面。这时，倒流回的气体又补充了级的流量，这样叶轮就恢复了正常，把倒流的气体压出去，然后又重复级内压力减小，气流倒流的现象，周而复始，就在系统中产生了周期性的气流振动现象，称为喘振现象。
3 喘振的危害
（1）由于在发生喘振现象时气流有强烈的脉动以及其脉动的周期性，会产生有周期性的震荡，这样会使压缩机内部压力、流量等参数极其不稳定，有大幅度的波动，破坏了压缩机工作的稳定性。
（2）在喘振时，叶片会发生强烈的振动，叶轮的应力大大增加，会产生很大的噪声，不利于工人工作的同时，也会产生一定的安全隐患。
（3）喘振现象发生时会引起压缩机内部各种部件的摩擦与碰撞，如果喘振现象发生时间过长，就会使压缩机的轴弯曲变形，更加严重的时候就会发生轴振动过大，把叶轮碰坏的现象。
（4）喘振现象会增加轴承、轴颈的负担，造成其的磨损，还会造成润滑油膜的不稳定，严重时会使轴承合金出现裂纹，甚至到最后的烧毁。
（5）会损坏压缩机级间的密封和轴封，降低压缩机的工作效率，甚至可能造成安全事故，例如火灾和爆炸，对操作人员的人身安全造成隐患。
（6）造成与压缩机相连接的其他设备不能正常工作，会干扰到操作人员的使用和工作。还会降低测量仪器的准确性，严重时会使其失灵。一般情况下，如果机组的排气量、压力比、排气压力和气体的密度越大，发生喘振现象的情况就越严重，产生的危害也越大。
4 防止和消除喘振方法
根据发生喘振现象的原因，如果要防止喘振现象的发生或者要消除喘振现象，根本方法是要尽力增加压缩机入口的气体流量，如果气体是无毒、无危险的气体，例如空气、二氧化碳等，可以采用放空。对于循环气、氨气和合成气等气体可以采用回流循环。以上方法可以有效消除喘振，但是压力会随之降低，造成了效率不高、经济性不强。
如果需要维持等压状态，在气体放空或者回流之后应该提升叶轮的转速，而在升压、降速和停机之前，预先把放空阀或者回流阀打开，这样可以降低背压、增加流量，防止喘振。
在进行防喘振改进时，应该适当引入自动化，根据压缩机的性能曲线，控制好防喘裕度。根据防喘裕度在适当时间自动进行升压、升速等工作。
在升压和变速时，一定要遵守升压之前先要升速，降速之前先要降压的原则。在升压之前先根据性能曲线确定应该达到的转速，在压缩机提升到这一转速之后再进行压力提升，而提升转速需要使用汽轮机调速器，人的手动调速效率低而且不能准确把握时间。压缩机在降速之前要先把防喘阀门安排妥当。无论是升速、升压还是降速、降压，操作过程中都应该缓慢、均匀的进行变化。
5 小结
离心式压缩机有其独特的优点，但是喘振现象是在其使用中，极易发生的现象，为了提升机器的效率和使用时间以及增加操作人员的安全性，进行压缩机的防喘振措施是必不可少的。在进行防喘振措施时，应该把重点步骤实现自动化，这样不仅能节省人力，还能提高操作的准确度。另外，操作时应该循序渐进，不能出现突然的变化，这样也能够更好的保护机器。
参考文献
[1] 王冠钧，张崇高.离心式压缩机喘振分析及消除[J].西部煤化工，2012，（02）
[2] 梁志伟.浅谈离心式压缩机喘振分析及解决措施[J].内蒙古石油化工，2011，（22）
[3] 辛文俊.离心式压缩机喘振及防喘振系统研究[J].科技风，2009，（13）