喘振的故障機理及治理措施，收藏了

喘振是透平壓縮機特有的現象。喘振不僅引起生產效率下降，而且會對機器造成嚴重危害。喘振常常導致機器內部密封件、渦輪導流板、軸承等損壞；喘振幅度較大時常導致轉子彎曲、聯軸器及齒輪箱損壞；機器橫向大幅度擺動還會造成與機器相連的管網系統及測試儀表等外部設備損壞等。

喘振是透平壓縮機等流體機械運行最惡劣、最危險的工況之一，對機器危害最大。

01 振動機理

透平壓縮機的主要性能參數為壓力比、效率及流量等。在一定轉速下，當流量為某數值時，壓縮機效率達到最高值。當流量大于或小于此值時，效率都將下降。一般常以此流量的工況點為設計工況點。

壓縮機的性能曲線左邊受到喘振工況（Qmin）的限制，右邊受到堵塞工況（Qmax）的限制，在這兩者之間的區域，稱為壓縮機的穩定工況區域。穩定工況區域的大小，是衡量壓縮機性能的重要指標。

當壓縮機在運轉過程中，流量不斷減小達到Qmin值時，就會在壓縮機流道中出現嚴重的旋轉脫離，流動嚴重惡化，使壓縮機出口壓力突然大大下降。由于壓縮機總是和管網系統聯合工作的，這時管網中的壓力并不馬上減小，于是管網中的氣體壓力反而大于壓縮機出口處的壓力，因而管網中的氣體就倒流向壓縮機，一直到管網中的壓力下降到低于壓縮機出口壓力為止。這時倒流停止，壓縮機又開始向管網供氣，經過壓縮機的流量又增大，壓縮機恢復正常工作。但當管網中的壓力也恢復到原來的壓力時，壓縮機的流量又減小，系統中的氣體又出現倒流。如此周而復始，就在整個系統中產生了周期性的氣流振蕩現象，這種現象稱為“喘振”。喘振現象不但與壓縮機中嚴重的旋轉脫離有關，還和管網系統密切相關。管網的容量愈大，則喘振的振幅愈大，頻率愈低；管網的容量愈小，則喘振的振幅愈小，頻率愈高。

所以，導致喘振的先決條件，首先在于壓縮機越過最小流量時，產生了嚴重的旋轉脫離和脫離區的急劇擴大的情況。但這時是否會發生喘振現象，則和壓縮機與管網聯合工作時的性能曲線狀況有關。只有當管網性能曲線與壓縮機性能曲線的交點進入喘振界限線之內時，才會發生喘振現象。如圖1所示，管網性能曲線在圖中1，2，3的位置時，都不會發生喘振。當管網性能曲線在圖中4的位置時，與壓縮機性能曲線交于S點，而S點已進入喘振界限線之內，則出現整個系統的喘振現象。

圖1 壓縮機-官網系統產生喘振的條件

透平壓縮機發生喘振的主要特征如下：

1）透平壓縮機接近或進入喘振工況時，機體和軸承都發生強烈的振動，其振幅要比平常運行時大大增加。透平壓縮機的喘振頻率一般為0.5～20Hz；

2）透平壓縮機在穩定工況下運行時，其出口壓力和進口流量的變化不大，有規律，且所測得的數據在平均值附近擺動，變動的幅度很小。當接近或進入喘振工況時，二者的變化都很大，發生周期性大幅度的脈動，有時甚至可發現有氣體從壓縮機進口處被倒推出來。

3）透平壓縮機在穩定運轉的正常工況下，其噪聲較小且是連續性的。當接近喘振工況時，由于整個系統產生氣流周期性的振蕩，因而在出氣管道中，氣流發出的噪聲也時高時低，產生周期性變化。當進入喘振工況時，噪聲立即劇增，甚至有爆音出現。

02 治理措施

1）放氣

對無害的安全介質（如空氣、氧氣、二氧化碳氣體等），可采用在壓縮機出口處將氣體放空，以增加壓縮機入口流量，使其大于喘振流量。

這種方法雖然簡單，但對能量和介質是一種浪費，應盡量避免。

2）回流

對易燃、易爆、貴重或有害氣體等，應采用回流辦法增加壓縮機入口流量，使其大于喘振流量。

3）正確操作

4）清理氣流通道堵塞物