離心式冷水機組的喘振機理及防止方法

2024-04-08

　離心式冷水機組在運行中容易發(fā)生喘振故障，喘振發(fā)生時機體產生強烈振動，機組制冷劑壓力和壓縮機電流忽高忽低變化劇烈，伴有間歇性沉悶的氣流噪聲。如果過于頻繁的喘振，擴散器和葉輪也會損壞，給用戶的使用帶來不便和不安因素。所以，應該努力避免喘振在駕駛中。下面一起了解下離心式冷水機組的喘振機理及防止方法吧!

　　喘振的發(fā)生機理：

　　離心式冷水機的基本工作原理：利用高速旋轉的葉輪，向連續(xù)流過流路的制冷劑氣體傳遞能量，獲得大的速度，同時提高氣體壓力，設置在葉輪出口的擴散器逐漸擴大葉輪的流通面積。高速氣體從葉輪流出后，通過擴散器降速擴展擴散器，降低氣體流速，使壓力上升。即，將氣體的速度能(動能)的一部分轉換為壓力能，從而完成壓縮過程，因此離心式冷水機是高速旋轉的設備。

　　假設葉輪有無限多個葉片，與慣性離心力相比，重力可以忽略，葉輪中流動的流量q、葉輪的角速度x及轉速n不變，另外，只要葉輪的入口和出口處的流體速度在周向上均勻分布，流體就相對于各個流路的流動以相同的一維流動這樣，流體是恒定的。

　　小流量時產生浪涌的機理：

　　流量少時，擴散器會發(fā)生渦流和邊界層分離現(xiàn)象，因此喘振現(xiàn)象在負荷小、制冷劑流量少的情況下發(fā)生。由于v2方向的變化過大，與擴散器的入口方向不一致，因此進入擴散器流路時氣體會碰撞。沖擊劇烈時會產生渦流，阻礙渦流區(qū)域的氣體流動，壓縮機的排出壓力急劇下降。

　　同時，擴散器流路內的氣流來自葉輪對氣流做功而轉換的動能。邊界層內的氣流流動主要依靠主流傳來的動能。邊界層內的氣體流動時，為了克服壁面的摩擦力，小流量時v2的值沿流路方向減少，壓力變大，因此主流動能也逐漸減少。流路內的氣體流量減少到一定值后，主流傳遞到邊界層的動能要克服壓力差繼續(xù)前進，邊界層的氣流就會停滯，產生渦流和逆流，氣流邊界層就會分離。壓縮機的排出壓力下降，渦旋殼內的氣體逆流，經(jīng)過一段時間后壓縮機的流量變大，壓縮機恢復正常。但是，由于外部的負荷小，蒸發(fā)量不足，制冷劑流量逐漸減少，渦旋殼體內的氣體再次發(fā)生逆流。這樣周期性重復的話會發(fā)生電涌。

　　大流量時產生浪涌的機理：

　　由于離心式冷水機的葉輪都是后方型的，包括機械損失、容積損失、摩擦損失、沖擊渦流損失等在內，離心式制冷壓縮機的理論性能曲線和實際性能曲線。在這里，a點是實際揚程的高點。單元在0至QB的區(qū)域中運行，QA點附近是良好工作空間。高于實際揚程線的外部區(qū)域為喘振區(qū)域。

　　隨著負荷的變大，冷凝溫度逐漸上升，冷凝壓力也上升。要求冷水水溫低時，蒸發(fā)壓力也低，此時室外氣溫高、濕度高時，冷卻塔換熱效果下降，冷卻水溫上升，冷凝壓力也隨之上升。另外，如果由于冷卻水量不足、制冷系統(tǒng)中存在非凝縮性氣體、換熱管結垢等現(xiàn)象，冷凝壓力進一步上升，則壓縮機的壓頭也要求進一步上升。冷凝器與蒸發(fā)器的壓力差大于壓縮機的揚程時，冷凝器中的氣體發(fā)生逆流，產生喘振現(xiàn)象。圖2直觀地表示，如果運行線在實際揚程線以內，則能夠順利運行; 一旦超過實際揚程線，機組就會發(fā)生喘振。

　　以上介紹的就是離心式冷水機組的喘振機理及防止方法，如需了解更多，可隨時聯(lián)系我們!

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2025-01-08