離心式制冷壓縮機(jī)對(duì)癥下藥,擺脫喘振困擾
離心式制冷壓縮機(jī)屬于速度型壓縮機(jī),是一種葉輪旋轉(zhuǎn)式的機(jī)械。它是靠高速旋轉(zhuǎn)的葉輪對(duì)氣體做功,以提高氣體的壓力,當(dāng)冷凝壓力較高時(shí)會(huì)發(fā)生喘振現(xiàn)象。離心壓縮機(jī)利用高速旋轉(zhuǎn)的葉輪對(duì)氣體做功,將機(jī)械能加給氣體,使氣體壓力升高,速度增大,氣體獲得壓力能和速度能。在葉輪后面設(shè)置有通流面積逐漸擴(kuò)大的擴(kuò)壓元件,高壓氣體從葉輪流出后,再流經(jīng)擴(kuò)壓器進(jìn)行降速擴(kuò)壓,使氣體流速降低,壓力繼續(xù)升高,即把氣體的一部分速度能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?,完成了壓縮過程。如何防喘振就成了我們必究的問題。
1、熱氣旁通喘振防護(hù)原理
一旦進(jìn)入喘振工況,應(yīng)立即采取調(diào)節(jié)措施,降低出口壓力或增加入口流量。從以上喘振產(chǎn)生的機(jī)理來看,在離心式冷水機(jī)組中,壓比和負(fù)荷是影響喘振的兩大因素。當(dāng)負(fù)荷越來越小,小到某一極限點(diǎn)時(shí),便會(huì)發(fā)生喘振,或者當(dāng)壓比大到某一極限點(diǎn)時(shí),便會(huì)發(fā)生喘振。
用熱氣旁通來進(jìn)行喘振防護(hù),是通過喘振保護(hù)線來控制熱氣旁通的開啟或關(guān)閉,使機(jī)組遠(yuǎn)離喘振點(diǎn),達(dá)到保護(hù)的目的。從冷凝器連接到蒸發(fā)器一根連接管,當(dāng)運(yùn)行點(diǎn)到達(dá)喘振保護(hù)點(diǎn)而未達(dá)到喘振點(diǎn)時(shí),通過控制系統(tǒng)打開熱氣旁通電磁閥,從冷凝器的熱氣排到蒸發(fā)器,降低了壓比,同時(shí)提高了排氣量,從而避免了喘振的發(fā)生。
2、改變制冷壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速
壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速改變,壓縮機(jī)的性能曲線將隨著移動(dòng),可以增加穩(wěn)定工況區(qū)域,它適用于蒸汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)拖動(dòng)的機(jī)組,是一種比較經(jīng)濟(jì)的調(diào)節(jié)方法,只是調(diào)節(jié)后的工作點(diǎn)不一定是最高效率點(diǎn)。但對(duì)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的機(jī)組,為了便于變速,就要用直流機(jī)組或采用變頻方法,這會(huì)使設(shè)備大大復(fù)雜化,同時(shí)造價(jià)也高。
3、多級(jí)壓縮
多級(jí)壓縮以降低壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速。一般多級(jí)機(jī)器中任何一級(jí)發(fā)生喘振,都會(huì)影響到整臺(tái)機(jī)器的正常工作。采用多級(jí)壓縮,在同樣的壓比工況下,可大大降低壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速,增大穩(wěn)定工況區(qū)域。
4、采用轉(zhuǎn)動(dòng)的擴(kuò)壓器調(diào)節(jié)
當(dāng)流量減小時(shí),一般在擴(kuò)壓器中首先產(chǎn)生嚴(yán)重的旋轉(zhuǎn)脫離而導(dǎo)致喘振。在流量變化時(shí),如果能相應(yīng)改變擴(kuò)壓器流道的進(jìn)口幾何角,以適應(yīng)改變了的工況,使沖角α不致很大,則可使性能曲線向小流量區(qū)大幅度移動(dòng),擴(kuò)大穩(wěn)定工況范圍,使喘振流量大為降低,達(dá)到防喘振的目的。該防喘振控制方式,已在開利的產(chǎn)品中得到具體的應(yīng)用,但低負(fù)荷時(shí)仍須采用熱氣旁通。
5、可移動(dòng)式擴(kuò)壓腔
上面提到,在離心式冷水機(jī)組中喘振發(fā)生的原因?yàn)閴罕群拓?fù)荷。當(dāng)機(jī)組運(yùn)行的壓比一定時(shí)(提升力),機(jī)組的運(yùn)行負(fù)荷將影響機(jī)組是否發(fā)生喘振。對(duì)于離心機(jī)組來說,當(dāng)運(yùn)行負(fù)荷降低時(shí),制冷壓縮機(jī)的導(dǎo)葉逐漸關(guān)閉,吸氣量降低,如果擴(kuò)壓腔的通道面積不變,則氣體的流速降低:當(dāng)氣體的流速無法克服擴(kuò)壓腔的阻力損失時(shí),氣流會(huì)出現(xiàn)停滯,由于氣體動(dòng)能的下降,轉(zhuǎn)化的壓力能也降低:當(dāng)氣流體壓力小于排氣管網(wǎng)的壓力時(shí),氣流發(fā)生倒流,喘振發(fā)生。