看完这篇文章，彻底摆脱离心式制冷压缩机喘振现象

(1)外形尺寸小，重量轻，占地面积小。

(2)动平衡特性好，振动小。

(3)易损件少，连续运行周期长。

(4)传热性能高。

(5)易于实现多级压缩和节流，实现多种蒸发温度。

(6)可以经济地进行无级调节。

(7)如果直接驱动经济性高的工业汽轮机，节能效果会更好。

(8)高转速要求轴端密封高。

(9)冷凝压力高时出现喘振。

(10)制冷量小时，效率低。

一、激增的机制

离心式压缩机的基本工作原理是利用高速旋转的叶轮对气体做功，并给气体增加机械能，使气体的压力和速度增加，使气体获得压力能和速度能。具有逐渐扩大的流动面积的扩散器元件布置在叶轮后面。高压气体流出叶轮后，流经扩压器进行减速扩散，使气体流量减小，压力继续上升，即气体的一部分速度能转化为压力能，完成压缩过程。

扩压器转轮中的边界层分离现象:扩压器转轮中的气流来自叶轮对气流做功所转换的动能。边界层中的气流主要取决于主流传递的动能。当气流在边界层中流动时，应克服壁面上的摩擦。随着速度的降低和压力的增加，主流的动能也随之降低。

当主流传递到边界层的动能不足以克服压差时，z*最终边界层内的气流停滞，进而产生涡流和回流，将边界层分离。叶轮内的气流也是一种扩散流，当流量减小或压差增大时，也会出现这种边界层分离现象。

当转轮内气体流量减小到一定值时，转轮进口处的气流方向与叶片进口角相差很大，攻角α增大很大，造成非工作面转轮内气流边界层严重分离，造成转轮进出口处气流脉动强烈。

当流量大幅度降低时，由于气流的不均匀性和流道型面的不均匀性，假设气流在B流道内发生分离，使B流道的有效流动面积减小，原来经过B流道的一部分气流会流向相邻的A流道和C流道，从而改变A流道和C流道原来的气流方向，使C流道的攻角减小，A流道的攻角增大。这样，分离区旋转并沿与叶轮旋转方向相反的方向移动。这种现象称为旋转脱离。

扩散器也有旋转脱离功能。压缩机运行过程中，当流量持续降低至Qmin值时，如上所述，压缩机流道发生严重的甩出，流量严重恶化，使压缩机出口排气压力突然大幅下降。当低于冷凝器压力时，气流回流到压缩机，直到冷凝压力低于压缩机出口排气压力。此时，逆流停止，压缩机排量增加，压缩机恢复正常运行。

其实压缩机的总负荷很小，限制了压缩机的排量。压缩机的排量慢慢减少，气体再次回流。系统中反复出现周期性气流振荡，称为喘振。

内因是压缩机到达z*小排量点，导致气流旋转分离严重，而压缩机的性能曲线和工作点的位置是条件。只有在条件的推动下，内因才能有一个独特的现象——激增。

当离心式冷水机组在部分负荷下运行时，压缩机导叶的开度减小，循环中的制冷剂流量减小。随着压缩机排量的降低，叶轮到达压头的能力也随之降低。由于冷却塔保持不变，冷却水温度保持不变，此时可能会出现旋转失速或喘振。

这是喘振离心压缩机的固有特性。因此，对于任何离心式压缩机，当排量小到某个极限点时，都会出现这种现象。冷水机组是否在喘振点附近运行主要取决于冷水机组的运行条件。在什么状态下发生喘振，只有通过测试机器，即不断减小其流量，才能测出具体的喘振点。

由于压缩机叶轮通道内气体流量减少，根据压缩机的特性曲线，压缩机的工作点指向高压缩比方向。此时，气流方向的改变在叶轮进口处产生较大的正冲击角，使叶轮叶片上的非工作面产生严重的气流“分离现象”，气动损失增大，导致叶轮出口处产生负压区，使冷凝器上部或蜗壳内原有的正压气流沿压降方向“回流”并返回叶轮，从而增加叶轮通道内的混流，恢复叶轮的正常运行。

在这种情况下，压缩机的工作点仍然没有与喘振点(区域)分离，上述“回流”将再次发生。气流的这种周期性脉动是压缩机喘振的根本原因。

二。浪涌的危害

喘振是离心式压缩机在低流量、高压力比区域的一种不稳定工况。压缩机喘振时，气流会出现周期性振荡。喘振给压缩机带来严重损害，将导致以下严重后果:

(1)压缩机性能显著恶化，气体参数(压力、排量)大幅脉动。

(2)噪音增加。

(3)大大加剧了整个机组的振动。喘振使压缩机转子和定子的部件承受交变动应力:压力不平衡引起强烈振动，使机组中心偏移，轴承磨损，密封间隙增大；甚至转子和定子部件碰撞等。:叶轮动应力增大。

(4)电流脉动。

(5)小型制冷机组的脉动频率高于大型机组，但振幅较小。

与一般机械振动不同的是，压缩机出口处的气流反复倒灌、喷出、来回撞击，使主电机交替出现满载和空负载，电流表指针或压缩机出口压力表指针产生大而不规则的强烈震颤和跳动。压缩机转子在机器中沿轴向来回移动，伴随着金属摩擦和撞击声。

三。防喘振措施

1、热气旁路浪涌保护原理。

一旦进入喘振状态，应立即采取调整措施降低出口压力或增加入口流量。从上述喘振机理来看，在离心式冷水机组中，压力比和负荷是影响喘振的两大因素。负荷越来越小到某个极限点就会发生喘振，或者压力比达到某个极限点就会发生喘振。

采用热气旁路进行浪涌保护，是通过浪涌保护线控制热气旁路的开启或关闭，使机组远离浪涌点，达到保护的目的。从冷凝器连接到蒸发器连接管，当工作点达到喘振保护点但未达到喘振点时，通过控制系统打开热气旁通电磁阀，将来自冷凝器的热气排到蒸发器，从而降低压力比，增加排气量，避免喘振的发生。

2.改变压缩机的速度。

随着压缩机转速的变化，压缩机的性能曲线会发生移动，可以增加稳定工况区。适用于汽轮机和燃气轮机驱动机组，是一种经济的调节方式，但调节后的工作点不一定是z*高效点。但是，对于电机驱动的机组，为了方便变速，必须使用DC机组或采用变频方式，这将使设备大大复杂化，同时成本也很高。

3.多级压缩。

降低压缩机速度的多级压缩。一般多级机任一级的喘振都会影响整机的正常运行。多级压缩可以大大降低压缩机转速，增加相同压比下的稳定工作面积。

4.用旋转扩散器调节。

当流速降低时，扩压器中的s*通常会首先产生严重的旋转脱离，从而导致喘振。当流量变化时，若能相应改变扩压器通道的进口几何角度以适应变化的工况，使冲击角α不要太大，则性能曲线可大幅度向小流量区移动，扩大稳定工况范围，大幅降低喘振流量，达到防喘振的目的。这种防喘振控制模式已应用于开利产品，但在低负荷下仍需要热气旁路。

5.可移动扩散腔。

如上所述，离心式冷水机组喘振的原因是压力比和负荷。当机组运行的压力比不变(升力)时，机组的运行负荷会影响机组是否喘振。至于离心机组，当运行负荷降低时，压缩机的导叶逐渐关闭，吸入量减少。如果扩散器的通道面积不变，气体流速将降低。当气体流量不能克服扩散器的阻力损失时，气体流动将停滞，转换的压力能也将由于气体动能的减少而减少。当气体流动压力小于排气管网的压力时，气体流动将反转和喘振。

四.结论

热气旁通、压缩机转速变化、多级压缩、旋转扩压器调节、扩压器滑块设计，可有效避免“喘振”，对离心式冷水机组有很好的节能效果。