第十七章离心式压缩机的防喘振.docx

教案正页 授课日期： 化机0531班2007年6月 授课班级： 化机0531 课题： 第十七章 离心式压缩机的防喘振控制 教学目的： 了解目前工业上常用的各种压缩机防喘振控制方案的基本结构原理，进而 掌握各种压缩机防喘振控制系统的操作方法。为后面的“现场教学和仿真实训” 打基础。 教具及参考书《机组控制技术》教材、多媒体课件。 讲授过程：（课程内容、教学环节） 教学环节设计： （1） 复习提问 （2） 以“压缩机喘振的事故案例”导入新课 （3） 讲新课，衔接《化工机器》课讲过的压缩机喘振内容，讲授防喘振控制方案。 （4） 小结、作业 教学内容： 17离心式压缩机的防喘振控制 17.1离心式压缩机的喘振 17.2离心压缩机防喘振控制方案 17.3防喘振特例分析 课程类型: 理论课 重点、难点、技能培养： 重点:离心式压缩机防喘振控制方案 难点：防喘振曲线数学模型。（难点的讲法：①由《化工机器》课过渡：②对照曲线说 明数学模型的应用意义及各参数的意义和获取方法；不要求学生记数学模型。） 技能培养： 了解目前工业上常用的各种压缩机防喘振控制方案的基本结构原理，进而 理解、掌握各种压缩机防喘振控制系统的操作规程。 作业： 一、 选择题（选择正确的答案，将相应的字母添入题内的括号中。） 下列流体输送设备中，哪一种设备会产生喘振（C） （A）往复泵 （B ）离心泵 （C）离心式压缩机 （D）往复式压缩机 为保证流体输送设备不致损坏的保护性控制是（A ） （A）防喘振控制 （B）选择性控制 （C）三冲 量控制 （D）分程控制 二、 分析图16-16压缩机流量防喘振控制系统设计是否正确 并简述理由。 答：不正确。因为流量检测点安装在压缩机出口管线上，是 压缩机负荷控制。 课后记： 以“压缩机喘振的事故案例”导入新课，引起了学生的重视。 17.离心式压缩机的防喘振控制 17.1离心式压缩机的喘振 (1)喘振现象：图17-1所示为离心式压缩机的特性曲 线。它显示压缩机压缩比与进口容积流量间的关系。当转速 n 一定时，曲线上点C有最大压缩比，对应流量设为Qp，该 点称为喘振点。如果工作点为B点，要求压缩机流量继续下 降，则压缩机吸入流量Q<Qp,工作点从C点突跳到D点， 压缩机出口压力从土突然下降到三，而出口管网压力仍为 一七，因此，气体回流，表现为流量为零，同时，管网压力也下降到三，一旦管网压力与 压缩机出口压力相等，压缩机又输送气体到管网，流量达到Qa。因流量QA大于B点的流 量，因此，压力憋高到三，而流量的继续下降，又使压缩机重复上述过程，出现工作点 从B-C-D—A-B的反复循环，由于这种循环过程极迅速，因此，也称为“飞动，由于 飞动时机体的震动发出类似哮喘病人的喘气吼声，因此，将这种由于飞动而造成离心压 缩机流量呈现脉动的现象称为离心压缩机的喘振现象。 (2)喘振危害：喘振发生时，压缩机的气体流量出现脉动，时有时无，造成压缩机 转子的交变负荷，使机体剧烈震动、压缩机轴位移，并波及相连的管线，造成设备的损 坏。例如压缩机部件、密封环、轴承、叶轮、管线等设备和部件的损坏和事故。 喘振是离心压缩机的固有特性。离心压缩机的喘振点与被压缩介质的特性、转速等 有关。将不同转速下的喘振点连接，组成该压缩机的喘振线。实际应用时，需要考虑安 全余量。喘振线方程可近似用抛物线方程描述为 (17-1)-2 = a + bQ1 (17-1) P 9 1 1 式中，下标1表示入口参数，2表示出口参数；P、Q、三分别表示压力、流量和温度；a、 b是压缩机系数，由压缩机制造厂商提供。喘振线可用图17-2表示。当一台离心压缩机 用于压缩不同介质气体时，压缩机系数会不同。管网容量大时，喘振频率低，喘振的振 幅大；反之，管网容量小时，喘振频率高，喘振的振幅小。 17.1.2振动、喘振和阻塞 喘振是离心压缩机在入口流量小于喘振流量Qp时出现的流量脉动现象。振动是高速 旋转设备固有的特性。当旋转设备高速运转时，达到某一转速时，使转轴强烈振动，这 种现象 图17-2喘振线 图17-2喘振线 图17-3离心压缩机的 工作区、喘振区与阻塞区 速乂阻塞区 称为振动。它是由于旋转设备具有自由振动的频率（称为自由振动频率）当转速达 到该自由振动频率的倍数时，出现谐振（这时的频率称为谐振频率）造成转轴振动。振 动发生在自由振动频率的倍数时，因此，转速继续升高或降低时，这种振动会消失。 压缩机流量过小会发生喘振，流量过大时会发生阻塞。阻塞时，气体流速接近或达 到音速（315 m/S），压缩机叶轮对气体所做的功全部用于克服流动损失，使气体压力不 再升高，这种现象称为阻塞现象。 离心压缩机的工作区、喘振区与阻塞区如图17-3所示，图中也给出了压缩机的最小 和最大操作转速。 17.2离心压缩机防喘