压气机的喘振及防喘.ppt

压气机的喘振及防喘
第一页，共23页。
在压气机中发生喘振现象
我们在研究压气机特性线时已经指出：在压气机
特性线当的左侧，有条喘振边界线。假如流经压气的
空气流量减小到一定程度，而使运行工况进入到喘振
组启动、停机过程和低转速工况下能够正常运行，就必须采取相应的防喘振措施。
第十二页，共23页。
转速低于设计转速时各类级冲角的变化
第十三页，共23页。
对压气机的喘振现象可以归纳出以下几点看法
1. 压比越高的压气机，或者是总压比越高和级数越多的压气机，就越容易发生喘振现象。这是由于在这种压气机的叶栅中，气流的扩压程度比较大，因而也就容易使气流产生旋转脱离现象。.
2.  多级轴流式压气机的喘振边界线不一定是一条平滑的曲线，而往往可能是一条折线。据分析认为：其原因可能是由于在不同的转速工况下，进入喘振工况的级并不相同的缘故。
3.   在多级轴流式压气机中，发生在最后几级的喘振现象，要
比在最前几级中发生的喘振现象更加危险。因为在压气机的最后几级中发生喘振现象时，机组的负荷一定很高，而这些级的叶片又比较短，气流的脱离现象很可能在整个叶高范围内发生，再加上该处的压力又很高，压强的波动就比较厉害，因而气流的大幅度脉动就会对机组产生非常严重的影响。
4. 进、排气口的流动情况很不均匀的压气机，就越容易发生喘振现象。
第十四页，共23页。
压气机中防止喘振的措施
在大致了解了发生喘振现象的基本原因之后，就有条件来讨论压气机中防止喘振的措施。
概括起来说，目前有以下的措施：
1. 设计压气机时，应该合理地选择各级之间的流量系
数的分配关系，力求扩大压气机的稳定工作范围。
2. 采用可转的进口导叶和静叶的防喘措施。
3. 在压气机通流部分的某一个或若干个截面上，安
装防喘放气阀的措施。
4.  用双转子压气机措施。
第十五页，共23页。
设计压气机时，应该合理地选择各级之间的流量系数
在低转速下，不稳定工况产生的原因是低压级流量系数（Cz/u) 会减小，正冲角会增大，随着流量系数 值的减小，气流正冲角的增大，气流在叶型背弧处出现脱离现象，再进一步出现旋转脱离之后，低压级就会逐渐趋近于喘振工况。当达到某个极限值时，在低压级中就会产生强烈的气流脱离现象，以致进入到喘振工况。因而设计时就应该把压气机前几级的流量系数选得大些。此外，这些级的作功量也应该取得小些，这样就能保证压气机前几级不容易进入喘振工况。
而这时高压级中则流量系数 会增大，负冲角增大，气流在叶型内弧处出现脱离现象。因而设计时就应该把压气机后几级的流量系得较小些，其加功量也应选得小些。而增加中间各级的加工量，以提高全台压气机的效率。
第十六页，共23页。
压气机进口可转导叶的示意图
第十七页，共23页。
逐步开关式的进口导叶
逐步开关式即通常所说的全程调节，当转速升至某动作转速时， 进口导叶开始从“关”（34o)的位置随着转速的升高逐渐开大到“开”(84o)的位置，此后不再随着转速的进一步升高而开大。当转速下降到一定转速后，进口导叶开始关小，随着转速的降低逐渐关小至“关”(34o)的位置，此后不再随着转速的进一步降低而关小。
逐步开关式更有利于对压气机性能的改善。
第十八页，共23页。
采用进口可转导叶还能带来一些其他好处
采用了进口可转导叶的措施，不仅可以防止压气机的第一级进入到喘振工况，而且还能使其后各级的流动情况也得到改善。因为，当压气机第一级动叶栅中气流的正冲角减小时,级的作功量就会减小。也就是说，在第一级出口处,空气的压力会减小，这样就可以增大流到其后各级中去的空气容积流量，使这些级的气流的正冲角也适当减小，因而也有利于改善这些级的稳定工作特性。
静叶的转动，其道理和进口可转导叶一样。考虑到中间级在低速时，偏离设计情况不大，一般就不必转动静叶了。根据实践，对高压比的压气机，一般转动前面一、二级的静叶已效果明显，只有在压比很高时，才需要转动更多的静叶。
既然，改变压气机的进口可转导叶的安装角的措施能够改善压气机的喘振特性，其效果就可以在压气机的特性线上得到反映。很明显，减小导叶按装角时，级特性线就向左下方移动，这就意着压气机的喘振边界线朝着流量减小方向移动。显然，这就扩大了压气机的稳定工作范围。
在这里还应指出，在燃气轮机起动时，关小压气机进口导叶安装角的措施，对减小机组的起其动功率也是有好处的，这是由于在这种情况下，流进压气机的空气流量将会大