防止壓縮機喘振的方法

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第一類方法中，軸流式壓縮機設計時，除采用一些變工況性能好的葉型，如大圓頭葉型、相關的葉型和葉柵參數、從保持變工況性能好出發，選擇相關的級的氣動和結構參數（如反動度、流量系數、輪轂比等）等外，還應根據壓縮機用途帶來的工況特點而選擇合理的設計參數。例如，對運輸式燃氣輪機裝置的多級軸流式壓氣機，轉速降低時壓氣機流量也減少，于是前幾級的φ1z 就減小，正沖角i 增加，工況點向喘振邊界靠近，一般來說，低速時，會先出現喘振。而對最后幾級來說，情況則相反，因為前面級由于轉速降低而壓比降低，致使氣流密度迅速降低，因此流量系數反而增加，沖角減小，工況點移向阻塞限。由于后面級的阻塞更加重了前面級的氣流脫離現象。針對如上情況在設計時，在級分配加功量時很有必要減輕前面級和后面級的加功量，而加大工況變化較小的中間級負載。抑喘技術發展迅速，設計時如在航空發動機壓氣機上采用的機匣（機殼）處理技術，在機匣上與動葉對應的部位開設不同形式的溝槽或帶有氣室的孔的處理，機匣較實壁型機匣能延緩旋轉失速的發生，對提高失速裕度有一定作用。在運行上抑喘，如在結構上采用較多的是靜葉部分或全部可調，實踐證明很有效，在固定式軸流式壓縮機中普遍采用。

離心式壓縮機設計上采取的措施與軸流式相類似，一是在氣動參數和結構參數選擇上，如采用后彎式葉輪，無葉擴壓器，出口寬度減窄的無葉擴壓器，葉輪葉片進口邊適當加厚等；二是在設計時采用導葉可調機構或者增設專用噴嘴，以便運行需要時，將部分氣流從葉輪出口引噴入到葉輪入口，改變葉輪入口氣流的預旋，抑制喘振發生。在軸流式壓縮機上行之有效的機匣處理技術，也可以應用到離心式壓氣機，如對半開式離心式葉輪，在輪蓋側靠近葉輪入口處機殼上開設軸向斜槽和在葉輪出口無葉過渡段機殼上開設環形縫隙與一容積腔相連等。

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第二類方法中除了已提到的軸流式壓縮機靜葉可調和離心式壓縮機的導葉可調外，比較普遍的是采用防喘裝置。一方面設法在管網流量減少過多時增加壓縮機本身的流量，始終保持壓縮機在大于喘振流量下運轉；另一方面就是控制管網的壓力比和壓縮機的進、出口壓比相適應，而不至高出喘振工況下的壓比。圖1示意表明，當管網需要的流量Ga 減少到壓縮機喘振流量時，旁通閥打開，讓一部分氣體回流到入口或放空，使實際通過壓縮機的流量為G，大于喘振流量，防止喘振發生，它常應用于工業離心式壓縮機。

對軸流式壓縮機來說，除了在連接管上采取放氣措施外，還常采用級間放氣和雙轉子等防喘方法。級間放氣如圖2所示，放氣孔用放氣鋼帶或閥門控制。打開放氣孔，使放氣孔前級的流量加大，防止前幾級的喘振發生，改善流動條件，提高前幾級的效率和壓比。在低轉速時壓縮機的壓比低，通過末級的體積流量比較大，打開中間級放氣孔，減小后面幾級的體積流量，還可以防止后面幾級的氣流阻塞。當然這種防喘方法和管網放氣法一樣，把一部分氣體放掉，顯然是不經濟的。不過這種方法結構簡單，使用方便，在低轉速、小流量的情況下，能有效地防止喘振，