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机械振动故障中的喘振


  喘振是一种很危险的振动,常常导致设备内部密封件、叶轮导流板、轴承等损坏,甚至导致转子弯曲、联轴器及齿轮箱等机构损坏。它也是流体机械特有的振动故障之一 。

  喘振是压缩机组严重失速和管网相互作用的结果。它旣可以是管网负荷急剧变化所引起,也可以是压缩机工作状况变化所引起。与进入叶轮的气体流量减少到某一最小值时,气流的分离区扩大到整个叶轮流道,使气流无法通过。这时叶轮没有气体甩出,压缩机出口压力突然下降。由于压缩机总是和管网连在一起的,具有较高背压的管网气体就会倒流到叶轮里來。瞬间倒流來的气流使叶轮暂时弥补了气体流量的不足,叶轮因而恢复正常工作,重新又把倒回來的气流压出去,但过后又使叶轮流量减少,气流分离又重新发生。如此周而复始,压缩机和其连接的管路中便产生出一种低频率高振幅的压力脉动,造成机组强烈振动。

  喘振是压力波在管网和压缩机之间米回振荡的现象,其强度和频率不但和压缩机中严重的旋转脱离气团有关,还和管网容量有关:管网容量越大,则喘振振幅越大,频率越低;管网容量小,则喘振振幅小,喘振频率也较高,一般为0.5〜20Hz。

  这个压力波源于两种情况之一。第一种情况:压缩机因吸入不足,发生旋转失速。旋转失速严重时,压缩机内压力低于管网压力,引起压力波回冲压缩机,压缩机升压,再倒回管网。第二种情况:管网用户端由于某种原因造成管网内压力、流量突变,引起压力波冲向压缩机。

  旋转失速是发生于压缩机内旋转气团脱离叶轮所激发的振动,而喘振还把管网联系在一起,是更严重的故障形态。它们在频谱图中都以叶片通过频率及各阶倍频的形式出现。