渦輪壓縮機用于增加氣體壓力，壓縮機是燃氣輪機等推進系統以及能源部門以及石油和天然氣、化學工業等各種其他重要行業的許多生產過程氣體增壓所必需的設備。 還有很多氣體行業應用。

壓縮機對于所使用的工作流體（氣體）以及其設計過程的特定操作條件具有高度的針對性。 這使得它們非常昂貴。 因此，此類渦輪壓縮機的設計和操作應高度謹慎和準確，以避免任何故障并盡可能從設備應用中獲得最佳性能和經濟效益。

圖(A) 軸流式壓縮機 (B) 離心式壓縮機

渦輪壓縮機特性曲線

任何渦輪壓縮機的特性曲線（各種轉速下，流量和出口壓力）都定義了壓縮機在不同轉速下的工作區域，并受到稱為阻塞和喘振的兩種現象的限制。 這兩個相反的約束如圖 2 所示。

當壓縮機以最大質量流量運行時，就會出現阻塞情況。 當壓縮機某些通道部分的馬赫數達到一致時，就會出現最大流量，即當達到音速時，流量被稱為“阻塞（Choke）”。 換句話說，壓縮機通道中的最大體積流量受到喉部區域的有限尺寸的限制。 一般來說，這種計算對于壓縮過程中涉及高分子量流體的應用非常重要。

喘振（Surge）是渦輪壓縮機在低流量條件下的特征行為，此時穩定流量會完全崩潰。 由于喘振，壓縮機的出口壓力急劇降低，并導致流量從排出到吸入逆轉。 這是一種不良現象，會產生高振動，損壞轉子軸承、轉子密封件、壓縮機驅動器并影響整個循環運行。

e圖2 壓縮機性能曲線

防止阻塞和喘振情況

對于渦輪壓縮機的最佳運行來說，阻流條件和喘振條件都是不希望的。 設計過程中必須考慮每種情況，以確保避免出現這些情況。

l  預防阻流

為了防止壓縮機在阻流區域運行，可以通過在排氣口設置防阻閥來保持流體流動的最小流動阻力，該閥關閉以限制流量，從而防止阻流。

在設計壓縮機葉輪時，還可以通過采用不同的方法（例如使用帶分流器的葉輪或修改幾何尺寸等）來增加阻流器質量流量。圖 3 顯示了具有相同有效數的帶分流器和不帶分流器的葉輪的性能特性曲線 刀片。 如圖所示，與不帶分流器的葉輪相比，帶分流器的葉輪具有更高的阻流質量流量。

要計算葉輪葉片的有效數量，請使用：

有效葉片數量=Zm+分流器長度比*Zsp 式中：Zm=主葉片數量； Zsp = 分流器葉片數量； 分流器長度比=分流器長度/主葉片長度。

圖3 葉輪性能圖： 1 – 帶分流器； 2 – 不帶分流器的全葉片

l  防喘振

可以通過提供防喘振閥來防止喘振，該閥允許更多的流量再循環回到吸入側，并使壓縮機工作點遠離喘振線。 在軸流式壓縮機中，設計者還使用外殼處理將流量從排氣口再循環到吸氣口，如圖 4 (C) 和 (D) 所示。 在渦輪增壓器壓縮機中，通常使用帶端口的護罩機構（圖 4B）來再循環流量，以增強喘振裕度并使壓縮機能夠處理明顯較低的質量流量。

圖 4 (A) 防喘振控制系統，(B) 端口護罩，(C) 排氣槽，(D) 套管處理

如果您壓縮機配備有防喘振和阻流設施和方法，如果防護設備出現問題，壓縮機喘振會帶給你一定危害，如何做喘振和阻流分析，請關注我們管道針對和噪音控制培訓。