遠心圧縮機のサージ
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遠心圧縮機のサージは非常に危険で、皆さんも製造現場で圧縮機のサージ問題に遭遇したことがありますか？喘振が発生した際の現象について説明し、喘振の原因を分析してください。皆さんの議論を歓迎します！
その現象とは、比較的低い音の振動で、次第に周期的な音が弱くから強く、また弱くへと変化していくものです。これは聴覚です。視覚とは、電流や流量の変動が激しく、場合によってはゼロになることです。その主な原因は、吸気圧が低すぎる（起動時の吸気量が少なすぎる）こと、または圧力が高すぎることです。その原理とは、空気が圧縮可能で弾性的な性質を持っていることに基づくものです。圧力がインペラーが生み出す遠心力（圧力）に等しくなったり、それを超えたりすると、その圧力はさらに膨張し、インペラーの流路を通って逆流します（このとき音が最も大きくなります）。一方、シリンダー内の圧力が下がり、インペラーが生み出す遠心力（圧力）が弱まると、再び遠心力が働き始めて仕事を行います。こうして周期的な動きが繰り返されるのです。日常の操作では、音の変化に注意することが最も直感的な発見方法です。また、電気や蒸気動力の面での不足、圧力の上昇、起動時の吸気量が少なすぎることなども注意が必要です。また、単軸多段の遠心圧縮機においても、特別な段間での漏れ量が多い場合や、中間冷却器からの大きな漏れがある場合に、このような現象が発生することがあります。
サージ時の音はライオンのうなり声のようで、配管の振動を伴い、現象の発生と終了には数秒の間隔があります。
一般的に回転数に関連しており、サージポイントを素早く通過させるように制御すればよい
圧縮機の出口に流量がなく、流量がないため逆止弁が瞬時に閉じ、さらには逆方向に圧力が戻り、圧縮機から低いうなり声が発せられる。具体的な原因は多くあり、入口圧力が高い、媒体の成分組成の変動が大きすぎる、入口での吸込み量が少なすぎる、流量および回転数が圧縮機のサージ領域にある、といったものです
では、遠心圧縮機のサージの根本的な原因は、吸込み流量の減少によるものなのでしょうか、それとも排気圧力の上昇によるものなのでしょうか？
この現象はどちらもサージと呼ばれますが、2種類のサージの発生は、1つは負圧状態で、もう1つは圧力が過度に高い状態で起こります。 ターボ式圧縮機の原理をしっかり理解しておくことをお勧めします。そうすれば、この現象を説明しやすくなります。
遠心圧縮機の流量が設計流量よりも小さい場合、羽根の作動面で流れの分離が生じる；気量が小さいほど、分離現象は深刻になり、分離領域は広がる；容積が最小値まで減少し、ブレードの流路からガスが流出せず、渦巻き状の逆流が発生し、出口圧力が低下する；配管圧力より低くなると、配管内のガスがインペラの入口に逆流する；流量が補充されることで出口圧力が上昇し、出口圧力が配管圧力を上回ると、再びガスがシステム内に排出される。これにより圧縮機内の流量が減少し、先ほどのプロセスが繰り返される。ガスは機内で反復して流れて振動し、流量と出口圧力が激しく変動する。これがいわゆるサージ現象である。
遠心圧縮機の排気圧力の低下は排気量の減少が原因であり、したがって排気量の減少こそが遠心圧縮機がサージを起こす根本的な原因である
操作や媒体の変化に関連している
遠心式空気圧縮機のサージとは、一般的に排気圧力が0.3秒以内に変動を検出する回数（通常は3回）のことであり、その変動幅が大きすぎる場合、システムは機器がサージしていると判断し、負荷を解除して排気することで機器を保護します。入口流量が少なすぎるか圧力が高すぎると、サージが発生します
「昇圧はまず速度を上げ、降速はまず圧力を下げる」という言葉が理解できるかどうかわかりません。 サージが発生するのは、簡単に言えば、出口のガスが圧力が高いため、入口の流量が減少すると、出口のガスが入口側に流れ込んでしまうからです。
入口での流量が過度に少ないため出口圧力が低下し、配管内の媒体が再び出口やインペラーの方へ戻ります。一時的に正常になってから媒体が排出されると、再び出口圧力が下がり、このように繰り返されます。
入口での流量が過度に少ないため出口圧力が低下し、配管内の媒体が再び出口やインペラーの方へ戻ります。一時的に正常になってから媒体が排出されると、再び出口圧力が下がり、このように繰り返されます。
遠心圧縮機のサージ発生は、主に流量がサージ防止線以下になることが原因です。遠心圧縮機には一般的にサージ防止制御弁が装備されていますが、時としてその弁が間に合わずにサージが発生します。現在、遠心圧縮機にはサージ防止の最適制御技術があり、圧縮機をサージ線上で運転させてサージを発生させないようにするもので、本質的安全化技術に分類され、国内の多くの企業で採用されている。