離心式空壓機喘振故障原因的六大關鍵點及解決方案，您值得收藏！

時間：2017-09-08

    當今,離心式空壓機是在石油化工和天然氣輸送等企業(yè)部門得到廣泛應用的關鍵設備之一。因此,離心式空壓機的安全運行較其重要,但是離心式空壓機的喘振是影響此指標的較大危害因素。由于氣流強烈的脈動和周期性振蕩而造成葉片強烈振動，使葉輪應力大大增加，噪音加劇，使整個機組發(fā)生強烈振動，并可能損壞軸承、密封，進而造成停車或嚴重的事故。所以,為了保證空壓機能夠安全運轉,對離心式空壓機進行防喘振控制非常重要。

　　一、離心式空壓機喘振形成的原因
　　 喘振是離心式空壓機運行在某一工況下產生的特有現(xiàn)象。當進入空壓機的空氣流量不能使空壓機產生足夠的壓力,以至于外部系統(tǒng)(外部管路)的壓力大于空壓機內部的壓力,導致逆止閥關閉。這時,空壓機沒有輸出,空氣在空壓機內部積累,壓力不斷增加,直到積蓄的壓力大于外部系統(tǒng)的壓力時,空壓機內部壓力沖開逆止閥排出。氣體排出后由于沒有足夠的空氣使空壓機維持連續(xù)的輸出,空壓機內部壓力下降,逆止閥關閉,空氣重新在空壓機內部積累,直到積累的壓力足夠時,再次排出,如此反復,導致輸出的壓力和電機負荷劇烈波動、逆止閥頻繁動作,機器發(fā)出砰砰的聲音,這種現(xiàn)象就叫喘振。
　　二、離心式空壓機維修中喘振故障分析
　　離心式空壓機有一種喘振現(xiàn)象叫做自然喘振,是指壓力已經達到空壓機可以壓縮的較大值時產生的喘振。這可以通過在使用過程中設定空壓機的卸載壓力小于標定壓力來避免喘振。
　　空壓機喘振本質上是因為進入空壓機的流量不足以使空壓機產生足夠的壓力,以至于外部系統(tǒng)(外部管路)的壓力大于空壓機內部的壓力,因此,產生喘振故障主要可以通過以下幾個方面來分析。
　　(1)離心式空壓機葉輪磨損或者粘附物太多。
　　空壓機葉輪通過自身的曲線槽結構和高速旋轉來增加空氣的壓力和速度,空壓機大概有2/3的壓力增加都是通過葉輪產生的。當某一級葉輪磨損或粘附物太多時,都會改變葉輪自身的曲線槽結構,降低葉輪增加空氣壓力和速度的能力。葉輪磨損越嚴重或粘附物越多,越容易導致空壓機產生喘振故障。
　　(2)離心式空壓機擴壓器腐蝕磨損。
　　空氣經過高速旋轉的葉輪產生高速高壓后,經過靜態(tài)的擴壓器時,擴壓器內特殊設計的曲線腔壁能把空氣的流速降低,壓力再一次增加,一般約有1/3的壓力是在擴壓器內提高的。當擴壓器內特殊設計的曲線腔壁腐蝕磨損比較嚴重時,高速的空氣經過擴壓器時就容易形成渦旋,進氣量就會減少,無法提高空氣壓力,導致空壓機的輸出壓力降低,從而容易形成喘振。
　　(3)離心式空壓機葉輪與擴壓器之間的間隙變化。
　　離心式空壓機對葉輪與擴壓器之間的間隙有著非常嚴格的要求。間隙過大會發(fā)生泄漏串氣,導致空氣流量減少;間隙過小,通過的空氣流量變小,同時在后端推力軸承磨損的情況下,容易發(fā)生葉輪與擴壓器碰撞的設備事故。因此葉輪與擴壓器之間的間隙過大和過小都會造成空氣流量變小,使空壓機無法提高輸出壓力,從而形成喘振故障。
　　(4)離心式空壓機冷卻器和水汽分離器(過濾器)變臟。  
   經過壓縮后的空氣不但壓力和速度都增加,而且溫度也升高不少,因此每一級缸體內都裝有空氣冷卻器和氣水分離器,氣體進入下一級壓縮前都必須經過冷卻器冷卻和過濾掉空氣中含有的水份。復盛Elliott離心式空壓機設計采用的是內置管殼式冷卻器,氣體經壓縮后進入內置于每一級氣缸的冷卻器冷卻,被壓縮的氣體走密集布置的管程,冷卻水走殼程。而且管束內設有網狀內翅片,以增大散熱面積,使氣體經過的管束置于流動的冷卻水中達到冷卻壓縮氣體的目的,同時,冷卻器后端裝有盤絲一樣的水汽分離器,使得通過冷卻器的雜質要很小很小。而在實際運轉過程中,空氣中細小的灰塵以及空壓機本身磨損產生的微粒很容易粘附在冷卻器和水汽分離器內,造成冷卻器和水汽分離器的部分堵塞,導致空氣流量減少,空壓機輸出壓力不足,形成喘振現(xiàn)象;另一方面,當冷卻水水質變差或變臟時,容易在冷卻器內造成冷卻水堵塞,影響冷卻水流動,降低壓縮氣體冷卻效果,影響到空壓機的空氣容積率(一定質量的空氣體積與溫度成正比,溫度越高,空氣密度降低,空壓機實際壓縮的空氣流量減少),導致空壓機輸出壓力不足,形成喘振現(xiàn)象。
(5)離心式空壓機進氣口空氣溫度變化。
離心式空壓機設計上的壓縮量是指在25℃,一個標準大氣壓的條件下的壓縮量,而實際上的空氣溫度是時常變化,不以人的意志而改變的。同樣道理,根據氣體狀態(tài)方程P1V1/T1=P2V2/T2可知,恒壓的條件下,在溫度升高時,空氣密度降低,空壓機實際壓縮的空氣流量減少,導致空壓機輸出壓力不足,形成喘振現(xiàn)象。實際使用過程中,夏季比冬季較容易發(fā)生喘振現(xiàn)象就可以說明這個原因。
(6)離心式空壓機進氣口箱式進氣過濾器變臟。
離心式空壓機采用的是二級板式進氣過濾器,允許通過的雜質在2μm以內。因此,空氣中的灰塵雜質很容易吸附到過濾器里,造成過濾器部分堵塞,導致空壓機進氣量減少,引起空壓機輸出壓力不足,形成喘振故障。
 
　　三、離心式空壓機如何預防喘振故障的解決方案
　　經過迪奈美工程師的多年對離心式空壓機喘振現(xiàn)象的測試研究和客戶的實際應用，給出以下幾點措施，來預防離心式空壓機喘振現(xiàn)象。
　　1、防止進氣壓力低、進氣溫度高和氣體分子量減小等;
　　2、防止管網堵塞使管網特性改變;
　　3、要堅持在開、停車過程中，升、降速度不可太快，并且先升速后升壓和先降壓后降速;
　　4、開、關防喘振閥時要平穩(wěn)緩慢。關防喘振閥時要先低壓后高壓，開防喘振閥時要先高壓后低壓。
　　如萬一出現(xiàn)“旋轉失速”和“喘振”，首先應立即全部打開防喘振閥，增加壓縮機流量，然后根據情況進行處理。若是因進氣壓力低、進氣溫度高和氣體分子量減小等原因造成的，要采取相應措施使進氣氣體參數符合設計要求;如是管網堵塞等原因，就要疏通管網，使管網特性優(yōu)化;如是操作不當引起的，就要嚴格規(guī)范操作。
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