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离心式空压机喘振故障原因的六大关键点及解决方案,您值得收藏!

文章出处:人气:-发表时间:2017-08-26 16:11【


当今,离心式空压机是在石油化工和天然气输送等企业部门得到广泛应用的关键设备之一。因此,离心式空压机的安全运行极其重要,但是离心式空压机的喘振是影响此指标的极大危害因素。由于气流强烈的脉动和周期性振荡而造成叶片强烈振动,使叶轮应力大大增加,噪音加剧,使整个机组发生强烈振动,并可能损坏轴承、密封,进而造成停车或严重的事故。所以,为了保证空压机能够安全运转,对离心式空压机进行防喘振控制非常重要。

  一、离心式空压机喘振形成的原因

   喘振是离心式空压机运行在某一工况下产生的特有现象。当进入空压机的空气流量不能使空压机产生足够的压力,以至于外部系统(外部管路)的压力大于空压机内部的压力,导致逆止阀关闭。这时,空压机没有输出,空气在空压机内部积累,压力不断增加,直到积蓄的压力大于外部系统的压力时,空压机内部压力冲开逆止阀排出。气体排出后由于没有足够的空气使空压机维持连续的输出,空压机内部压力下降,逆止阀关闭,空气重新在空压机内部积累,直到积累的压力足够时,再次排出,如此反复,导致输出的压力和电机负荷剧烈波动、逆止阀频繁动作,机器发出砰砰的声音,这种现象就叫喘振。

  二、离心式空压机维修中喘振故障分析

  离心式空压机有一种喘振现象叫做自然喘振,是指压力已经达到空压机可以压缩的最大值时产生的喘振。这可以通过在使用过程中设定空压机的卸载压力小于标定压力来避免喘振。

  空压机喘振本质上是因为进入空压机的流量不足以使空压机产生足够的压力,以至于外部系统(外部管路)的压力大于空压机内部的压力,因此,产生喘振故障主要可以通过以下几个方面来分析。

  (1)离心式空压机叶轮磨损或者粘附物太多。

  空压机叶轮通过自身的曲线槽结构和高速旋转来增加空气的压力和速度,空压机大概有2/3的压力增加都是通过叶轮产生的。当某一级叶轮磨损或粘附物太多时,都会改变叶轮自身的曲线槽结构,降低叶轮增加空气压力和速度的能力。叶轮磨损越严重或粘附物越多,越容易导致空压机产生喘振故障。

  (2)离心式空压机扩压器腐蚀磨损。

  空气经过高速旋转的叶轮产生高速高压后,经过静态的扩压器时,扩压器内特殊设计的曲线腔壁能把空气的流速降低,压力再一次增加,一般约有1/3的压力是在扩压器内提高的。当扩压器内特殊设计的曲线腔壁腐蚀磨损比较严重时,高速的空气经过扩压器时就容易形成涡旋,进气量就会减少,无法提高空气压力,导致空压机的输出压力降低,从而容易形成喘振。

  (3)离心式空压机叶轮与扩压器之间的间隙变化。

  离心式空压机对叶轮与扩压器之间的间隙有着非常严格的要求。间隙过大会发生泄漏串气,导致空气流量减少;间隙过小,通过的空气流量变小,同时在后端推力轴承磨损的情况下,容易发生叶轮与扩压器碰撞的设备事故。因此叶轮与扩压器之间的间隙过大和过小都会造成空气流量变小,使空压机无法提高输出压力,从而形成喘振故障。

  (4)离心式空压机冷却器和水汽分离器(过滤器)变脏。  

   经过压缩后的空气不但压力和速度都增加,而且温度也升高不少,因此每一级缸体内都装有空气冷却器和气水分离器,气体进入下一级压缩前都必须经过冷却器冷却和过滤掉空气中含有的水份。复盛Elliott离心式空压机设计采用的是内置管壳式冷却器,气体经压缩后进入内置于每一级气缸的冷却器冷却,被压缩的气体走密集布置的管程,冷却水走壳程。而且管束内设有网状内翅片,以增大散热面积,使气体经过的管束置于流动的冷却水中达到冷却压缩气体的目的,同时,冷却器后端装有盘丝一样的水汽分离器,使得通过冷却器的杂质要很小很小。而在实际运转过程中,空气中细小的灰尘以及空压机本身磨损产生的微粒很容易粘附在冷却器和水汽分离器内,造成冷却器和水汽分离器的部分堵塞,导致空气流量减少,空压机输出压力不足,形成喘振现象;另一方面,当冷却水水质变差或变脏时,容易在冷却器内造成冷却水堵塞,影响冷却水流动,降低压缩气体冷却效果,影响到空压机的空气容积率(一定质量的空气体积与温度成正比,温度越高,空气密度降低,空压机实际压缩的空气流量减少),导致空压机输出压力不足,形成喘振现象。

(5)离心式空压机进气口空气温度变化。

离心式空压机设计上的压缩量是指在25℃,一个标准大气压的条件下的压缩量,而实际上的空气温度是时常变化,不以人的意志而改变的。同样道理,根据气体状态方程P1V1/T1=P2V2/T2可知,恒压的条件下,在温度升高时,空气密度降低,空压机实际压缩的空气流量减少,导致空压机输出压力不足,形成喘振现象。实际使用过程中,夏季比冬季更容易发生喘振现象就可以说明这个原因。

(6)离心式空压机进气口箱式进气过滤器变脏。

离心式空压机采用的是二级板式进气过滤器,允许通过的杂质在2μm以内。因此,空气中的灰尘杂质很容易吸附到过滤器里,造成过滤器部分堵塞,导致空压机进气量减少,引起空压机输出压力不足,形成喘振故障。

 

复盛Elliott离心式空压机

 

 

  三、离心式空压机如何预防喘振故障的解决方案

  经过迪奈美工程师的多年对离心式空压机喘振现象的测试研究和客户的实际应用,给出以下几点措施,来预防离心式空压机喘振现象。

  1、防止进气压力低、进气温度高和气体分子量减小等;

  2、防止管网堵塞使管网特性改变;

  3、要坚持在开、停车过程中,升、降速度不可太快,并且先升速后升压和先降压后降速;

  4、开、关防喘振阀时要平稳缓慢。关防喘振阀时要先低压后高压,开防喘振阀时要先高压后低压。

  如万一出现“旋转失速”和“喘振”,首先应立即全部打开防喘振阀,增加压缩机流量,然后根据情况进行处理。若是因进气压力低、进气温度高和气体分子量减小等原因造成的,要采取相应措施使进气气体参数符合设计要求;如是管网堵塞等原因,就要疏通管网,使管网特性优化;如是操作不当引起的,就要严格规范操作。

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