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。