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          螺桿式空壓機喘振故障淺析及解決方法

          ???發(fā)布時(shí)間:2021-11-23 09:30 ???來(lái)自:admin ???點(diǎn)擊:197

                喘振問(wèn)題作為螺桿式空壓機最常見(jiàn)的問(wèn)題之一,嚴重影響著(zhù)空壓機的運行,也是造成空壓機損壞的主要原因之一。在實(shí)際生產(chǎn)中,往往由于對喘振故障認識不足,可能會(huì )出現空壓機發(fā)生喘振故障時(shí)沒(méi)有得到及時(shí)的判斷和處理,造成空壓機硬件損壞,甚至危及空壓機使用壽命及功能的情況發(fā)生。本文通過(guò)對空壓機實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)生喘振故障時(shí)的常見(jiàn)特征及原因進(jìn)行總結,并提出預防及解決空壓機喘振故障的方法,進(jìn)而達到預防空壓機喘振故障發(fā)生或空壓機喘振故障發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)得到控制的目的,以確保實(shí)際生產(chǎn)中空壓機安穩運行的效果。
                1 螺桿式空壓機喘振故障的主要特征
                通過(guò)實(shí)際生產(chǎn)中對螺桿式空壓機發(fā)生喘振時(shí)的特征進(jìn)行統計發(fā)現,螺桿式空壓機發(fā)生喘振故障時(shí)絕不是單一的表現形式,往往是多種特征交接在一起的,由于導致空壓機發(fā)生喘振故障的原因及喘振程度的不同,空壓機表現出來(lái)的特征也不相同,一般比較常見(jiàn)的有以下幾個(gè)方面:
                1.1 進(jìn)口氣體溫度突變
                空壓機發(fā)生喘振故障時(shí),內部高溫氣體在空壓機內部渦動(dòng),而空壓機不斷對壓縮氣體做功,使得進(jìn)口氣體溫度值升高,并且空壓機內部各級之間壓縮氣體的壓力也會(huì )出現劇烈波動(dòng),這一特征我們通過(guò)DCS上的壓力及溫度數據變化可以明顯地觀(guān)察到。
                1.2 壓縮氣體倒流
                當空壓機發(fā)生喘振故障時(shí),我們會(huì )發(fā)現空壓機的送出流量以及排氣壓力會(huì )出現明顯的周期性波動(dòng),現場(chǎng)流量計和壓力計的指針出現很大程度的震蕩,嚴重時(shí)空氣會(huì )倒流回吸氣管道中,有時(shí)甚至能看到進(jìn)口過(guò)濾器被倒灌的氣體反吹出灰塵的現象。
                1.3 空壓機排氣聲音異常
                現場(chǎng)檢查過(guò)程中,我們能夠聽(tīng)到排氣管道周期性的“呼哧”“呼哧”聲,好像人類(lèi)呼吸困難而發(fā)出的聲音,當然一般空壓機都建設在壓縮廠(chǎng)房中,空壓機發(fā)出的聲音可能容易被環(huán)境中的噪聲所掩蓋。因此,巡檢過(guò)程中一定要對現場(chǎng)聲音進(jìn)行辨別,出現不太明顯的可疑聲音時(shí),要及時(shí)通過(guò)儀表狀態(tài)和運行參數配合性能曲線(xiàn),以確定空壓機是否發(fā)生了喘振故障。
                1.4 空壓機及附屬管道震動(dòng)異常
                空壓機發(fā)生喘振時(shí),空壓機內部氣體渦動(dòng)帶動(dòng)空壓機本體及出口管道出現比較劇烈的震動(dòng)現象,空壓機機殼、內部轉子,軸承均有強烈振動(dòng),此時(shí),說(shuō)明空壓機的喘振已經(jīng)比較嚴重了,劇烈的震動(dòng)可能會(huì )造成空壓機油泵提供的潤滑失效、燒壞軸瓦、空壓機轉子與定子發(fā)生摩擦、碰撞,一定要及時(shí)進(jìn)行處置。
                2 螺桿式空壓機喘振故障原因分析
                在實(shí)際生產(chǎn)中,導致空壓機發(fā)生喘振故障的因素不是單一的,雖然無(wú)論哪種原因最終都是由于空壓機的內部壓力出現大幅度波動(dòng)引起空壓機喘振,但喘振故障的發(fā)生往往是由幾種原因共同導致的結果,比較常見(jiàn)的有以下幾個(gè)方面:
                2.1 空壓機吸入段阻力過(guò)大
                實(shí)際生產(chǎn)中,可能會(huì )由于空壓機吸入段管線(xiàn)設計公稱(chēng)直徑過(guò)小造成阻力過(guò)大、空壓機入口過(guò)濾器長(cháng)時(shí)間未清理造成灰塵集滿(mǎn)在過(guò)濾器表面,空壓機吸入管太長(cháng)或突然吸入異物造成入口堵塞等原因,致使空壓機最終進(jìn)氣壓力和流量下降,此時(shí),空壓機無(wú)法滿(mǎn)足正常壓縮所需要的進(jìn)氣量,而出口段壓力高于吸入段,因此,吸入段形成的過(guò)高負壓值的氣體引起空壓機喘振故障的發(fā)生。
                2.2 空壓機進(jìn)氣口溫度變化
                由于進(jìn)入空壓機工藝氣體溫度不受人的行為控制,可能會(huì )受各種因素的影響發(fā)生一定變化,而離心空壓機的進(jìn)氣在恒定壓力條件下,隨著(zhù)溫度的升高密度會(huì )降低,從而使空壓機壓縮工藝氣體的實(shí)際流量減小,導致空壓機排出氣體的壓力不足,空壓機內部壓力低于出口管線(xiàn)壓力,從而造成喘振故障的發(fā)生,這一情況在工藝溫度變化較大的物料氣體空壓機上較為常見(jiàn),此外,通過(guò)對空壓機由于進(jìn)氣溫度導致喘振故障的情況統計發(fā)現,夏季比冬季對空壓機的影響更大。
                2.3 空壓機氣體排出阻力過(guò)大
                空壓機出口管道阻力增大致使排氣壓力升高、排氣不暢,也是造成空壓機發(fā)生喘振故障的主要原因之一?;て髽I(yè)一般生產(chǎn)周期都比較長(cháng),空壓機出口單向閥隨著(zhù)使用時(shí)間的增加可能會(huì )出現開(kāi)閉不靈活、單向閥關(guān)閉不嚴的情況發(fā)生,此時(shí),空壓機的壓縮氣體無(wú)法正常排出,造成出口壓力急劇升高,引起空壓機喘振故障的發(fā)生。值得注意的是,有時(shí)除了出口單向閥的原因外,后續生產(chǎn)系統用氣量突然大幅度降低或者空壓機排氣單向閥距空壓機出口太遠、閥前氣體容量太大等原因,同樣能夠導致空壓機排出阻力增大,高于空壓機內部的氣體反灌回來(lái)直接使空壓機發(fā)生喘振故障。
                2.4 空壓機內部零部件損壞或安裝精度不夠
                實(shí)際生產(chǎn)中,空壓機內部零部件對空壓機的運行起到了至關(guān)重要的作用,如果空壓機內部軸承、葉輪、汽封、擴壓器等零部件發(fā)生磨損、老化,或者檢修過(guò)程中空壓機內部零部件安裝精度不夠等,都可能會(huì )引發(fā)空壓機喘振故障的發(fā)生。比如空壓機汽封、O型環(huán)等部件磨損或脫落會(huì )形成各級之間、各段之間串氣;再比如,葉輪與擴壓器之間的間隙如果太小,工藝氣體的流速就會(huì )降低,如果葉輪和擴壓器之間的距離太大,葉輪和擴壓器之間又會(huì )發(fā)生泄漏、串氣的情況。因此,空壓機內部零部件損壞或安裝精度不夠都會(huì )造成壓縮空氣流量減小進(jìn)而引發(fā)空壓機喘振,由此可見(jiàn),確??諌簷C的內部零部件完好及空壓機的檢修效果良好,能夠有效地避免空壓機喘振故障的發(fā)生。
                2.5 空壓機級間冷卻器效果不良
                空壓機對氣體做功使得壓縮氣體溫度升高,高溫氣體通過(guò)級間冷卻器換熱可以起到降溫、脫水脫油等效果,而如果空壓機氣體級間冷卻器的換熱效果不良,致使冷換介質(zhì)無(wú)法及時(shí)帶走壓縮氣體中的熱量,空壓機壓縮氣體排氣溫度上升,空壓機實(shí)際壓縮量可能會(huì )下降,也會(huì )誘發(fā)空壓機喘振故障的發(fā)生。
                3 螺桿式空壓機喘振故障的解決方法
          喘振故障雖然危害巨大,且發(fā)生喘振時(shí)時(shí)間緊、喘振初期不易被發(fā)現。但是,在日常生產(chǎn)中還是有些有許多方法可以避免喘振故障的發(fā)生,為了防止螺桿式空壓機發(fā)生喘振故障,可以采用以下幾種方式:
                3.1 提高空壓機入口流量和入口壓力的參數
                在運行過(guò)程中,提高空壓機入口流量和入口壓力的參數,在流量不變時(shí)可通過(guò)降低離心空壓機排氣壓力,提高入口壓力或兩者相結合的方式,減少出口入口壓差,以防止空壓機發(fā)生喘振。
                3.2 在離心空壓機上設置自動(dòng)防喘系統
                目前,大多數空壓機已設置了防喘振系統,比如,某品牌空壓機生產(chǎn)的ZH-10000型空壓機所設置的DP/DP喘振預測系統可以實(shí)時(shí)監測空壓機的實(shí)際狀況,最大限度地減少放空。另外,DP/DP系統配置有額外的傳感器和相應的控制邏輯,對預防喘振能夠起到很好的作用。當然,防喘系統雖然具有優(yōu)點(diǎn),但同時(shí)具備一定的風(fēng)險,比如,可能會(huì )發(fā)生報告喘振的虛假信號,為生產(chǎn)穩定帶來(lái)不利影響,因此,需要定期地對防喘系統進(jìn)行測試和維護保養。
                3.3 定期清理入口管線(xiàn)及過(guò)濾器
                日常維護中應及時(shí)對空壓機入口管線(xiàn)和空壓機過(guò)濾器進(jìn)行清理,防止入口管線(xiàn)、過(guò)濾器堵塞或結冰情況的出現,必要時(shí)更換新過(guò)濾器,以確??諌簷C吸入空氣質(zhì)量和空壓機入口壓差在空壓機要求范圍內,也是有效避免和維護空壓機高效運行的重要工作。
                3.4 定期對空壓機零部件進(jìn)行檢修維護
                由于在空壓機生產(chǎn)過(guò)程中,葉輪、擴壓器、轉子會(huì )產(chǎn)生一定的腐蝕和結垢,因此,空壓機特性曲線(xiàn)會(huì )隨著(zhù)機組的變化而發(fā)生轉移,引起空壓機原有喘振線(xiàn)移位,長(cháng)此以往,空壓機最初的防喘振線(xiàn)就不能再起到防止喘振發(fā)生的作用。因此若想提高設備的使用效率,延長(cháng)使用壽命,最好的方法便是定期進(jìn)行檢修與維護,通常根據生產(chǎn)與設備實(shí)際運行情況分為4000h、8000h、16000h、40000h等不同等級,定期對空壓機進(jìn)行不同程度的維護和保養,并且確??諌簷C檢修過(guò)程中零部件的安裝精度及檢修質(zhì)量,以確??諌簷C內部零部件的良好,使空壓機的實(shí)際喘振線(xiàn)與最初喘振線(xiàn)不發(fā)生位移,確??諌簷C不發(fā)生喘振故障。
                3.5 壓縮系統與生產(chǎn)系統之間要保持一致
                在實(shí)際生產(chǎn)中,會(huì )發(fā)生生產(chǎn)用戶(hù)流量調節過(guò)快,所需要的壓縮空氣量突然大幅度降低,導致系統壓力迅速升高,導致發(fā)生喘振。因此,防止空壓機喘振故障的發(fā)生不僅要靠本崗位人員進(jìn)行關(guān)注,還需要所有與壓縮系統相關(guān)聯(lián)的單位共同完成。遇到較大的調整時(shí),一定要相互溝通或和調度進(jìn)行協(xié)調聯(lián)系,防止用氣量的急劇變化造成空壓機喘振故障的發(fā)生。
                4、結語(yǔ)
                螺桿式空壓機在化工企業(yè)中發(fā)揮著(zhù)非常重要的作用,一旦出現喘振故障,可能會(huì )造成損壞設備甚至化工生產(chǎn)的整體平衡,但是,通過(guò)定期對空壓機進(jìn)行合理有效的檢修與維護,并在空壓機喘振故障發(fā)生時(shí)進(jìn)行快速準確的判斷和處理,就可以有效地降低喘振故障的發(fā)生及危害。

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