離心式空氣壓縮機(jī)喘振問(wèn)題研究及解決方案

周盈

摘要：空壓機(jī)使用時(shí)間較長(zhǎng)，冷卻器冷卻效果降低，且換熱片之間嚴(yán)重堵塞，阻力較大，使設(shè)備極易產(chǎn)生喘振，影響設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，效率降低。改造后徹底消除喘振現(xiàn)象，提高設(shè)備效率。

關(guān)鍵詞：離心式空壓機(jī) 葉輪 冷卻器 機(jī)組效率 喘振

HR9-6離心式空壓機(jī)套引進(jìn)美國(guó)Atlas公司生產(chǎn)的設(shè)備。工作原理由高壓1萬(wàn)伏電壓的電機(jī)做動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的空壓機(jī)，空氣經(jīng)過(guò)進(jìn)氣過(guò)濾器后，通過(guò)自動(dòng)進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥進(jìn)入一級(jí)葉輪，高速旋轉(zhuǎn)做功的葉輪對(duì)空氣進(jìn)行壓縮，傳送至擴(kuò)壓器將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能，壓縮后的空氣通過(guò)中間冷卻器進(jìn)行冷卻空氣壓縮后密度增大而產(chǎn)生大量熱能，再者空氣中的水分不易被壓縮，經(jīng)過(guò)冷卻器冷卻后將空氣中的水分解析分離后，溫度低密度大含水相對(duì)較小的壓縮空氣進(jìn)入二級(jí)壓縮，在葉輪高速旋轉(zhuǎn)的作用下空氣再次壓縮，提高空氣壓力，壓縮過(guò)程中又產(chǎn)生很多的熱量，再經(jīng)過(guò)末級(jí)冷卻器冷卻，冷卻后的壓縮空氣再次經(jīng)過(guò)除水裝置將水分解析分離，達(dá)到生產(chǎn)工藝要求進(jìn)入管網(wǎng)輸送到生產(chǎn)車(chē)間使用。經(jīng)過(guò)10多的年的運(yùn)行，運(yùn)行結(jié)果顯示，該機(jī)組送氣溫度較高，并且在一定程度上存在喘振現(xiàn)象。

1 問(wèn)題的提出及分析

通常情況下，對(duì)于機(jī)組來(lái)說(shuō)，多種原因都可能引發(fā)喘振：

1.1 機(jī)組流道小，效率降低。對(duì)于離心式空氣壓縮機(jī)組來(lái)說(shuō)，在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)喘振現(xiàn)象。為了確保機(jī)組運(yùn)行的安全性，通過(guò)對(duì)離心式空氣壓縮機(jī)進(jìn)行停機(jī)，進(jìn)而在一定程度上進(jìn)行檢查，在檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)：許多污垢附著在葉輪以及流道內(nèi)，在一定程度上增加了清洗蝸殼及葉輪的難度，開(kāi)機(jī)試車(chē)運(yùn)行后，發(fā)現(xiàn)喘振現(xiàn)象依然存在。

1.2 機(jī)組出氣口被堵塞。通過(guò)檢查機(jī)組的霧滴捕集器內(nèi)的絲網(wǎng)，在檢查過(guò)程中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何異?，F(xiàn)象。

1.3 受機(jī)組內(nèi)部通道發(fā)生堵塞的影響和制約，通常情況下需要拆出空氣冷卻器，進(jìn)而在一定程度上對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的檢查，檢查結(jié)果顯示鋁翅片被灰塵覆蓋著，空氣冷卻器在一定程度上受到嚴(yán)重的堵塞。對(duì)于此類(lèi)翅片來(lái)說(shuō)，受強(qiáng)度較弱的影響和制約，進(jìn)而對(duì)翅片進(jìn)行清洗的過(guò)程中，容易造成翅片倒伏，換熱效果及清洗效果在一定程度上受到影響和制約，因此在這種情況下，需要更換冷卻器芯體。

在對(duì)離心式空氣壓縮機(jī)進(jìn)行拆機(jī)檢查的過(guò)程中，在空氣冷卻器芯體上，由于密封膠條老化，進(jìn)而在一定程度上變得非常脆，同時(shí)容易斷，進(jìn)而導(dǎo)致短路故障時(shí)常發(fā)生，使得熱空氣的送氣溫度在一定程度上不斷提升；在二級(jí)葉輪中，由于冷器的塵?；夜傅缺粔嚎s空氣帶入，并且在一定程度上附著在表面，流道的狀況在一定程度上被惡化，造成壓縮空氣旋轉(zhuǎn)脫離。通過(guò)上述分析可知，空氣冷卻器發(fā)生故障是導(dǎo)致機(jī)組出現(xiàn)異常的主要原因。

2 改造方案

2.1 通過(guò)對(duì)鋁翅片串片式結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，將其調(diào)整為銅翅片纏繞式結(jié)構(gòu)，進(jìn)而在一定程度上增加翅片強(qiáng)度，并且在一定程度上為清洗提供了便利。

2.2 為了提高冷卻的效果，需要在機(jī)組有限的空間內(nèi)，最大限度地增加換熱管的數(shù)量。

2.3 在一定程度上通過(guò)改變?cè)瓉?lái)的密封形式。將擋風(fēng)板焊接在殼體上，同時(shí)在擋風(fēng)板上固定不銹鋼彈簧板。

2.4 在殼體上通過(guò)焊接相應(yīng)的軌道，并且在一定程度上將滾輪安裝在相應(yīng)的芯體上，進(jìn)而為拆裝提供了方便。

2.5 將壓力表安裝在冷卻器進(jìn)出口上，進(jìn)而在一定程度為檢查冷卻器提供了便利，同時(shí)能夠提高機(jī)組運(yùn)行的安全性。

3 實(shí)施

通過(guò)確定改造方案后，為了確保運(yùn)行效果，通常情況下，需要在后冷卻器芯體上進(jìn)行試驗(yàn)。經(jīng)過(guò)測(cè)量殼體及原冷卻器芯體的精確，對(duì)圖紙進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)尺寸進(jìn)行認(rèn)真核對(duì)，同時(shí)調(diào)整圖紙上沒(méi)有反映出的設(shè)計(jì)思路。制作完成后冷卻器芯體后。完成相應(yīng)的安裝后，需要對(duì)其進(jìn)行開(kāi)機(jī)運(yùn)行檢驗(yàn)，運(yùn)行結(jié)果顯示：進(jìn)出冷卻器壓差降為0.0025MPa，與原來(lái)相比下降了0.015MPa。同時(shí)后冷卻器芯體串氣的問(wèn)題得以有效的解決。

通過(guò)更新冷卻器芯體后，運(yùn)行結(jié)果顯示，機(jī)組的喘振周期在一定程度上延長(zhǎng)了，同時(shí)在一定程度上伴有喘振現(xiàn)象的發(fā)生。通過(guò)對(duì)中間冷卻器芯體進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)，在芯體內(nèi)部存在嚴(yán)重的堵塞現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)前后壓力表的數(shù)值，發(fā)現(xiàn)前后相差0.04MPa 。由于二級(jí)的吸入壓力比較低，進(jìn)而在一定程度上導(dǎo)致發(fā)生喘振。

4 改造后結(jié)論

①送氣過(guò)程中，溫度要符合相關(guān)要求，方案更新后，溫度由原來(lái)的45℃直接下降到目前的28℃。②改造方案后，機(jī)組始終處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，并且在一定程度上沒(méi)有發(fā)生過(guò)喘振現(xiàn)象，并且對(duì)吸風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行了改造，進(jìn)而在一定程度上確保了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。③提高了機(jī)組效率，單電消耗由更新前的59kW·h/km3降低到現(xiàn)在的57kW·h/km3。④由于冷卻器垢阻減小傳熱系數(shù)增加使冷卻效果提高，冬季原兩臺(tái)冷卻器的用水由并聯(lián)使用改為串聯(lián)使用，減少用水量。⑤國(guó)產(chǎn)冷卻器芯體每臺(tái)在17萬(wàn)元左右，而進(jìn)口冷卻器芯體在36萬(wàn)元左右。

經(jīng)過(guò)上述的改進(jìn)后為企業(yè)節(jié)省設(shè)備的投資資金，達(dá)到了設(shè)備經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，節(jié)能降耗，降低產(chǎn)品成本奠定基礎(chǔ)。同時(shí)也鍛煉了自己，充實(shí)了自己的技術(shù)知識(shí)，不斷向更高更新的技術(shù)領(lǐng)域邁進(jìn)。

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