離心式空壓機排氣量減少故障的分析及處理

李學磊

摘 要：對一臺離心式空壓機排氣量減少原因進行了詳細分析，并介紹了具體的檢查和處理方法?？蔀橥惞收咸峁┮欢ǖ睦碚撝魏图夹g(shù)保障。

關(guān)鍵詞：離心式空壓機；中間冷卻器；旁通閥；故障；處理；

引言

云南新立有色金屬有限公司鈦白粉廠氣體供配車間氮氧站工段配備的5CII200MX3離心式空壓機是與4500m?/h空分裝置配套的原料空氣壓縮機，其為3級壓縮3級冷卻的結(jié)構(gòu)形式，每一壓縮級包括一個由葉輪和小齒輪軸組成的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子由大齒輪帶動，運轉(zhuǎn)在其最佳轉(zhuǎn)速下。轉(zhuǎn)子部分外面是鑄鐵的殼體。在每一壓縮級后，有一空氣冷卻器，還有一個氣水分離裝置和疏水閥，以去除冷凝水。

空壓機的主要技術(shù)參數(shù)：

空壓機流量：24500m?/h

進氣壓力：0.081MPa（A）

排氣壓力：0.52MPa

正常工作電壓：10000V

正常工作電流：154A-180A

進氣溫度：22℃

排氣溫度≤54℃

油溫：35℃—46℃

油壓：0.16MPa—0.21MPa

振動：1級振動<1.5

2級振動<1.34

3級振動<1.15

水溫：≤32℃

水壓：0.2MPa-0.5 MPa

1.空壓機的工作原理

當空氣通過安裝在機組上的進氣控制閥進入壓縮機的第一級。在那里葉輪旋轉(zhuǎn)，使空氣具有很高的速度。然后空氣進入擴壓器部分，在那里將空氣速度轉(zhuǎn)化成壓力。然后通過組裝在機組中的中間冷卻器去除壓縮過程中所產(chǎn)生的熱量，從而提高壓縮效率。然后空氣在運動的低速區(qū)通過不銹鋼的水氣分離器除去冷凝水，以降低空氣所帶的水分。此后，這樣的過程再次重復，經(jīng)過二級和三級壓縮直到達到設定工作壓力。

2.故障現(xiàn)象

2014年4月底時離心式空壓機在4500m?/h空分裝置啟動時開啟，正常啟動后排氣量為24500m?/h，壓力為0.5MPa，5月5日開始空壓機排氣量逐步減少，排氣壓力降低，當時在進口閥全開，旁通閥全關(guān)即滿載狀態(tài)下排氣量為22000m?/h左右，壓力為0.48MPa。到5月12日時滿載狀態(tài)下排氣量減少到20000m?/h，壓力降低為0.46MPa?？梢耘袛喑隹諌簷C系統(tǒng)出現(xiàn)故障，需要馬上找出問題進行檢修。

3.檢查與原因分析

從影響空壓機排氣量的因素開始進行分析，首先將空壓機的壓力、溫度、流量等儀表進行了一次認真的檢查，確定各部顯示準確、真實，確保分析時的數(shù)據(jù)真實可靠，然后根據(jù)影響空壓機排氣量的各種因素查找問題：

（1）空氣過濾器堵塞或阻力增加，引起壓縮機吸入壓力降低。在出口壓力不變時，使壓縮機壓比增加。根據(jù)壓縮機的性能曲線，當壓比增加時，排氣量會減少。但是我們通過檢查空氣過濾器濾芯發(fā)現(xiàn)并未有堵塞現(xiàn)象，可以排除空氣過濾器堵塞的因素。

（2）電網(wǎng)的頻率或電壓下降，導致排氣量減少。而當時的電網(wǎng)頻率為50Hz，電壓為10000V，均符合空壓機電動機的設計要求，空壓機的電流也處于正常范圍內(nèi)，因此也可以排除。

（3）空分設備管路阻塞，阻力增加或閥門故障，引起空壓機排氣壓力升高。在吸入壓力不變的條件下，壓比增加，造成排氣量減少。這種情況也與我們的情況不符合，所以排除。

（4）壓縮機中間冷卻器阻塞或阻力增大，引起排氣量減少。但是我們的空壓機并未出現(xiàn)排氣溫度波動，與空壓機正常工作時的排氣溫度數(shù)據(jù)是一致的，也可以排除冷卻器堵塞的因素。

（5）冷卻器泄漏。如果是一級泄漏會使壓縮空氣帶水，但是當時空分系統(tǒng)沒有發(fā)生帶水現(xiàn)象，可以排除一級泄漏；如果二、三級泄漏會使水壓、水溫顯著升高，甚至引起整個冷卻水系統(tǒng)的波動，但是也沒有出現(xiàn)水壓和水溫的變化，可以排除二、三級冷卻器泄漏的因素。

（6）密封不好，造成氣體泄漏。包括：①內(nèi)漏，即級間竄氣。使壓縮過的氣體倒回，再進行第二次壓縮。它將影響各級的工況，使低壓級壓比增加，高壓級壓比下降，使整個壓縮機偏離設計工況，排氣量下降；②外漏。吸入量雖然不變，但壓縮后的氣體漏掉一部分，自然造成排氣量減少。內(nèi)漏無法從表面看出，只能通過拆開設備，檢查氣體內(nèi)部通道才能確定，所以我們先檢查外漏的情況。首先，我們先檢查了壓縮機本體各密封面，發(fā)現(xiàn)均無泄漏點；其次，又順著空壓機出口管道一直進行檢查，也沒有發(fā)現(xiàn)空分管道有泄漏點；最后，爬到了空壓機旁通閥連接的放空消音器頂端進行檢查，終于在消音器上發(fā)現(xiàn)了泄漏現(xiàn)象。

根據(jù)以上分析，我們初步判斷造成空壓機排氣量減少的主要原因為旁通閥泄漏。系統(tǒng)顯示旁通閥的開度為0，那么旁通閥連接的放空消音器內(nèi)是不應該有氣體的，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)漏氣那么可以判斷出我們的旁通閥密封面損壞了。

4.處理方法

旁通閥是安裝在空壓機三級的出口處，旁通閥密封面損壞，造成空壓機壓縮后的氣體不斷從旁通管放跑。空壓機在智能補壓過程中會開大進口閥，關(guān)閉旁通閥，但是由于旁通管一直跑氣，造成了空分一直加載到滿載而空壓機排氣量卻減少，系統(tǒng)壓力下降的假象。而且隨著密封面損壞不斷加大，最后連密封填料都會被吹走，到那時系統(tǒng)的壓力甚至無法提高到0.4MPa，會造成整個空分系統(tǒng)的停車。所以我們在泄漏沒有進一步擴大的情況下馬上采取措施，購買了旁通閥的閥體進行更換。保留了旁通閥原先的執(zhí)行機構(gòu)，只停機了兩小時時間便將旁通閥閥體進行了更換，使空壓機的排氣量恢復正常，繼續(xù)進行空分生產(chǎn)，沒有造成長期停機而延誤生產(chǎn)。

5.結(jié)語

通過本次事故的處理，我們可以看出問題有時很簡單，而我們處理起來卻一點都不簡單。一次看似簡單的外漏，我們?yōu)槭裁椿诉@么大的精力才發(fā)現(xiàn)了？這提醒我們以后發(fā)生設備故障時不要漏過任何一個普通的細節(jié)，俗話說細節(jié)決定成敗，我相信這句話對任何設備故障都適用。也希望通過這次事故的分析和處理對出現(xiàn)類似故障的設備提供一定的思路和啟發(fā)。

參考文獻：

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