儀用空壓機喘振原因分析及解決方案

　　江蘇電機工程(Engineering)體積流量離心空心機進(jìn)口(import)壓力恒定時(shí)流量壓力特性曲線(xiàn)（Curve）2.2空壓機的節流喘振離心空心機進(jìn)口壓力變化時(shí)流量壓力特性如所示，當空壓機入口門(mén)全開(kāi)時(shí)，可忽略進(jìn)口門(mén)節流損失，因而空壓機進(jìn)口壓力不隨流量而變化，可以將空壓機進(jìn)口壓力視作一個(gè)大氣壓。昆山空壓機保養冷卻水通過(guò)管道進(jìn)入空壓機中間冷卻器對一級壓縮排出的氣體進(jìn)行冷卻降溫，再進(jìn)入后冷器對排氣進(jìn)行冷卻，另一路冷卻水進(jìn)水管道經(jīng)過(guò)主電機上部的兩組換熱器冷卻電機繞組，還有一路對油冷卻器進(jìn)行冷卻。隨著(zhù)進(jìn)口門(mén)的開(kāi)度變小，進(jìn)口門(mén)的前后壓差將會(huì )變大，進(jìn)入空壓機的進(jìn)口壓力逐漸下降(descend)，因而空壓機的實(shí)際出口壓力也將下降，對應的空壓機的出口壓力與流量曲線(xiàn)將左移，從而使空壓機的運行實(shí)際工況點(diǎn)也逐漸往左移。隨著(zhù)空壓機進(jìn)口門(mén)關(guān)至定的開(kāi)度，最終移至喘振區，從而發(fā)生喘振，這種喘振就叫空壓機節流喘振，又稱(chēng)為最小電流喘振。
　　值，空壓機就會(huì )發(fā)生喘振，該種喘振稱(chēng)為自然喘振。在運行過(guò)程中設定空壓機的出口壓力（排氣壓力）小于標定壓力（自然喘振壓力）就可以避免空壓機的喘振。
　　/喘震線(xiàn)體積流量離心空心機進(jìn)口壓力變化時(shí)流量壓力特性曲線(xiàn)設置空壓機的最小電流，即在空壓機所需的氣量減少到最低電流所對應的進(jìn)口門(mén)開(kāi)度時(shí)，空壓機進(jìn)口門(mén)將不再關(guān)小，而是通過(guò)旁路門(mén)調節(adjust)管道系統(system)的供氣量，維持空壓機的電流不再降低，這樣通過(guò)空壓機葉輪的氣量就不會(huì )減少，從而避免了空壓機節流喘振的發(fā)生。為了保證空壓機節流喘振有一定裕量，目前該某一期儀用空壓機共有4臺，均為美國英格索蘭生產(chǎn)的1CV14MX2型雙級離心式空壓機，主要供應一期主廠(chǎng)房各氣動(dòng)門(mén)的動(dòng)力氣源。一期空壓機運行方式方法為2臺運行，2臺備用，恒壓控制（control)模式，即由各臺空壓機通過(guò)進(jìn)口調節閥的開(kāi)度調節自動(dòng)跟蹤系統用氣量。多臺空壓機同時(shí)運行時(shí)，系統流量如何分配、壓力變化如何協(xié)調是控制難點(diǎn)，空壓機并列運行時(shí)如果負荷分配不當，單臺空壓機的流量過(guò)小時(shí)容易引起空壓機的喘振，一方面影響空壓機設備的安全運行，另一方面也會(huì )影響整臺機組的安全運行。在實(shí)際運行過(guò)程中，儀用空壓機D有時(shí)出現易喘振的現象，儀用空壓機
　　A、
　　B、C出口顯示壓力均在724730kPa之間，而空壓機D僅為705kPa.文中對空壓機喘振的原因及解決方案進(jìn)行分析，并對空壓機優(yōu)化運行提出改進(jìn)建議。昆山空壓機是一種用以壓縮氣體的設備?？諝鈮嚎s機與水泵構造類(lèi)似。大多數空氣壓縮機是往復活塞式，旋轉葉片或旋轉螺桿。離心式壓縮機是非常大的應用程序。
　　1空壓機喘振形成的機理喘振是離心式空壓機的固有特性，系統氣體壓力(pressure)大于空壓機出口壓力時(shí)，空壓機出口的止回閥關(guān)閉，空壓機沒(méi)有輸出，空氣在空壓機內部聚集，空壓機出口壓力不斷增加，直到出口壓力大于系統壓力時(shí)，頂開(kāi)止回閥；若止回閥頂開(kāi)后，空壓機沒(méi)有足夠流量的氣體連續輸出，空壓機出口壓力再次下降，止回閥再次關(guān)閉，如此反復，導致空壓機輸出的壓力和電機電流劇烈波動(dòng)，止回閥頻繁動(dòng)作，機器發(fā)生“砰砰”的聲音，這種現象就是空壓機喘振。喘振時(shí)不僅會(huì )影響管網(wǎng)壓力的波動(dòng)，嚴重時(shí)甚至會(huì )造成空壓機的損壞。
　　2空壓機喘振故障分析2.1空壓機的自然喘振離心空心機進(jìn)口壓力(pressure)恒定時(shí)流量壓力特性如所示，當空壓機出口壓力增大到定值時(shí)，空壓機運行點(diǎn)就移至喘振線(xiàn)的左側，在此工況運行下，由于空壓機的運行壓力已超過(guò)該空壓機可以壓縮的最大儀用空壓機喘振原因分析及解決方案柳扣林，路景春（江蘇國信揚州發(fā)電有限責任，江蘇揚州225131）預防措施。結合某一期1臺儀用空壓機易出現喘振的現象，給出了儀用空壓機運行優(yōu)化的建議。
　　期空壓機的最小電流設置為53A. 2.3空壓機喘振的幾種原因空壓機的自然喘振及節流喘振是任何一臺空壓機都存在的固有特性，一般可以通過(guò)(tōng guò)對空壓機運行參數的設定來(lái)避免(avoid)喘振的發(fā)生。昆山空壓機是一種用以壓縮氣體的設備?？諝鈮嚎s機與水泵構造類(lèi)似。大多數空氣壓縮機是往復活塞式，旋轉葉片或旋轉螺桿。離心式壓縮機是非常大的應用程序?？諌簷C喘振的真實(shí)原因是因為進(jìn)入空壓機的氣量不足導致(cause)系統壓力大于空壓機出口壓力，現分析(Analyse)如下。
　?。?）空壓機進(jìn)口濾網(wǎng)壓差高?？諝庵械幕覊m堵塞空壓機進(jìn)口濾網(wǎng)，一方面空壓機進(jìn)氣量減少，引起空壓機輸出壓力不足，形成喘振故障，同時(shí)濾網(wǎng)壓差升高，造成空壓機進(jìn)口壓力下降，使得空壓機的流量特性曲線(xiàn)左移，增加喘振的機率。該一期儀用空壓機說(shuō)明書(shū)規定了空壓機進(jìn)口濾網(wǎng)差壓應小于2.1kPa.（2）空壓機進(jìn)口空氣溫度變化如所示，隨著(zhù)空壓機進(jìn)口溫度上升，空壓機流量特性曲線(xiàn)就往左平移，這樣空壓機的特性曲線(xiàn)就易接近喘振區，也就越易產(chǎn)生喘振現象。主要原因是隨著(zhù)氣溫的上升，空氣的密度減小，同樣的空氣體積氣量，空壓機實(shí)際壓縮的空氣流量減少，導致空壓機輸出壓力不足，形成喘振現象。
　　實(shí)際使用過(guò)程中，夏季比冬季更容易發(fā)生喘振現象
　　/喘震線(xiàn)體積（volume)流量空壓機(compressor)進(jìn)口溫度（temperature)變化的流量特性曲線(xiàn)（3）空氣冷卻器變臟。經(jīng)過(guò)空壓機壓縮后的空氣不但壓力(pressure)升高，而且溫度也增加很多，該
　　一、二級空壓機出口氣溫在未進(jìn)入冷卻器內冷卻時(shí)能達到90 *C以上，因此在空壓機的、二級筒體內均設置(Settings)1只冷卻器和水氣分離器，通過(guò)冷卻器將高溫氣體冷卻至48*C以下，同時(shí)水氣分離器將氣體中的水分進(jìn)步冷凝，通過(guò)疏水器將冷凝的水疏掉空壓機進(jìn)口濾網(wǎng)雖可以阻擋較大顆粒的灰塵，但空氣中仍有許多細小灰塵及空壓機本身磨損產(chǎn)生的微粒很容易粘附(to adhere)在冷卻器和水氣分離器內，造成冷卻器和水氣分離器部分堵塞，導致空氣流量減少，空壓機輸出壓力不足，形成喘振現象；同時(shí)由于冷卻器堵塞，影響了冷卻器的換熱效果，因而又會(huì )增加(increase)空壓機抽吸空氣的溫度，特別是一級冷卻器堵塞，易使空壓機抽氣量不足，形成喘振現象。昆山空壓機是回轉容積式壓縮機，在其中兩個(gè)帶有螺旋型齒輪的轉子相互嚙合，使兩個(gè)轉子嚙合處體積由大變小，從而將氣體壓縮并排出。
　?。?）空壓機葉輪及擴壓器磨損。一般情況下，空壓機的壓力提局70%由葉輪完成，30%由擴壓器完成。因此當空壓機葉輪及擴壓器發(fā)生磨損，就會(huì )改變其特性，使得葉輪與擴壓器配合的流量角或壓力角發(fā)生變化，流量角變化主要影響空壓機的氣體流量，造成氣體流量減少，壓力角變化主要影響空壓機的出力，導致空壓機的輸出壓力降低，從而容易形成喘振。
　?。?）空壓機(compressor)的進(jìn)口(import)門(mén)、旁路門(mén)故障。一旦空壓機的進(jìn)口門(mén)或旁路門(mén)存在卡澀現象，調節不靈，在系統壓力變化時(shí)，將會(huì )直接導致該空壓機發(fā)生喘振現象。
　　3喘振故障的控制（control)和預防（1）及時(shí)巡檢空壓機的進(jìn)口濾網(wǎng)的壓差，當壓差達到設定值時(shí)就應停運空壓機，更換新濾網(wǎng)，防止空壓機進(jìn)口濾網(wǎng)壓差變大。
　?。?）由于空氣入口溫度（temperature)是隨著(zhù)環(huán)境溫度變化而變化的，該空壓機的進(jìn)口溫度設計為23.5*C，實(shí)際上夏季時(shí)空壓機的進(jìn)口溫度經(jīng)常高于23.5*C，但由于在設定空壓機的節流喘振及自然喘振的參數(parameter)時(shí)均有定的裕量，因而在夏季運行時(shí)，空壓機一般不會(huì )由于進(jìn)口溫度的升高而引起喘振，若確認是由于空氣的入口溫度偏高造成空壓機的喘振，只有通過(guò)降低空壓機的出口設定壓力來(lái)控制喘振的發(fā)生
　?。?）定期對空壓機冷卻器進(jìn)行清理，用專(zhuān)用的清洗劑對冷卻器進(jìn)行20h浸泡，再進(jìn)行沖洗。若效果(xiàoguǒ)仍不理想，則需更換新的冷卻器，徹底解決空壓機冷卻器臟污（污穢不潔）而導致空壓機出力下降及發(fā)生喘振的問(wèn)題。
　?。?）般情況(Condition)下，葉輪被磨損（零部件失效的一種基本類(lèi)型）的情況較少，擴壓器較易腐蝕磨損，因此要定期解體檢查擴壓器。擴壓器磨損較重時(shí)，需及時(shí)換新。
　?。?）空壓機的進(jìn)口門(mén)、旁路門(mén)動(dòng)作不靈活，一般情況下主要是由于閥門(mén)卡澀造成，可通過(guò)停運空壓機解體檢修閥門(mén)，使閥門(mén)可以開(kāi)關(guān)靈活，必要時(shí)更換新的閥門(mén)。還有種特殊情況，由于系統(system)控制軟件的缺陷，造成調節空壓機閥門(mén)靈敏度不夠，也會(huì )造成空壓機的喘振，這種情況下只有通過(guò)對控制軟件升級來(lái)提高調節閥(使用材料：鑄鐵、鑄鋼、不銹鋼等)門(mén)的反應速度，從而避免由于閥門(mén)調節故障（fault）而引起的喘振。
　　4儀用空壓機運行優(yōu)化的建議目前該一期儀用空壓機采用并聯(lián)方式方法運行，在運行過(guò)程中，儀用空壓機D有時(shí)出現易喘振的現象，主要是2臺空壓機的負荷分配不均所致。當系統用氣量減少時(shí)，儀用空壓機D先通過(guò)進(jìn)門(mén)口調節負荷；當進(jìn)口(import)門(mén)關(guān)至最低電流時(shí)，進(jìn)一步調節需打開(kāi)旁路門(mén)，若空壓機旁路門(mén)調節不及時(shí)，會(huì )出現空壓機葉輪中流量(單位:立方米每秒)過(guò)低喘振的現象。另外由于空壓機D與其他3臺空壓機使用的控制軟件系列有偏差，造成空壓機D的顯示壓力與另外3臺空壓機相差較大，目前儀用空壓機
　　A、
　　B、C出口顯示(display)壓力均在724730kPa之間，而空壓江蘇馬達工程柳扣林等：儀用空壓機喘振原因分析及解決方案機D僅有705kPa，這種情況下，一旦參與運行，空壓機D就會(huì )帶至最高電流運行，當系統用戶(hù)減少，壓力升高時(shí)，空壓機D就會(huì )關(guān)進(jìn)口門(mén)、開(kāi)旁路門(mén)。目前主要的問(wèn)題是旁路門(mén)開(kāi)啟速度偏慢，從而引起該空壓機的喘振，而又未發(fā)現解體閥門(mén)有任何異常，分析應為控制軟件老化，需升級改造。
　　根據實(shí)際運行情況(Condition)，1臺空壓機滿(mǎn)載氣量不夠，2臺空壓機嫌多，因此在空壓機D控制軟件未升級的情況下，盡量減少空壓機D的調節，將空壓機D的設定壓力比另外3臺空壓機高約25kPa，讓其始終帶滿(mǎn)載，從而減少空壓機D的喘振機率。昆山空壓機保養是回轉式連續氣流壓縮機，在其中高速旋轉的葉片使通過(guò)它的氣體加速，從而將速度能轉化為壓力。這種轉化部分發(fā)生在旋轉葉片上，部分發(fā)生在固定的擴壓器或回流器擋板上。從調整(Adjustment)效果看，儀用空壓機D喘振情況有所好轉。
　　若要完全解決儀用空壓機D的喘振問(wèn)題，需將空壓機D控制系統軟件升級(upgrade)成AMB控制，該控制軟件的優(yōu)點(diǎn)可以使其根據系統壓力變化計算分析，其旁路閥與進(jìn)口閥能夠同時(shí)調節到某一開(kāi)度，縮短調節時(shí)間，減少喘振機會(huì )?？諌簷CD在感受到系統壓力變化時(shí)，可迅速調節閥門(mén)，從而避免喘振。
　　一期儀用空壓機使用單臺空壓機進(jìn)行控制，為減少喘振，提高了各臺空壓機電動(dòng)機、發(fā)動(dòng)機電流低限值，電流調整后雖然解決了空壓機的喘振問(wèn)題，但是增加了廠(chǎng)用電，提高了成本(cost)。因此為進(jìn)一步均衡分配4臺空壓機的帶載能力，建議一期4臺空壓機安裝負荷(load)分配（ASC.）集中控制系統，通過(guò)(tōng guò)安裝該系統可實(shí)現4臺空壓機聯(lián)合控制，根據系統壓力自動(dòng)實(shí)現空壓機的啟動(dòng)、加載、卸載、停機功能；自動(dòng)實(shí)現運行空壓機的負荷均分。還可對空壓機的運行數據實(shí)行實(shí)時(shí)監控，并記錄所有運行數據曲線(xiàn)（Curve）。這樣既可節省廠(chǎng)用電，又能延長(cháng)馬達及空壓機的壽命。