離心式壓縮機(jī)喘振故障淺析及解決方法

李國(guó)仁

摘 要：對(duì)于化工企業(yè)的長(zhǎng)期發(fā)展而言，離心式壓縮機(jī)具有十分突出的價(jià)值。如果在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)了喘振故障的問(wèn)題，就會(huì)在一定程度上對(duì)設(shè)備造成損壞，乃至破壞化工生產(chǎn)行業(yè)的整體平衡發(fā)展。為此，需要針對(duì)壓縮機(jī)實(shí)施周期性的檢修及維護(hù)，以便在發(fā)現(xiàn)喘振故障的第一時(shí)間做出最精準(zhǔn)的判斷，在最大程度上降低因喘振故障所引發(fā)的危害。

關(guān)鍵詞：離心式壓縮機(jī);喘振故障;解決辦法

在離心式壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，喘振故障的出現(xiàn)較為頻繁。一旦出現(xiàn)喘振故障，就可能阻礙壓縮機(jī)的正常穩(wěn)定運(yùn)行，甚至可能導(dǎo)致壓縮機(jī)出現(xiàn)損壞。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，常常發(fā)生因?yàn)槿狈?duì)喘振故障的深刻認(rèn)知所引發(fā)的事故，由于無(wú)法及時(shí)針對(duì)喘振故障的原因進(jìn)行分析并作出相應(yīng)的處理，使得壓縮機(jī)硬件出現(xiàn)不同程度的損壞，以至于減少壓縮機(jī)的使用壽命，弱化了壓縮機(jī)的功能。

1 離心式壓縮機(jī)喘振故障淺析

1.1 進(jìn)口氣體溫度突變

一旦壓縮機(jī)出現(xiàn)了喘振故障，就可能導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部的高溫氣體在壓縮機(jī)中發(fā)生渦動(dòng)。但是由于壓縮機(jī)并未停止工作，仍然對(duì)壓縮氣體做工，可能導(dǎo)致壓縮機(jī)進(jìn)口位置處的氣體溫度升高，使得壓縮機(jī)內(nèi)部不同位置之間的壓縮氣體發(fā)生劇烈波動(dòng)。

1.2 壓縮氣體倒流

一旦壓縮機(jī)出現(xiàn)了喘振故障，則其中的氣體流量和排氣壓力都會(huì)發(fā)生變化，通常表現(xiàn)為周期性波動(dòng)。如果故障嚴(yán)重，甚至可能導(dǎo)致空氣倒吸的現(xiàn)象，可能會(huì)出現(xiàn)倒灌的氣體從設(shè)備進(jìn)口位置反吸出灰塵的情形。

1.3 壓縮機(jī)排氣聲音異常

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢查可以發(fā)現(xiàn)，排氣管道之中頻繁發(fā)出周期性的聲音，其聲音類似于人類無(wú)法呼吸時(shí)多發(fā)出的“呼哧”聲。然而，由于壓縮機(jī)通常位于廠房之中，周圍環(huán)境之中的噪聲較大。為此，要求相關(guān)巡查人員提高警惕性，一旦發(fā)現(xiàn)了可疑聲音，必須立即通過(guò)設(shè)備予以檢測(cè)。

1.4 壓縮機(jī)及附屬管道震動(dòng)異常

在出現(xiàn)喘振時(shí)，由于氣體渦動(dòng)作用，可能會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)本體和出口管道位置處發(fā)生較為強(qiáng)烈的振動(dòng)，通常體現(xiàn)在壓縮機(jī)機(jī)殼、軸承及內(nèi)部轉(zhuǎn)子等位置。一旦出現(xiàn)此種情形，則表示壓縮機(jī)喘振現(xiàn)象已經(jīng)極為嚴(yán)重，與此同時(shí)，過(guò)度的振動(dòng)也會(huì)在一定程度上影響壓縮機(jī)油泵的潤(rùn)滑作用，導(dǎo)致軸瓦損傷，使壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子之間出現(xiàn)摩擦，為此，需要予以及時(shí)處理[1]。

2 離心式壓縮機(jī)喘振故障原因分析

2.1 吸入段阻力較大

在生產(chǎn)實(shí)踐中，如果壓縮機(jī)吸入段的管線直徑設(shè)計(jì)不合理，就可能帶來(lái)一系列問(wèn)題，例如，一旦管線公稱直徑過(guò)小，則會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)阻力過(guò)大;如果未能針對(duì)壓縮機(jī)入口處的過(guò)濾器進(jìn)行及時(shí)清理，則可能導(dǎo)致灰塵在其表面的大量聚集;如果壓縮機(jī)的吸入管長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，可能會(huì)因異物突然入侵而造成入口處堵塞。上述因素都是造成壓縮機(jī)近氣壓力和流量下降的重要原因，需要予以充分關(guān)注[2]。

2.2 進(jìn)氣口溫度變化

通常情況下，難以針對(duì)壓縮機(jī)之中的工藝氣體溫度實(shí)施人為干擾，容易導(dǎo)致氣體溫度發(fā)生一定變化。在恒定的壓力環(huán)境之中，溫度的持續(xù)升高可能在一定程度上降低氣體的密度，導(dǎo)致壓縮機(jī)之中氣體的實(shí)際流量下降，使氣體排放壓力嚴(yán)重不足，且壓縮機(jī)內(nèi)部的壓力嚴(yán)重低于出口管線處的壓力，進(jìn)而引發(fā)喘振故障。此情況通常發(fā)生于溫度變化較為明顯的氣體壓縮機(jī)之上。

2.3 氣體排出阻力過(guò)大

隨著出口管道處阻力的不斷提升，排氣壓力也呈現(xiàn)出明顯的升高趨勢(shì)，導(dǎo)致設(shè)備排氣不暢，進(jìn)而引發(fā)嚴(yán)重的喘振故障。通常情況下，化工企業(yè)具有較長(zhǎng)的生產(chǎn)周期，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，壓縮機(jī)出口單向閥可能會(huì)面臨關(guān)閉不靈活或不嚴(yán)的情形，導(dǎo)致壓縮氣體難以正常排出，使得出口處的壓力突然加劇，造成壓縮機(jī)喘振故障。此外。如果在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)用氣量突降或氣體容量過(guò)大等問(wèn)題，也可能造成壓縮機(jī)排出阻力過(guò)大，使得壓縮機(jī)出現(xiàn)喘振故障。

2.4 內(nèi)部零部件受損

零部件的質(zhì)量對(duì)于生產(chǎn)實(shí)踐而言十分關(guān)鍵，一旦壓縮機(jī)內(nèi)部零部件出現(xiàn)了磨損及老化等問(wèn)題，或者部件安裝精度較低，都可能導(dǎo)致壓縮機(jī)喘振故障。為此，需要盡力確保壓縮機(jī)內(nèi)部零件的完整性，同時(shí)定期針對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行檢修，在最大程度上避免壓縮機(jī)喘振故障。

2.5 級(jí)間冷卻器效果不佳

隨著壓縮機(jī)對(duì)氣體做工時(shí)間的逐漸增加，氣體的溫度也會(huì)得到了一定程度的提升，借助級(jí)間冷卻器作用，可以有效降低高溫氣體的溫度，實(shí)現(xiàn)脫水脫油的良好效果。一旦級(jí)間冷卻器沒(méi)能充分發(fā)揮自身的冷卻效果，就可能導(dǎo)致冷卻介質(zhì)難以帶走壓縮氣體之中的熱量，使得壓縮氣體的排氣溫度不斷提升，實(shí)際壓縮率卻反而下降，帶來(lái)嚴(yán)重的壓縮機(jī)喘振故障風(fēng)險(xiǎn)。

3 離心式壓縮機(jī)喘振故障解決方法

3.1 優(yōu)化入口流量及壓力參數(shù)

要求在運(yùn)行離心式壓縮機(jī)的過(guò)程中不斷優(yōu)化其入口處的流量及壓力，可以在保持流量不變的前提下，不斷減少離心壓縮機(jī)的排氣壓力，同時(shí)提升入口處的壓力，通過(guò)二者結(jié)合的形式，降低出口處和入口處的壓差，在最大程度上降低壓縮機(jī)喘振的風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 配置自動(dòng)防喘系統(tǒng)

現(xiàn)階段，在壓縮機(jī)之中多以配置了防喘振系統(tǒng)。以由阿特拉斯科普公司所生產(chǎn)的ZH-10000型壓縮機(jī)為例，由于在生產(chǎn)過(guò)程中配備了DP/DP喘振預(yù)測(cè)系統(tǒng)，所以可以實(shí)現(xiàn)對(duì)壓縮機(jī)實(shí)際運(yùn)行情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，在最大范圍內(nèi)降低了放空的概率。同時(shí)，由于在DP/DP系統(tǒng)之中配置了傳感器，所以可以實(shí)現(xiàn)對(duì)喘振的有效預(yù)防。然而，該系統(tǒng)同時(shí)也存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，可能會(huì)出現(xiàn)做出虛假警告的情形，在一定程度上影響了生產(chǎn)的穩(wěn)定性，必須定期予以保養(yǎng)和維護(hù)，在最大限度內(nèi)避免出現(xiàn)此類現(xiàn)象。

3.3 定期清理

在設(shè)備的日常維護(hù)過(guò)程中，需要提高對(duì)入口管線處及過(guò)濾器的關(guān)注，通過(guò)及時(shí)有效的清理，降低入口管線及過(guò)濾器堵塞的風(fēng)險(xiǎn)。如有必要，需要立即更換過(guò)濾器設(shè)備，在最大程度上保障壓縮機(jī)內(nèi)吸入空氣的指令，以實(shí)現(xiàn)對(duì)壓縮機(jī)工作的有效保障。

3.4 定期檢修維護(hù)

隨著壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)間的不斷增加，其葉輪、轉(zhuǎn)子和擴(kuò)壓器等部件都會(huì)發(fā)生一定程度的腐蝕，并因此帶動(dòng)壓縮機(jī)特征曲線的變化，導(dǎo)致以往的喘振線發(fā)生變化。久而久之，就會(huì)導(dǎo)致原本的防喘振線喪失功能。為此，為促進(jìn)設(shè)備使用效率提升，在最大限度內(nèi)延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，要求針對(duì)設(shè)備予以定期維護(hù)，分別按照4000h、8000h、16000h等不同等級(jí)，展開(kāi)對(duì)壓縮機(jī)設(shè)備的維護(hù)，等級(jí)越高，相應(yīng)的維護(hù)及保養(yǎng)程度也就越大，以保障壓縮機(jī)零部件的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，讓壓縮機(jī)的實(shí)際喘振線可以和原本的喘振線保持水平，降低壓縮機(jī)喘振故障的風(fēng)險(xiǎn)。

3.5 結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際更新壓縮系統(tǒng)

在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，隨著用戶流量調(diào)節(jié)需求的變化，相應(yīng)的空氣壓縮量也會(huì)發(fā)生一定變化，進(jìn)而影響系統(tǒng)內(nèi)壓力，帶來(lái)喘振風(fēng)險(xiǎn)。為此，為了在最大限度內(nèi)預(yù)防壓縮機(jī)喘振故障，要求本崗位人員提高對(duì)喘振故障的關(guān)注，同時(shí)密切聯(lián)系相關(guān)單位協(xié)調(diào)工作。如果需要進(jìn)行大范圍調(diào)整，則需在有效溝通調(diào)度的基礎(chǔ)上進(jìn)行，以免因用氣量突變而造成喘振故障。

結(jié)束語(yǔ)：綜上所述，由于離心式壓縮機(jī)在化工企業(yè)生產(chǎn)之中具有十分重要的地位，必須提高對(duì)于離心式壓縮機(jī)的關(guān)注。而喘振故障對(duì)于離心式壓縮機(jī)的正常運(yùn)作具有十分重要的影響，需要針對(duì)壓縮機(jī)予以定期維護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，在最大程度上降低喘振故障的風(fēng)險(xiǎn)，以促進(jìn)離心式壓縮機(jī)的使用效率提升，進(jìn)而推動(dòng)化工行業(yè)的長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]姚曉燕，屈世棟，蔡國(guó)娟， 等.氣動(dòng)系統(tǒng)用離心式壓縮機(jī)失速與喘振故障的診斷研究[J].液壓氣動(dòng)與密封，2020，40（7）：56-60.

[2]王攀峰.輕烯烴回收裝置離心式壓縮機(jī)喘振的原因及其預(yù)防措施[J].化工管理，2020，（35）：189-190.

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