摘 要：文章介紹離心壓縮機發(fā)生喘振給生產帶來不可估量的損失，離心壓縮機喘振時的劇烈振動和刺耳的噪聲，從離心壓縮機的內部葉片結構來分析產生喘振原因是氣流在葉輪非工作面上產生嚴重脫離引起的。根據壓縮機特性曲線和管網特性曲線分析出產生喘振相關聯(lián)的外部因素：過濾器、空分系統(tǒng)、空壓機冷卻器、電網波動和操作人員引起的喘振，分析原因制定相應的措施來預防喘振帶來的危害，為安全生產提供了堅實的保障。

關鍵詞：離心壓縮機；喘振；防范措施

首鋼長鋼動力廠有6000m3/h制氧機組兩臺，2萬制氧機組和3萬制氧機各一臺。所有機組所用空壓機為離心壓縮機。喘振是離心壓縮機在流量減少到一定程度時發(fā)生的一種非正常工況下的震動。喘振出現后不僅使壓縮機的工作不穩(wěn)定，而且有可能使壓縮機和整個裝置破壞，帶來巨大的損失。空壓機是整個空分系統(tǒng)原料和能量的提供者，如果空壓機組不能正常運行，后續(xù)工作無從談起。因此，因當絕對防止壓縮機在喘振區(qū)工作，消除和避免壓縮機喘振現象是保證空壓機安全運行的重要保障。下面我們來簡單認識離心壓縮機的喘振及預防控制。

1 離心壓縮機的喘振現象

幾年工作經驗總結及查看相關資料，離心式壓縮機發(fā)生喘振時，會產生以下幾種典型現象：（1）壓縮機的出口壓力剛開始是升高，然后迅速出現下降，這樣反復呈周期性波動。（2）壓縮機的流量出現急劇下降，并且大幅波動，嚴重時甚至出現空氣倒灌到吸氣管道。（3）拖動壓縮機的電機電流和功率表指示出現不穩(wěn)定，表現出大幅波動。（4）壓縮機組會產生強烈的振動，同時伴隨發(fā)出異常刺耳的氣流噪聲。

2 離心壓縮機喘振的原因

根據離心壓縮機的工作原理，氣體由進氣管進入機殼，流經由主軸帶動的工作輪，利用葉輪機構的旋轉產生氣體的離心力，然后再流入固定元件的流動情況以及如何提高氣體的壓力。喘振產生的內部原因與葉道內氣體的脫離密切相關。壓縮機不僅要在設計工況下工作，而且還要在與設計工況不同的更廣的范圍內工作。當氣體流量減少到一定程度時，壓縮機內部氣流的流動方向與葉片的安裝方向發(fā)生嚴重偏離，使進口氣流角與葉片進口安裝角產生較大的正沖角，從而造成葉道內葉片凸面氣流的嚴重脫離。此外，對于離心式壓縮機的葉輪而言，由于軸向渦流等的存在和影響，更極易造成葉道里的速度不均勻，上述氣流脫離現象進一步加劇。氣流脫離現象嚴重時，葉道中氣體滯流、壓力突然下降，引起葉道后面的高壓氣流倒灌，來彌補流量的不足和緩解氣流脫離現象，并可使之暫時恢復正常。但是，當將倒灌進來的氣體壓出時，由于級中流量缺少補給，隨后再次重復上面的現象，這樣就很容易在葉片非工作面上出現氣體嚴重脫離，造成壓縮機突然出現不穩(wěn)定工作狀態(tài)，機器強烈振動并發(fā)出強烈刺耳的噪聲，這就是壓縮機喘振的內因。壓縮機和官網形成一個能量供給與使用的統(tǒng)一系統(tǒng)，壓縮機是這個能量系統(tǒng)的供給者，它的供給特性為壓縮機的特性曲線。管網為這個系統(tǒng)中的能量使用者，它的使用特性為管網的特性曲線。在壓縮機與管網聯(lián)合工作時，只有當通過壓縮機的流量與通過管網的流量相等時，以及壓縮機產生的能量等于管網的阻力時，即當能量的供給與使用相等時，此能量關系才可以保持平衡工況。從壓縮機性能曲線和管網特性曲線可以看出，壓縮機在發(fā)生喘振時，其工作點肯定進入了喘振區(qū)，因此嚴重的壓縮機喘振還與管網有著密切的關系。在壓縮機運行中，造成壓縮機喘振的還有下列因素：（1）空分系統(tǒng)的切換故障。比如，進主換熱器或分子篩吸附器的閥門不能及時打開，造成壓縮機排出壓力超高，管網特性曲線急劇變陡，壓縮機與官網聯(lián)合工作點迅速移動，進入喘振區(qū)，導致喘振。（2）壓縮機內部氣體長期在高溫下，塵埃容易結垢及級間冷卻器發(fā)生泄漏造成壓縮機流道堵塞引發(fā)喘振。（3）空氣過濾器堵塞，造成壓縮機進氣阻力大，進氣量小引起喘振。（4）電網波動，造成空壓機停機，放空閥、和防喘振閥又沒有及時打開排壓。（5）壓縮機在啟動操作過程中，操作員動作不協(xié)調，升壓過程中速度快。

3 離心壓縮機喘振預防措施

為了防止喘振發(fā)生所帶來的損失影響生產，制氧車間領導制定了嚴格的設備管理條例，并根據制氧機的運行情況定制檢修計劃，對防喘振閥的控制軟件進行完善，對設備規(guī)程和技術規(guī)程進行了完善。職工們的操作水平提高了不少。下面是我們采取了的具體預防控制措施：（1）在壓縮機末端安裝防喘振閥，并定期對它進行校驗，調試，以保證其靈活、可靠，并裝有旁路手動放空閥，必要時采取手動操作。（2）定期對空氣過濾器進行反吹，保證阻力不大于1200帕，必要時更換過濾轉置設備，使其阻力值一直保持在安全范圍內。（3）每次開停車都要對切換系統(tǒng)閥門進行開關試驗，確保各閥門開關靈敏、到位，在日常運行過程中，各班組派專人切換系統(tǒng)，遇有閥門不能及時打開，立即采取安全措施。（4）對設備進行大中檢修時，維修工要對壓縮機進行揭蓋大檢查，必要時進行對其內部清洗，以保證其內部流道暢通。（5）對電網系統(tǒng)進行改造，由原來的單回路供電改為雙回路供電，高壓配電系統(tǒng)二段母線分列運行，在任一路電源故障時，通過母線分段斷路器，可以與另一段母線相聯(lián)，減少了由電網波動引起空壓機的停機次數。（6）提高操作工的操作水平，加大對職工的“三規(guī)一制”的培訓力度，嚴格考試制度，使職工有了較高的操作水平，避免了對閥門的大幅度操作，保證壓力的平穩(wěn)過渡。（7）隨著自動化程度的提高，空壓機喘振實現了自動化控制。該控制系統(tǒng)以電流和排壓為橫縱坐標建立坐標系，根據空壓機的運行參數，自動調節(jié)排壓或電流，使空壓機遠離喘振區(qū)；空壓機一旦進入喘振區(qū)，壓縮機會自動卸載，從而保護了空壓機。同時，也為變工況調節(jié)提供了依據。

通過以上措施的實施，我們取得了很好的效果。壓縮機減少了喘振引起停機的發(fā)生機會，有效提高了空壓機的運行效率，為安全生產提供了堅實的保障。

參考文獻

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作者簡介：李霞（1976-），女，山西長治人，首鋼長治鋼鐵有限公司動力廠，大學?？茖W歷，研究方向：工程技術。