屈楚劍

摘 要：隨著我國社會經(jīng)濟水平的提升，石油化工產業(yè)在新的時代背景下得到了更好的發(fā)展。在石油化工生產中，離心式空氣壓縮機得到了廣泛應用，運行效率高、故障率低是其最大的特點。所以在離心式空氣壓縮機發(fā)生故障的時候，很難查到到故障的成因，因此技術人員必須清楚了解到壓縮機的工作原理，掌握壓縮機各部件的基本性能。在離心式空氣壓縮機運行過程中，喘振是常見的一個故障問題。

關鍵詞：離心式空氣壓縮機;喘振故障;控制預防

引言：離心式空氣壓縮機運行期間，可能會出現(xiàn)很多故障問題，在空氣機組發(fā)生壓力脈沖的時候，會發(fā)出類似“喘氣”的聲音，即喘振故障的出現(xiàn)。壓縮機在發(fā)生喘振故障的時候，會產生較大的噪音，同時伴有強烈振動現(xiàn)象[1]。離心式空氣壓縮機對每一個轉速點都有一定要求，在低于標準的情況下，會導致工況平衡性削弱，在此期間出現(xiàn)的節(jié)點即喘振點。一般情況下，輕微喘振不會造成壓縮機損壞，但也需要避免壓縮機在喘振的情況下運行。這是因為喘振期間，可能會導致壓縮機內部葉輪和擴壓器損壞，如喘振較為劇烈，流量波動較大，可能會損壞軸承。

1.離心式空氣壓縮機常見的故障問題

1.1喘振

喘振故障只存在于離心式空氣壓縮機運行期間。喘振故障一般可分為兩種情況，其一是離心式空氣壓縮機內部壓力達到壓縮機可壓縮的最大值時產生的喘振。這種喘振故障可以在壓縮器運行之前，對壓縮機的卸載壓力大小進行設定，使運行壓力始終小于標定壓力。壓縮機流道中也會出現(xiàn)喘振故障，如工況發(fā)生改變，在壓縮機內部空氣流量無法讓壓縮機產生足夠壓力時，導致壓縮機外部壓力高于內部壓力，最終造成逆止閥關閉。在這樣的情況下，壓縮機無法輸出壓力，導致大量壓力在壓縮機內部囤積，在囤積壓力超出外部壓力的情況下，逆止閥會被壓縮機內部壓力重開。在排出氣體后，因缺乏足夠的空氣，壓縮機無法持續(xù)輸出，在壓縮機內部壓力逐漸下降的情況下，會關閉逆止閥，空氣會重新在壓縮機內部囤積，在壓縮機內部壓力足夠的情況下再次排出。這種反復囤積和排出壓力的方式，會導致電機負荷與輸出壓力出現(xiàn)頻繁波動，逆止閥也會頻繁運轉，在壓縮機發(fā)生低沉聲音時，流量和壓力始終處于不穩(wěn)定狀態(tài)，即喘振現(xiàn)象的出現(xiàn)。

1.2旋轉失速

離心式空氣壓縮機在運行期間，受特殊因素影響，導致壓縮機內部空氣流量減少，會增大葉柵的進氣沖角。在進氣沖角變大的情況下，壓縮機內部部分葉片先產生氣體的繞流分離?？諝夥至骱罅鲃訐p失增大，會出現(xiàn)氣流減少或氣流堵塞的情況。堵塞的氣流區(qū)會使周圍的空氣流動發(fā)生變化，會增大相鄰葉片進口的氣流沖角，最終導致分離，同時會降低對應一邊相鄰葉片進口的氣流沖角，以至出現(xiàn)分離區(qū)，并順著葉片柵圓周方向傳播。

2.喘振故障產生的原因

2.1葉輪磨損

離心式空氣壓縮機中的葉輪，主要起到增強空氣壓力、增加空氣流速的作用，空壓機內部多數(shù)壓力都是由葉輪產生的。如果葉輪磨損較為嚴重，葉輪表面粘附物較多，會增大壓縮機喘振故障的概率。

2.2擴壓器腐蝕磨損

處于高速旋轉狀態(tài)的葉輪，會產生較強的壓力，當壓力與擴壓器接觸，擴壓器可以有效降低空氣流速，會進一步增強空氣壓力，也就是說擴壓器具有提高壓縮機內部壓力的效果。在擴壓器存在較為嚴重的磨損、腐蝕情況的時候，流速較高的空氣在經(jīng)過擴壓器時很容易形成漩渦，會降低進氣量，也就無法提高壓縮機內部空氣壓力，在空壓機內部輸出壓力持續(xù)降低的情況下，壓縮機會出現(xiàn)喘振故障。

2.3擴壓器和葉輪間隙發(fā)生變化

離心式空氣壓縮機對擴壓器和葉輪之間間隙的要求非常嚴格[2]。如果二者之間間隙過大，可能會出現(xiàn)串氣泄露的情況，會降低液壓機內部空氣流量，在間隙過小的情況下，通過葉輪和擴壓器的空氣流量會變小，如后端推力軸承有磨損問題，很容易導致葉輪與擴壓器發(fā)生碰撞。所以在葉輪和擴壓器之間間隙過大或過小的情況下，都會導致空氣流量變小，壓縮機無法提高輸出壓力，這也是導致喘振故障出現(xiàn)的原因。

3.離心式空氣壓縮機喘振故障的控制預防

3.1喘振故障的控制

為了更好的預防和控制離心式空氣壓縮機喘振故障，通?？梢圆捎米詣与p重、空重車、恒壓節(jié)流、恒壓四種控制方式。在自動雙重模式或恒壓節(jié)流過程中，在進氣閥關小的情況下，會降低馬達電流，如因進氣閥關小導致喘振故障發(fā)生，該馬達電流即節(jié)流極限。壓縮機運行到節(jié)流極限值的時候，需要對進氣閥角度進行調整，同時打開旁通閥排出適量壓縮空氣，使壓縮機內部空氣流量持續(xù)流動。如技術人員聽到壓縮機發(fā)出沉悶的“喘息聲”時，幾乎可斷定壓縮機出現(xiàn)了喘振故障。在此期間，技術人員需及時點擊控制盤上的服務按鈕，徹底將喘振現(xiàn)象清楚，避免因喘振故障對壓縮機造成損壞。

3.2喘振的預防

控制喘振的方式降低了壓縮機的設定壓力，導致壓縮機產生的壓力達不到相關標準。同時TL值容易受空氣溫度、系統(tǒng)負荷變化、設定壓力等因素的影響。在各種影響因素發(fā)生變化的時候，可能會導致提前設定好的TL值實效，喘振故障依然不會消失。為了避免喘振故障給離心式空氣壓縮機的正常運行造成影響，必須針對喘振故障問題采取相應的預防措施。

3.2.1預防磨損、腐蝕

離心式空氣壓縮機在運行過程中，如葉輪出現(xiàn)磨損、腐蝕現(xiàn)象，在高速旋轉情況下可能會和擴壓器發(fā)生碰撞，為了避免磨損、腐蝕問題影響葉輪旋轉的穩(wěn)定性，可使用不銹鋼材質的葉輪。同時，還需要密切關注后端推理軸承的磨損情況，保證葉輪旋轉的平衡性。長時間使用壓縮機的過程中，葉輪表面可能會出現(xiàn)一些粘附物，則需技術人員定期對粘附物進行清理，有效預防喘振故障的出現(xiàn)。另外還需要密切關注擴壓器的磨損、腐蝕情況，因壓縮機運行期間擴壓器長期處于高壓、高溫的狀態(tài)下，所以技術人員需定期對擴壓器進行修復處理，避免磨損、腐蝕等情況的出現(xiàn)，如在磨損、腐蝕情況較為嚴重的情況下，則考慮更換擴壓器[3]。

3.2.2控制葉輪和擴壓器間隙

離心式空氣壓縮機運行期間，葉輪與擴壓器間隙如發(fā)生改變，喘振故障出現(xiàn)的概率提升，因此控制好葉輪與擴壓器的間隙是很有必要的。為了更好觀測葉輪與擴壓器的間隙變化，可在離心機高低速轉子位置安裝振動傳感器，在葉輪與轉子發(fā)生變化的時候，振動值也會發(fā)生相應變化，在變化超出標準值的時候，報警器會發(fā)出警報，提醒技術人員進行處理。

結語：綜上所述，離心式空氣壓縮機如發(fā)生喘振故障，直接影響其運行質量，甚至會導致壓縮機報廢，因此避免喘振故障的發(fā)生，需要從預防控制方案做起。導致喘振故障的原因有很多，尤其是在葉輪、擴壓器、軸承出現(xiàn)磨損和腐蝕情況的時候，很容易出現(xiàn)喘振故障，因此在壓縮機運行期間，需重點檢查壓縮機的各部件，進而提高離心式空氣壓縮機的性能。

參考文獻：

[1]呂文浩，魯悅，劉云龍.離心式空氣壓縮機喘振故障分析與控制預防[J].科學技術創(chuàng)新，2020（26）：195-196.

[2]羅軍.離心式空氣壓縮機喘振故障分析與控制預防[J].新疆有色金屬，2016，39（S1）：83-85.

[3]鐘瑞明.離心式空氣壓縮機喘振故障分析與控制預防[J].采礦技術，2010，10（03）：84-86.

（烏魯木齊石化公司煉油廠，新疆 烏魯木齊 830000）