南京磁谷科技股份有限公司 王鵬

離心式壓縮機(jī)的工作原理就是通過(guò)葉片向空氣施加動(dòng)能，從而將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為靜壓能?？諝馐请x心式壓縮機(jī)運(yùn)行的關(guān)鍵元素，而空氣過(guò)濾器則是氣體壓縮機(jī)的第一道保護(hù)屏障，其能夠?qū)M(jìn)入壓縮系統(tǒng)的氣體進(jìn)行過(guò)濾，從而保證壓縮系統(tǒng)內(nèi)的氣體干凈，減少對(duì)壓縮機(jī)各部件的損傷?；陔x心式壓縮機(jī)的工作性能要求，過(guò)濾器的主要要求是濾清效率高、流動(dòng)阻力低、能較長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用而無(wú)須保養(yǎng)。

1 離心式壓縮機(jī)故障描述

某化工企業(yè)配有兩臺(tái)VB1500H3離心空壓機(jī)，2臺(tái)空壓機(jī)進(jìn)氣過(guò)濾器建在室外。2017年1月1#離心式壓縮機(jī)出現(xiàn)了振動(dòng)增大的現(xiàn)象，在開(kāi)蓋檢查中，發(fā)現(xiàn)離心機(jī)轉(zhuǎn)子及空氣流道等出現(xiàn)了較多顆粒物劃傷的現(xiàn)象，如圖1所示，后續(xù)檢查中發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡也失效了。2017年11月，2#離心機(jī)在開(kāi)蓋檢查中也出現(xiàn)了類(lèi)似的情況。

圖1 離心機(jī)轉(zhuǎn)子及流道損傷情況

通過(guò)對(duì)該故障的深入分析，發(fā)現(xiàn)該企業(yè)的空氣環(huán)境比較惡劣，離心式壓縮機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，部分空氣中的粉塵、灰塵等雜質(zhì)會(huì)依附在空氣過(guò)濾器的濾芯上，大量的固體顆粒、灰塵長(zhǎng)期沉降在過(guò)濾器上，其污染程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)過(guò)濾器的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，而反吹裝置不能將大量污染物吹落，導(dǎo)致濾芯的阻力不斷增大，進(jìn)入壓縮機(jī)內(nèi)的空氣量不斷減少，最終造成過(guò)濾器出現(xiàn)堵塞。另外，長(zhǎng)期沉降的灰塵會(huì)導(dǎo)致濾芯失效，尤其是當(dāng)依附在濾芯上的污染物超出其設(shè)定值后，就容易導(dǎo)致濾芯出現(xiàn)破損，致使空氣中的污物進(jìn)入離心機(jī)中，附著在離心機(jī)轉(zhuǎn)子及空氣流道上，破壞轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡。并且在三級(jí)轉(zhuǎn)子處，由于其轉(zhuǎn)速極高，為25000 r/min，污物中較硬的顆粒會(huì)劃傷轉(zhuǎn)子及流道，對(duì)機(jī)組造成實(shí)質(zhì)性的損傷。

2 離心式壓縮機(jī)空氣過(guò)濾器改造方案

該企業(yè)所用的VB1500H3離心空壓機(jī)空氣過(guò)濾器采取的是自潔式，濾芯濾料為防水型的濾紙，此種過(guò)濾器最大特點(diǎn)就是定時(shí)進(jìn)行反吹自潔，具體構(gòu)建見(jiàn)圖2所示。其工作原理主要是將待進(jìn)入離心機(jī)室內(nèi)的空氣污物進(jìn)行過(guò)濾處理，以此實(shí)現(xiàn)凈化空氣的目的。在過(guò)濾器運(yùn)行的過(guò)程中，無(wú)數(shù)的小顆粒粉塵會(huì)在濾料的迎風(fēng)面形成一層塵膜，雖然塵膜會(huì)提高過(guò)濾效果，但是也會(huì)增加進(jìn)氣阻力，導(dǎo)致離心機(jī)進(jìn)氣量減少。

圖2 自潔式空氣過(guò)濾器結(jié)構(gòu)圖

離心式壓縮機(jī)空氣過(guò)濾器主要承擔(dān)過(guò)濾空氣的重要作用，是保護(hù)空氣壓縮機(jī)其他元部件的重要屏障，能夠有效延長(zhǎng)油分芯和機(jī)油芯的使用壽命。因此選擇優(yōu)質(zhì)的空氣過(guò)濾器有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義?；陔x心式壓縮機(jī)空氣過(guò)濾器所存在的故障，通過(guò)深入分析，其主要是由于空氣過(guò)濾器自潔能力不足造成的，如離心式壓縮機(jī)在運(yùn)行8個(gè)月后過(guò)濾器負(fù)壓由最初的901.6 Pa增加至1332.8 Pa，正常運(yùn)行要求低于1470 Pa，盡管企業(yè)采取縮短更換濾芯周期的方式，但是過(guò)濾效果仍然比較差。另外根據(jù)調(diào)查，由于近些年空氣質(zhì)量相對(duì)比較差，因此離心機(jī)在運(yùn)行的過(guò)程中會(huì)額外增加成本費(fèi)用。例如，該型號(hào)空氣過(guò)濾器的濾芯價(jià)值在8萬(wàn)元左右，而其使用壽命僅為預(yù)期使用壽命的一半，這樣必然會(huì)增加企業(yè)的運(yùn)行費(fèi)用成本。因此企業(yè)決定改造現(xiàn)有空氣過(guò)濾器，總體的改造思路為：結(jié)合企業(yè)周?chē)目諝猸h(huán)境，決定在現(xiàn)有過(guò)濾器的基礎(chǔ)上，在其外部進(jìn)行預(yù)過(guò)濾裝置，預(yù)過(guò)濾裝置安裝防水的初濾布，這樣可以過(guò)濾空氣中較大顆粒污物，初過(guò)濾后的空氣進(jìn)入自潔式空氣過(guò)濾系統(tǒng)，可以達(dá)到兩級(jí)過(guò)濾的效果。

結(jié)合離心機(jī)空氣過(guò)濾器的安裝位置現(xiàn)場(chǎng)看，本次改造采取在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上向外拓展出300～800mm，然后在預(yù)過(guò)濾裝置垂直面設(shè)置濾布，過(guò)濾裝置采取“不銹鋼網(wǎng)+濾布”的結(jié)構(gòu)，不銹鋼網(wǎng)采取10mm×10mm的尺寸，采取內(nèi)外雙層結(jié)構(gòu)，而濾布則安裝在內(nèi)外兩層不銹鋼網(wǎng)之間。為了達(dá)到過(guò)濾空氣污物的目的采取400目的濾布。形成一個(gè)新的密閉空間（一級(jí)濾風(fēng)室）。具體的改造方案為：先制作預(yù)過(guò)濾裝置鋼架主體，在安裝試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)外層不銹鋼網(wǎng)壓蓋尺寸可制作的更大（2.0m×1.1 m），更大的外層網(wǎng)使濾布的更換更加方便。主體結(jié)構(gòu)安裝完成后澆筑預(yù)過(guò)濾裝置的基礎(chǔ)，混凝土基礎(chǔ)內(nèi)側(cè)與底部鋼架?chē)?yán)密貼合、抹面密閉，外側(cè)留出方便鉸鏈運(yùn)行的凹槽?；A(chǔ)澆筑完成后進(jìn)行防腐操作、濾布安裝，濾布?jí)喊暹吙蛘迟N橡膠條，以便壓緊濾布，預(yù)過(guò)濾裝置改造完成。

為了保證過(guò)濾器的高效運(yùn)行，在改造后的運(yùn)行中需要觀察過(guò)濾器負(fù)壓值，當(dāng)負(fù)壓值增大或者將要達(dá)到警戒值時(shí)，需要使用清水清洗濾布，在完成清洗后如果負(fù)壓值仍然比較大則要更換濾布。

3 離心式壓縮機(jī)空氣過(guò)濾器改造效果分析

通過(guò)對(duì)改造后的離心式壓縮機(jī)空氣過(guò)濾器運(yùn)行觀察（表1），經(jīng)過(guò)改造后，空氣過(guò)濾器的負(fù)壓值到第二周基本穩(wěn)定，滿足離心式壓縮機(jī)的運(yùn)行要求。經(jīng)過(guò)1年的運(yùn)行，取得了較好的效果：一是改造工程小，建設(shè)周期短，降低了對(duì)生產(chǎn)的影響。此種改造方案是建立在對(duì)現(xiàn)有離心機(jī)空氣過(guò)濾器基礎(chǔ)上進(jìn)行的改造，由于其改動(dòng)相對(duì)較小，因此改造的建設(shè)周期相對(duì)比較短，能提高離心機(jī)壓縮機(jī)的正常使用周期。二是有效降低了離心式壓縮機(jī)的運(yùn)行故障。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，經(jīng)過(guò)空氣過(guò)濾器改造后，空氣中400目以上的固體顆粒被擋在濾布外表面，有效避免了灰塵進(jìn)入壓縮機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部，對(duì)壓縮機(jī)內(nèi)部元件造成損傷。三是有效提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)改造，不僅延長(zhǎng)了離心式壓縮機(jī)濾芯的更換周期，而且降低了濾芯破損率，為企業(yè)節(jié)省了大量的資金。例如，通過(guò)對(duì)離心機(jī)轉(zhuǎn)子的維修保養(yǎng)記錄看，在實(shí)施改造后，離心機(jī)的各葉輪葉表面、空氣流道光滑勻稱，輪動(dòng)平衡得到很好保護(hù)，有效降低了備件成本。