直击要害,离心压缩机那些无法避免的故障!

2019年11月23日

离心式空气压缩机及其工作原理

      离心式压缩机属于透平机的一种,是将流体工质中蕴有的能量转换成机械工的机器。用来将高压气体膨胀制取冷量的称为透平膨胀机,用来将气体压缩获得高压气体的即为透平压缩机。透平压缩机又根据气体在其中的流向分为轴流式和离心式两种。压缩介质可以是空气、氧气、蒸汽、燃气等。

      顾名思义,离心式空气压缩机就是以空气为工作介质,吸入空气在其中经过径向流动被压缩后输出高压空气的设备。离心式空气压缩机的工作流程就是进气、压缩和排气,压缩机主体由定子、转子两部分组成。定子主要有作为气缸的壳体,其两端设有导流器、扩压器、蜗室、轴承等,轴承上承载的主轴转子是带有叶片的工作轮,单级压缩的一个叶轮,多级压缩的多个叶轮,工作轮是整个设备的核心元件。另外,还有电机驱动和冷却、降噪等系统。

离心式空气压缩机的工作原理是依靠动能的变化来提高气体压力。压缩机工作时,工作介质由进口被轴向进入吸气室,并经导流器引导者均匀地进入高速旋转的工作轮,气体在工作轮上叶片的作用下,一边跟着工作轮高速旋转,一边由于受离心力作用,在叶片槽道中不断地沿径向被甩向杠壁,使气体的压力和流速同时提高而获得动能。由工作轮出来的气体随即流入呈锥型截面的扩压器降速增压,从而从动能部分地转化为压力能。高压气体汇集到蜗壳中后再经排气口排出,通过连续地能量转换,实现获得高压空气的目的。

离心式空气压缩机适用于流量大、压力不高的大型气体分离设备和其他需要压缩空气的用途。

 

离心式空气压缩机的常见故障

      1. 喘振。喘振是离心式空压机特有的、最常见,也是危害最大的故障造成喘振的原因是在某一工况下,当进入空压机的空气流量不能使空压机产生足够的压力,导致排气端逆止阀关闭,空气在空压机内积累到足够的压力时,再把逆止阀冲开,如此反复,导致输出的压力和电机负荷剧烈地波动。逆止阀日此频繁开关,就会引起机组的强烈振动并伴随发出周期性的异常吼叫声。喘振发生后还会波及到主机以外的电机、进出口管线、压力表等,控制盘上的所有操作仪表都会随之发生大幅度的摆动。喘振会对压缩机的密封系统、轴承系统造成较大损坏,严重的喘振有可能打碎叶轮,损伤齿轮箱、电动机等,从而使压缩机遭到严重破坏。

 

      2. 轴承温度过高。大型离心式压缩机轴承采用巴氏合金作为轴承的油润滑滑动轴承,造成轴承温度升高的原因:一是供油不足,二是供油温度过高,三是轴承与轴颈的配合间隙过小或轴承存油沟太浅,使摩擦力增高发出热量。

 

      3. 轴承振动过大。机组长期运行,会产生轴承振动过大,究其可能存在的原因:一是原来的找正精度发生变化;二是叶轮粘结或磨损会使转子动平衡精度被破坏;三是轴颈与轴瓦因磨损造成间隙过大或间隙不均;四是油温过低粘滞度大;五是负荷频繁变化或将进入喘振工况;六是齿轮磨损或损坏造成啮合不良;七是气缸进水或进入粉尘,还有地脚螺栓振松等等,需要认真查找,对号治理。

 

      4. 冷却器冷却效果差。压缩机是通过循环水进入各级冷却器,与气腔中高温空气进行热交换来降低压缩空气温度,以达到降低功率提高效率作用。影响冷却效果的原因:一是水量不足或水温过高,不足以带走气腔中空气的热量。二是循环水水质较硬,会使管内表面结垢,水脏也会使管路滤芯被泥沙和油污堵塞,影响传热工况和冷却效果。

 

      5. 油压突然下降。在油泵突然发生故障或导油管发生破裂后会使油压突然下降,及时检查油泵故障的原因,排除后或更换新油管后问题即可解决。

 

故障的控制与预防

      1、喘振的控制与预防

设备发生喘振迹象后,要立即打开旁通阀,将一部分气体直接放空来消除,长期有效的控制喘振就要求我们能够准确地确定喘振流量,以便于实际操作中避免放空而引起的能量浪费。喘振流量是一个变量,影响它的技术参数很多。选择一个适用于特定用途的喘振控制系统,取决于许多因素,需要我们进行不断地摸索和试验。

一般预防喘振发生的措施,一是在允许范围内适当降低排气压力;二是定期检查清理工作轮和扩压器上的黏附物,防止叶轮和扩压器的磨损和腐蚀,损坏严重的及时更新;三是注意叶轮与扩压器之间的间隙变化,及时将间隙调整到规定的范围。

 

      2、油路系统的故障排除与预防

离心式压缩机是一种高速运转的设备,必须保证油路畅通,油温正常,以使轴承和变速齿轮等转动副处于良好的润滑状态正常工况下,供油系统的油温要求控制在40~45℃之间。油温过度,传动部位得不到充分润滑会加大摩擦,对设备造成危害。

 

      所以,在压缩机使用过程中要特别关注供油温度,注意气温变化对油温的影响,及时进行加热或冷却。要经常检查供油管路和油泵,清洗滤油器,发生故障立即排除。

 

      3、水冷系统的故障排除与预防

    空压机冷却器的工作介质是水,所以水量、水温和水质是要充分注意的几大要素。在运行中一般通过监视冷却水温度和控制水量来保证冷却效果。通过长期操作摸索的经验表明,冷却器的温度应控制30~38℃之间是最为适宜的,水温过低会使空气中有水分大量析出,排放不及进入下一级,易导致机组振动乃至发生喘振或叶轮损坏;温度过高则会使机组效率下降,功率增大,还易导致机组末级温度超高而自动连锁停机。要对冷却循坏水的水质进行严格控制,避免管路结垢。空压机的冷却器和水汽分离器因结构复杂,清洁比较困难,可通过经常清洗或更换水过滤器,或者使用干净的水源加入水处理剂等保证空压机的良好冷却,防止因冷却水水路堵塞而影响机器正常运行。

 

--文章摘自中国压缩机网

来源:惠州市德鸿空气压缩机有限公司

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