TM600-2型离心式空气压缩机喘振故障分析及解决措施研究

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

Study on the Cause of TM600-2 Centrifugal Air Compressor Surge andScheme to Solve the ProblemHou Jian(Zhejiang 日lZU Ca!cium Carbide Co.，Ltd.，Ofice of Gas Factory，Quzhou，Zhejiang 324004，China)Abstract：Centrifugal air compressor is very important in the production process，SO it is of great significance to solveits problem of quality and eficiency.Through the summary of the day-to-dav work.the author analyzed the cause ofTM600-2 centrifugal air compressor surge，and put forward a few of own schemes to solve the problem，and practice hasproved that it well improved the surge of TM600-2 centrifugal air compressor。

Keywords：TM600-2 centrifugal air compressor；，surge；failure analysis；solving measures1 前言离心式空气压缩机在生产过程中起着举足轻重的作用 ，所以解决生产中其运行的质量和效率显得尤为重要。我国在离心式空气压缩机方面 1970后才开始有所发展。喘振是离心式空气压缩机运行在某-工况下产生的特有现象，它的发生会危及到整个控制系统甚至机械系统和后续系统。如果在运行过程中进入空压机的空气流量不足以让其产生相当的压力 ，而致使空压机内部的压力比外部管路的压小，引起逆止阀被关闭▲而导致空压机没有输出，使空压机内部的压力越来越大，直到超过外部系统的压力时，内部的空气就会冲开逆止阀排出。而在空气被排出后空压机因为并没有足够的空气不断输出而使内部压力又下降，逆止阀关闭，进而重复上述过程，如此不断反复 ，导致逆止阀频繁动作 ，机器发出砰砰的声音，这种现象就叫喘振。浙江兽化电石有限公司的-台TM600-2型离心式空气压缩机自投入运行以来多次出现喘振故障停机。

2 TM600-2型离心式空气压缩机喘振故障分析2.1压缩机的控制系统原因分析TM600-2型离心式压缩机的控制系统是由IIC(防喘振控制系统 )、CIC(主电机过载保护系统)、PIC (恒压控制系统)与BOV (放空阀)、IGV (进口导叶)组合调节控制，其正常状态调收稿日期：2013-04-15作者简介 ：侯建(1986-)，男，吉林白城人，大学本科，助理工程师，大学研究方向：空气压缩机。

- - - 从简挺潮裁点到卸栽遂钉 漉襁图 1 TM600-2型离心式压缩机的控制系统当 IC、CIC和 PIC的比例、BOV与 IGV的速度执行和动作顺序不合理、积分的参数设置不当或控制调节太多的时候，喘振就会发生。具体表现在如下方面：f1)BOV与 IGV的速度执行和动作顺序不合理 ，导致从加载-卸载或从卸载-加载过程中发生喘振；f2)IGV开度设置偏小；(3)PIC、CIC、IIC控制参数整定不合理，导致在调节过程中三者发生冲突而引发设备的工作状态进入喘振区；(4)d3于设备本身的固有缺陷导致在 PIC、CIC和 IIC-起调节的调节区域重叠。

22 扩压器腐蚀磨损TM600-2型离心式压缩机高速旋转的叶轮使通过的空气产生高速高压，然后空气再经过静态的扩压器，高速的空气由于扩压器内特殊设计的曲线腔壁而降速流过，流速降低后空第 40卷第 7期 侯 建：TM600-2型离心式空气压缩机喘振故障分析及解决措施研究 155气的压力进-步被提高 1/3左右。而如果扩压器内特殊设计的曲线腔壁由于腐蚀等原因而被磨损比较大的时候，进入扩压器的空气的量就会下降，这是由于高速的空气经过磨损的曲线腔壁时很容易形成涡旋，进气量的下降使得空气压力得不到进-步的提高，而最终引起空压机的输出压力降低，而较易发生喘振。

2.3 叶轮与扩压器之间的间隙变化TM600-2型离心式空压机对叶轮与扩压器之间的间隙要求很高。叶轮与扩压器之间的间隙太大会造成泄漏串气，使得通过的空气流量下降；如果间隙太小，通过的空气流量变小，同时如果后端推力轴承磨损的话，非常容易造成叶轮与扩压器碰撞。所以，不论是叶轮与扩压器之间的间隙太大还是太小都会造成通过的空气流量下降，导致空气压缩机不能增加输出压力，从而造成喘振的发生。

此外 ，检修过程中发现叶轮及扩压室内导流槽都藏有大量泥土。由于厂区内空气含有大量酸性粉尘 ，随着高速的空气压缩，堆积在导流槽及叶轮内，严重降低了吸气量且改变了气体的压缩路线 ，这也导致了喘振现象的发生。并且对机器有较大腐蚀。

2.4冷却器堵塞和腐蚀TM600-2型离心式空压机为三级压缩，有三组冷却器。长时间运行，冷却器内堆积大量泥土，且翅片严重腐蚀。导致压缩空气量大大减少 ，吸人空气量大于压缩空气量从而产生对流，也将导致喘振现象的发生。

2.5空压机进气口空气温度变化在使用 TM600-2型离心式空压机的过程中，冬季发生喘振的次数明显比夏季要少，这是为什么呢离心式空压机设计上的压缩量是指温度在 35℃，气压为-个标准大气压的条件下的压缩量，而我们都知道空气的温度是经常发生变化的，而且 是 不 以 人 的意 志 而 改 变 的 。根 据 气 体 状 态 方 程P1V1/T1P2V2/T2，我们可以知道，在压力-定的情况下，空气密度会随着温度的上升而降低 ，进而导致空压机实际压缩的空气流量下降，最终会使得空气压缩机不能输出足够的压力而发生喘振故障。

3 TM600-2离心式空气压缩机喘振故障解决方案3.1增大 IGV开度32检查 BOV与 IGV的速度执行和动作顺序0图 2 BOV打开打开运行时间图 图 3 IGV关闭运行时间图经过手动试验发现，在执行放空动作的时候，当IGV关闭速度迟于 BOV打开速度的时候，没有什么问题发生。从得到卸载信号执行动作到卸载过程结束IGV、BOV动作执行很好。

其中BOV打开时间为 20s(如图 2)，IGV关闭速度为 64s(如图 3)，实验过程中通过手动调整把 BOV执行过程时间调整到16s之后发现可以更好地解决问题。在经过若干次执行放空动作试验后，喘振的次数减少了-些。

3.3注意叶轮与扩压器之间的间隙变化我们都知道，叶轮与扩压器之间的间隙在维持空气压缩机的性能方面具有举足轻重的地位，是-项要求相当严格的技术指标。通常情况下，叶轮与扩压器之间的间隙-般只有在后端推力轴承磨损或扩压器腐蚀磨损时才会变化，否则通常是不会发生变化的。所以，必须每隔-段时间(周期可以定位-年)定期检查叶轮与扩压器之间的间隙。发现变化后，如果是因后端推力轴承磨损而导致变化的，可以通过后端的垫片进行调整，使间隙达到规定的数值范围内；如果是因扩压器腐蚀磨损，可以对扩压器进行修复，但如果扩压器腐蚀磨损严重，则必须更换扩压器来达到保持间隙要求。

3.4增加空气外过滤器为防止过多的粉尘杂物被吸入压缩机内，我们增加了 12组滤筒 自洁式外空气过滤器。并定时对不工作的滤简进行更换。有效地防止了粉尘杂物的进入。

3.5更换冷却器翅片并定时清洗由于公司外部空气成酸性，对冷却器翅片腐蚀十分严重，我们将原来的铝制翅片更换为铜制翅片，并且每半年进行-次清洗。随时注意各级排气温度变化 ，可有效防止由于进排气量差异导致的喘振现象。

3.6 注意空压机入口空气温度变化前面我们提到空压机进气口空气温度变化会导致喘振的发生，而我们都知道不同季节空气温度也不同，所以唯有通过采用诸如加高房顶、增加室内空间及将空压机安装在室内等减少温度变化幅度的方法加以控制。假如使用了上述方法之后还没有很有效地控制喘振现象的发生的话，则只有通过适当降低排气压力来减少喘振的发生了。

4 结语通过以上故障分析，并实施上述解决方案后，发现浙江省巨化电石有限公司的TM600-2型离心式空气压缩机喘振的问题基本上得到了解决。不同型号的离心式空压机喘振的原因和解决措施可能会有些不同，使用者应当结合生产实践 ，逐步弄清喘振的机理，掌握喘振的主要影响因素 ，熟悉常见的喘振实例，采取有效的防喘振控制措施，提高离心压缩机抗喘振性能和运行可靠性。