TM600-2型离心式空气压缩机喘振故障分析及解决措施研究

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离心式空气压缩机在生产过程 中起着举足轻重的作用，所以提高其运行的质量和效率显得尤为重要。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 。其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.会导致空压机内部的压力 比外部管路的压力小 ，引起逆止阀关闭：进而导致空压机没有输出，使空压机内部的压力越来越大，待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；空气被排出后，空压机由于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，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 。TM600-2型离心式空气压缩机自投入运行以来多次因出现喘振故障而停机，给生产造成很大影响，急需采取有效措施加以解决 。

1 TM600-2型离心式空气压缩机喘振故障分析1.1 压缩机控制系统原因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，其正常状态调节过程示意图如图 1所示 。

当 IIC，CIC和 PIC的 比例不合理 ，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收稿 日期 ：2013-03-19作 者简介 ：侯 建 (1986- )，男，助理 工程 师，从事 空气压缩机方面的研 究工作图 1 TM600-2型离心式压缩机的控制 系统Figure 1 Control system for TM 600-2 type centrifugalcompressor或控制调节太多的时候，喘振就会发生。具体表现为：1)BOV与IGV的速度执行和动作顺序不合理 .导致加载- 卸载或卸载- 加载过程 中发生 喘振 ：2)IGV开度设置偏小；3)PIC，CIC和 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)由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1.2 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，流速降低后空气的压力被进-步提高 而如果扩压器内特殊设计的曲线腔壁由于腐蚀等原因而磨损较大时，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 ，最终引起空压机的输 出压力降低 ，而较易发生喘振2013年第 6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 6l1.3 叶轮与扩压器之 间的间隙变化TM6OO-2型离心式空压机对叶轮与扩压器之间的间隙要求很高。间隙太大会造成泄漏串气，使得通过的空气流量下降 ；间隙太小 ，则通过 的空气流量变小 ，同时如果后端推力轴承被磨损 ，就非常容易造成叶轮与扩压器碰撞 。所 以，叶轮与扩压器之间的间隙无论是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。从而引起喘振。

此外.检修过程中发现叶轮及扩压室内导流槽中藏有大量泥土。这是由于厂区内空气中含有的大量酸性粉尘，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，并改变了气体的压缩路线，导致喘振现象的发生，且对机器产生较严重的腐蚀。

1.4 冷却器堵塞和腐蚀TM600-2型离心式空压机为三级压缩 .有 3组冷却器。长时间运行后 ，冷却器内堆积大量泥土，且翅片腐蚀严重 ，导致压缩空气量大大减少 ，由于吸人空气量大于压缩空气量而产生对流 ，从而导致喘振现象的发生。

1.5 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少于夏季.这是由于离心式空压机设计上的压缩量是指温度在 35℃、气压为 1个标准大气压的条件下的压缩量。而空气的温度是经常发生变化的，且不以人的意愿而改变。根据气体状态方程 P1V1/TlP2V2/T2可知，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，最终使得空气压缩机不能输出足够 的压力而发生喘振故障。

2 TM600-2离心式空气压缩机喘振故障解决方案2.1 检查 BOV与 lGV的速度执行和动作顺序经手动试验发现 ，在执行放空动作时 ，若 IGV关闭速度迟于 BOV打开速度，没有出现问题，从得到卸载信号执行动作到卸载过程结束 ，IGV和 BOV动作执行得很好 。其 中 BOV打开时间为 20 s，IGV关闭速度为 64 s，试验过程中通过手动调整将 BOV执行过程时间调整到 16 s之后发现可以更好地解决 问题 。

2.2 注意叶轮与扩压器之间的间隙变化通常情况下 .叶轮与扩压器之间的间隙只有在后端推力轴承磨损或扩压器腐蚀磨损时才会发生变化。

所以，必须每隔-段时间(周期可以定为 1 a)定期检查叶轮与扩压器之间的间隙。间隙发生变化时 ，如果是因后端推力轴承磨损而导致的，可以通过在后端加垫片进行调整，使间隙达到标准；如果是因扩压器腐蚀磨损而导致的.可以对扩压器进行修复，扩压器腐蚀磨损严重时必须更换。

2.3 增加空气外过滤器为防止过多的粉尘杂物被吸人压缩机内.加装了l2组滤筒自洁式外空气过滤器.并定时更换滤筒，效果较好。

2.4 更换冷却器翅片由于厂区空气为酸性.对冷却器翅片腐蚀十分严重，所以将原来的铝制翅片更换为铜制翅片，并每半年进行-次清洗。同时，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。

2.5 注意空压机入 口空气温度变化空压机进气口空气温度变化会导致喘振的发生。

而不同季节空气温度不同，可以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小温度变化幅度的方法加以控制。此外，还可以通过适当降低排气压力来减少喘振的发生。

3 结论通过分析喘振故障发生原因，并实施解决措施后 ，发现 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发生喘振的原因和解决措施可能会有所不同，使用者应当结合生产实践.研究喘振的机理和主要影响因素，以采取有效的喘振控制措施 ，提高离心式空气压缩机抗喘振性能和运行可靠性。