离心式空气压缩机喘振问题研究及解决方案

周盈

摘要：空压机使用时间较长，冷却器冷却效果降低，且换热片之间严重堵塞，阻力较大，使设备极易产生喘振，影响设备稳定运行，效率降低。改造后彻底消除喘振现象，提高设备效率。

关键词：离心式空压机 叶轮 冷却器 机组效率 喘振

HR9-6离心式空压机套引进美国Atlas公司生产的设备。工作原理由高压1万伏电压的电机做动力驱动的空压机，空气经过进气过滤器后，通过自动进气调节阀进入一级叶轮，高速旋转做功的叶轮对空气进行压缩，传送至扩压器将动能转化为势能，压缩后的空气通过中间冷却器进行冷却空气压缩后密度增大而产生大量热能，再者空气中的水分不易被压缩，经过冷却器冷却后将空气中的水分解析分离后，温度低密度大含水相对较小的压缩空气进入二级压缩，在叶轮高速旋转的作用下空气再次压缩，提高空气压力，压缩过程中又产生很多的热量，再经过末级冷却器冷却，冷却后的压缩空气再次经过除水装置将水分解析分离，达到生产工艺要求进入管网输送到生产车间使用。经过10多的年的运行，运行结果显示，该机组送气温度较高，并且在一定程度上存在喘振现象。

1 问题的提出及分析

通常情况下，对于机组来说，多种原因都可能引发喘振：

1.1 机组流道小，效率降低。对于离心式空气压缩机组来说，在运行过程中出现喘振现象。为了确保机组运行的安全性，通过对离心式空气压缩机进行停机，进而在一定程度上进行检查，在检查过程中发现：许多污垢附着在叶轮以及流道内，在一定程度上增加了清洗蜗壳及叶轮的难度，开机试车运行后，发现喘振现象依然存在。

1.2 机组出气口被堵塞。通过检查机组的雾滴捕集器内的丝网，在检查过程中没有发现任何异常现象。

1.3 受机组内部通道发生堵塞的影响和制约，通常情况下需要拆出空气冷却器，进而在一定程度上对其进行相应的检查，检查结果显示铝翅片被灰尘覆盖着，空气冷却器在一定程度上受到严重的堵塞。对于此类翅片来说，受强度较弱的影响和制约，进而对翅片进行清洗的过程中，容易造成翅片倒伏，换热效果及清洗效果在一定程度上受到影响和制约，因此在这种情况下，需要更换冷却器芯体。

在对离心式空气压缩机进行拆机检查的过程中，在空气冷却器芯体上，由于密封胶条老化，进而在一定程度上变得非常脆，同时容易断，进而导致短路故障时常发生，使得热空气的送气温度在一定程度上不断提升；在二级叶轮中，由于冷器的尘埃灰垢等被压缩空气带入，并且在一定程度上附着在表面，流道的状况在一定程度上被恶化，造成压缩空气旋转脱离。通过上述分析可知，空气冷却器发生故障是导致机组出现异常的主要原因。

2 改造方案

2.1 通过对铝翅片串片式结构进行相应的调整，将其调整为铜翅片缠绕式结构，进而在一定程度上增加翅片强度，并且在一定程度上为清洗提供了便利。

2.2 为了提高冷却的效果，需要在机组有限的空间内，最大限度地增加换热管的数量。

2.3 在一定程度上通过改变原来的密封形式。将挡风板焊接在壳体上，同时在挡风板上固定不锈钢弹簧板。

2.4 在壳体上通过焊接相应的轨道，并且在一定程度上将滚轮安装在相应的芯体上，进而为拆装提供了方便。

2.5 将压力表安装在冷却器进出口上，进而在一定程度为检查冷却器提供了便利，同时能够提高机组运行的安全性。

3 实施

通过确定改造方案后，为了确保运行效果，通常情况下，需要在后冷却器芯体上进行试验。经过测量壳体及原冷却器芯体的精确，对图纸进行设计，通过对尺寸进行认真核对，同时调整图纸上没有反映出的设计思路。制作完成后冷却器芯体后。完成相应的安装后，需要对其进行开机运行检验，运行结果显示：进出冷却器压差降为0.0025MPa，与原来相比下降了0.015MPa。同时后冷却器芯体串气的问题得以有效的解决。

通过更新冷却器芯体后，运行结果显示，机组的喘振周期在一定程度上延长了，同时在一定程度上伴有喘振现象的发生。通过对中间冷却器芯体进行检查发现，在芯体内部存在严重的堵塞现象，经过统计前后压力表的数值，发现前后相差0.04MPa 。由于二级的吸入压力比较低，进而在一定程度上导致发生喘振。

4 改造后结论

①送气过程中，温度要符合相关要求，方案更新后，温度由原来的45℃直接下降到目前的28℃。②改造方案后，机组始终处于良好的运行状态，并且在一定程度上没有发生过喘振现象，并且对吸风系统进行了改造，进而在一定程度上确保了系统运行的稳定性。③提高了机组效率，单电消耗由更新前的59kW·h/km3降低到现在的57kW·h/km3。④由于冷却器垢阻减小传热系数增加使冷却效果提高，冬季原两台冷却器的用水由并联使用改为串联使用，减少用水量。⑤国产冷却器芯体每台在17万元左右，而进口冷却器芯体在36万元左右。

经过上述的改进后为企业节省设备的投资资金，达到了设备经济运行，节能降耗，降低产品成本奠定基础。同时也锻炼了自己，充实了自己的技术知识，不断向更高更新的技术领域迈进。

参考文献：

[1]闵永生.二期A仪用空压机故障处理及分析[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2013（09）.

[2]谢聃.浅析如何做好离心压缩机的防喘振控制[J].价值工程，2013（23）.

[3]王计栓，苑文改.离心式压缩机喘振问题研究及解决方案[J].风机技术，2005（06）.