喘振問題作為螺桿式空壓機(jī)最常見的問題之一，嚴(yán)重影響著空壓機(jī)的運(yùn)行，也是造成空壓機(jī)損壞的主要原因之一。在實(shí)際生產(chǎn)中，往往由于對喘振故障認(rèn)識不足，可能會出現(xiàn)空壓機(jī)發(fā)生喘振故障時(shí)沒有得到及時(shí)的判斷和處理，造成空壓機(jī)硬件損壞，甚至危及空壓機(jī)使用壽命及功能的情況發(fā)生。本文通過對空壓機(jī)實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)生喘振故障時(shí)的常見特征及原因進(jìn)行總結(jié)，并提出預(yù)防及解決
空壓機(jī)喘振故障的方法，進(jìn)而達(dá)到預(yù)防空壓機(jī)喘振故障發(fā)生或空壓機(jī)喘振故障發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)得到控制的目的，以確保實(shí)際生產(chǎn)中空壓機(jī)安穩(wěn)運(yùn)行的效果。
1 螺桿式空壓機(jī)喘振故障的主要特征
通過實(shí)際生產(chǎn)中對螺桿式空壓機(jī)發(fā)生喘振時(shí)的特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，螺桿式空壓機(jī)發(fā)生喘振故障時(shí)絕不是單一的表現(xiàn)形式，往往是多種特征交接在一起的，由于導(dǎo)致空壓機(jī)發(fā)生喘振故障的原因及喘振程度的不同，空壓機(jī)表現(xiàn)出來的特征也不相同，一般比較常見的有以下幾個(gè)方面：
1.1 進(jìn)口氣體溫度突變
空壓機(jī)發(fā)生喘振故障時(shí)，內(nèi)部高溫氣體在空壓機(jī)內(nèi)部渦動(dòng)，而空壓機(jī)不斷對壓縮氣體做功，使得進(jìn)口氣體溫度值升高，并且空壓機(jī)內(nèi)部各級之間壓縮氣體的壓力也會出現(xiàn)劇烈波動(dòng)，這一特征我們通過DCS上的壓力及溫度數(shù)據(jù)變化可以明顯地觀察到。
1.2 壓縮氣體倒流
當(dāng)空壓機(jī)發(fā)生喘振故障時(shí)，我們會發(fā)現(xiàn)空壓機(jī)的送出流量以及排氣壓力會出現(xiàn)明顯的周期性波動(dòng)，現(xiàn)場流量計(jì)和壓力計(jì)的指針出現(xiàn)很大程度的震蕩，嚴(yán)重時(shí)空氣會倒流回吸氣管道中，有時(shí)甚至能看到進(jìn)口過濾器被倒灌的氣體反吹出灰塵的現(xiàn)象。
1.3 空壓機(jī)排氣聲音異常
現(xiàn)場檢查過程中，我們能夠聽到排氣管道周期性的“呼哧”“呼哧”聲，好像人類呼吸困難而發(fā)出的聲音，當(dāng)然一般空壓機(jī)都建設(shè)在壓縮廠房中，空壓機(jī)發(fā)出的聲音可能容易被環(huán)境中的噪聲所掩蓋。因此，巡檢過程中一定要對現(xiàn)場聲音進(jìn)行辨別，出現(xiàn)不太明顯的可疑聲音時(shí)，要及時(shí)通過儀表狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)配合性能曲線，以確定空壓機(jī)是否發(fā)生了喘振故障。
1.4 空壓機(jī)及附屬管道震動(dòng)異常
空壓機(jī)發(fā)生喘振時(shí)，空壓機(jī)內(nèi)部氣體渦動(dòng)帶動(dòng)空壓機(jī)本體及出口管道出現(xiàn)比較劇烈的震動(dòng)現(xiàn)象，空壓機(jī)機(jī)殼、內(nèi)部轉(zhuǎn)子，軸承均有強(qiáng)烈振動(dòng)，此時(shí)，說明空壓機(jī)的喘振已經(jīng)比較嚴(yán)重了，劇烈的震動(dòng)可能會造成空壓機(jī)油泵提供的潤滑失效、燒壞軸瓦、空壓機(jī)轉(zhuǎn)子與定子發(fā)生摩擦、碰撞，一定要及時(shí)進(jìn)行處置。
在實(shí)際生產(chǎn)中，導(dǎo)致空壓機(jī)發(fā)生喘振故障的因素不是單一的，雖然無論哪種原因最終都是由于空壓機(jī)的內(nèi)部壓力出現(xiàn)大幅度波動(dòng)引起空壓機(jī)喘振，但喘振故障的發(fā)生往往是由幾種原因共同導(dǎo)致的結(jié)果，比較常見的有以下幾個(gè)方面：
2.1 空壓機(jī)吸入段阻力過大
實(shí)際生產(chǎn)中，可能會由于空壓機(jī)吸入段管線設(shè)計(jì)公稱直徑過小造成阻力過大、空壓機(jī)入口過濾器長時(shí)間未清理造成灰塵集滿在過濾器表面，空壓機(jī)吸入管太長或突然吸入異物造成入口堵塞等原因，致使空壓機(jī)最終進(jìn)氣壓力和流量下降，此時(shí)，空壓機(jī)無法滿足正常壓縮所需要的進(jìn)氣量，而出口段壓力高于吸入段，因此，吸入段形成的過高負(fù)壓值的氣體引起空壓機(jī)喘振故障的發(fā)生。
2.2 空壓機(jī)進(jìn)氣口溫度變化
由于進(jìn)入空壓機(jī)工藝氣體溫度不受人的行為控制，可能會受各種因素的影響發(fā)生一定變化，而離心空壓機(jī)的進(jìn)氣在恒定壓力條件下，隨著溫度的升高密度會降低，從而使空壓機(jī)壓縮工藝氣體的實(shí)際流量減小，導(dǎo)致空壓機(jī)排出氣體的壓力不足，空壓機(jī)內(nèi)部壓力低于出口管線壓力，從而造成喘振故障的發(fā)生，這一情況在工藝溫度變化較大的物料氣體空壓機(jī)上較為常見，此外，通過對空壓機(jī)由于進(jìn)氣溫度導(dǎo)致喘振故障的情況統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，夏季比冬季對空壓機(jī)的影響更大。
2.3 空壓機(jī)氣體排出阻力過大
空壓機(jī)出口管道阻力增大致使排氣壓力升高、排氣不暢，也是造成空壓機(jī)發(fā)生喘振故障的主要原因之一?；て髽I(yè)一般生產(chǎn)周期都比較長，空壓機(jī)出口單向閥隨著使用時(shí)間的增加可能會出現(xiàn)開閉不靈活、單向閥關(guān)閉不嚴(yán)的情況發(fā)生，此時(shí)，空壓機(jī)的壓縮氣體無法正常排出，造成出口壓力急劇升高，引起空壓機(jī)喘振故障的發(fā)生。值得注意的是，有時(shí)除了出口單向閥的原因外，后續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)用氣量突然大幅度降低或者空壓機(jī)排氣單向閥距空壓機(jī)出口太遠(yuǎn)、閥前氣體容量太大等原因，同樣能夠?qū)е驴諌簷C(jī)排出阻力增大，高于空壓機(jī)內(nèi)部的氣體反灌回來直接使空壓機(jī)發(fā)生喘振故障。
2.4 空壓機(jī)內(nèi)部零部件損壞或安裝精度不夠
實(shí)際生產(chǎn)中，空壓機(jī)內(nèi)部零部件對空壓機(jī)的運(yùn)行起到了至關(guān)重要的作用，如果空壓機(jī)內(nèi)部軸承、葉輪、汽封、擴(kuò)壓器等零部件發(fā)生磨損、老化，或者檢修過程中空壓機(jī)內(nèi)部零部件安裝精度不夠等，都可能會引發(fā)空壓機(jī)喘振故障的發(fā)生。比如空壓機(jī)汽封、O型環(huán)等部件磨損或脫落會形成各級之間、各段之間串氣；再比如，葉輪與擴(kuò)壓器之間的間隙如果太小，工藝氣體的流速就會降低，如果葉輪和擴(kuò)壓器之間的距離太大，葉輪和擴(kuò)壓器之間又會發(fā)生泄漏、串氣的情況。因此，空壓機(jī)內(nèi)部零部件損壞或安裝精度不夠都會造成壓縮空氣流量減小進(jìn)而引發(fā)空壓機(jī)喘振，由此可見，確保空壓機(jī)的內(nèi)部零部件完好及空壓機(jī)的檢修效果良好，能夠有效地避免空壓機(jī)喘振故障的發(fā)生。
2.5 空壓機(jī)級間冷卻器效果不良
空壓機(jī)對氣體做功使得壓縮氣體溫度升高，高溫氣體通過級間冷卻器換熱可以起到降溫、脫水脫油等效果，而如果空壓機(jī)氣體級間冷卻器的換熱效果不良，致使冷換介質(zhì)無法及時(shí)帶走壓縮氣體中的熱量，空壓機(jī)壓縮氣體排氣溫度上升，空壓機(jī)實(shí)際壓縮量可能會下降，也會誘發(fā)空壓機(jī)喘振故障的發(fā)生。
3 螺桿式空壓機(jī)喘振故障的解決方法
喘振故障雖然危害巨大，且發(fā)生喘振時(shí)時(shí)間緊、喘振初期不易被發(fā)現(xiàn)。但是，在日常生產(chǎn)中還是有些有許多方法可以避免喘振故障的發(fā)生，為了防止螺桿式空壓機(jī)發(fā)生喘振故障，可以采用以下幾種方式：
3.1 提高空壓機(jī)入口流量和入口壓力的參數(shù)
在運(yùn)行過程中，提高空壓機(jī)入口流量和入口壓力的參數(shù)，在流量不變時(shí)可通過降低離心空壓機(jī)排氣壓力，提高入口壓力或兩者相結(jié)合的方式，減少出口入口壓差，以防止空壓機(jī)發(fā)生喘振。
3.2 在離心空壓機(jī)上設(shè)置自動(dòng)防喘系統(tǒng)
目前，大多數(shù)空壓機(jī)已設(shè)置了防喘振系統(tǒng)，比如，某品牌空壓機(jī)生產(chǎn)的ZH-10000型空壓機(jī)所設(shè)置的DP/DP喘振預(yù)測系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測空壓機(jī)的實(shí)際狀況，最大限度地減少放空。另外，DP/DP系統(tǒng)配置有額外的傳感器和相應(yīng)的控制邏輯，對預(yù)防喘振能夠起到很好的作用。當(dāng)然，防喘系統(tǒng)雖然具有優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)具備一定的風(fēng)險(xiǎn)，比如，可能會發(fā)生報(bào)告喘振的虛假信號，為生產(chǎn)穩(wěn)定帶來不利影響，因此，需要定期地對防喘系統(tǒng)進(jìn)行測試和維護(hù)保養(yǎng)。
3.3 定期清理入口管線及過濾器
日常維護(hù)中應(yīng)及時(shí)對空壓機(jī)入口管線和空壓機(jī)過濾器進(jìn)行清理，防止入口管線、過濾器堵塞或結(jié)冰情況的出現(xiàn)，必要時(shí)更換新過濾器，以確保空壓機(jī)吸入空氣質(zhì)量和空壓機(jī)入口壓差在空壓機(jī)要求范圍內(nèi)，也是有效避免和維護(hù)空壓機(jī)高效運(yùn)行的重要工作。
3.4 定期對空壓機(jī)零部件進(jìn)行檢修維護(hù)
由于在空壓機(jī)生產(chǎn)過程中，葉輪、擴(kuò)壓器、轉(zhuǎn)子會產(chǎn)生一定的腐蝕和結(jié)垢，因此，空壓機(jī)特性曲線會隨著機(jī)組的變化而發(fā)生轉(zhuǎn)移，引起空壓機(jī)原有喘振線移位，長此以往，空壓機(jī)最初的防喘振線就不能再起到防止喘振發(fā)生的作用。因此若想提高設(shè)備的使用效率，延長使用壽命，最好的方法便是定期進(jìn)行檢修與維護(hù)，通常根據(jù)生產(chǎn)與設(shè)備實(shí)際運(yùn)行情況分為4000h、8000h、16000h、40000h等不同等級，定期對空壓機(jī)進(jìn)行不同程度的維護(hù)和保養(yǎng)，并且確?？諌簷C(jī)檢修過程中零部件的安裝精度及檢修質(zhì)量，以確?？諌簷C(jī)內(nèi)部零部件的良好，使空壓機(jī)的實(shí)際喘振線與最初喘振線不發(fā)生位移，確?？諌簷C(jī)不發(fā)生喘振故障。
3.5 壓縮系統(tǒng)與生產(chǎn)系統(tǒng)之間要保持一致
在實(shí)際生產(chǎn)中，會發(fā)生生產(chǎn)用戶流量調(diào)節(jié)過快，所需要的壓縮空氣量突然大幅度降低，導(dǎo)致系統(tǒng)壓力迅速升高，導(dǎo)致發(fā)生喘振。因此，防止空壓機(jī)喘振故障的發(fā)生不僅要靠本崗位人員進(jìn)行關(guān)注，還需要所有與壓縮系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的單位共同完成。遇到較大的調(diào)整時(shí)，一定要相互溝通或和調(diào)度進(jìn)行協(xié)調(diào)聯(lián)系，防止用氣量的急劇變化造成空壓機(jī)喘振故障的發(fā)生。
4、結(jié)語
螺桿式空壓機(jī)在化工企業(yè)中發(fā)揮著非常重要的作用，一旦出現(xiàn)喘振故障，可能會造成損壞設(shè)備甚至化工生產(chǎn)的整體平衡，但是，通過定期對空壓機(jī)進(jìn)行合理有效的檢修與維護(hù)，并在空壓機(jī)喘振故障發(fā)生時(shí)進(jìn)行快速準(zhǔn)確的判斷和處理，就可以有效地降低喘振故障的發(fā)生及危害。
