二期A儀用空壓機故障處理及分析

閔永生

摘要：根據實際檢修經驗，結合離心式空壓機工作原理及特點，列出二期A儀用空壓機運行中出現的故障，對故障產生的原因進行分析，提出解決的方法，并在二期A儀用空壓機大修時采取相應的措施，敘述采取措施后的效果，最后對檢修工作提出評價。

關鍵詞：空壓機 離心式 喘振 出力

0 引言

空壓機是大中型電廠非常重要的設備，隨著電廠氣動設備越來越多，它的可靠性直接關系到機組安全穩定的運行。我廠二期A儀用空壓機于2001年投入使用，自投運以后空壓機油溫過高是常見的缺陷，從今年年初開始，空壓機出力開始不足，氣壓過低，并出現數次振動大跳脫的現象，為保證空壓機的運行安全，于2012年5月份對二期A儀用空壓機進行大修。

1 離心式空壓機的原理及特點

首先電動機帶動壓縮機主軸葉輪轉動，在離心力作用下，氣體被甩到擴壓器中去，而形成稀薄地帶，由于葉輪不斷旋轉，氣體能連續不斷地被甩出去，從而保持了空壓機中氣體的連續流動。氣體因離心作用增加了壓力，會以很大的速度離開葉輪，氣體經擴壓器逐漸降低了速度，動能轉變為靜壓能，進一步增加了壓力。如果一個葉輪得到的壓力還不夠，可通過使多級葉輪串聯起來工作的辦法來達到對出口壓力的要求。級間的串聯通過彎通、回流器來實現。

由于氣體在壓縮過程中溫度升高，而氣體在高溫下壓縮，消耗功將會增大，為了減少壓縮耗功，故對壓力較高的離心式壓縮機在壓縮過程中采用內置式冷卻器，即由某中間級出口的氣體，不直接進入下一級，而是通過蝸室和出氣管至中間冷卻器進行冷卻，冷卻后的低溫氣體，再經吸氣室進入下級壓縮。

2 運行中故障的原因分析及大修中采取措施

2.1 空壓機油溫和氣溫度高

我廠二期離心式空壓機夏季油溫和一、二級排氣溫度高，空壓機自投運以來，夏季運行中經常出現油溫和氣溫高達到報警、跳脫值。二期空壓機冷卻水管路處于二期閉式水系統的末端，水溫較高，夏季最高可達38℃，對空壓機油溫的影響很大，但如果采用溫度相對較低的開式水冷卻，其投資成本較大，方案難以實施，因此只有采用提高冷卻器換熱效果的方法降低油溫和氣溫。

因我廠閉式水品質較高，外置冷卻器內雜質很少，無需清理，而內置式冷卻器因換熱面積非常大，潔凈要求相對較高，去年夏季前我們采用浸泡和沖洗的方法清理內置式冷卻器，以降低空壓機油溫及氣溫，因雜質在換熱管內部已經結垢，用普通浸泡和沖洗的方法很難徹底清洗干凈，所以效果不明顯，本次大修將一、二級內置式冷卻器內部銅管全部換新，并作了打壓試漏處理，換熱效果可顯著提高，這樣可徹底解決油溫及氣溫過高的現象。

2.2 空壓機出力不足

2.2.1 A儀用空壓機運行中電流值維持在夏季19A -22A，冬季為25A-28A，春秋季為22A-25A左右（因氣溫影響空氣密度，所以不同的時間空壓機電流值不同），從今年來看，空壓機電流有一定程度的降低，四月份時電流值為20A-22A，氣壓也有明顯下降，其中4月7日至12日平均氣壓只有0.64-0.65MP（三臺機組運行），嚴重影響機組的安全運行，分析是由于空氣冷卻器氣道排氣不暢，通道堵塞造成，該缺陷的處理措施和2.1的方法一樣，大修中通過更換一、二級內置式冷卻器內部銅管，并進行打壓試漏合格后裝復。

2.2.2 葉片磨損嚴重、表面有損傷或缺口也對空壓機出力有所影響，2007年A儀用空壓機大修中發現一級缸葉輪葉片處有斷裂的缺口（10×12），當時廠家已修復，但會影響空壓機出力，空壓機葉輪是通過自身的曲線槽結構和高速旋轉來增加空氣的壓力和速度，離心式空壓機大概有2/3的壓力增加都是通過葉輪產生的。當某一級葉輪磨損嚴重時，會改變葉輪自身的曲線槽結構，降低葉輪增加空氣壓力和速度的能力，使出力下降。本次發現除了缺口處磨損加劇外，一圈的葉片均有磨損現象，因為葉輪是高速旋轉的，必須通過專業部門修復，并做動平衡實驗決定是否可再用，為此大修中該級葉輪運送至空壓機廠家進行修復升級處理，經動平衡試驗合格后回裝。

2.3 喘振

引發空壓機振動大的原因很多，如動、靜摩擦、油溫低、轉子不對中、喘振、軸承損壞等，啟動時出現振動主要是空壓機發生喘振引起。離心式空壓機的喘振是因為壓縮機輸送的氣量減小到一定程度后，空壓機產生的壓力不足無法維持穩定的輸送氣流，機內氣流產生的反向流動，在空壓機內產生擾流或渦流所致。為防止喘振的發生，系統設置了最小負荷點———節流限值TL，在空壓機運行時電流達到該TL值時開始開啟旁路閥，將系統不需要的部分氣體排放到大氣中。所以啟動時空壓機發生喘振的原因是TL值設定太小，造成空壓機啟動后運行在喘振區，采取措施就是將TL值調整到合適的大?。ū究諌簷C約21A）即可以徹底解決。分析認為，該空壓機曾今出現不能加載的現象，當時熱控人員把節流限度調至17A，低于喘振點21A，啟動后，壓力到喘振點，旁通閥不能打開，產生喘振的現象。本次大修期間通過將空壓機節流限度調至23A，開啟空壓機后即消除喘振的現象。

此外，空壓機葉輪磨損嚴重也會加劇空壓機喘振的現象?？諌簷C葉輪當某一片葉片磨損嚴重時，除了轉子自身不平衡產生振動外，空氣經過葉片時就容易形成渦旋，局部氣流受阻，從而導致振動加劇乃至發生喘振。

2.4 壓縮空氣含水量過大

一級空氣冷卻器凝結水自動疏水閥故障、凝結水疏水管路堵塞或空氣冷卻器泄漏，形成積水使液位過高，啟動時積水被氣流攜帶，造成壓縮空氣含水量過大。本次大修對疏水閥內部進行了清污，部分損壞部件進行了修復處理，為防止空壓機內產生積水，應采取如下措施：

2.4.1 將空壓機一、二級空氣冷卻器的凝結水自動疏水引至地溝，便于正常運行期間檢查疏水情況。

2.4.2 啟動或停止空壓機前，手動開啟凝結水自動疏水閥的手動旁路閥，將積水放凈。

2.4.3 運行期間定期檢查自動疏水的疏水情況，冬季空氣干燥凝結水量減小，自動疏水閥不疏水時則每兩天開啟一次手動旁路閥，排除余水，防止灰塵、鐵銹等污物堵塞疏水管路。

3 大修后的效果

二期A儀用空壓機大修于6月30日結束，7月1日開機調試，具體的振動和氣壓參數和大修前相比請看下表：

經投運一級缸振動，二級缸振動，均比大修前有一定程度的下降，出口氣壓有明顯提高，投運后未出現喘振現象。此外由于大修前后（相隔兩個月）環境溫度差別較大，油溫、氣溫、電流等參數有不可比的因素，大修后一級缸氣溫38.7℃，二級缸氣溫42.3℃，油溫42.6℃，和B儀用空壓機相比要低3℃-4℃左右；7月5日時四臺機組全部運行，A儀用空壓機氣壓在0.67-0.69MP之間，還要高于大修前三臺機組運行時的氣壓。由上述內容可見，本次大修已經達到預期的效果。

4 結論

本次大修徹底解決了二期A儀用空壓機無法正常投運的情況，通過對一級缸葉輪的修復、內置式冷卻器的換管、節流限值 TL的調整以及疏水的定期檢查和排放，對于空壓機設備的維護極為重要。此外本次大修中部分軸承的更換，轉子動平衡的校驗，潤滑油、油管及濾芯的更換等等也是十分重要的。

參考文獻：

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