離心式空壓機(jī)排氣量減少故障的分析及處理

李學(xué)磊

摘 要：對(duì)一臺(tái)離心式空壓機(jī)排氣量減少原因進(jìn)行了詳細(xì)分析，并介紹了具體的檢查和處理方法。可為同類故障提供一定的理論支撐和技術(shù)保障。

關(guān)鍵詞：離心式空壓機(jī)；中間冷卻器；旁通閥；故障；處理；

引言

云南新立有色金屬有限公司鈦白粉廠氣體供配車間氮氧站工段配備的5CII200MX3離心式空壓機(jī)是與4500m?/h空分裝置配套的原料空氣壓縮機(jī)，其為3級(jí)壓縮3級(jí)冷卻的結(jié)構(gòu)形式，每一壓縮級(jí)包括一個(gè)由葉輪和小齒輪軸組成的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子由大齒輪帶動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)在其最佳轉(zhuǎn)速下。轉(zhuǎn)子部分外面是鑄鐵的殼體。在每一壓縮級(jí)后，有一空氣冷卻器，還有一個(gè)氣水分離裝置和疏水閥，以去除冷凝水。

空壓機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)：

空壓機(jī)流量：24500m?/h

進(jìn)氣壓力：0.081MPa（A）

排氣壓力：0.52MPa

正常工作電壓：10000V

正常工作電流：154A-180A

進(jìn)氣溫度：22℃

排氣溫度≤54℃

油溫：35℃—46℃

油壓：0.16MPa—0.21MPa

振動(dòng)：1級(jí)振動(dòng)<1.5

2級(jí)振動(dòng)<1.34

3級(jí)振動(dòng)<1.15

水溫：≤32℃

水壓：0.2MPa-0.5 MPa

1.空壓機(jī)的工作原理

當(dāng)空氣通過(guò)安裝在機(jī)組上的進(jìn)氣控制閥進(jìn)入壓縮機(jī)的第一級(jí)。在那里葉輪旋轉(zhuǎn)，使空氣具有很高的速度。然后空氣進(jìn)入擴(kuò)壓器部分，在那里將空氣速度轉(zhuǎn)化成壓力。然后通過(guò)組裝在機(jī)組中的中間冷卻器去除壓縮過(guò)程中所產(chǎn)生的熱量，從而提高壓縮效率。然后空氣在運(yùn)動(dòng)的低速區(qū)通過(guò)不銹鋼的水氣分離器除去冷凝水，以降低空氣所帶的水分。此后，這樣的過(guò)程再次重復(fù)，經(jīng)過(guò)二級(jí)和三級(jí)壓縮直到達(dá)到設(shè)定工作壓力。

2.故障現(xiàn)象

2014年4月底時(shí)離心式空壓機(jī)在4500m?/h空分裝置啟動(dòng)時(shí)開(kāi)啟，正常啟動(dòng)后排氣量為24500m?/h，壓力為0.5MPa，5月5日開(kāi)始空壓機(jī)排氣量逐步減少，排氣壓力降低，當(dāng)時(shí)在進(jìn)口閥全開(kāi)，旁通閥全關(guān)即滿載狀態(tài)下排氣量為22000m?/h左右，壓力為0.48MPa。到5月12日時(shí)滿載狀態(tài)下排氣量減少到20000m?/h，壓力降低為0.46MPa。可以判斷出空壓機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，需要馬上找出問(wèn)題進(jìn)行檢修。

3.檢查與原因分析

從影響空壓機(jī)排氣量的因素開(kāi)始進(jìn)行分析，首先將空壓機(jī)的壓力、溫度、流量等儀表進(jìn)行了一次認(rèn)真的檢查，確定各部顯示準(zhǔn)確、真實(shí)，確保分析時(shí)的數(shù)據(jù)真實(shí)可靠，然后根據(jù)影響空壓機(jī)排氣量的各種因素查找問(wèn)題：

（1）空氣過(guò)濾器堵塞或阻力增加，引起壓縮機(jī)吸入壓力降低。在出口壓力不變時(shí)，使壓縮機(jī)壓比增加。根據(jù)壓縮機(jī)的性能曲線，當(dāng)壓比增加時(shí)，排氣量會(huì)減少。但是我們通過(guò)檢查空氣過(guò)濾器濾芯發(fā)現(xiàn)并未有堵塞現(xiàn)象，可以排除空氣過(guò)濾器堵塞的因素。

（2）電網(wǎng)的頻率或電壓下降，導(dǎo)致排氣量減少。而當(dāng)時(shí)的電網(wǎng)頻率為50Hz，電壓為10000V，均符合空壓機(jī)電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)要求，空壓機(jī)的電流也處于正常范圍內(nèi)，因此也可以排除。

（3）空分設(shè)備管路阻塞，阻力增加或閥門(mén)故障，引起空壓機(jī)排氣壓力升高。在吸入壓力不變的條件下，壓比增加，造成排氣量減少。這種情況也與我們的情況不符合，所以排除。

（4）壓縮機(jī)中間冷卻器阻塞或阻力增大，引起排氣量減少。但是我們的空壓機(jī)并未出現(xiàn)排氣溫度波動(dòng)，與空壓機(jī)正常工作時(shí)的排氣溫度數(shù)據(jù)是一致的，也可以排除冷卻器堵塞的因素。

（5）冷卻器泄漏。如果是一級(jí)泄漏會(huì)使壓縮空氣帶水，但是當(dāng)時(shí)空分系統(tǒng)沒(méi)有發(fā)生帶水現(xiàn)象，可以排除一級(jí)泄漏；如果二、三級(jí)泄漏會(huì)使水壓、水溫顯著升高，甚至引起整個(gè)冷卻水系統(tǒng)的波動(dòng)，但是也沒(méi)有出現(xiàn)水壓和水溫的變化，可以排除二、三級(jí)冷卻器泄漏的因素。

（6）密封不好，造成氣體泄漏。包括：①內(nèi)漏，即級(jí)間竄氣。使壓縮過(guò)的氣體倒回，再進(jìn)行第二次壓縮。它將影響各級(jí)的工況，使低壓級(jí)壓比增加，高壓級(jí)壓比下降，使整個(gè)壓縮機(jī)偏離設(shè)計(jì)工況，排氣量下降；②外漏。吸入量雖然不變，但壓縮后的氣體漏掉一部分，自然造成排氣量減少。內(nèi)漏無(wú)法從表面看出，只能通過(guò)拆開(kāi)設(shè)備，檢查氣體內(nèi)部通道才能確定，所以我們先檢查外漏的情況。首先，我們先檢查了壓縮機(jī)本體各密封面，發(fā)現(xiàn)均無(wú)泄漏點(diǎn)；其次，又順著空壓機(jī)出口管道一直進(jìn)行檢查，也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)空分管道有泄漏點(diǎn)；最后，爬到了空壓機(jī)旁通閥連接的放空消音器頂端進(jìn)行檢查，終于在消音器上發(fā)現(xiàn)了泄漏現(xiàn)象。

根據(jù)以上分析，我們初步判斷造成空壓機(jī)排氣量減少的主要原因?yàn)榕酝ㄩy泄漏。系統(tǒng)顯示旁通閥的開(kāi)度為0，那么旁通閥連接的放空消音器內(nèi)是不應(yīng)該有氣體的，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)漏氣那么可以判斷出我們的旁通閥密封面損壞了。

4.處理方法

旁通閥是安裝在空壓機(jī)三級(jí)的出口處，旁通閥密封面損壞，造成空壓機(jī)壓縮后的氣體不斷從旁通管放跑。空壓機(jī)在智能補(bǔ)壓過(guò)程中會(huì)開(kāi)大進(jìn)口閥，關(guān)閉旁通閥，但是由于旁通管一直跑氣，造成了空分一直加載到滿載而空壓機(jī)排氣量卻減少，系統(tǒng)壓力下降的假象。而且隨著密封面損壞不斷加大，最后連密封填料都會(huì)被吹走，到那時(shí)系統(tǒng)的壓力甚至無(wú)法提高到0.4MPa，會(huì)造成整個(gè)空分系統(tǒng)的停車。所以我們?cè)谛孤](méi)有進(jìn)一步擴(kuò)大的情況下馬上采取措施，購(gòu)買(mǎi)了旁通閥的閥體進(jìn)行更換。保留了旁通閥原先的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，只停機(jī)了兩小時(shí)時(shí)間便將旁通閥閥體進(jìn)行了更換，使空壓機(jī)的排氣量恢復(fù)正常，繼續(xù)進(jìn)行空分生產(chǎn)，沒(méi)有造成長(zhǎng)期停機(jī)而延誤生產(chǎn)。

5.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本次事故的處理，我們可以看出問(wèn)題有時(shí)很簡(jiǎn)單，而我們處理起來(lái)卻一點(diǎn)都不簡(jiǎn)單。一次看似簡(jiǎn)單的外漏，我們?yōu)槭裁椿诉@么大的精力才發(fā)現(xiàn)了？這提醒我們以后發(fā)生設(shè)備故障時(shí)不要漏過(guò)任何一個(gè)普通的細(xì)節(jié)，俗話說(shuō)細(xì)節(jié)決定成敗，我相信這句話對(duì)任何設(shè)備故障都適用。也希望通過(guò)這次事故的分析和處理對(duì)出現(xiàn)類似故障的設(shè)備提供一定的思路和啟發(fā)。

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