宝钢集团韶关钢铁有限公司 广东 韶关 512121
摘要：对韶钢离心式空压机喘振的发生原因进行了分析，并提出了对应防止措施。提高了韶钢离心式空压机运行效率。
关键词：离心式空压机、喘振、控制器、防止措施。
1、前言
韶钢能环部空压站现有9台ZH10000离心式空压机，2台ZH6离心式空压机，5台ZH15000离心式空压机，年产气量16亿立方米，占公司压缩空气生产能力的90%，是公司压缩空气生产的绝对主力军。集团公司各生产分厂所用压缩空气，绝大部分由能环部空压站供应，离心式空压机能否正常运行，决定了压缩空气的保供能力。而喘振是离心式空压机一种特有故障，过于频繁严重的喘振，会使离心式空压机剧烈振动[1]，压缩空气流量大幅波动，甚至损坏空压机，影响压缩空气外供。
2、什么时喘振
喘振是一种急速的，有规律的排气压力波动现象。离心式空压机在工作过程中，当流入叶轮的气体流量小于机组该工况下的最小流量限时，无法克服被压，管网中气体的压力会冲击空压机，当离心式空压机的出口压力大于管网压力时，空压机又开始排出压缩空气，气流会在系统中产生周期性振荡[2]，甚至在机组中产生大幅度的振动，离心机发现喘振时会伴随着：轰、轰、轰的声音，而且比较明显。
3、喘振原因分析
离心空压机喘振的发生主要是由于离心空压机内气体流量明显减少，或分子量、温度等原因造成的（见图1）。根据多年的运行经验，压缩机发生喘振的主要原因，基本由以下几个方面引起。
（1）温度的影响。进气温度升高，空气密度减少，在管网的压力持续保持在较高的情况下，压缩机的输出压力不能克服时管网压力，致使压缩机发生喘振，因此夏季比冬季更容易发生。
（2）过滤芯阻力大的影响。压缩机的过滤芯变脏或过滤芯受潮时，过滤面积会变小，过滤能力降低，使压缩机的进气压力下降，压缩机的吸气量不足，使压缩后的空气压力不能达到要求值，无法克服管网压力。
（3）进口导叶及放空阀执行机构故障。压缩的进口导叶及放空阀是预防压缩机生产喘振的关键设备[3]，当执行机构出现故障时，不能根据压缩机的控制信号对进口导叶或放空阀关闭度进行调整，使压缩机的工作无法适应管网压力，从而发生喘振。
（4）传感器故障。出口压力变送器出现故障后，会导致检测到的压力出现起伏性的波动，导致PLC模块发出错误信号，进口导叶与旁通阀，无法动作也会产生喘振。
4、喘振的防止措施
为了防止喘振，离心式空压机的厂家都会通过可编逻辑控制器内设有一个防喘振系统。在稳定和不稳定运行之间的界限被称为“喘振线”[4]。为了防止空压机进入不稳定运行范围内，空压机必须在离喘振线一定的安全距离外运行。这就是所谓的“控制线”，它是在空压机调试时设定的。具体设定是用离心式空压机三级出口压力值和系统压力值进行比较，在0.3秒内，压力变化大于34KPa，即投入防喘振自动保护。届时，放空阀和进口导叶同时打开，以消除喘振。
根据喘振产生原因分析，可以制订一些防喘振措施：
（1）保持气体温度的冷却效果[5]。由于大气的温度会随季节性的而变化，且无法人为改变。但我们可以通过定期维护、保养，对冷却芯子的水路系统进行清洗，保持冷却器的冷却效果，稳定压缩空气的出口温度≤45℃。
（2）及时更换过滤芯子。尤其在南方，受梅雨季节的影响，一般经历过梅雨季节的过滤芯的阻力会有所上升，因此，在空气潮湿的时间段应加强设备的点检，关注过滤阻力变化情况，出现过滤阻力上升明显时，应时及时更换过滤芯。过滤阻力一般≤0.05bar，使用时间建议不要超过16000小时。使用带有自洁功能的过滤芯，吹扫气源最好使用干燥后的压缩空气或氮气。
（3）定期保养执行机构。进口导叶及放空阀的执行机构长时间在温度较高的环境内工作，加上动作较频繁，机构内的限位凸轮发生松动走位，导致凸轮组行程不能同步运行，无法按设备的信号指令执行进口导叶或放空阀。因此，在空压设备定修作业时，应打开执行机构，对凸轮组进行调整，保持其运行的同步，对于老化严重，无法调节的执行机构应及时更换，确保进口导叶及放空阀的稳定可靠。
（4）压力传感器出现故障时，会出较为明显的压力波动现象；即使在设备停运行，或传感器不受压的情况下，显示屏上的压力显示均会出与实际值较大的差距，应尽快更换压力传感器，以稳定设备的运行。
（5）强化冷却器保养、清洗，确保气路的顺畅。冷却器长时间在高流速气体的作用下，将气路内的锈渣，或灰尘带入冷却器风道夹杂在翅片之间，使冷却芯子通过能力降低，阻力升高。因此，定时清洗很关键，建议设备每次定修作业时，对冷却器进行清洗。当发现冷却器的阻力上升时，应将冷却芯子从壳体中分离出来，并放在清洗槽中进行清洗。如果冷却器堵塞严重，清水洗难以满足，可加入对翅片不会腐蚀的清洗剂进行清洗。
5、结束语
通过对离心式空压机喘振的分析，找出了造成空压机喘振的主要原因，提出了防止喘振的措施。生产运行过程中只要做好防止喘振措施，相信离心式空压机喘振的发生次数会明显减少。
参考文献
[1]威科. 离心式压缩机防喘振控制系统的分析研究[J]. 数字技术与应用，2010（2）：119-120页
[2]秦宏波，俞增盛，汪国兴，闵对恺，《压缩空气系统优化技术及其应用》，上海节能，2005（3）郭文斌，李民《离心式压缩机防喘振技术应用》
[3]《阿特拉斯?科普柯可编程逻辑控制器（PLC）控制的ZH6000/ZH10000——三级压缩固定式离心空气压缩机指导手册》
[4]李晓臣. 浅谈离心压缩机的防喘振控制方法[J]. 中国科技投资，2013（A36）：212-212页
[5]郭文斌，李民《离心式压缩机防喘振技术应用》[J].中氮肥，2011（4）：7-9页
作者简介：
杨熙：男，汉族，出生日期1982年6月，2006年7月毕业于湖南工程学院电机制造与运行专业，学士学位，电气自动化助理工程师，宝钢集团韶关钢铁有限公司能源环能源室节电管理师，当前研究方向为大能源动态管控与调配。
谢忠忠：男，汉族，出生日期1980年10月，2003年7月毕业于三峡大学电气工程及其自动化专业，学士学位，电气自动化工程师，宝钢集团韶关钢铁有限公司能源环保部调度主任，当前研究方向为大能源动态管控与调配。
陈环：男，汉族，出生日期1981年11月，大专学历，电气自动化工程师，宝钢集团韶关钢铁有限公司能源环保部气体作业区作业长。
陈卫容：女，汉族，出生日期1982年10月，大专学历，电气自动化助理工程师，宝钢集团韶关钢铁有限公司能源环保部检修作业区电气点检员。
论文作者:杨熙,谢忠忠,陈环,陈卫容
论文发表刊物:《电力技术》2016年第7期
论文发表时间:2016/10/18
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