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摘   要：離心式壓縮機作為一種化工企業(yè)常用的化工設(shè)備,具有排氣量大、效率高、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、壓縮氣流無脈動等優(yōu)點,在化工生產(chǎn)中發(fā)揮著非常重要的作用。本文重點就離心式壓縮機喘振故障原因進(jìn)行了分析，并提出解決方法。

關(guān)鍵詞：離心式；喘振；特征；方法

喘振問題作為離心式壓縮機最常見的問題之一，嚴(yán)重影響著壓縮機的運行，也是造成壓縮機損壞的主要原因之一。在實際生產(chǎn)中，往往由于對喘振故障認(rèn)識不足，可能會出現(xiàn)壓縮機發(fā)生喘振故障時沒有得到及時的判斷和處理，造成壓縮機硬件損壞，甚至危及壓縮機使用壽命及功能的情況發(fā)生。本文通過對壓縮機實際生產(chǎn)中發(fā)生喘振故障時的常見特征及原因進(jìn)行總結(jié)，并提出預(yù)防及解決壓縮機喘振故障的方法，進(jìn)而達(dá)到預(yù)防壓縮機喘振故障發(fā)生或壓縮機喘振故障發(fā)生時能夠及時得到控制的目的，以確保實際生產(chǎn)中壓縮機安穩(wěn)運行的效果。

1?離心式壓縮機喘振故障的主要特征

通過實際生產(chǎn)中對離心式壓縮機發(fā)生喘振時的特征進(jìn)行統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，離心式壓縮機發(fā)生喘振故障時絕不是單一的表現(xiàn)形式，往往是多種特征交接在一起的，由于導(dǎo)致壓縮機發(fā)生喘振故障的原因及喘振程度的不同，壓縮機表現(xiàn)出來的特征也不相同，一般比較常見的有以下幾個方面：

1.1?進(jìn)口氣體溫度突變

壓縮機發(fā)生喘振故障時，內(nèi)部高溫氣體在壓縮機內(nèi)部渦動，而壓縮機不斷對壓縮氣體做功，使得進(jìn)口氣體溫度值升高，并且壓縮機內(nèi)部各級之間壓縮氣體的壓力也會出現(xiàn)劇烈波動，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)壓縮機發(fā)生喘振故障時，我們會發(fā)現(xiàn)壓縮機的送出流量以及排氣壓力會出現(xiàn)明顯的周期性波動，現(xiàn)場流量計和壓力計的指針出現(xiàn)很大程度的震蕩，嚴(yán)重時空氣會倒流回吸氣管道中，有時甚至能看到進(jìn)口過濾器被倒灌的氣體反吹出灰塵的現(xiàn)象。

1.3?壓縮機排氣聲音異常

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)然一般壓縮機都建設(shè)在壓縮廠房中，壓縮機發(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，要及時通過儀表狀態(tài)和運行參數(shù)配合性能曲線，以確定壓縮機是否發(fā)生了喘振故障。

1.4?壓縮機及附屬管道震動異常

壓縮機發(fā)生喘振時，壓縮機內(nèi)部氣體渦動帶動壓縮機本體及出口管道出現(xiàn)比較劇烈的震動現(xiàn)象，壓縮機機殼、內(nèi)部轉(zhuǎn)子，軸承均有強烈振動，此時，說明壓縮機的喘振已經(jīng)比較嚴(yán)重了，劇烈的震動可能會造成壓縮機油泵提供的潤滑失效、燒壞軸瓦、壓縮機轉(zhuǎn)子與定子發(fā)生摩擦、碰撞，一定要及時進(jìn)行處置。

2?離心式壓縮機喘振故障原因分析

在實際生產(chǎn)中，導(dǎo)致壓縮機發(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壓縮機的內(nèi)部壓力出現(xiàn)大幅度波動引起壓縮機喘振，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方面：

2.1?壓縮機吸入段阻力過大

實際生產(chǎn)中，可能會由于壓縮機吸入段管線設(shè)計公稱直徑過小造成阻力過大、壓縮機入口過濾器長時間未清理造成灰塵集滿在過濾器表面，壓縮機吸入管太長或突然吸入異物造成入口堵塞等原因，致使壓縮機最終進(jìn)氣壓力和流量下降，此時，壓縮機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)壓值的氣體引起壓縮機喘振故障的發(fā)生。

2.2?壓縮機進(jìn)氣口溫度變化

由于進(jìn)入壓縮機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，而離心壓縮機的進(jìn)氣在恒定壓力條件下，隨著溫度的升高密度會降低，從而使壓縮機壓縮工藝氣體的實際流量減小，導(dǎo)致壓縮機排出氣體的壓力不足，壓縮機內(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壓縮機上較為常見，此外，通過對壓縮機由于進(jìn)氣溫度導(dǎo)致喘振故障的情況統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，夏季比冬季對壓縮機的影響更大。

2.3?壓縮機氣體排出阻力過大

壓縮機出口管道阻力增大致使排氣壓力升高、排氣不暢，也是造成壓縮機發(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，壓縮機出口單向閥隨著使用時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，壓縮機的壓縮氣體無法正常排出，造成出口壓力急劇升高，引起壓縮機喘振故障的發(fā)生。值得注意的是，有時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壓縮機排氣單向閥距壓縮機出口太遠(yuǎn)、閥前氣體容量太大等原因，同樣能夠?qū)е聣嚎s機排出阻力增大，高于壓縮機內(nèi)部的氣體反灌回來直接使壓縮機發(fā)生喘振故障。

2.4?壓縮機內(nèi)部零部件損壞或安裝精度不夠

實際生產(chǎn)中，壓縮機內(nèi)部零部件對壓縮機的運行起到了至關(guān)重要的作用，如果壓縮機內(nèi)部軸承、葉輪、汽封、擴(kuò)壓器等零部件發(fā)生磨損、老化，或者檢修過程中壓縮機內(nèi)部零部件安裝精度不夠等，都可能會引發(fā)壓縮機喘振故障的發(fā)生。比如壓縮機汽封、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，壓縮機內(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)壓縮機喘振，由此可見，確保壓縮機的內(nèi)部零部件完好及壓縮機的檢修效果良好，能夠有效地避免壓縮機喘振故障的發(fā)生。

2.5?壓縮機級間冷卻器效果不良

壓縮機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，而如果壓縮機氣體級間冷卻器的換熱效果不良，致使冷換介質(zhì)無法及時帶走壓縮氣體中的熱量，壓縮機壓縮氣體排氣溫度上升，壓縮機實際壓縮量可能會下降，也會誘發(fā)壓縮機喘振故障的發(fā)生。

3?離心式壓縮機喘振故障的解決方法

喘振故障雖然危害巨大，且發(fā)生喘振時時間緊、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，為了防止離心式壓縮機發(fā)生喘振故障，可以采用以下幾種方式：

3.1?提高壓縮機入口流量和入口壓力的參數(shù)

在運行過程中，提高壓縮機入口流量和入口壓力的參數(shù)，在流量不變時可通過降低離心壓縮機排氣壓力，提高入口壓力或兩者相結(jié)合的方式，減少出口入口壓差，以防止壓縮機發(fā)生喘振。

3.2?在離心壓縮機上設(shè)置自動防喘系統(tǒng)

目前，大多數(shù)壓縮機已設(shè)置了防喘振系統(tǒng)，比如，某品牌壓縮機生產(chǎn)的ZH-10000型壓縮機所設(shè)置的DP/DP喘振預(yù)測系統(tǒng)可以實時監(jiān)測壓縮機的實際狀況，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，但同時具備一定的風(fēng)險，比如，可能會發(fā)生報告喘振的虛假信號，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)及時對壓縮機入口管線和壓縮機過濾器進(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)，必要時更換新過濾器，以確保壓縮機吸入空氣質(zhì)量和壓縮機入口壓差在壓縮機要求范圍內(nèi)，也是有效避免和維護(hù)壓縮機高效運行的重要工作。

3.4?定期對壓縮機零部件進(jìn)行檢修維護(hù)

由于在壓縮機生產(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，壓縮機特性曲線會隨著機組的變化而發(fā)生轉(zhuǎn)移，引起壓縮機原有喘振線移位，長此以往，壓縮機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)備實際運行情況分為4000h、8000h、16000h、40000h等不同等級，定期對壓縮機進(jìn)行不同程度的維護(hù)和保養(yǎng)，并且確保壓縮機檢修過程中零部件的安裝精度及檢修質(zhì)量，以確保壓縮機內(nèi)部零部件的良好，使壓縮機的實際喘振線與最初喘振線不發(fā)生位移，確保壓縮機不發(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，防止壓縮機喘振故障的發(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，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壓縮機喘振故障的發(fā)生。

4?結(jié)語

離心式壓縮機在化工企業(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，通過定期對壓縮機進(jìn)行合理有效的檢修與維護(hù)，并在壓縮機喘振故障發(fā)生時進(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。