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离心式空气压缩机是空分装置的主要生产设备,是一种比较精密的动力机械,是一种高速旋转的设备,在生产过程中具有重要的作用。
空气压缩机的运行不稳定,会造成空分装置仃车,从而造成整个生产系统的全面仃止,造成重大的设备事故和巨大的经济损失,为了避免运行过程中出现重大事故,保证空压机可靠安全、稳定、长周期运行。制订有效的运行方式,减少故障发生的频率,提高运行的可靠性,延长设备的使用寿命,降低运行维护成本,提高经济效益,具有重要的意义。当离心式压缩机出口压力升高,流量减少到一定程度时,机器出现不稳定状态,流量在较短时间内发生较大波动,而且压缩机压力突然下降,变化幅度很大,很不稳定,机器产生强烈的振动,同时发出异常的噪音,称为喘振,喘振会对压缩机的安全运行造成很大的危害。
一、喘振的机理
由于压力升高而造成流量的减少,气流流动方向与叶轮叶道的方向发生偏离,使进口气流方向与安装角之间产生了正冲角,同时由于轴向旋涡等的影响,造成叶轮流道速度很不均匀,在严重脱离叶片的通道中没有气流流动,压力突然下降,造成压缩机后的高压气流倒流,弥补了流量的不足,从而恢复正常,然后又将倒灌进来的气体压出,级中流量又减少,又产生上述现象,这样周而复始进行,使压缩机产生一种低频高振幅的压力脉动,流量又随着波动,机器强烈振动,并发出强烈的噪音,这是喘振的实质。喘振是离心式压缩机本身固有的特性,而造成喘振的唯一直接原因是进气量减少到一定值。
二、喘振的原因
影响压缩机喘振的因素不是单一的,是多种因素综合作用的结果。
1.系统压力超高
造成这种情况有:压缩机紧急仃机,气体为此进行放空或回流;出口管道上的单向逆止阀门动作不灵活,关闭不严,或者单向阀距压缩机出口太远,阀前气体容量很大,系统突然减量,压缩机来不及调节,防喘振阀在手动位置未投自动等。
2.吸入流量不足
由于外界原因使吸入量减少到喘振流量以下,使压缩机进入喘振区域引起喘振,如开车时进口导叶开度太小,吸入气量太少;空气过滤器堵塞或阻力增大;空分设备管路堵塞,阻力增加或阀门故障;压缩机中间冷却器阻塞或阻力增大;气体冷却器泄漏;任意一组吸入气温升高,气體密度减少造成吸入量减少。
3.机械部件损坏脱落
机械密封,平衡盘密封,O型环等部件安装不全,安装位置不准或者脱落,会形成各级之间各段之间串气,可能引起喘振,过滤器阻力太大,逆止阀失效或破损都有可能发生喘振。
4.操作中,升速升压过快,降速之前未能首先降压
升速、升压要缓慢均匀,降速之前应先采取卸压措施,如放空,回流等,以免转速降低后,气流倒灌。
5.工况改变、运行点落入喘振区
操作过程中,工况变化,如改变转速、流量,压力之前,未查看特性曲线,使压缩机运行点落入喘振区。
6.正常运行时,防喘振阀未投自动
7.介质状态变化造成喘振
如气体出口流量,入口压力、入口温度、出口压力、出口温度的变化等。
三、喘振的危害
1.气流脉动使压缩机的大部分动能转化为热能,致使压缩机内温度迅速上升。
2.压缩机性能恶化,压力、效率降低;
3.出现异常噪声,吼叫和爆音;
4.机组出现强烈振动,使得压缩机的轴承,密封损坏,转子和固定部件发生碰撞,造成机器严重破坏。
喘振是离心式压缩机性能反常的一种不稳定运作状态,发生喘振时,表现为整个机组管网系统气流周期性的振荡,不但会使压缩机的性能显著恶化,气流参数(压力、流量)产生大幅度脉动,还会使压缩机的转子及定子元件经受交变动应力,级间压力失调引起强烈的振动,使密封及轴承损坏,甚至发生轴承及定子元件相碰,压送气体外泄引起爆炸等恶性事故。因此操作中必须远离喘振区。
四、防止喘振的措施
1.在运行过程中,增加压缩机的入口流量入口压力的参数指示,在流量不变时,可通过降低压缩机出口压力增加入口压力,或两者相结合的方法减小出进口压比,来防止压缩机喘振。
2.在压缩机出口管路上设置自动防喘振装置,目前绝大多数的离心式压缩机已采用了防喘振阀,正常生产中防喘振打入“自动”状态。
3.定期更换自滤式过滤器的滤筒,防止入口阻力过大。
4.定期调校防喘振阀,确保阀位准确,动作灵敏,对压缩机的出口单向阀要定期维护,确保灵活好用,压缩机进口导叶阀是否反应灵敏,反馈信号一定要准确无误。
5.提高岗位人员的综合素质,全面提升质量,在压缩机起动前要首先做好各项检查,起动后的系统升后操作平缓、平稳,切忌操作阀门大开大关,压缩机系统的操作要平稳,其次不要大幅度波动。
6.在运行期间,压缩机的叶片、叶轮的腐蚀或结垢,可使压缩机特性曲线变化,防止进入喘振区域,合理安排时间,对设备检修。
7.水质问题对压缩机的影响,为了节约用水,降低运行费用,一般采有开放式循环水冷却机组,由于开放式水质容易受环境空气的影响,水中悬浮物沉淀物不断增加,水蒸发后水中钙镁离子沉积且氯根增大,搞好冷却水过滤和沉淀,保证正常水质,避免由于水中化学杂质不断被浓缩,最终对空压机气体冷却器产生结垢和腐蚀,造成机组通道阻塞,引起喘振。
案例分析
针对我单位SVK12 一4H离心式压缩机发生多次喘振分析。分析认为:由于SVK压缩机的喘振与进口流量和出口压力有关,开车过程中二段放空阀关闭时,进口流量下降约1100m/h(比以前流量下降为300m/h)为防止SVK压缩机进入喘振区工艺上采取如下措施:
1.控制进口流量在7400m/h以上,出口压力控制小于1.87Mpa。
2.如果进口流量低于7400m/h,出口压力控制小于1.81Mpa。
3.可采取补充新鲜水降低各段入口温度。
由于二级冷却器和三级冷却器气侧翅片腐蚀严重,二级冷却器的气侧翅片腐蚀尤为严重,导致气侧通道堵塞,影响气流通道。设备上采取的措施如下:
1.对2007年更换的二级冷却器和三级冷却器内芯查漏管程高压水清洗。
2.采购两台冷却器气侧硅胶密封和垫片,车间择机对二级和三级冷却器进行抽芯更换。
总结:
喘振是影响离心空气压缩机平稳运行主要因素之一,在生产过程中具有较大的危害,我们应该结合生产实践和操作经验,加强对空压机运行参数的监控,逐步弄清喘振的机理,掌握喘振的主要影响因素。对操作人员进行严格的培训,对压缩机应精心操作,认真维护确保安全运转,操作人员必须熟悉压缩机的构造,作用原理和性能,掌握设备的安全运转规程,熟悉操作技术和安全技术,若发现不正常情况应迅速找出原因,采取措施迅速排除故障。熟悉常见的喘振实例,采取有效的防喘振措施,保证压缩机高效、可靠地、经济安全稳定长周期运行。
参考文献:
[1] 李昌富,任化琴.中冷器引起的离心式空气压缩机的喘振及防范措施[J].郑州轻工业学院学报(自然科学版),2001,16(2):38-40
[2] 饶远杨.离心式空压机喘振分析与预防[J].铜业工程,2011,(2):55-57
[3] 侯伟.C3000在离心式空气压缩机防喘振的应用探讨[J].石油化工自动化,2009,45(1):79-82
空气压缩机的运行不稳定,会造成空分装置仃车,从而造成整个生产系统的全面仃止,造成重大的设备事故和巨大的经济损失,为了避免运行过程中出现重大事故,保证空压机可靠安全、稳定、长周期运行。制订有效的运行方式,减少故障发生的频率,提高运行的可靠性,延长设备的使用寿命,降低运行维护成本,提高经济效益,具有重要的意义。当离心式压缩机出口压力升高,流量减少到一定程度时,机器出现不稳定状态,流量在较短时间内发生较大波动,而且压缩机压力突然下降,变化幅度很大,很不稳定,机器产生强烈的振动,同时发出异常的噪音,称为喘振,喘振会对压缩机的安全运行造成很大的危害。
一、喘振的机理
由于压力升高而造成流量的减少,气流流动方向与叶轮叶道的方向发生偏离,使进口气流方向与安装角之间产生了正冲角,同时由于轴向旋涡等的影响,造成叶轮流道速度很不均匀,在严重脱离叶片的通道中没有气流流动,压力突然下降,造成压缩机后的高压气流倒流,弥补了流量的不足,从而恢复正常,然后又将倒灌进来的气体压出,级中流量又减少,又产生上述现象,这样周而复始进行,使压缩机产生一种低频高振幅的压力脉动,流量又随着波动,机器强烈振动,并发出强烈的噪音,这是喘振的实质。喘振是离心式压缩机本身固有的特性,而造成喘振的唯一直接原因是进气量减少到一定值。
二、喘振的原因
影响压缩机喘振的因素不是单一的,是多种因素综合作用的结果。
1.系统压力超高
造成这种情况有:压缩机紧急仃机,气体为此进行放空或回流;出口管道上的单向逆止阀门动作不灵活,关闭不严,或者单向阀距压缩机出口太远,阀前气体容量很大,系统突然减量,压缩机来不及调节,防喘振阀在手动位置未投自动等。
2.吸入流量不足
由于外界原因使吸入量减少到喘振流量以下,使压缩机进入喘振区域引起喘振,如开车时进口导叶开度太小,吸入气量太少;空气过滤器堵塞或阻力增大;空分设备管路堵塞,阻力增加或阀门故障;压缩机中间冷却器阻塞或阻力增大;气体冷却器泄漏;任意一组吸入气温升高,气體密度减少造成吸入量减少。
3.机械部件损坏脱落
机械密封,平衡盘密封,O型环等部件安装不全,安装位置不准或者脱落,会形成各级之间各段之间串气,可能引起喘振,过滤器阻力太大,逆止阀失效或破损都有可能发生喘振。
4.操作中,升速升压过快,降速之前未能首先降压
升速、升压要缓慢均匀,降速之前应先采取卸压措施,如放空,回流等,以免转速降低后,气流倒灌。
5.工况改变、运行点落入喘振区
操作过程中,工况变化,如改变转速、流量,压力之前,未查看特性曲线,使压缩机运行点落入喘振区。
6.正常运行时,防喘振阀未投自动
7.介质状态变化造成喘振
如气体出口流量,入口压力、入口温度、出口压力、出口温度的变化等。
三、喘振的危害
1.气流脉动使压缩机的大部分动能转化为热能,致使压缩机内温度迅速上升。
2.压缩机性能恶化,压力、效率降低;
3.出现异常噪声,吼叫和爆音;
4.机组出现强烈振动,使得压缩机的轴承,密封损坏,转子和固定部件发生碰撞,造成机器严重破坏。
喘振是离心式压缩机性能反常的一种不稳定运作状态,发生喘振时,表现为整个机组管网系统气流周期性的振荡,不但会使压缩机的性能显著恶化,气流参数(压力、流量)产生大幅度脉动,还会使压缩机的转子及定子元件经受交变动应力,级间压力失调引起强烈的振动,使密封及轴承损坏,甚至发生轴承及定子元件相碰,压送气体外泄引起爆炸等恶性事故。因此操作中必须远离喘振区。
四、防止喘振的措施
1.在运行过程中,增加压缩机的入口流量入口压力的参数指示,在流量不变时,可通过降低压缩机出口压力增加入口压力,或两者相结合的方法减小出进口压比,来防止压缩机喘振。
2.在压缩机出口管路上设置自动防喘振装置,目前绝大多数的离心式压缩机已采用了防喘振阀,正常生产中防喘振打入“自动”状态。
3.定期更换自滤式过滤器的滤筒,防止入口阻力过大。
4.定期调校防喘振阀,确保阀位准确,动作灵敏,对压缩机的出口单向阀要定期维护,确保灵活好用,压缩机进口导叶阀是否反应灵敏,反馈信号一定要准确无误。
5.提高岗位人员的综合素质,全面提升质量,在压缩机起动前要首先做好各项检查,起动后的系统升后操作平缓、平稳,切忌操作阀门大开大关,压缩机系统的操作要平稳,其次不要大幅度波动。
6.在运行期间,压缩机的叶片、叶轮的腐蚀或结垢,可使压缩机特性曲线变化,防止进入喘振区域,合理安排时间,对设备检修。
7.水质问题对压缩机的影响,为了节约用水,降低运行费用,一般采有开放式循环水冷却机组,由于开放式水质容易受环境空气的影响,水中悬浮物沉淀物不断增加,水蒸发后水中钙镁离子沉积且氯根增大,搞好冷却水过滤和沉淀,保证正常水质,避免由于水中化学杂质不断被浓缩,最终对空压机气体冷却器产生结垢和腐蚀,造成机组通道阻塞,引起喘振。
案例分析
针对我单位SVK12 一4H离心式压缩机发生多次喘振分析。分析认为:由于SVK压缩机的喘振与进口流量和出口压力有关,开车过程中二段放空阀关闭时,进口流量下降约1100m/h(比以前流量下降为300m/h)为防止SVK压缩机进入喘振区工艺上采取如下措施:
1.控制进口流量在7400m/h以上,出口压力控制小于1.87Mpa。
2.如果进口流量低于7400m/h,出口压力控制小于1.81Mpa。
3.可采取补充新鲜水降低各段入口温度。
由于二级冷却器和三级冷却器气侧翅片腐蚀严重,二级冷却器的气侧翅片腐蚀尤为严重,导致气侧通道堵塞,影响气流通道。设备上采取的措施如下:
1.对2007年更换的二级冷却器和三级冷却器内芯查漏管程高压水清洗。
2.采购两台冷却器气侧硅胶密封和垫片,车间择机对二级和三级冷却器进行抽芯更换。
总结:
喘振是影响离心空气压缩机平稳运行主要因素之一,在生产过程中具有较大的危害,我们应该结合生产实践和操作经验,加强对空压机运行参数的监控,逐步弄清喘振的机理,掌握喘振的主要影响因素。对操作人员进行严格的培训,对压缩机应精心操作,认真维护确保安全运转,操作人员必须熟悉压缩机的构造,作用原理和性能,掌握设备的安全运转规程,熟悉操作技术和安全技术,若发现不正常情况应迅速找出原因,采取措施迅速排除故障。熟悉常见的喘振实例,采取有效的防喘振措施,保证压缩机高效、可靠地、经济安全稳定长周期运行。
参考文献:
[1] 李昌富,任化琴.中冷器引起的离心式空气压缩机的喘振及防范措施[J].郑州轻工业学院学报(自然科学版),2001,16(2):38-40
[2] 饶远杨.离心式空压机喘振分析与预防[J].铜业工程,2011,(2):55-57
[3] 侯伟.C3000在离心式空气压缩机防喘振的应用探讨[J].石油化工自动化,2009,45(1):79-82