【壓縮機網(wǎng)】離心式空氣壓縮機及其工作原理

 

　　離心式壓縮機屬于透平機的一種，是將流體工質(zhì)中蘊有的能量轉(zhuǎn)換成機械功的機器。用來將高壓氣體膨脹制取冷量的稱為透平膨脹機，用來將氣體壓縮獲得高壓氣體的即為透平壓縮機。透平壓縮機又根據(jù)氣體在其中的流向分為軸流式和離心式兩種。壓縮介質(zhì)可以是空氣、氧氣、蒸汽、燃氣等。

 

　　顧名思義，離心式空氣壓縮機就是以空氣為工作介質(zhì)，吸入空氣在其中經(jīng)過徑向流動被壓縮后輸出高壓空氣的設(shè)備。離心式空氣壓縮機的工作流程就是進氣、壓縮和排氣，壓縮機主體由定子、轉(zhuǎn)子兩部分組成。定子主要有作為氣缸的殼體，其兩端設(shè)有導(dǎo)流器、擴壓器、蝸室、軸承等，軸承上承載的主軸轉(zhuǎn)子是帶有葉片的工作輪，單級壓縮的一個葉輪，多級壓縮的多個葉輪，工作輪是整個設(shè)備的核心元件。另外，還有電機驅(qū)動和冷卻、降噪等系統(tǒng)。

 

 

　　離心式空氣壓縮機的工作原理是依靠動能的變化來提高氣體壓力。壓縮機工作時，空氣介質(zhì)由進口被軸向進入吸氣室，并經(jīng)導(dǎo)流器引導(dǎo)著均勻地進入高速旋轉(zhuǎn)的工作輪，氣體在工作輪上葉片的作用下，一邊跟著工作輪高速旋轉(zhuǎn)，一邊由于受離心力作用，在葉片槽道中不斷地沿徑向被甩向缸壁，使氣體的壓力和流速同時提高而獲得動能。由工作輪出來的氣體隨即流入呈錐型截面的擴壓器降速增壓，從而由動能部分地轉(zhuǎn)化為壓力能。高壓氣體匯集到蝸殼中后再經(jīng)排氣口排出，通過連續(xù)不斷地能量轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)獲得高壓空氣的目的。

 

　　離心式空氣壓縮機適用于流量大、壓力不高的大型氣體分離設(shè)備和其他需要壓縮空氣的用途。
 

　　離心式空氣壓縮機的常見故障

　　1.喘振。喘振是離心式空壓機特有的、最常見，也是危害最大的故障。造成喘振的原因是在某一工況下，當進入空壓機的空氣流量不能使空壓機產(chǎn)生足夠的壓力，導(dǎo)致排氣端逆止閥關(guān)閉，空氣在空壓機內(nèi)積累到足夠的壓力時，再把逆止閥沖開，如此反復(fù)，導(dǎo)致輸出的壓力和電機負荷劇烈地波動。逆止閥如此頻繁開關(guān)，就會引起機組的強烈振動并伴隨發(fā)出周期性的異常吼叫聲。喘振發(fā)生后還會波及到主機以外的電機、進出口管線、壓力表等，控制盤上的所有操作儀表都會隨之發(fā)生大幅度的擺動。喘振會對壓縮機的密封系統(tǒng)、軸承系統(tǒng)造成較大損壞，嚴重的喘振有可能打碎葉輪，損傷齒輪箱、電動機等，從而使壓縮機遭到嚴重破壞。

 

　　2.軸承溫度過高。大型離心式壓縮機軸承采用巴氏合金作為軸襯的油潤滑滑動軸承，造成軸承溫度升高的原因：一是供油不足，二是供油溫度過高，三是軸襯與軸頸的配合間隙過小或軸襯存油溝太淺，使摩擦力增高發(fā)出熱量。

 

　　3.軸承振動過大。機組長期運行，會產(chǎn)生軸承振動過大，究其可能存在的原因：一是原來的找正精度發(fā)生變化；二是葉輪粘結(jié)或磨損會使轉(zhuǎn)子動平衡精度被破壞；三是軸頸與軸瓦因磨損造成間隙過大或間隙不均；四是油溫過低粘滯度大；五是負荷頻繁變化或?qū)⑦M入喘振工況；六是齒輪磨損或損壞造成嚙合不良；七是氣缸進水或進入粉塵，還有地腳螺栓振松等等，需要認真查找、對號治理。

 

　　4.冷卻器冷卻效果差。壓縮機是通過循環(huán)水進入各級冷卻器，與氣腔中高溫空氣進行熱交換來降低壓縮空氣溫度，以達到降低功率提高效率作用。影響冷卻效果的原因：一是水量不足或水溫過高，不足以帶走氣腔中空氣的熱量。二是循環(huán)水水質(zhì)較硬，會使管內(nèi)表面結(jié)垢，水臟也會使管路濾芯被泥沙和油污堵塞，影響傳熱工況和冷卻效果。

 

　　5.油壓突然下降。在油泵突然發(fā)生故障或?qū)в凸馨l(fā)生破裂后會使油壓突然下降，及時檢查油泵故障的原因，排除后或更換新油管后問題即可解決。

 

 

　　故障的控制與預(yù)防

　　1、喘振的控制與預(yù)防

 

　　設(shè)備發(fā)生喘振跡象后，要立即打開旁通閥，將一部分氣體直接放空來消除，長期有效的控制喘振就要求我們能夠準確地確定喘振流量，以便于實際操作中避免放空而引起的能量浪費。喘振流量是一個變量，影響它的技術(shù)參數(shù)很多。選擇一個適用于特定用途的喘振控制系統(tǒng)，取決于許多因素，需要我們進行不斷地摸索和試驗。

 

　　一般預(yù)防喘振發(fā)生的措施，一是在允許范圍內(nèi)適當降低排氣壓力；二是定期檢查清理工作輪和擴壓器上的粘附物，防止葉輪和擴壓器的磨損和腐蝕，損壞嚴重的及時更新；三是注意葉輪與擴壓器之間的間隙變化，及時將間隙調(diào)整到規(guī)定的范圍。

 

　　2、油路系統(tǒng)的故障排除與預(yù)防

 

　　離心式壓縮機是一種高速運轉(zhuǎn)的設(shè)備，必須保證油路暢通，油溫正常，以使軸承和變速齒輪等轉(zhuǎn)動副處于良好的潤滑狀態(tài)正常工況下，供油系統(tǒng)的油溫要求控制在40℃～45℃之間。油溫過低，傳動部位得不到充分潤滑會加大摩擦，對設(shè)備造成危害。所以停用8小時以上的壓縮機在開機前必須將機組油溫加熱到30℃以上油溫。高于49℃，則可能使油質(zhì)變差，同樣起不到潤滑效果，加大設(shè)備的磨損。

 

　　所以，在壓縮機使用過程中要特別關(guān)注供油溫度，注意氣溫變化對油溫的影響，及時進行加熱或冷卻。要經(jīng)常檢查供油管路和油泵，清洗濾油器，發(fā)生故障立即排除。

　　3、水冷系統(tǒng)的故障排除與預(yù)防

 

　　空壓機冷卻器的工作介質(zhì)是水，所以水量、水溫和水質(zhì)是要充分注意的幾大要素。在運行中一般通過監(jiān)視冷卻水溫度和控制供水量來保證冷卻效果。通過長期操作摸索的經(jīng)驗表明，冷卻器的溫度應(yīng)控制30℃～38℃之間是最為適宜的，水溫過低會使空氣中有水分大量析出，排放不及進入下一級，易導(dǎo)致機組振動乃至發(fā)生喘振或葉輪損壞；溫度過高則會使機組效率下降，功耗增大，還易導(dǎo)致機組末級溫度超高而自動聯(lián)鎖停機。要對冷卻循環(huán)水的水質(zhì)進行嚴格控制，避免管路結(jié)垢。空壓機的冷卻器和水汽分離器因結(jié)構(gòu)復(fù)雜，清潔比較困難，可通過經(jīng)常清洗或更換水過濾器，或者使用干凈的水源加入水處理劑等保證空壓機的良好冷卻，防止因冷卻水水路堵塞而影響機器正常運行。