英格索兰空压机喘振常见原因分析与处理

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1、英格索兰离心空压机喘振故障原因分析与处理措施邱吉辉联合石油化工有限公司摘要：主要介绍英格索兰离心压缩机喘振常见原因及处理措施，文章指出喘振产生原因主要有入口过滤器堵塞、扩压器腐蚀与导叶折断、叶轮表面及流道结垢、中冷器泄漏与堵塞、入口调节阀及出口旁通阀故障等，针对上述原因提出了处理、预防或改进措施。一、背景介绍英格索兰离心式空压机因其结构紧凑、安装方便、占地面积小、操作简单、100%无油、效率及性价比高等优点，在石油化工行业得到广泛的应用。石化装置空压站常用英格索兰三级离心式空压机压缩空气，多台并联安装的压缩机为全厂公用工程系统提供稳定可靠的工业风和仪表风，因此，企业往往

2、将其列入关键机组管理。但由于多种原因机组易发生喘振的问题，也给安全平稳生产造成了一定的影响。本文就此类机组发生喘振的常见原因进行了分析，并提出了一些处理办法。二、压缩机工作原理及结构特点如图1所示，空气通过安装在机组上的进气调节阀进入压缩机并流进第一级压缩。在那里叶轮(1)将速度加给气体，然后气体进入静止的扩压器部分(2)，在那里将速度转化成压力。内置于机组中的中间冷却器(3)去掉压缩过程中所产生的热量，从而提高压缩效率。然后气体在流动的低速区通过不锈钢水气分离器(4)除去冷凝水。当气体被强制通过不锈钢水气分离器后，气体所带的水分降低了。这样的过程在每一个接续的阶段重复

3、，直到压缩机达到的了所要求的工作压力。齿轮轴叶轮扩压器中冷器水汽分离器图1如图2，压缩机由电机（或透平）驱动，整个压缩机组包括：电机直接驱动一个各级共用的大齿轮；每一压缩级包括1个工作叶轮，直接安装在小齿轮轴上（图1），外面是铸铁壳体；转子包括1个整体小齿轮，由大齿轮按其最佳速度驱动；每一个压缩级之后安装1个中冷器（图1）；每个冷却器之后安装一个水汽分离器及一套水汽分离系统。图2三、喘振常见的原因与处理预防措施空压机喘振本质上是因为进入空压机的流量不足以使空压机产生足够的压力,以至于外部系统(外部管路)的压力大于空压机内部的压力，导致机组出气时断时续，机组发生剧烈振动甚

4、至联锁停机。喘振是离心式压缩机非正常的一种运行状态，发生喘振时机组及管道常伴随着剧烈的振动，轻则机组振动超标联锁停机，重者导致机组严重损坏。因此必需要避免压缩机进入喘振区运行。导致英格索兰离心空压机喘振的常见原因主要有如几个方面。1、压缩机入口过滤器问题英格索兰空压机入口过滤器一般设计配套的空气自洁式过滤器，过滤精度达到2μm以上。过滤器在滤筒使用初期，压差比较小时，流通的空气量够满足机组吸气量的需要，当运行一段时间后，滤芯堵塞压差逐渐上升，过滤器的流通量就会逐渐的降低，当进气流量降低到喘振区域时，导致机组吸入气源不足发生喘振。其次，在实际使用中，因进气中含有的尘埃等小

5、颗粒杂物难以滤掉，随着气流进入压缩机流道，粘附在压缩机的中冷器、扩压器、叶轮表面，导致机组流道变小吸气不足，易发喘振。处理措施：一、做好看护，查看差压值，及时或定期更换过滤器滤筒。二、原过滤器一般安装离地面高度6米左右，在空气质量不好的地区，空气中的尘埃、杂物等易被吸入。处理的办法，是提高过滤器吸入口的高度，某公司将吸入口提高到约15米高度后，效果明显改善。三、采取二级过滤，先粗滤后精滤，二级滤精度等级可提到0.5um，某公司通过这样改进后，异物粘附在流道表面的现象就基本没有了。2、扩压器腐蚀、导叶折断问题机组设置扩压器的目的是把从高速旋转叶轮出来的空气流速降低,提高其

6、压力,一般约有1/3的压力是在扩压器内提高的。当扩压器内特殊设计的曲线腔壁腐蚀磨损比较严重或叶尖折断后,高速的空气经过扩压器时就容易形成涡旋,进气量就会减少,无法提高空气压力,导致空压机的输出压力降低,从而容易形成喘振。如下图所示的是某石化厂机组随机安装的扩压器，叶片原材质是铝合金，运行一段时间后，5台机组先后都出现过2级、3级扩压器导叶叶尖折断的问题。处理措施：对腐蚀的扩压器腔壁进行堆焊修复，恢复光滑曲面；对扩压器导叶材质进行升级更换，铝合金改为不锈钢。经过处理后扩压器如下图示，运行8000小时后拆卸检查，扩压器完好无损。3、叶轮表面及流道粘附物太多空压机叶轮通过自身

7、的曲线槽结构和高速旋转来增加空气的压力和速度,约2/3的压力增加都是通过叶轮产生的。当某一级叶轮磨损或粘附物太多时,都会改变叶轮自身的曲线槽结构,降低叶轮增加空气压力和速度的能力。叶轮磨损越严重或粘附物越多,越容易导致空压机产生喘振。处理及预防措施：定期解体检修清理压缩机流道、叶轮表面。粘附于叶轮及流道表面的粘附物一般比较容易清洗，用金属洗涤剂或积炭清洗剂水溶液喷洒擦拭即可去除。定期清洗或改进入口过滤器精度能够解决叶轮及流道表面粘附物过多的问题。4、中冷器泄漏与堵塞问题英格索兰离心式空压机采用翅片管式高效冷却器,此类冷却器换热面积大，结构