COOPER空压机故障分析及处理.doc

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1、COOPER空压机故障分析及处理摘　要:简述COOPER离心式空压机存在的问题，对空压机多次发生喘振工况进行了原因分析，并针对各项问题制订了解决办法，对目前的运行工况进行了调整。1、概述某装置空压站包括两台离心式空压机和一套微热再生系统，其中两台空压机由COOPER透平压缩机公司生产，排气流量均为15000Nm3/h，排气压力0.8MPa，C2101于1999年投入使用，机组C2102于2005年投入使用。自2011年以来，空压机C2102多次发生三级轴承振动超标，导致机组跳机，通过机组Vantage型电子控制系统查询发现，机组振动超标均由于机组发生喘振而引起。

2、2、故障现象离心式空压机C2102是多轴集装式离心机，为三级压缩，由齿轮箱、三级叶轮及转子、润滑油系统、中冷器、后冷器组成。机组投用以来，间断开机运行，至2010年空压机组除级间冷却器清洗过，未发生任何故障。自2011年以来机组入口导叶在100%全开的情况下，压缩风出口压力仍达不到设定值0.8MPa，出口流量也由14000Nm3/h下降到11000Nm3/h,（见图一），润滑油温度已超过报警值，达到61℃，机组润滑油温度报警60℃，联锁值66℃，同时机组多次发生跳机，根据现场控制系统记录显示，主要是机组发生喘振，导致机组转子振动超标跳机。（图一）3、原因分析喘振

3、是流体机械及其管道中介质的周期性振荡,是介质受到周期性吸入和排出的激励作用而发生的机械振动。在离心式空气压缩机中,喘振是压缩机运行中的常见故障之一,是旋转失速的进一步发展。当离心式压缩机在负荷降低到一定程度时,被压缩气体将会在叶轮的非工作面形成脱流团,造成冲击损失急剧增加,这不仅使流量损失增加,效率下降,还会导致气流从管网倒回压缩机,引起机身强烈振荡,并发出"哮喘"或"吼叫"声,这种现象叫做离心式压缩机的"喘振"离心式压缩机具有这样的特性,对于一个确定的转速,总对应一个流量值,压缩机效率达到最高点。当流量大于或小于此值时,效率都将下降。一般常以此流量的工况点为设

4、计工况点。压缩机的性能曲线左边受到喘振工况的限制,右边受到堵塞工况的限制,在这二者之间的区域,称为压缩机的稳定工况区域。当压缩机在运行过程中,若因外部原因使流量。不断减小达到最小流量值时,就会在压缩机流道中出现严重的旋转脱离,若气量进一步减小时,压缩机叶轮的整个流道被气流旋涡区所占据,这时压缩机的出口压力将突然下降。但是,压缩机出口所连接的较大容量的管网系统中压力并不马上下降,此时会出现管网中气体向压缩机倒流的现象。当管网中压力下降到低于压缩机出口排气压力时,气体倒流会停止,压缩机又恢复向管网排气。然而,因为进气量的不足,压缩机在出口管网恢复到原来的压力以后,又

5、会在流道内出现旋涡区。如此周而复始,机组和管道内的流量会发生周期性变化,机器进出口压力会大幅度脉动。由于气体在压缩机进出口处吞吐倒流,会伴随有巨大周期性的气流吼声和剧烈的机器振动,压力、流量、振动信号显示、记录中可以清楚地反映出来。喘振线安全线工作线压力入口流量喘振原因分析：1）机组级间冷却器压降增大。机组自带冷却器管束为铝翅片管，翅片间隙很小，翅片强度极低，在清洗时容易造成翅片倒伏，导致气体压降的升高，排气压力降低，导致机组发生喘振。1）机组密封不好，气体泄漏。气体泄漏分为外漏和内漏，外漏是从轴端密封处或级间管道哈弗法兰处向外漏气。内漏是指级间窜气使压缩过的气

6、体倒流，重复压缩。严重的内漏会使压缩机能量损失增加，级效率和空压机运行效率下降，排气量减少，整个压缩机偏离设计工况。内漏会使低压级压比增加，高压级压比下降，该级的进排气温度升高。2）空压机导流叶片、叶轮叶片磨损或积灰过多。气体先从进气口进入空压机,而后通过叶轮,由叶片的转动使气体获得一定的动能,随后气体沿着空压机扩压器叶珊切线的方向通过气体扩压器,气体分子速度不断减小,气体的动能大部分转变为气体的静压能,而气体的小部分动能转化为热能,当热的高压气体通过冷凝器时,其气体温度降低,从而实现气体一级的正常压缩过程。空压机导流叶片、叶轮叶片磨损或积灰过多，会直接影响到空

7、压机的效率。3）中间冷却器管束泄漏或冷却效果变差。压缩机一级出口压力为0.197MPa，二级排气压力位0.337MPa，循环水压力0.4MPa，如果一、二级冷却器管束泄漏，冷却水将进入气侧通道，夹带在气流中进入叶轮及扩压器。长期这样运行，会造成结垢、阻塞，使排气量减少，甚至使叶轮损坏，破坏动平衡，危机压缩机的安全。冷却器效果变差，直接影响级间压缩空气的水汽含量，对机组的机械部分产生影响。影响冷却器冷却效果的因素有:冷却水流量，冷却水温度，冷却水水管内水垢或泥沙及有机物阻塞管道，冷却器气侧排凝不畅冷凝水不能及时排出，影响冷却器冷却效果。4）出口逆止阀出现故障。如果

8、机组发生喘振，逆止阀应迅