二期A儀用空壓機(jī)故障處理及分析

閔永生

摘要：根據(jù)實(shí)際檢修經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合離心式空壓機(jī)工作原理及特點(diǎn)，列出二期A儀用空壓機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)的故障，對故障產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，提出解決的方法，并在二期A儀用空壓機(jī)大修時(shí)采取相應(yīng)的措施，敘述采取措施后的效果，最后對檢修工作提出評價(jià)。

關(guān)鍵詞：空壓機(jī) 離心式 喘振 出力

0 引言

空壓機(jī)是大中型電廠非常重要的設(shè)備，隨著電廠氣動設(shè)備越來越多，它的可靠性直接關(guān)系到機(jī)組安全穩(wěn)定的運(yùn)行。我廠二期A儀用空壓機(jī)于2001年投入使用，自投運(yùn)以后空壓機(jī)油溫過高是常見的缺陷，從今年年初開始，空壓機(jī)出力開始不足，氣壓過低，并出現(xiàn)數(shù)次振動大跳脫的現(xiàn)象，為保證空壓機(jī)的運(yùn)行安全，于2012年5月份對二期A儀用空壓機(jī)進(jìn)行大修。

1 離心式空壓機(jī)的原理及特點(diǎn)

首先電動機(jī)帶動壓縮機(jī)主軸葉輪轉(zhuǎn)動，在離心力作用下，氣體被甩到擴(kuò)壓器中去，而形成稀薄地帶，由于葉輪不斷旋轉(zhuǎn)，氣體能連續(xù)不斷地被甩出去，從而保持了空壓機(jī)中氣體的連續(xù)流動。氣體因離心作用增加了壓力，會以很大的速度離開葉輪，氣體經(jīng)擴(kuò)壓器逐漸降低了速度，動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，進(jìn)一步增加了壓力。如果一個(gè)葉輪得到的壓力還不夠，可通過使多級葉輪串聯(lián)起來工作的辦法來達(dá)到對出口壓力的要求。級間的串聯(lián)通過彎通、回流器來實(shí)現(xiàn)。

由于氣體在壓縮過程中溫度升高，而氣體在高溫下壓縮，消耗功將會增大，為了減少壓縮耗功，故對壓力較高的離心式壓縮機(jī)在壓縮過程中采用內(nèi)置式冷卻器，即由某中間級出口的氣體，不直接進(jìn)入下一級，而是通過蝸室和出氣管至中間冷卻器進(jìn)行冷卻，冷卻后的低溫氣體，再經(jīng)吸氣室進(jìn)入下級壓縮。

2 運(yùn)行中故障的原因分析及大修中采取措施

2.1 空壓機(jī)油溫和氣溫度高

我廠二期離心式空壓機(jī)夏季油溫和一、二級排氣溫度高，空壓機(jī)自投運(yùn)以來，夏季運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)油溫和氣溫高達(dá)到報(bào)警、跳脫值。二期空壓機(jī)冷卻水管路處于二期閉式水系統(tǒng)的末端，水溫較高，夏季最高可達(dá)38℃，對空壓機(jī)油溫的影響很大，但如果采用溫度相對較低的開式水冷卻，其投資成本較大，方案難以實(shí)施，因此只有采用提高冷卻器換熱效果的方法降低油溫和氣溫。

因我廠閉式水品質(zhì)較高，外置冷卻器內(nèi)雜質(zhì)很少，無需清理，而內(nèi)置式冷卻器因換熱面積非常大，潔凈要求相對較高，去年夏季前我們采用浸泡和沖洗的方法清理內(nèi)置式冷卻器，以降低空壓機(jī)油溫及氣溫，因雜質(zhì)在換熱管內(nèi)部已經(jīng)結(jié)垢，用普通浸泡和沖洗的方法很難徹底清洗干凈，所以效果不明顯，本次大修將一、二級內(nèi)置式冷卻器內(nèi)部銅管全部換新，并作了打壓試漏處理，換熱效果可顯著提高，這樣可徹底解決油溫及氣溫過高的現(xiàn)象。

2.2 空壓機(jī)出力不足

2.2.1 A儀用空壓機(jī)運(yùn)行中電流值維持在夏季19A -22A，冬季為25A-28A，春秋季為22A-25A左右（因氣溫影響空氣密度，所以不同的時(shí)間空壓機(jī)電流值不同），從今年來看，空壓機(jī)電流有一定程度的降低，四月份時(shí)電流值為20A-22A，氣壓也有明顯下降，其中4月7日至12日平均氣壓只有0.64-0.65MP（三臺機(jī)組運(yùn)行），嚴(yán)重影響機(jī)組的安全運(yùn)行，分析是由于空氣冷卻器氣道排氣不暢，通道堵塞造成，該缺陷的處理措施和2.1的方法一樣，大修中通過更換一、二級內(nèi)置式冷卻器內(nèi)部銅管，并進(jìn)行打壓試漏合格后裝復(fù)。

2.2.2 葉片磨損嚴(yán)重、表面有損傷或缺口也對空壓機(jī)出力有所影響，2007年A儀用空壓機(jī)大修中發(fā)現(xiàn)一級缸葉輪葉片處有斷裂的缺口（10×12），當(dāng)時(shí)廠家已修復(fù)，但會影響空壓機(jī)出力，空壓機(jī)葉輪是通過自身的曲線槽結(jié)構(gòu)和高速旋轉(zhuǎn)來增加空氣的壓力和速度，離心式空壓機(jī)大概有2/3的壓力增加都是通過葉輪產(chǎn)生的。當(dāng)某一級葉輪磨損嚴(yán)重時(shí)，會改變?nèi)~輪自身的曲線槽結(jié)構(gòu)，降低葉輪增加空氣壓力和速度的能力，使出力下降。本次發(fā)現(xiàn)除了缺口處磨損加劇外，一圈的葉片均有磨損現(xiàn)象，因?yàn)槿~輪是高速旋轉(zhuǎn)的，必須通過專業(yè)部門修復(fù)，并做動平衡實(shí)驗(yàn)決定是否可再用，為此大修中該級葉輪運(yùn)送至空壓機(jī)廠家進(jìn)行修復(fù)升級處理，經(jīng)動平衡試驗(yàn)合格后回裝。

2.3 喘振

引發(fā)空壓機(jī)振動大的原因很多，如動、靜摩擦、油溫低、轉(zhuǎn)子不對中、喘振、軸承損壞等，啟動時(shí)出現(xiàn)振動主要是空壓機(jī)發(fā)生喘振引起。離心式空壓機(jī)的喘振是因?yàn)閴嚎s機(jī)輸送的氣量減小到一定程度后，空壓機(jī)產(chǎn)生的壓力不足無法維持穩(wěn)定的輸送氣流，機(jī)內(nèi)氣流產(chǎn)生的反向流動，在空壓機(jī)內(nèi)產(chǎn)生擾流或渦流所致。為防止喘振的發(fā)生，系統(tǒng)設(shè)置了最小負(fù)荷點(diǎn)———節(jié)流限值TL，在空壓機(jī)運(yùn)行時(shí)電流達(dá)到該TL值時(shí)開始開啟旁路閥，將系統(tǒng)不需要的部分氣體排放到大氣中。所以啟動時(shí)空壓機(jī)發(fā)生喘振的原因是TL值設(shè)定太小，造成空壓機(jī)啟動后運(yùn)行在喘振區(qū)，采取措施就是將TL值調(diào)整到合適的大小（本空壓機(jī)約21A）即可以徹底解決。分析認(rèn)為，該空壓機(jī)曾今出現(xiàn)不能加載的現(xiàn)象，當(dāng)時(shí)熱控人員把節(jié)流限度調(diào)至17A，低于喘振點(diǎn)21A，啟動后，壓力到喘振點(diǎn)，旁通閥不能打開，產(chǎn)生喘振的現(xiàn)象。本次大修期間通過將空壓機(jī)節(jié)流限度調(diào)至23A，開啟空壓機(jī)后即消除喘振的現(xiàn)象。

此外，空壓機(jī)葉輪磨損嚴(yán)重也會加劇空壓機(jī)喘振的現(xiàn)象?？諌簷C(jī)葉輪當(dāng)某一片葉片磨損嚴(yán)重時(shí)，除了轉(zhuǎn)子自身不平衡產(chǎn)生振動外，空氣經(jīng)過葉片時(shí)就容易形成渦旋，局部氣流受阻，從而導(dǎo)致振動加劇乃至發(fā)生喘振。

2.4 壓縮空氣含水量過大

一級空氣冷卻器凝結(jié)水自動疏水閥故障、凝結(jié)水疏水管路堵塞或空氣冷卻器泄漏，形成積水使液位過高，啟動時(shí)積水被氣流攜帶，造成壓縮空氣含水量過大。本次大修對疏水閥內(nèi)部進(jìn)行了清污，部分損壞部件進(jìn)行了修復(fù)處理，為防止空壓機(jī)內(nèi)產(chǎn)生積水，應(yīng)采取如下措施：

2.4.1 將空壓機(jī)一、二級空氣冷卻器的凝結(jié)水自動疏水引至地溝，便于正常運(yùn)行期間檢查疏水情況。

2.4.2 啟動或停止空壓機(jī)前，手動開啟凝結(jié)水自動疏水閥的手動旁路閥，將積水放凈。

2.4.3 運(yùn)行期間定期檢查自動疏水的疏水情況，冬季空氣干燥凝結(jié)水量減小，自動疏水閥不疏水時(shí)則每兩天開啟一次手動旁路閥，排除余水，防止灰塵、鐵銹等污物堵塞疏水管路。

3 大修后的效果

二期A儀用空壓機(jī)大修于6月30日結(jié)束，7月1日開機(jī)調(diào)試，具體的振動和氣壓參數(shù)和大修前相比請看下表：

經(jīng)投運(yùn)一級缸振動，二級缸振動，均比大修前有一定程度的下降，出口氣壓有明顯提高，投運(yùn)后未出現(xiàn)喘振現(xiàn)象。此外由于大修前后（相隔兩個(gè)月）環(huán)境溫度差別較大，油溫、氣溫、電流等參數(shù)有不可比的因素，大修后一級缸氣溫38.7℃，二級缸氣溫42.3℃，油溫42.6℃，和B儀用空壓機(jī)相比要低3℃-4℃左右；7月5日時(shí)四臺機(jī)組全部運(yùn)行，A儀用空壓機(jī)氣壓在0.67-0.69MP之間，還要高于大修前三臺機(jī)組運(yùn)行時(shí)的氣壓。由上述內(nèi)容可見，本次大修已經(jīng)達(dá)到預(yù)期的效果。

4 結(jié)論

本次大修徹底解決了二期A儀用空壓機(jī)無法正常投運(yùn)的情況，通過對一級缸葉輪的修復(fù)、內(nèi)置式冷卻器的換管、節(jié)流限值 TL的調(diào)整以及疏水的定期檢查和排放，對于空壓機(jī)設(shè)備的維護(hù)極為重要。此外本次大修中部分軸承的更換，轉(zhuǎn)子動平衡的校驗(yàn)，潤滑油、油管及濾芯的更換等等也是十分重要的。

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