離心式空壓機(jī)氣道保養(yǎng)與運(yùn)行效率提升

居鵬飛（江蘇盛虹科技股份有限公司，江蘇蘇州 215228）

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離心式空壓機(jī)氣道保養(yǎng)與運(yùn)行效率提升

居鵬飛
（江蘇盛虹科技股份有限公司，江蘇蘇州 215228）

摘 要空壓機(jī)運(yùn)行效率隨運(yùn)行時(shí)間增長(zhǎng)而下降，江蘇盛虹科技股份有限公司C115、C116離心式空壓機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)了排氣溫度升高、產(chǎn)氣量下降的情況，在排除測(cè)量問(wèn)題之后，按空氣在壓縮機(jī)內(nèi)部流程逐步分析問(wèn)題產(chǎn)生的原因，得出了進(jìn)氣過(guò)濾器濾芯臟，過(guò)濾器阻力大，氣道積碳、積灰，冷卻器冷卻效果不佳，疏水器疏水效果差四大因素，一并結(jié)合保養(yǎng)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)冷卻器蓋板的缺陷分別做了優(yōu)化及改進(jìn)措施。最終壓縮機(jī)產(chǎn)氣量基本恢復(fù)到出廠水平，提升了壓縮機(jī)運(yùn)行效率。文中還在清除導(dǎo)流器積碳、積灰的方法及減輕導(dǎo)流器腐蝕和延長(zhǎng)其使用壽命上探討嘗試了一些新的清洗劑及工具，為今后的此類定期工作制定了作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞運(yùn)行效率；氣道保養(yǎng)；積碳；冷卻器；擴(kuò)壓器

投稿日期：2016-04-17

0 引言

2014年，《國(guó)家應(yīng)對(duì)氣候變化規(guī)劃（2014-2020年）》發(fā)布。根據(jù)規(guī)劃目標(biāo)，到2020年，單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%，非化石能源占一次能源消費(fèi)的比重到15%左右。國(guó)家正在以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，加快發(fā)展現(xiàn)代能源產(chǎn)業(yè)，堅(jiān)持節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的基本國(guó)策，把建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)放在工業(yè)化、現(xiàn)代化發(fā)展戰(zhàn)略的突出位置，努力增強(qiáng)可持續(xù)發(fā)展能力，建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家，繼續(xù)為世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展和繁榮作出更大貢獻(xiàn)。節(jié)約能源、提高能源利用率，也是保障企業(yè)正常生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)，實(shí)現(xiàn)公司健康可持續(xù)發(fā)展的長(zhǎng)久之計(jì)，是企業(yè)適應(yīng)市場(chǎng)需要，降低成本、增加效益、改善環(huán)境，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的必然選擇。目前經(jīng)濟(jì)形勢(shì)依然嚴(yán)峻，公司的經(jīng)營(yíng)形勢(shì)不容樂(lè)觀，遇到的困難和挑戰(zhàn)很多。因此，我們平時(shí)在經(jīng)營(yíng)中每節(jié)約一分資源，就為公司爭(zhēng)取多一分的利潤(rùn)。

江蘇盛虹科技股份有限公司為一家大型化纖企業(yè)，壓縮空氣在化纖行業(yè)主要是儀表用氣、 網(wǎng)絡(luò)用氣及吸絲槍用氣，用氣量較大，壓縮機(jī)消耗電量占公司總消耗的10%，空壓機(jī)能耗除了在建廠選型時(shí)要選擇適用、高效節(jié)能型壓縮機(jī)設(shè)備外，在壓縮機(jī)使用過(guò)程中的工況控制、設(shè)備保養(yǎng)也顯得格外重要。公司使用的IHI-SULLAIR TRX型離心式空氣壓縮機(jī)，其中6臺(tái)型號(hào)TRX150、產(chǎn)氣量280 Nm3/min、額定壓力0.5MPa、功率1500KW，設(shè)備編號(hào)為C115、C116、C120、C127、C128、C129。其中C115、C116兩臺(tái)于2007年投入運(yùn)行，另外機(jī)臺(tái)于2011年投入運(yùn)行。2011年壓空系統(tǒng)計(jì)量升級(jí)改造以來(lái)，到2015年10月，IHI-SULLAIR TRX離心式空壓機(jī)壓縮效率較初期都有不同程度的下降，其中C115、C116離心式空壓機(jī)下降尤為明顯。

TRX型壓縮機(jī)是一種內(nèi)置齒輪增速系統(tǒng)的高速多級(jí)透平壓縮機(jī)。具有經(jīng)濟(jì)和高可靠性而廣泛使用作為各種氣體的氣源的壓縮機(jī)。具有極其緊湊的組裝結(jié)構(gòu)，包括壓縮機(jī)主體、主電機(jī)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、進(jìn)氣過(guò)濾器、中間冷卻器、后冷卻器和安裝在同一機(jī)體上的控制面板等組成部分。它的旋轉(zhuǎn)部件幾乎完全無(wú)振動(dòng)，因?yàn)樗霓D(zhuǎn)子做了很好的動(dòng)平衡和靜平衡。由于這些優(yōu)點(diǎn)和其他一些功能，諸如機(jī)械部件磨損小和堅(jiān)固耐用的特點(diǎn)，確保這種壓縮機(jī)在整個(gè)使用時(shí)間周期內(nèi)可以安全使用。

1 問(wèn)題現(xiàn)狀

江蘇盛虹科技股份有限公司離心式空壓機(jī)均采用恒壓式控制，以C115、C116離心式空壓機(jī)為例，其系統(tǒng)設(shè)定壓力均為0.5MPa，在壓空系統(tǒng)計(jì)量升級(jí)改造初期，其滿載最大電流可達(dá)95A，設(shè)計(jì)額定電流為98A，壓縮空氣流量達(dá)280 Nm3/min，其相關(guān)參數(shù)見(jiàn)表1。到2015年6月，這兩臺(tái)離心式空壓機(jī)排氣性能已大為下降，主要表現(xiàn)為：電流值下降至85.3A（C115）、83.6A（C116），下降幅度達(dá)13.0%和14.7%，并出現(xiàn)了排氣溫度升高、產(chǎn)氣量下降的情況，較大影響了機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

表1　C115、C116離心式空壓機(jī)2011年6月26日運(yùn)行記錄相關(guān)參數(shù)

表2　C115、C116離心式空壓機(jī)2015年6月28日運(yùn)行記錄相關(guān)參數(shù)

2 問(wèn)題分析與優(yōu)化改進(jìn)

針對(duì)離心式空壓機(jī)產(chǎn)氣量減少和排氣溫度升高的現(xiàn)象，我們首先采取對(duì)各控制、計(jì)量?jī)x表進(jìn)行全面排查和校驗(yàn)核對(duì)，排除了各控制探頭和儀表異常造成的數(shù)據(jù)參數(shù)反饋異常的可能后，選擇按空氣在壓縮機(jī)內(nèi)部流程逐步分析，IHI-SULLAIR TRX離心式空壓機(jī)氣路系統(tǒng)包括：

2.1 進(jìn)氣過(guò)濾器濾芯臟，過(guò)濾器阻力大

離心式壓縮機(jī)進(jìn)口過(guò)濾器在壓縮機(jī)經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用，一方面有了進(jìn)口過(guò)濾器，壓縮機(jī)吸入潔凈的氣體，才能使得壓縮機(jī)氣道保持清潔，有效減少因壓縮機(jī)氣道臟而帶來(lái)的一系列問(wèn)題，另一方面進(jìn)口過(guò)濾器也有效保障了生產(chǎn)出的壓縮空氣的潔凈質(zhì)量。壓縮機(jī)吸入空氣中的顆粒物要么集聚在壓縮機(jī)氣道系統(tǒng)，要么被產(chǎn)生的壓縮空氣帶出。隨著過(guò)濾器使用周期的增長(zhǎng)及外圍環(huán)境的影響，壓縮機(jī)進(jìn)口濾芯表面截留物質(zhì)不斷堆積。大量塵埃類物質(zhì)聚集，會(huì)造成離心式空壓機(jī)進(jìn)氣過(guò)濾芯堵塞，進(jìn)氣阻力增大，壓縮機(jī)吸氣變得越來(lái)越困難，使得離心式空壓機(jī)產(chǎn)氣量下降。IHI-SULLAIR TRX離心式空壓機(jī)帶有進(jìn)氣口負(fù)壓監(jiān)測(cè)功能，負(fù)壓越大表示進(jìn)口空氣濾芯堵塞越嚴(yán)重，該型號(hào)壓縮機(jī)使用要求進(jìn)氣口負(fù)壓達(dá)到-7.0kP時(shí)，需更換進(jìn)口空氣濾芯，為驗(yàn)證進(jìn)口負(fù)壓達(dá)到-7.0kP時(shí)更換進(jìn)氣濾芯前后壓縮機(jī)效率的變化，我們做了一項(xiàng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。

表3　C115離心式空壓機(jī)2015年7月1日更換進(jìn)氣空氣濾芯前后相關(guān)參數(shù)

從表3看出，濾芯更換后降低空壓機(jī)進(jìn)氣負(fù)壓，壓縮機(jī)產(chǎn)氣量由208 Nm3/min提高到了235 Nm3/min，但離額定產(chǎn)氣量還是有較大距離，這雖然對(duì)壓縮機(jī)產(chǎn)氣量帶來(lái)了影響，但還不是2011年以來(lái)壓縮機(jī)效率大幅降低的主要原因。壓縮機(jī)進(jìn)氣空氣濾芯更換的廠家標(biāo)準(zhǔn)極限值-7.0kP，這應(yīng)該是基于更換后效率提升產(chǎn)生效益與空氣濾芯本身更換成本的綜合經(jīng)濟(jì)考量，本文在此不加詳述。

優(yōu)化改進(jìn)措施1：IHI-SULLAIR TRX離心式空壓機(jī)原配進(jìn)氣過(guò)濾器為圓筒式空氣過(guò)濾器，過(guò)濾芯制造廠家認(rèn)為圓筒式空氣過(guò)濾器加工精度不及板框式空氣過(guò)濾器，故我們按現(xiàn)場(chǎng)尺寸及壓縮機(jī)吸氣量設(shè)計(jì)了板框式空氣過(guò)濾器。

2.2 氣道積碳、積灰

由于壓縮機(jī)進(jìn)口濾芯的過(guò)濾效率不可能達(dá)到100%，以及由于環(huán)境的污染，空氣中的有害成分變得復(fù)雜，部分空氣含有物質(zhì)甚至無(wú)法被普通過(guò)濾器過(guò)濾截留，隨著壓縮機(jī)運(yùn)行周期的增長(zhǎng)，部分顆粒物不可避免進(jìn)入離心式壓縮機(jī)內(nèi)部。在離心式壓縮機(jī)氣道拆檢中我們發(fā)現(xiàn)，大量的炭狀物質(zhì)粘覆在壓縮機(jī)葉輪、擴(kuò)壓器及導(dǎo)流器壁上，空氣中含有的各種顆粒物與金屬接觸后在高溫高壓下，氧化形成一種附著物沉積在葉輪、擴(kuò)壓器及導(dǎo)流器壁表面形成堅(jiān)硬且穩(wěn)定的混合物，隨時(shí)間推移形成積碳。大量的積炭粘覆在葉輪、擴(kuò)壓器及導(dǎo)流器壁上，使流道截面積減小，阻力增大，造成空壓機(jī)排氣溫度升高，產(chǎn)氣量下降。

對(duì)于大量積炭的清潔處理，我們?cè)炔捎们逅畤姙l(fā)現(xiàn)其不溶于水，無(wú)法清除表面積碳，其后用洗潔精加水混合后噴灑清理，發(fā)現(xiàn)對(duì)于膨松的積碳表面清理有一定效果，但無(wú)法去除其硬實(shí)的積碳；后來(lái)我們選用了“威猛先生”清洗劑試驗(yàn)清理葉輪和導(dǎo)流器表面硬實(shí)的積碳，發(fā)現(xiàn)對(duì)于頑固的積碳處理有效果，對(duì)于硬實(shí)的積碳表面事先刮鏟后再反復(fù)噴灑清理也有效；對(duì)于導(dǎo)流器上大面積的積碳我們采用事先噴灑威猛先生清洗劑后，用磨光機(jī)打磨處理，對(duì)于頑固硬實(shí)積碳采用小錘擊碎后再噴灑威猛清洗劑后清理，效果十分明顯；對(duì)于葉輪上頑固積碳我們采用威猛清洗劑噴灑后和銅鏟刮鏟交替反復(fù)清理，效果也同樣明顯，這些大大提高了我們清理離心機(jī)氣道的效率。

為了減輕導(dǎo)流器腐蝕和延長(zhǎng)其使用壽命，我們又對(duì)導(dǎo)流器及冷卻器腔體清理后對(duì)其進(jìn)行防腐處理，采用的是壽力專用的高溫防腐涂料，其中主漆：固化劑：稀釋劑采用4∶1∶1.5比例混合，噴涂完成后待高溫油漆凝固12小時(shí)后安裝。

優(yōu)化改進(jìn)措施2：為進(jìn)一步減少因進(jìn)口空濾過(guò)濾不完全，吸入空氣帶入部分顆粒物引起積碳、積灰，考慮近年環(huán)境變化，周邊新建了電廠的影響，我們?cè)陔x心式壓縮機(jī)進(jìn)口增加了ZKG-2200型自潔式空氣過(guò)濾器，建立初級(jí)過(guò)濾系統(tǒng)。

在壓縮機(jī)吸氣負(fù)壓的作用下，ZKL吸入周圍環(huán)境空氣，由于重力、靜電、接觸阻留、慣性擴(kuò)散等綜合作用，空氣中的灰塵沉積在過(guò)濾桶濾料的外表面，清潔空氣在凈氣室匯合，經(jīng)氣管進(jìn)入壓縮機(jī)。當(dāng)PLC發(fā)出自潔指令，電磁閥會(huì)瞬間打開(kāi)約0.1-0.2s，送出一股脈沖氣流，經(jīng)噴射、反吹的作用把過(guò)濾桶外表面的積灰吹掉。這種反吹自潔過(guò)程是間斷的，每次僅三至四個(gè)濾筒處于反吹自解狀態(tài)，其余更多的筒仍在繼續(xù)工作。所以ZKL具有在線自潔功能，保證空壓機(jī)連續(xù)工作。

2.3 冷卻器冷卻效果不佳

冷卻器冷卻效果直接影響壓縮空氣溫度，溫度的升高進(jìn)而影響下一級(jí)壓縮時(shí)吸氣的效率，導(dǎo)致空壓機(jī)排氣壓力升高及產(chǎn)氣量下降。

IHI-SULLAIR TRX離心式空壓機(jī)冷卻器采用的是水走管程氣走殼程的冷卻方式，為增強(qiáng)冷卻器換熱效果，換熱管外增加了翅片。

拆卸空壓機(jī)冷卻器，檢查氣路發(fā)現(xiàn)換熱翅片顏色變黑，且積灰結(jié)垢較多。檢查水路發(fā)現(xiàn)近1/3的換熱管內(nèi)有污垢和不同程度的堵塞情況。對(duì)于冷卻器清洗，我們先配置第奧克斯98與水配比為8：1的溶液，將冷卻器浸沒(méi)其中，每隔1h用pH試紙測(cè)試溶液酸堿度，pH值上升時(shí)添加第奧克斯98，保持溶液pH值≤2。浸泡8小時(shí)后取出，用高壓水槍逐根沖洗管路及翅片，最后再用壓縮空氣將其吹干。

優(yōu)化改進(jìn)措施3：拆檢中我們還發(fā)現(xiàn)冷卻器上下蓋板兩側(cè)邊緣有向下和向上的翻邊，蓋板中聚集有凝結(jié)水，凝結(jié)水不能及時(shí)排除，被高速流動(dòng)氣體部分帶入下級(jí)壓縮或后續(xù)干燥設(shè)備，加重了系統(tǒng)腐蝕及后續(xù)干燥處理的負(fù)荷。上下蓋板的翻邊還占用了氣流通道，增加了氣流阻力。我們采取了改造處理，將原先的上壓板的邊緣作向上翻邊處理，下壓板邊緣作向下翻邊處理，這樣可以減少了進(jìn)氣時(shí)的空氣阻力，同時(shí)在下壓板排氣側(cè)中間均勻沖三個(gè)Ф30mm孔眼，使得凝結(jié)水及時(shí)排入冷卻器底部凝水收集槽。

2.4 疏水器疏水效果差

一般離心式空壓機(jī)壓縮過(guò)程中約有50%的水份需從中冷器中析出，然后由疏水器排放掉。倘若疏水器疏水效果不佳，大量水分不及時(shí)排出，聚集在冷卻器內(nèi)部，造成壓縮空氣中含有太多水分，更是容易使得葉輪及導(dǎo)流器道上積碳的產(chǎn)生，加劇壓縮空氣阻力，使得排氣溫度升高。

優(yōu)化改進(jìn)措施4：為防止壓縮機(jī)運(yùn)行過(guò)程中因疏水器故障，導(dǎo)致凝結(jié)水不能被及時(shí)排出，我們要求現(xiàn)場(chǎng)人員巡檢時(shí)打開(kāi)疏水器旁通閥，觀察水量，確認(rèn)自動(dòng)疏水器的運(yùn)行狀況。

3 效果分析

通過(guò)對(duì)離心式空壓機(jī)氣道的全面保養(yǎng)維護(hù)和改進(jìn)后，離心式空壓機(jī)壓縮性能有了明顯改善，各運(yùn)行參數(shù)與額定參數(shù)已經(jīng)基本接近（見(jiàn)表4），降低了離心式空壓機(jī)排氣溫度，提高了離心式空壓機(jī)產(chǎn)氣量，通過(guò)保養(yǎng)維護(hù)與改進(jìn)，也為我們以后離心式空壓機(jī)氣道定周期保養(yǎng)提供了依據(jù)。

表4　C115、C116離心式空壓機(jī)2015年10月26日運(yùn)行記錄相關(guān)參數(shù)

IHI-SULLAIR TRX離心式空壓機(jī)氣道保養(yǎng)作業(yè)規(guī)程：

（1）拆卸進(jìn)氣管路、一二級(jí)循環(huán)水管路、進(jìn)口導(dǎo)葉，二三級(jí)導(dǎo)流器彎管，放置開(kāi)闊地帶。

（2）拆卸一、二、三級(jí)導(dǎo)流器，放置開(kāi)闊地帶。

（3）用拆卸一、二級(jí)冷卻器，緩慢移出，平穩(wěn)起吊。

（4）清理各導(dǎo)流器、葉輪、進(jìn)口導(dǎo)葉，冷卻器腔體及管路中積碳和腐蝕物。

（5）對(duì)導(dǎo)流器、進(jìn)口導(dǎo)葉、冷卻器腔體進(jìn)行防腐噴漆（主漆、固化劑、稀釋劑調(diào)制比例= 4∶1∶1.5）。

（6）將拆卸不銹鋼板，浸泡冷卻器完后，壓空吹干后安裝不銹鋼板，確保各螺栓緊固。（清洗劑第奧克斯98，浸泡時(shí)間及比例視其污染狀況而定）。

（7）安裝并調(diào)整導(dǎo)流器間隙，安裝進(jìn)口導(dǎo)葉及其各管路部件。

（8）用葫蘆起吊冷卻器并移入氣道，緊固各螺栓（事先再確認(rèn)各螺栓無(wú)松動(dòng)，內(nèi)部無(wú)異物）。

（9）安裝一二級(jí)循環(huán)水管路、一二級(jí)疏水器，開(kāi)閥試壓確保無(wú)泄漏。

（10）檢查并清理空濾，確保內(nèi)部無(wú)異常。

（11）盤(pán)車檢查確認(rèn)無(wú)卡阻異常，告之運(yùn)行送電試運(yùn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

節(jié)能降耗是企業(yè)的生存之本，樹(shù)立一種“點(diǎn)點(diǎn)滴滴降成本，分分秒秒增效益”的節(jié)能意識(shí)，以最好的管理，來(lái)實(shí)現(xiàn)企業(yè)效益的最大化。節(jié)能減排工作是深入貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，構(gòu)建社會(huì)主義和諧社會(huì)的重大舉措，不是單獨(dú)一個(gè)人可以完成的，它需要大家的共同努力。加強(qiáng)公司節(jié)能減排工作，努力建設(shè)綠色發(fā)展型企業(yè)，形成“人人節(jié)約、時(shí)時(shí)節(jié)約、事事節(jié)約”的良好氛圍。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 費(fèi)維民，李 健.離心式空氣壓縮機(jī)排氣量減少的故障分析與處理.冶金動(dòng)力，2002（4）：14-17.

［2］ 曾 延，韓玉定.清除污垢對(duì)離心機(jī)壓縮能力的提高.冶金動(dòng)力，2005（8）：12-16.

Centrifugal compressor airway maintenance and operation efficiency

JU Peng-fei
（Jiangsu Shenghong Technology Limited Company，Jiangsu Suzhou 215228，China）

AbstractAir compressor efficiency with growth and decline in run time， Jiangsu Shenghong Technology Ltd.Company C115， C116 centrifugal air compressor in the process of running a downward exhaust gas temperature， gas production，after eliminate measurement problem， according to the air compressor internal process step by step to analyze the causes of the problem， it is concluded that the air intake filter cartridge is dirty， filter resistance is big， the airway are deposited carbon deposition， and poor performance of the cooler， hydrophobic hydrophobic effect difference four factor， together with combining the defect of cooler cover plate can be found in the process of maintenance has been optimized and improved measures. Compressor gas production basic return to the factory level， improve the compressor efficiency. It also in the removal of diverter carbon deposition， dust collecting method and reduce the diverter corrosion and prolong the service life of this try some new cleaning agents and tools， set standards for such regular work in the future.

Key wordsoperating efficiency；airway maintenance；carbon deposition；cooler；diffuser

中圖分類號(hào)：TH452

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

作者簡(jiǎn)介：居鵬飛（1979-），江蘇高郵人， 專業(yè)：化學(xué)工程 ，現(xiàn)從事 公用工程生產(chǎn)、設(shè)備相關(guān)工作 。