【壓縮機(jī)網(wǎng)】離心式空氣壓縮機(jī)及其工作原理

 

　　離心式壓縮機(jī)屬于透平機(jī)的一種，是將流體工質(zhì)中蘊(yùn)有的能量轉(zhuǎn)換成機(jī)械功的機(jī)器。用來將高壓氣體膨脹制取冷量的稱為透平膨脹機(jī)，用來將氣體壓縮獲得高壓氣體的即為透平壓縮機(jī)。透平壓縮機(jī)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?xì)獾取?/div>

 

　　顧名思義，離心式空氣壓縮機(jī)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(dòng)被壓縮后輸出高壓空氣的設(shè)備。離心式空氣壓縮機(jī)的工作流程就是進(jìn)氣、壓縮和排氣，壓縮機(jī)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(kuò)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(jí)壓縮的一個(gè)葉輪，多級(jí)壓縮的多個(gè)葉輪，工作輪是整個(gè)設(shè)備的核心元件。另外，還有電機(jī)驅(qū)動(dòng)和冷卻、降噪等系統(tǒng)。

 

 

　　離心式空氣壓縮機(jī)的工作原理是依靠動(dòng)能的變化來提高氣體壓力。壓縮機(jī)工作時(shí)，空氣介質(zhì)由進(jìn)口被軸向進(jìn)入吸氣室，并經(jīng)導(dǎo)流器引導(dǎo)著均勻地進(jìn)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(shí)提高而獲得動(dòng)能。由工作輪出來的氣體隨即流入呈錐型截面的擴(kuò)壓器降速增壓，從而由動(dòng)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(shí)現(xiàn)獲得高壓空氣的目的。

 

　　離心式空氣壓縮機(jī)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(jī)的常見故障

　　1.喘振。喘振是離心式空壓機(jī)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(dāng)進(jìn)入空壓機(jī)的空氣流量不能使空壓機(jī)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(jī)內(nèi)積累到足夠的壓力時(shí)，再把逆止閥沖開，如此反復(fù)，導(dǎo)致輸出的壓力和電機(jī)負(fù)荷劇烈地波動(dòng)。逆止閥如此頻繁開關(guān)，就會(huì)引起機(jī)組的強(qiáng)烈振動(dòng)并伴隨發(fā)出周期性的異常吼叫聲。喘振發(fā)生后還會(huì)波及到主機(jī)以外的電機(jī)、進(jìn)出口管線、壓力表等，控制盤上的所有操作儀表都會(huì)隨之發(fā)生大幅度的擺動(dòng)。喘振會(huì)對(duì)壓縮機(jī)的密封系統(tǒng)、軸承系統(tǒng)造成較大損壞，嚴(yán)重的喘振有可能打碎葉輪，損傷齒輪箱、電動(dòng)機(jī)等，從而使壓縮機(jī)遭到嚴(yán)重破壞。

 

　　2.軸承溫度過高。大型離心式壓縮機(jī)軸承采用巴氏合金作為軸襯的油潤滑滑動(dòng)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(dòng)過大。機(jī)組長期運(yùn)行，會(huì)產(chǎn)生軸承振動(dòng)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(huì)使轉(zhuǎn)子動(dòng)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(fù)荷頻繁變化或?qū)⑦M(jìn)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(jìn)水或進(jìn)入粉塵，還有地腳螺栓振松等等，需要認(rèn)真查找、對(duì)號(hào)治理。

 

　　4.冷卻器冷卻效果差。壓縮機(jī)是通過循環(huán)水進(jìn)入各級(jí)冷卻器，與氣腔中高溫空氣進(jìn)行熱交換來降低壓縮空氣溫度，以達(dá)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(huì)使管內(nèi)表面結(jié)垢，水臟也會(huì)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(huì)使油壓突然下降，及時(shí)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(zhǔn)確地確定喘振流量，以便于實(shí)際操作中避免放空而引起的能量浪費(fèi)。喘振流量是一個(gè)變量，影響它的技術(shù)參數(shù)很多。選擇一個(gè)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(jìn)行不斷地摸索和試驗(yàn)。

 

　　一般預(yù)防喘振發(fā)生的措施，一是在允許范圍內(nèi)適當(dāng)降低排氣壓力；二是定期檢查清理工作輪和擴(kuò)壓器上的粘附物，防止葉輪和擴(kuò)壓器的磨損和腐蝕，損壞嚴(yán)重的及時(shí)更新；三是注意葉輪與擴(kuò)壓器之間的間隙變化，及時(shí)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(jī)是一種高速運(yùn)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(dòng)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(dòng)部位得不到充分潤滑會(huì)加大摩擦，對(duì)設(shè)備造成危害。所以停用8小時(shí)以上的壓縮機(jī)在開機(jī)前必須將機(jī)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(jī)使用過程中要特別關(guān)注供油溫度，注意氣溫變化對(duì)油溫的影響，及時(shí)進(jìn)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(jī)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(yùn)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(yàn)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(huì)使空氣中有水分大量析出，排放不及進(jìn)入下一級(jí)，易導(dǎo)致機(jī)組振動(dòng)乃至發(fā)生喘振或葉輪損壞；溫度過高則會(huì)使機(jī)組效率下降，功耗增大，還易導(dǎo)致機(jī)組末級(jí)溫度超高而自動(dòng)聯(lián)鎖停機(jī)。要對(duì)冷卻循環(huán)水的水質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格控制，避免管路結(jié)垢。空壓機(jī)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(jī)的良好冷卻，防止因冷卻水水路堵塞而影響機(jī)器正常運(yùn)行。

 

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