！ ：丝 Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ 工业技术 离心式空气压缩机喘振原因分析及其预防 惠正鹏 （中航飞机西安飞机分公司动力工程总厂摘陕西西安７１ ＯＯ８９） 要：该文在总结阐释离心式空气压缩机喘振含义及发生机制基础上，详尽探析了离心式空气压靖机喘振故障的产生原因，井针对故障原因 探索提出有效的预防与处理措施。 关键词：离心式空气压缩机 喘振中图分类号：ＴＦ０８３ 故障原因 预防 文章编号：１６７４—０９８Ｘ（２０１４）１１（ｂ）一００８６—０１ 文献标识码：Ａ 喘振是离心式空气压缩机特定工况下 导致单位时间内进气量减少，导致离心武空 对其进行动平衡实验以此决定是否可继续 运行产生的一种现象，主要表现为在进入 气压缩机输出压力降低，从而发生喘振。 空气压缩机的空气流量不足以对空气压缩 １．３叶轮与扩压器之间的间隙过大或者过小 机产生足够压力情况下，发生空气压缩机外 离心式空气压缩机对叶轮和扩压器之 部管路系统压力会大于内部系统压力，导 间的间隙大小有着近乎苛刻的严格要求。如 致离心式空气压缩机逆止阀发生关闭；逆 果二者之间的间隙过大，则会导致泄漏串气 止阀关闭，直接导致离心式空气压缩机输 发生，导致进入到空气压缩机中的空气流量 出停止，而空气持续进入并在离心式空气压 减少；如果二者之间的间隙过小，则会直接 缩机内部不断积累，这时内部压力会不断 影响进入空气量，同时在后端推力轴承磨损 的增加，当内部压力增加到与外部管路系统 情况下，还会引发叶轮与扩压器之间的碰撞 压力相当或者大于外部管路系统压力时，逆 等设备事故。因此，无论叶轮与扩压器之间 止阀被冲开排出内部气体；这时离心式空气 的间隙过大或者过小都会导致进入到空气 压缩机内部系统压力再次小于外部管路系 压缩机中的空气减少，使空气压缩机无法在 统压力，逆止阀再次关闭，空气再次在离心 设计时间内达到输出压力，形成喘振故障。 式空气压缩机内部积累，当积累到足够压力 １．４空气冷却器、水气分离器及过滤器变脏 时，再次冲开逆止阀，排出气体，如此反复。 经过压缩后的空气，不但压力、速度会 上述离心式空气压缩机产生的现象统称为 增加，温度也会升高，因此每一级缸体内都 喘振。 设计安装了空气冷却器和水气分离器，气体 在进入到下一级压缩前需要经过冷却器冷 １离心式空气压缩机喘振故障原因分 却和分离器分离。二者在实际运行过程中， 析 由于空气中不可避免的有细小的灰尘以及 依据发生原因不同，离心式空气压缩 空气压缩机本身磨损产生的微粒等，都很 机喘振可以分为自然喘振和故障喘振；自然 容易粘附到冷却器和水气分离器上，从而堵 喘振是指当空气压缩机内部压力达到其可 塞冷却器和水汽分离器，导致进入到空气 以压缩的极限，即最大值发生的喘振，其可 压缩机中的空气量减少，至空气压缩机输出 以通过重新设定空气压缩机的卸载压力来 压力不足，形成喘振；除了空气冷却器和水 避免，即设定卸载压力小于标定压力。本文 气分离器外，在空气压缩机进气口处还安装 这里主要探讨的是故障喘振。如前所述，离 了过滤器，目的吸收空气中的灰尘、杂质，如 心式空气压缩机故障喘振本质原因在于进 果过滤器变脏、堵塞，也会导致空气压缩机 入空气压缩机的空气流量不足以在空气压 的进气量减少，引发空气压缩机输出压力不 缩机内部产生足够压力，导致外部管路系 足，形成喘振。 统压力大于空气压缩机内部压力。就其产 １．５空气压缩机进气口处的空气温度过高 生的原因，可以归结为以下几个方面。 空气压缩机在设计上的压缩量是指在 １．１空气压缩机叶轮发生磨损或者有粘附 ２５℃温度条件下、一个标准大气压条件下 物 的空气压缩量；但实际情况是空气的温度 空气压缩机叶轮主要通过自身曲线槽 是不断变化的，其并不是一种２５℃的恒温 结构及高速旋转来增加空气压力和旋转速 状态；依据气体状态方程，我们知道恒压 度，基本有２／３的压力都产生自叶轮。当空 条件下，如果温度升高，空气的密度则会降 气压缩机中的某一级叶轮发生磨损或者出 低，这样就会使空气压缩机的实际压缩空 现较多的粘附物时，叶轮自身曲线槽结构发 气量减少，导致空气压缩机的输出压力不 生改变，其空气增压能力和旋转加速能力 足，形成喘振。一般情况下，空气压缩机在 降低，不能满足空气压缩机内部增压需要， 夏季要比冬季更容易发生喘振。 致空气压缩机发生喘振。 １。２空气压缩机的扩压器发生腐蚀或者磨 ２离心式空气压缩机喘振故障的预防 损 与处理 空气经过高速旋转的叶轮后实现增压 ２．Ｉ定期对空压机叶轮及粘附物进行修复 增速，然后经过静态扩压器利用其内部特 与清理 殊设计的曲线腔壁来降低把空气流速，从 而再次增大压力，增加的压力约占到最后总 离心式空气压缩机的叶轮，基本都是 压力的１／３，该ｌ／３压力基本都是在扩压器 采用不锈钢加工制成，除后端推力轴承磨 内部提高完成的。如果扩压器内部特殊设 损而导致叶轮和扩压器发生碰撞而出现磨 计的曲线腔壁发生腐蚀或者磨损严重，高 损外，叶轮很少出现磨损、腐蚀现象，但是 一速空气在经过扩压器时就很容易形成涡旋， 旦发生磨损应由专业人员进行修复，并 ８６ 科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ 用。对于粘附物则需要根据设备处理环境， 定期进行检查清理。 ２．２定期对空压机扩压器进行修复与防腐 蚀处理 离心式空气压缩机扩压器所处的是高 温、高湿空气环境，对于采用一般材质的扩 压器很容易发生磨损、腐蚀，需要定期对扩 压器进行磨损检查修改及进行必要的防腐 蚀处理，必要时可能需要更换扩压器。 ２．３保证空压机叶轮与扩压器二者间的间 隙要求 针对离心式空气压缩机叶轮与扩压器 二者之间的间隙及是否变化情况，要求每年 应该对其进行检查，保证间隙始终处理规 定数值范围内。如扩压器发生腐蚀磨损，首 先考虑修复，如果腐蚀磨损过于严重，则要 考虑通过更换扩压器来保证间隙要求。 ２．４及时清洗空压机冷却器、水气分离器 和过滤器 上述几个部件变脏都会引发喘振故 障，因此需要定期进行检查清洗。空气压 缩机的冷却器、水气分离器由于结构比较 复杂，其清洗要困难一些，要由专业人士 完成。而进气口的过滤器则较方便检查、拆 装，发现变脏及时拆除清洗即可。 ２．５适当采取措施控制空压机入口空气温 度变化 空气压缩机入口处的空气温度是随着 季节变化而变化的，可以采取适当措施来 减少其温度变化，如：离心式空气压缩机安 装在室内、加高房顶、增加室内空间等；如 果还是会发生喘振，可以考虑适当降低排 气压力 参考文献 ［１】张瑾．离心式压缩机喘振控制分析【Ｊ］．中 国石油和化工标准与质量，２０ｌ４（１１）． ［２］金星，姜长泓，王盛慧．离心式空压机防 喘振广义预测控制方法的研究［Ｊ】东北 师大学报（自然科学版），２０１０（４）．