张恒
中车齐齐哈尔车辆有限公司 动能运输分厂，黑龙江 齐齐哈尔 161000
摘要
离心式空压机作为制造企业的重要设备之一，在企业生产中起着不可替代的作用。本文介绍了离心式空压机的原理及运行特点，并以我司ZH7000型离心式空压机为例，对空压机运行过程中出现的排气温度过高、冷却效果差、喘振等问题做了简要的分析，归纳总结了应对措施。
关键词：离心式空压机；运行问题；解决措施
1. 引言
压缩空气是一种非常重要的动力源，它是通过外力进行压缩后的空气。压缩空气广泛应用于电力、制造、冶金、石油等行业中，其具有清洁环保、易于存储、安全可靠、输送方便等优点[1]。截至目前，压缩空气已成为工业制造中除了电力以外的第二大动力源。
空压机是产生压缩气体的主体装置，它通过对气体做功将气体的机械能转化为压力能，提供气源动力。随着现代工业的发展，离心式空压机的应用领域也越来越广泛，在运行过程中也难免会出现一些故障，甚至事故，需要我们及时解决，以避免影响公司的正常生产进度，如何针对离心式空压机运行中的问题进行分析和处理，成为整个空压机行业中的热点话题。
2. 离心空压机的原理及运行特点
2.1运行原理
离心式空压机主要由转子和定子两部分组成，主要部件有进口导叶、齿轮箱、冷却器等，它属于透平式压缩机的一种，其通过电机带动高速旋转的叶轮使气体旋转，对气体做功，使气体在离心力的作用下压力和流速得到相应的提高，随后气体经过扩压器降低速度，气体动能转化为静压能，进一步提高了气体压力。如果一次压缩不能满足使用需求，需要串联多级叶轮的方法达到对出口压力的要求，而且多级压缩可以减少功耗，降低排气温度。离心式空压机适用于大中流量、中的压力的场合，在各个制造工行中是关键设备之一。
2.2运行特点
离心式空压机的排气量大而且均匀，气流脉冲较小，叶轮转速高，且机体密封效果好，泄露现象少，气缸内无需润滑。但是离心式压缩机操作的适应性比较差，气体的性质对操作性能有很大的影响。在空压机开车、停车瞬间，负荷变化比较大，气流速度大，流道内的零部件有较大的摩擦损失，而且启动瞬间对电网的冲击较大。
在运行过程中，由于用气设备的需求量在不断变化，所以需要及时根据需求对供气量进行调节，一般的控制方法是通过卸载和加载调节供气量，这种方法虽然可以避免频繁启停电动机，但是频繁的加载和卸载过程可能会使电器元件和相关阀件出现易损状况。空压机在低负荷状态下容易出现喘振现象，对机器的危害极大，也容易对部件损坏，这也导致在运行过程中会出现一些不可避免的故障。
3.离心式空压机常见问题及解决措施
3.1排气温度过高
我司ZH7000离心式空压机的排气温度一般不高于40℃，若排气温度过高会使空压机的容积效率降低，功耗增加。当空压机站房的通风不好，或空压机排出的热风又被进气口吸入，会引起空压机进气的温度过高，可以通过改善空压机站房的空气流通来降低排气温度。其次检查冷却水入口温度是否过高或冷却水量不足，并降低冷却水的入口温度，或增加冷却水的流量[2]。此外，冷却不足或冷却水系统的局限引起水垢的生成或污物的沉淀也会引起排气温度身高，需要保持冷却系统畅通，且无杂质。
3.2冷却效果
空压机内部温度的稳定性主要由冷却系统来调节，可分为风冷和水冷两种方式，由于风冷系统投入比较大，大多选用水冷，采用冷却塔的方式进行冷却，而冷却器是冷却系统重要的组成部分，它的稳定性直接决定了整台设备功能的发挥，我司的ZH7000型离心式空压机分为三级冷却（包括两个中间冷却器和一个后冷却器），而且还提供了一套给中间冷却器、后冷却器和油冷却器供应冷却水的管路。冷却器的主要故障有以下几方面：冷却管之间配合松动漏水或破裂，需要及时更换冷却管或加固管与管之间的接头；冷却水水质差导致管表面积产生污垢，长期不清理会堵塞水路造成断水，所以冷却水水质在冷却系统中至关重要，我司对ZH7000型离心式空压机冷却水的各项指标做了规定（见表1），对提高空压机冷却效率、降低冷却故障的发生率有重要作用。
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3.3喘振
喘振是一种急速的、有规律的排气压力波动现象，在稳定和不稳定运行之间的界限被称为“喘振线”（图1所示）[3]。为了防止压缩机进入不稳定运行范围内，压缩机必须在离喘振线一定的安全距离外运行，如果这种不稳定运行一直延续下去，将有可能损坏压缩机。
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图1 离心式压缩机性能曲线
空压机喘振主要是由于生产工艺性原因造成机器排气憋压，产生的气体倒流，机器不能吸入足够的空气来克服背压，从而造成空气回流，也可能是叶轮污染造成流道变窄。
一旦空压机出现喘振现象，机器就会发出周期性“轰”、“轰”的强噪音，操作人员应该采取调节措施，增加进出口流量或者降低出口压力，使空压机快速脱离喘振区，必要时应该立即停车，检查生产工艺上有无异常（系统失压，工艺管道阀门误动作等）。其次检查空气过滤器是否严重堵塞，确认需更及时换空气过滤器。除此之外还要检查进口导叶阀或排空阀是否故障，能不能按要求打开，重新校验阀门和阀门定位器。检查叶轮是否被严重污染，如果严重污染，需及时彻底清洗叶轮。
3.4油压突然下降
空压机压油压突然下降是运行过程中常见问题之一，由于空压机的正常运行需要多个系统的相互配合和协调来完成，而润滑系统是各个系统之间连接的桥梁，贯穿于多个系统之间，很容易发生油泵故障，当油泵故障发生使，应对油泵及时全面检查，查明故障原因，如油泵过滤网是否堵塞、油泵安全阀弹簧是否损坏，需要及时清洗过滤网、更换弹簧。当故障与吸油管有关时，如吸油管泄露时，需要检查接头，或者直接更换新的油管。
3.5排气压力不足问题
离心式空压机排气压力不足指空压机在运行过程中，其排气压力达不到目标压力，当发生这种情况时应从以下几方面去分析，第一，将排气压力与流量同特性曲线相比较研究，看通流量是否有问题。第二，检查叶轮旋转方向，旋转方向应与空压机壳上的箭头标识方向保持一致。看空压机是否逆转。第三，检查各计量仪表，看压力计或流量计是否故障，发现问题应调校、修理或更换。第四，检查空气过滤器是否堵塞，空气通过过滤器时会受到阻碍，造成空气无法快速进入系统弥补系统内空气消耗量，应及时对过滤器进行清洁或者更换过滤器滤芯，保证空气能够流畅地进入系统。
4.结语
离心式空压机的运用越来越广泛，它在我们厂区的作用是至关重要的，通过以上对空压机运行中问题的分析，要想使空压机更好的为公司创造效益，首先日常的管理和维护保养是空压机正常稳定运行的重要保证，有利于提高设备的使用寿命。其次，定期要对各个部件进行检修及更换，尤其是清洁滤筒以及更换润滑油。发生故障后，应明确故障产生的根本原因，对故障进行分析、总结和归纳，故障结论对日后的工作具有指导性作用。最后还需要加强管理，规范操作，降低故障发生率，保证其安全的运行对公司的生产进度至关重要。
参考文献
[1]刘建豪,钟良,龚伟,汪明. 空压机节能方法探究[J].机械工程师, 2015(9):138-140.
[2]肖杰,易亮,任刚.浅谈空压机运行及日常维护[J].企业技术开发月刊,2010,29(2):111-112.
[3]刘勇.基于现场总线的空气压缩机控制系统的设计与实现[D].2007.