喘振問題作為螺桿式空壓機最常見的問題之一，嚴重影響著空壓機的運行，也是造成空壓機損壞的主要原因之一。在實際生產(chǎn)中，往往由于對喘振故障認識不足，可能會出現(xiàn)空壓機發(fā)生喘振故障時沒有得到及時的判斷和處理，造成空壓機硬件損壞，甚至危及空壓機使用壽命及功能的情況發(fā)生。本文通過對空壓機實際生產(chǎn)中發(fā)生喘振故障時的常見特征及原因進行總結(jié)，并提出預防及解決
空壓機喘振故障的方法，進而達到預防空壓機喘振故障發(fā)生或空壓機喘振故障發(fā)生時能夠及時得到控制的目的，以確保實際生產(chǎn)中空壓機安穩(wěn)運行的效果。
1 螺桿式空壓機喘振故障的主要特征
通過實際生產(chǎn)中對螺桿式空壓機發(fā)生喘振時的特征進行統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，螺桿式空壓機發(fā)生喘振故障時絕不是單一的表現(xiàn)形式，往往是多種特征交接在一起的，由于導致空壓機發(fā)生喘振故障的原因及喘振程度的不同，空壓機表現(xiàn)出來的特征也不相同，一般比較常見的有以下幾個方面：
1.1 進口氣體溫度突變
空壓機發(fā)生喘振故障時，內(nèi)部高溫氣體在空壓機內(nèi)部渦動，而空壓機不斷對壓縮氣體做功，使得進口氣體溫度值升高，并且空壓機內(nèi)部各級之間壓縮氣體的壓力也會出現(xiàn)劇烈波動，這一特征我們通過DCS上的壓力及溫度數(shù)據(jù)變化可以明顯地觀察到。
1.2 壓縮氣體倒流
當空壓機發(fā)生喘振故障時，我們會發(fā)現(xiàn)空壓機的送出流量以及排氣壓力會出現(xiàn)明顯的周期性波動，現(xiàn)場流量計和壓力計的指針出現(xiàn)很大程度的震蕩，嚴重時空氣會倒流回吸氣管道中，有時甚至能看到進口過濾器被倒灌的氣體反吹出灰塵的現(xiàn)象。
1.3 空壓機排氣聲音異常
現(xiàn)場檢查過程中，我們能夠聽到排氣管道周期性的“呼哧”“呼哧”聲，好像人類呼吸困難而發(fā)出的聲音，當然一般空壓機都建設(shè)在壓縮廠房中，空壓機發(fā)出的聲音可能容易被環(huán)境中的噪聲所掩蓋。因此，巡檢過程中一定要對現(xiàn)場聲音進行辨別，出現(xiàn)不太明顯的可疑聲音時，要及時通過儀表狀態(tài)和運行參數(shù)配合性能曲線，以確定空壓機是否發(fā)生了喘振故障。
1.4 空壓機及附屬管道震動異常
空壓機發(fā)生喘振時，空壓機內(nèi)部氣體渦動帶動空壓機本體及出口管道出現(xiàn)比較劇烈的震動現(xiàn)象，空壓機機殼、內(nèi)部轉(zhuǎn)子，軸承均有強烈振動，此時，說明空壓機的喘振已經(jīng)比較嚴重了，劇烈的震動可能會造成空壓機油泵提供的潤滑失效、燒壞軸瓦、空壓機轉(zhuǎn)子與定子發(fā)生摩擦、碰撞，一定要及時進行處置。
在實際生產(chǎn)中，導致空壓機發(fā)生喘振故障的因素不是單一的，雖然無論哪種原因最終都是由于空壓機的內(nèi)部壓力出現(xiàn)大幅度波動引起空壓機喘振，但喘振故障的發(fā)生往往是由幾種原因共同導致的結(jié)果，比較常見的有以下幾個方面：
2.1 空壓機吸入段阻力過大
實際生產(chǎn)中，可能會由于空壓機吸入段管線設(shè)計公稱直徑過小造成阻力過大、空壓機入口過濾器長時間未清理造成灰塵集滿在過濾器表面，空壓機吸入管太長或突然吸入異物造成入口堵塞等原因，致使空壓機最終進氣壓力和流量下降，此時，空壓機無法滿足正常壓縮所需要的進氣量，而出口段壓力高于吸入段，因此，吸入段形成的過高負壓值的氣體引起空壓機喘振故障的發(fā)生。
2.2 空壓機進氣口溫度變化
由于進入空壓機工藝氣體溫度不受人的行為控制，可能會受各種因素的影響發(fā)生一定變化，而離心空壓機的進氣在恒定壓力條件下，隨著溫度的升高密度會降低，從而使空壓機壓縮工藝氣體的實際流量減小，導致空壓機排出氣體的壓力不足，空壓機內(nèi)部壓力低于出口管線壓力，從而造成喘振故障的發(fā)生，這一情況在工藝溫度變化較大的物料氣體空壓機上較為常見，此外，通過對空壓機由于進氣溫度導致喘振故障的情況統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，夏季比冬季對空壓機的影響更大。
2.3 空壓機氣體排出阻力過大
空壓機出口管道阻力增大致使排氣壓力升高、排氣不暢，也是造成空壓機發(fā)生喘振故障的主要原因之一。化工企業(yè)一般生產(chǎn)周期都比較長，空壓機出口單向閥隨著使用時間的增加可能會出現(xiàn)開閉不靈活、單向閥關(guān)閉不嚴的情況發(fā)生，此時，空壓機的壓縮氣體無法正常排出，造成出口壓力急劇升高，引起空壓機喘振故障的發(fā)生。值得注意的是，有時除了出口單向閥的原因外，后續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)用氣量突然大幅度降低或者空壓機排氣單向閥距空壓機出口太遠、閥前氣體容量太大等原因，同樣能夠?qū)е驴諌簷C排出阻力增大，高于空壓機內(nèi)部的氣體反灌回來直接使空壓機發(fā)生喘振故障。
2.4 空壓機內(nèi)部零部件損壞或安裝精度不夠
實際生產(chǎn)中，空壓機內(nèi)部零部件對空壓機的運行起到了至關(guān)重要的作用，如果空壓機內(nèi)部軸承、葉輪、汽封、擴壓器等零部件發(fā)生磨損、老化，或者檢修過程中空壓機內(nèi)部零部件安裝精度不夠等，都可能會引發(fā)空壓機喘振故障的發(fā)生。比如空壓機汽封、O型環(huán)等部件磨損或脫落會形成各級之間、各段之間串氣；再比如，葉輪與擴壓器之間的間隙如果太小，工藝氣體的流速就會降低，如果葉輪和擴壓器之間的距離太大，葉輪和擴壓器之間又會發(fā)生泄漏、串氣的情況。因此，空壓機內(nèi)部零部件損壞或安裝精度不夠都會造成壓縮空氣流量減小進而引發(fā)空壓機喘振，由此可見，確保空壓機的內(nèi)部零部件完好及空壓機的檢修效果良好，能夠有效地避免空壓機喘振故障的發(fā)生。
2.5 空壓機級間冷卻器效果不良
空壓機對氣體做功使得壓縮氣體溫度升高，高溫氣體通過級間冷卻器換熱可以起到降溫、脫水脫油等效果，而如果空壓機氣體級間冷卻器的換熱效果不良，致使冷換介質(zhì)無法及時帶走壓縮氣體中的熱量，空壓機壓縮氣體排氣溫度上升，空壓機實際壓縮量可能會下降，也會誘發(fā)空壓機喘振故障的發(fā)生。
3 螺桿式空壓機喘振故障的解決方法
喘振故障雖然危害巨大，且發(fā)生喘振時時間緊、喘振初期不易被發(fā)現(xiàn)。但是，在日常生產(chǎn)中還是有些有許多方法可以避免喘振故障的發(fā)生，為了防止螺桿式空壓機發(fā)生喘振故障，可以采用以下幾種方式：
3.1 提高空壓機入口流量和入口壓力的參數(shù)
在運行過程中，提高空壓機入口流量和入口壓力的參數(shù)，在流量不變時可通過降低離心空壓機排氣壓力，提高入口壓力或兩者相結(jié)合的方式，減少出口入口壓差，以防止空壓機發(fā)生喘振。
3.2 在離心空壓機上設(shè)置自動防喘系統(tǒng)
目前，大多數(shù)空壓機已設(shè)置了防喘振系統(tǒng)，比如，某品牌空壓機生產(chǎn)的ZH-10000型空壓機所設(shè)置的DP/DP喘振預測系統(tǒng)可以實時監(jiān)測空壓機的實際狀況，最大限度地減少放空。另外，DP/DP系統(tǒng)配置有額外的傳感器和相應(yīng)的控制邏輯，對預防喘振能夠起到很好的作用。當然，防喘系統(tǒng)雖然具有優(yōu)點，但同時具備一定的風險，比如，可能會發(fā)生報告喘振的虛假信號，為生產(chǎn)穩(wěn)定帶來不利影響，因此，需要定期地對防喘系統(tǒng)進行測試和維護保養(yǎng)。
3.3 定期清理入口管線及過濾器
日常維護中應(yīng)及時對空壓機入口管線和空壓機過濾器進行清理，防止入口管線、過濾器堵塞或結(jié)冰情況的出現(xiàn)，必要時更換新過濾器，以確保空壓機吸入空氣質(zhì)量和空壓機入口壓差在空壓機要求范圍內(nèi)，也是有效避免和維護空壓機高效運行的重要工作。
3.4 定期對空壓機零部件進行檢修維護
由于在空壓機生產(chǎn)過程中，葉輪、擴壓器、轉(zhuǎn)子會產(chǎn)生一定的腐蝕和結(jié)垢，因此，空壓機特性曲線會隨著機組的變化而發(fā)生轉(zhuǎn)移，引起空壓機原有喘振線移位，長此以往，空壓機最初的防喘振線就不能再起到防止喘振發(fā)生的作用。因此若想提高設(shè)備的使用效率，延長使用壽命，最好的方法便是定期進行檢修與維護，通常根據(jù)生產(chǎn)與設(shè)備實際運行情況分為4000h、8000h、16000h、40000h等不同等級，定期對空壓機進行不同程度的維護和保養(yǎng)，并且確保空壓機檢修過程中零部件的安裝精度及檢修質(zhì)量，以確保空壓機內(nèi)部零部件的良好，使空壓機的實際喘振線與最初喘振線不發(fā)生位移，確保空壓機不發(fā)生喘振故障。
3.5 壓縮系統(tǒng)與生產(chǎn)系統(tǒng)之間要保持一致
在實際生產(chǎn)中，會發(fā)生生產(chǎn)用戶流量調(diào)節(jié)過快，所需要的壓縮空氣量突然大幅度降低，導致系統(tǒng)壓力迅速升高，導致發(fā)生喘振。因此，防止空壓機喘振故障的發(fā)生不僅要靠本崗位人員進行關(guān)注，還需要所有與壓縮系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的單位共同完成。遇到較大的調(diào)整時，一定要相互溝通或和調(diào)度進行協(xié)調(diào)聯(lián)系，防止用氣量的急劇變化造成空壓機喘振故障的發(fā)生。
4、結(jié)語
螺桿式空壓機在化工企業(yè)中發(fā)揮著非常重要的作用，一旦出現(xiàn)喘振故障，可能會造成損壞設(shè)備甚至化工生產(chǎn)的整體平衡，但是，通過定期對空壓機進行合理有效的檢修與維護，并在空壓機喘振故障發(fā)生時進行快速準確的判斷和處理，就可以有效地降低喘振故障的發(fā)生及危害。
