SVK40離心壓縮機開車超電流原因分析及故障處理
一、前言
沈陽鼓風機集團股份有限公司于1993年從德國德瑪格公司引進的小流量組裝式VK8離心壓縮機的設計制造技術,在引進國外先進技術的基礎上,研制了SVK(G)系列離心壓縮機產品, 組裝式離心壓縮機主要輸送空氣和氮氣,流量2 000~250 000m3/h,壓縮機包括1級、2級、3級、4級和5級,壓縮比為1.5~40,公司應用該技術設計制造了300多臺組裝式壓縮機,不僅在國內市場占有一席之地,而且部分產品已經銷售到國外。
本文介紹的SVK40-2S組裝式壓縮機是公司為山東某制藥廠研制的離心壓縮機,現場開車時出現了超電流現象,對此現象的原因進行了詳細分析。
二、SVK40-2S組裝式壓縮機機組出現故障無法正常開車
根據山東某制藥廠供貨合同需求,由沈鼓承擔該SVK40-2S離心壓縮機設計及制造工作,壓縮機的設計參數見表1。
表1 設計參數
壓縮機在廠內進行了機械運轉試驗和性能試驗,合格后交付用戶。在2011年12月31日突然收到用戶現場的反饋,2011年12月29日機組在現場可以正常起車,導葉處于微開狀態,此時振動、軸承溫度等一切正常,但是當導葉開到30°時出現超電流現象,此時流量顯示不夠,壓力遠未達到設計值,功率卻已經超出設計值。用戶最初懷疑是流量計質量問題,由用戶與流量計廠家溝通,流量計廠家做過試驗后證實流量計質量合格,鑒于此情況用戶提出盡快分析原因,解決問題。
三、SVK40-2S組裝式壓縮機故障原因分析與診斷
由于壓縮機出廠前進行過廠內機械運轉和性能試驗,試驗合格,判定并非由于氣動及結構設計原因所致,通過查閱相關資料并結合設計經驗,初步判定造成此故障的原因可能出在壓縮機的進口導葉上。
由離心壓縮機原理可知,進口導葉調節是一種改變工作輪前進口導葉的角度使氣流產生預選的調節方法,進口導葉繞本身的轉軸轉動,當轉動后是進入工作輪的氣流與工作輪旋轉方向一致的旋繞成為正旋繞,產生與工作輪安裝方向相反的旋繞稱為負旋繞。
通過壓縮機的預期性能曲線(見圖1)可以看出,當正旋繞增加時,性能曲線下移,如果壓縮機的流量或壓縮比需要減小,即可采用正旋繞來調節;當負旋繞增大時,性能曲線上移,當需要增大壓縮機的流量或壓縮比時可采用負旋繞來調節。這種方法不會像進出氣節流調節那樣產生較大的附加損失,具有較高的經濟性,一直以來都被應用在SVK(G)系列壓縮機的設計中,但是負旋繞角度大的時候,機組效率較低,正常機組運行時這種情況是不會發生的。
圖1 壓縮機預期性能曲線
與用戶聯系,用戶采集現場進口導葉驅動過程信息反饋如下:現場導葉全關時如圖2所示,現場導葉+30°時如圖3所示,現場導葉+80°時如圖4所示,而設計的導葉正確的旋轉方向如圖5所示。通過以上對比,可推斷出進口導葉旋轉方向錯誤是造成此次超電流故障的原因。
圖2 導葉全關 圖3 導葉+30° 圖4 導葉+80°
圖5 導葉設計圖
四、結語
該壓縮機進口導葉由角行程的氣動執行器驅動,導葉有順時針和逆時針兩種可能的旋轉方向,在進行壓縮機廠內性能試驗時未采用產品本身氣動執行器,而采用電動執行器,導葉旋轉方向正確,性能合格。將用戶現場氣動執行器與設計訂貨單進行核對,發現執行器廠家在設計執行器時初始位置設計錯誤,使導葉一開始就處于負預旋位置,導葉行程一直處于負預旋區間運行,而此時機組效率低,導致開車超電流的發生。聯系氣動執行器廠家派人進行整改,將氣動執行器的初始位置和運動方向調整正確,整改后的導葉初始方向(見圖6),機組再次開車,流量、壓力、溫度及振動均符合設計要求,機組開車成功,用戶非常滿意。
圖6 正確的導葉
借鑒此次故障處理的經驗,將采用角行程氣動執行器的機組都進行了排查,發現其中幾臺氣動執行器存在同樣的設計錯誤及時加以糾正,取得了令人滿意的效果。