SVK40離心壓縮機開(kāi)車(chē)超電流原因分析及故障處理
一、前言
沈陽(yáng)鼓風(fēng)機集團股份有限公司于1993年從德國德瑪格公司引進(jìn)的小流量組裝式VK8離心壓縮機的設計制造技術(shù)，在引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)的基礎上，研制了SVK(G)系列離心壓縮機產(chǎn)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(shù)設計制造了300多臺組裝式壓縮機，不僅在國內市場(chǎng)占有一席之地，而且部分產(chǎn)品已經(jīng)銷(xiāo)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(chǎng)研制的離心壓縮機，現場(chǎng)開(kāi)車(chē)時(shí)出現了超電流現象，對此現象的原因進(jìn)行了詳細分析。
二、SVK40-2S組裝式壓縮機機組出現故障無(wú)法正常開(kāi)車(chē)
根據山東某制藥廠(chǎng)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(jiàn)表1。
表1 設計參數
壓縮機在廠(chǎng)內進(jìn)行了機械運轉試驗和性能試驗，合格后交付用戶(hù)。在2011年12月31日突然收到用戶(hù)現場(chǎng)的反饋，2011年12月29日機組在現場(chǎng)可以正常起車(chē)，導葉處于微開(kāi)狀態(tài)，此時(shí)振動(dòng)、軸承溫度等一切正常，但是當導葉開(kāi)到30°時(shí)出現超電流現象，此時(shí)流量顯示不夠，壓力遠未達到設計值，功率卻已經(jīng)超出設計值。用戶(hù)最初懷疑是流量計質(zhì)量問(wèn)題，由用戶(hù)與流量計廠(chǎng)家溝通，流量計廠(chǎng)家做過(guò)試驗后證實(shí)流量計質(zhì)量合格，鑒于此情況用戶(hù)提出盡快分析原因，解決問(wèn)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(chǎng)前進(jìn)行過(guò)廠(chǎng)內機械運轉和性能試驗，試驗合格，判定并非由于氣動(dòng)及結構設計原因所致，通過(guò)查閱相關(guān)資料并結合設計經(jīng)驗，初步判定造成此故障的原因可能出在壓縮機的進(jìn)口導葉上。
由離心壓縮機原理可知，進(jìn)口導葉調節是一種改變工作輪前進(jìn)口導葉的角度使氣流產(chǎn)生預選的調節方法，進(jìn)口導葉繞本身的轉軸轉動(dòng)，當轉動(dòng)后是進(jìn)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(chǎn)生與工作輪安裝方向相反的旋繞稱(chēng)為負旋繞。
通過(guò)壓縮機的預期性能曲線(xiàn)(見(jiàn)圖1)可以看出，當正旋繞增加時(shí)，性能曲線(xiàn)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(lái)調節;當負旋繞增大時(shí)，性能曲線(xiàn)上移，當需要增大壓縮機的流量或壓縮比時(shí)可采用負旋繞來(lái)調節。這種方法不會(huì )像進(jìn)出氣節流調節那樣產(chǎn)生較大的附加損失，具有較高的經(jīng)濟性，一直以來(lái)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(shí)候，機組效率較低，正常機組運行時(shí)這種情況是不會(huì )發(fā)生的。
圖1 壓縮機預期性能曲線(xiàn)
與用戶(hù)聯(lián)系，用戶(hù)采集現場(chǎng)進(jìn)口導葉驅動(dòng)過(guò)程信息反饋如下：現場(chǎng)導葉全關(guān)時(shí)如圖2所示，現場(chǎng)導葉+30°時(shí)如圖3所示，現場(chǎng)導葉+80°時(shí)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(guò)以上對比，可推斷出進(jìn)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(guān) 圖3 導葉+30° 圖4 導葉+80°
圖5 導葉設計圖
四、結語(yǔ)
該壓縮機進(jìn)口導葉由角行程的氣動(dòng)執行器驅動(dòng)，導葉有順時(shí)針和逆時(shí)針兩種可能的旋轉方向，在進(jìn)行壓縮機廠(chǎng)內性能試驗時(shí)未采用產(chǎn)品本身氣動(dòng)執行器，而采用電動(dòng)執行器，導葉旋轉方向正確，性能合格。將用戶(hù)現場(chǎng)氣動(dòng)執行器與設計訂貨單進(jìn)行核對，發(fā)現執行器廠(chǎng)家在設計執行器時(shí)初始位置設計錯誤，使導葉一開(kāi)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(shí)機組效率低，導致開(kāi)車(chē)超電流的發(fā)生。聯(lián)系氣動(dòng)執行器廠(chǎng)家派人進(jìn)行整改，將氣動(dòng)執行器的初始位置和運動(dòng)方向調整正確，整改后的導葉初始方向(見(jiàn)圖6)，機組再次開(kāi)車(chē)，流量、壓力、溫度及振動(dòng)均符合設計要求，機組開(kāi)車(chē)成功，用戶(hù)非常滿(mǎn)意。
圖6 正確的導葉
借鑒此次故障處理的經(jīng)驗，將采用角行程氣動(dòng)執行器的機組都進(jìn)行了排查，發(fā)現其中幾臺氣動(dòng)執行器存在同樣的設計錯誤及時(shí)加以糾正，取得了令人滿(mǎn)意的效果。
