离心式空气压缩机及其工作原理

      离心式压缩机属于透平机的一种，是将流体工质中蕴有的能量转换成机械工的机器。用来将高压气体膨胀制取冷量的称为透平膨胀机，用来将气体压缩获得高压气体的即为透平压缩机。透平压缩机又根据气体在其中的流向分为轴流式和离心式两种。压缩介质可以是空气、氧气、蒸汽、燃气等。

      顾名思义，离心式空气压缩机就是以空气为工作介质，吸入空气在其中经过径向流动被压缩后输出高压空气的设备。离心式空气压缩机的工作流程就是进气、压缩和排气，压缩机主体由定子、转子两部分组成。定子主要有作为气缸的壳体，其两端设有导流器、扩压器、蜗室、轴承等，轴承上承载的主轴转子是带有叶片的工作轮，单级压缩的一个叶轮，多级压缩的多个叶轮，工作轮是整个设备的核心元件。另外，还有电机驱动和冷却、降噪等系统。

离心式空气压缩机的工作原理是依靠动能的变化来提高气体压力。压缩机工作时，工作介质由进口被轴向进入吸气室，并经导流器引导者均匀地进入高速旋转的工作轮，气体在工作轮上叶片的作用下，一边跟着工作轮高速旋转，一边由于受离心力作用，在叶片槽道中不断地沿径向被甩向杠壁，使气体的压力和流速同时提高而获得动能。由工作轮出来的气体随即流入呈锥型截面的扩压器降速增压，从而从动能部分地转化为压力能。高压气体汇集到蜗壳中后再经排气口排出，通过连续地能量转换，实现获得高压空气的目的。

离心式空气压缩机适用于流量大、压力不高的大型气体分离设备和其他需要压缩空气的用途。

离心式空气压缩机的常见故障

      1. 喘振。喘振是离心式空压机特有的、最常见，也是危害最大的故障造成喘振的原因是在某一工况下，当进入空压机的空气流量不能使空压机产生足够的压力，导致排气端逆止阀关闭，空气在空压机内积累到足够的压力时，再把逆止阀冲开，如此反复，导致输出的压力和电机负荷剧烈地波动。逆止阀日此频繁开关，就会引起机组的强烈振动并伴随发出周期性的异常吼叫声。喘振发生后还会波及到主机以外的电机、进出口管线、压力表等，控制盘上的所有操作仪表都会随之发生大幅度的摆动。喘振会对压缩机的密封系统、轴承系统造成较大损坏，严重的喘振有可能打碎叶轮，损伤齿轮箱、电动机等，从而使压缩机遭到严重破坏。

      2. 轴承温度过高。大型离心式压缩机轴承采用巴氏合金作为轴承的油润滑滑动轴承，造成轴承温度升高的原因：一是供油不足，二是供油温度过高，三是轴承与轴颈的配合间隙过小或轴承存油沟太浅，使摩擦力增高发出热量。

      3. 轴承振动过大。机组长期运行，会产生轴承振动过大，究其可能存在的原因：一是原来的找正精度发生变化；二是叶轮粘结或磨损会使转子动平衡精度被破坏；三是轴颈与轴瓦因磨损造成间隙过大或间隙不均；四是油温过低粘滞度大；五是负荷频繁变化或将进入喘振工况；六是齿轮磨损或损坏造成啮合不良；七是气缸进水或进入粉尘，还有地脚螺栓振松等等，需要认真查找，对号治理。

      4. 冷却器冷却效果差。压缩机是通过循环水进入各级冷却器，与气腔中高温空气进行热交换来降低压缩空气温度，以达到降低功率提高效率作用。影响冷却效果的原因：一是水量不足或水温过高，不足以带走气腔中空气的热量。二是循环水水质较硬，会使管内表面结垢，水脏也会使管路滤芯被泥沙和油污堵塞，影响传热工况和冷却效果。

      5. 油压突然下降。在油泵突然发生故障或导油管发生破裂后会使油压突然下降，及时检查油泵故障的原因，排除后或更换新油管后问题即可解决。

故障的控制与预防

      1、喘振的控制与预防

设备发生喘振迹象后，要立即打开旁通阀，将一部分气体直接放空来消除，长期有效的控制喘振就要求我们能够准确地确定喘振流量，以便于实际操作中避免放空而引起的能量浪费。喘振流量是一个变量，影响它的技术参数很多。选择一个适用于特定用途的喘振控制系统，取决于许多因素，需要我们进行不断地摸索和试验。

一般预防喘振发生的措施，一是在允许范围内适当降低排气压力；二是定期检查清理工作轮和扩压器上的黏附物，防止叶轮和扩压器的磨损和腐蚀，损坏严重的及时更新；三是注意叶轮与扩压器之间的间隙变化，及时将间隙调整到规定的范围。

      2、油路系统的故障排除与预防

离心式压缩机是一种高速运转的设备，必须保证油路畅通，油温正常，以使轴承和变速齿轮等转动副处于良好的润滑状态正常工况下，供油系统的油温要求控制在40℃~45℃之间。油温过度，传动部位得不到充分润滑会加大摩擦，对设备造成危害。

      所以，在压缩机使用过程中要特别关注供油温度，注意气温变化对油温的影响，及时进行加热或冷却。要经常检查供油管路和油泵，清洗滤油器，发生故障立即排除。

      3、水冷系统的故障排除与预防

    空压机冷却器的工作介质是水，所以水量、水温和水质是要充分注意的几大要素。在运行中一般通过监视冷却水温度和控制水量来保证冷却效果。通过长期操作摸索的经验表明，冷却器的温度应控制30℃~38℃之间是最为适宜的，水温过低会使空气中有水分大量析出，排放不及进入下一级，易导致机组振动乃至发生喘振或叶轮损坏；温度过高则会使机组效率下降，功率增大，还易导致机组末级温度超高而自动连锁停机。要对冷却循坏水的水质进行严格控制，避免管路结垢。空压机的冷却器和水汽分离器因结构复杂，清洁比较困难，可通过经常清洗或更换水过滤器，或者使用干净的水源加入水处理剂等保证空压机的良好冷却，防止因冷却水水路堵塞而影响机器正常运行。