摘要：針對HR9-040-5型離心空壓機(jī)出現(xiàn)的喘振現(xiàn)象進(jìn)行分析研究，得出主要原因是空氣冷卻器故障。改變了冷卻器結(jié)構(gòu)形式并采取了防范措施。
關(guān)鍵詞：離心式壓縮機(jī)冷卻器喘振
1引言
HR9-040-5空壓機(jī)為美國Atlas公司制造的帶中間冷卻器的二級離心式空氣壓縮機(jī)。該機(jī)組經(jīng)一級壓縮后，通過中間冷卻器冷卻，由二級吸入壓縮，再經(jīng)后冷卻器冷卻后送到用氣部位。投入使用7年后該機(jī)組先后出現(xiàn)了送氣溫度高，機(jī)組效率下降，喘振等現(xiàn)象。
2問題的提出及分析
產(chǎn)生喘振的原因主要有以下幾點(diǎn)：
（1）機(jī)組流道縮小，造成效率降低
停機(jī)檢查，葉輪及流道內(nèi)污垢較多，對蝸殼及葉輪進(jìn)行清洗后開機(jī)試車運(yùn)行仍未見好轉(zhuǎn)；
（2）機(jī)組出氣口堵塞
檢查霧滴捕集器內(nèi)的絲網(wǎng)，未見異常；
（3）機(jī)組內(nèi)部通道發(fā)生堵塞
將空氣冷卻器拆出檢查，發(fā)現(xiàn)鋁翅片間布滿灰塵，空氣冷卻器堵塞嚴(yán)重。但是此類型翅片強(qiáng)度極低，在清洗時容易造成翅片倒伏，影響換熱效果及清洗效果。必須更換冷卻器芯體。
同時經(jīng)過對機(jī)組拆檢發(fā)現(xiàn)，由于空氣冷卻器芯體密封膠條老化脆斷造成熱空氣短路致使送氣溫度升高；由于空氣冷卻器芯體被塵埃堵塞提高了吸、排氣阻力使機(jī)組效率下降；而中冷器的塵埃灰垢被壓縮空氣帶入二級葉輪并附著在上面使流道狀況惡劣引起壓縮空氣旋轉(zhuǎn)脫離，嚴(yán)重時便出現(xiàn)了喘振。由此可見，機(jī)組出現(xiàn)異常的主要原因是空氣冷卻器故障。
在空氣冷卻器出現(xiàn)短路時，曾試圖用聚四氟板（耐高溫、不易老化）來代替膠條，但實(shí)際效果不太理想。因?yàn)槊芊饽z條呈倒“V”字形扣在冷卻器的擋風(fēng)板上，而冷卻器芯體長3.6米，一端固定。當(dāng)壓縮空氣吹向芯體時，造成芯體漂移，使密封用聚四氟板移至出氣口，擋住部分出氣口，同時造成密封墊被破壞，引起短路。故決定更新空氣冷卻器芯體。
由于此設(shè)備為進(jìn)口設(shè)備，如果進(jìn)口空氣冷卻器，一是生產(chǎn)周期長，二是造價較高，為了生產(chǎn)急需，同時鑒于上述冷卻器的缺點(diǎn)，最終提出了改變冷卻器的結(jié)構(gòu)形式且由自己制造。
3對策
對原有的冷卻器形式進(jìn)行分析，當(dāng)空壓機(jī)工作時，造成冷卻器芯體受力。按材料力學(xué)公式建立模型，見圖1。可以計算出芯體的漂移距離為20mm。而實(shí)際冷卻器芯體密封墊與排氣口的距離為15mm。

經(jīng)過借鑒其他冷卻器的形式，決定采用如下的結(jié)構(gòu)形式：
（1）將整體鋁翅片串片式的結(jié)構(gòu)改為銅翅片纏繞式結(jié)構(gòu)，提高翅片強(qiáng)度便于今后清洗。增加傳熱系數(shù)。加強(qiáng)制冷效果。
（2）在有效的空間內(nèi)增加換熱管數(shù)量，保證并提高冷卻效果。
（3）改變原來的密封形式。在殼體上焊接擋風(fēng)板，并將不銹鋼彈簧板固定在擋風(fēng)板上，利用空氣的壓力將密封片緊緊壓在冷卻器的上下支撐板上。
（4）在殼體上焊接軌道，在芯體上安裝滾輪方便拆裝。
（5）在冷卻器進(jìn)出口安裝壓力表，便于隨時檢查冷卻器的情況，以確保機(jī)組正常運(yùn)行。
在確定上述方案后，先在后冷卻器芯體上試驗(yàn)。經(jīng)過對殼體及原冷卻器芯體的精確測量，設(shè)計出圖紙，再經(jīng)過認(rèn)真核對尺寸，將圖紙上未反映出的設(shè)計思路重新進(jìn)行了修正。后冷卻器芯體首先制作完成。結(jié)構(gòu)見圖2。安裝完成后經(jīng)開機(jī)檢驗(yàn)，進(jìn)出冷卻器壓差降為0.0025MPa，比原來低0.015MPa。同時解決了后冷卻器芯體串氣的問題。在筒體上焊接完后，由于此設(shè)備屬于壓力容器，對所有焊縫進(jìn)行了無損探傷，合格后投入使用。
在更新后冷卻器芯體后，經(jīng)實(shí)際運(yùn)行，機(jī)組的喘振周期延長，但還有喘振現(xiàn)象。經(jīng)過對中間冷卻器芯體檢查發(fā)現(xiàn)，堵塞現(xiàn)象嚴(yán)重，經(jīng)過加前后壓力表觀察，發(fā)現(xiàn)前后壓差達(dá)到0.04MPa。而二級的吸入壓力較低，這很可能是造成喘振的重要原因。經(jīng)過對中間冷卻器芯體認(rèn)真測量繪制圖紙并制作完成后，安裝試車，壓降為0.003MPa，比原來低0.037MPa。效果明顯。而且整體單耗降低。機(jī)組運(yùn)行至今再未產(chǎn)生喘振現(xiàn)象。


4防范措施
在上述改造完成后，為了避免上述現(xiàn)象的再次發(fā)生，認(rèn)真檢查了吸風(fēng)工程。該吸風(fēng)工程為設(shè)備廠家提出的三級過濾工程，而同類型機(jī)組使用四級過濾，且過濾精度也比此機(jī)組高。用塵埃粒子計數(shù)器檢測空氣潔凈度與同類型的機(jī)組相比效果較差（見表1）。根據(jù)檢測的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)主要是一級過濾效果不理想（尤其在小粒子方面），決定在吸風(fēng)室一級與二級過濾介質(zhì)間再增加一層粗效過濾器（DV3）作為改造后的一級過濾，以便提高過濾能力，從而提高了空氣潔凈度。改造后，檢測的空氣凈化度達(dá)到同類型機(jī)組的水平，檢測結(jié)果見表1。同時在操作規(guī)程中制定了詳細(xì)的措施，每半年監(jiān)測一次潔凈度，如發(fā)現(xiàn)變化，及時更換介質(zhì)，從而確保潔凈度。避免上述現(xiàn)象的再次發(fā)生。
表1改造前、后此機(jī)組與相同類型機(jī)組過濾效果比較
改造前改造后位置粒徑（μm）本機(jī)組同類型機(jī)組本機(jī)組粒子數(shù)粒/10-1ft3級過濾效率/%累計過濾效率/%粒子數(shù)粒/10-1ft級過濾效率/%累計過濾效率/%粒子數(shù)粒/10-1ft3級過濾效率/%累計過濾效率/%過濾前大氣0.3335255——335255——335255——0.749435——49435——49435——1.08121——8121——8121——2.03000——3000——3000——

送風(fēng)機(jī)為空氣清凈的主要設(shè)備，日常生活中輕易可發(fā)現(xiàn)其運(yùn)用。如隨處可見的各式快炒店、烹煮料理的各式攤車、各種規(guī)模廚房等一般行業(yè)，工廠、倉儲的排氣調(diào)節(jié)、鍋爐燃燒、粉粒體輸送、吸塵、集塵、冷卻、機(jī)械設(shè)備等直接間接使用，大樓、公寓、獨(dú)立樓房、套房等人身居住的空調(diào)換氣，地下道、地鐵、捷運(yùn)等運(yùn)輸工程，都是風(fēng)機(jī)的運(yùn)用地點(diǎn)。

那何謂風(fēng)機(jī)?

簡單的說即是機(jī)械對空氣做功，產(chǎn)生動態(tài)氣流。我們可以如此看待，

一方為進(jìn)氣口(為負(fù)壓)，一方為出氣口(正壓)。

以進(jìn)氣口接上風(fēng)管，在負(fù)壓端做吸氣，稱為通風(fēng)機(jī)，如一般燒

烤店烤網(wǎng)上方的吸氣風(fēng)管，與他所連接的就是通風(fēng)機(jī)。

以出氣口接上風(fēng)管，在正壓端做出氣，稱為送風(fēng)機(jī)，如可見的

各式接械設(shè)備冷卻、水池曝氣。基本上通風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)指的都是風(fēng)

機(jī)，依據(jù)作用不同，我們所給予的細(xì)分方法。而各種用途所運(yùn)用的風(fēng)

機(jī)皆不同，進(jìn)而可依風(fēng)壓、構(gòu)造、型式、運(yùn)用等方式做出更詳細(xì)的區(qū)

分，讓使用者更容易了解與選用需求風(fēng)機(jī)。

在此我們一并厘清風(fēng)機(jī)與壓縮機(jī)的差別，且介紹幾款機(jī)種做簡易的認(rèn)識。




以風(fēng)壓做區(qū)分

在此我們一并分清風(fēng)機(jī)與壓縮機(jī)的差別。
種類風(fēng)機(jī)壓縮機(jī)
(Compressor)風(fēng)機(jī)
(Fan)鼓風(fēng)機(jī)
(Blower)壓力范圍壓力<0.1Kg/cm2
(104mmAq)0.1<壓力<1Kg/ cm2
(104mmAq)壓力>1Kg/cm2
(104mmAq)

特別說明一個概念，風(fēng)壓與風(fēng)量無直接關(guān)系但與其它變因有間接關(guān)

系。

風(fēng)機(jī)與壓縮機(jī)的分水嶺為1kgf/cm2，約為一個大氣壓力，此壓力大小

約為靜止的水下10公尺處的壓力。

以構(gòu)造做區(qū)分
1.軸流

氣流垂直葉輪流動。如一般家用電風(fēng)扇即是，地下隧道上方的通風(fēng)機(jī)

亦是。優(yōu)點(diǎn)為風(fēng)量大，安裝配管簡單，或不需配管。效率高，可高速

運(yùn)轉(zhuǎn)。缺點(diǎn)為噪音高，風(fēng)壓小，無法做長距離的氣流輸送，葉輪會因

空氣灰塵或廠房化學(xué)粉塵而造成毀損�？梢娪谝话銖S房、畜牧農(nóng)舍的

整體換氣。

2.離心


風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，氣流由葉輪中心被吸入，葉輪使氣流帶有離心慣性，沿

葉輪方向放射流出，順著螺旋外殼被導(dǎo)出風(fēng)機(jī)，此類稱為離心式。常

見于各種空調(diào)使用、廚房油煙、產(chǎn)業(yè)通風(fēng)、機(jī)械降溫、粉粒體運(yùn)輸。

因其風(fēng)壓與風(fēng)量依設(shè)計能力變化較多，效率為相對高的設(shè)計，常見于

產(chǎn)業(yè)使用。


依葉輪結(jié)構(gòu)設(shè)計，離心式常見類型可大略分為三類

a.多翼式(葉輪前傾)

優(yōu)點(diǎn)為運(yùn)轉(zhuǎn)風(fēng)量大，多用于小型風(fēng)扇，做單純的換氣使用，最常見于

空調(diào)換氣。輪葉數(shù)高。但壓力小，效率差，無法做高強(qiáng)度運(yùn)轉(zhuǎn)，在多

粉塵或多油煙量的場所使用時，葉輪容易沾染污染物，致氣流阻礙過

高，效率會變得更差。
b.徑向式（直翼式）

構(gòu)造單純，可用于一般空氣外之粉塵或粒體的輸送，葉輪磨耗速度較

多，多翼式慢，且容易換裝修理，葉輪強(qiáng)度普遍高，可用于高強(qiáng)度運(yùn)

轉(zhuǎn)。
c.透浦式(葉輪后傾)


在風(fēng)機(jī)制造廠的專業(yè)能力足夠時，透浦式風(fēng)機(jī)能設(shè)計適用于全風(fēng)壓范

圍，即低、中、高壓，高轉(zhuǎn)速等運(yùn)用，效率為三者中最高，因此常見

于業(yè)界使用。所需的動能隨風(fēng)量遞增而增加，較多翼式安全許多。
d.翼截式(葉輪后傾）

此系透浦式之改良型，其葉片依飛機(jī)翼型制造，效率高。其噪音亦為所有機(jī)

種中之最低者，適用於一般之通風(fēng)設(shè)備，如辦公大樓或工廠之空氣調(diào)節(jié)，各

種窯爐之送風(fēng)等。
e.定載式

葉輪葉片為 S 型，系透浦式與多翼式之綜合改良型，具有定載性，

故通稱定載式，其葉輪容許粉粒進(jìn)入，適用於一般排氣換氣及窯爐之

循環(huán)風(fēng)扇、空調(diào)加壓等。





3.斜流

斜流式為軸流式的變形，進(jìn)氣口導(dǎo)入氣流後，氣流沿輪葉中心斜向發(fā)

散而導(dǎo)出。優(yōu)點(diǎn)為體積小、安裝施工方便，風(fēng)量較一般離心大，但風(fēng)

壓小，常見于一般空調(diào)換氣。理論設(shè)計噪音可降至最低，但需風(fēng)機(jī)廠

有足夠經(jīng)驗(yàn)與設(shè)計能力。
4.橫流

進(jìn)口風(fēng)量與吐出風(fēng)量為平行，但不在同一軸線上。風(fēng)量與風(fēng)壓為所有

風(fēng)機(jī)最低，效率不及50%。特殊用途使用。

玻璃鋼負(fù)壓風(fēng)機(jī)
負(fù)壓風(fēng)機(jī)外框
54寸負(fù)壓風(fēng)機(jī)

鋒速達(dá)是水簾生產(chǎn)廠家|環(huán)�？照{(diào)生產(chǎn)廠家|屋頂風(fēng)機(jī)廠家|，鋒速達(dá)承接規(guī)劃：豬場降溫|車間降溫|廠房降溫|豬場通風(fēng)|車間通風(fēng)|廠房通風(fēng)|屋頂排風(fēng)機(jī)|屋頂排熱|廠房通風(fēng)降溫|車間通風(fēng)降溫|通風(fēng)換氣排熱降溫工程|屋頂風(fēng)機(jī)安裝|負(fù)壓風(fēng)機(jī)安裝|水簾安裝|環(huán)�？照{(diào)安裝|通風(fēng)設(shè)備安裝|通風(fēng)降溫設(shè)備|通風(fēng)系統(tǒng)安裝案例|通風(fēng)降溫系統(tǒng)|屋頂通風(fēng)機(jī)|屋頂排風(fēng)系統(tǒng)
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