[精品]空压机入口导叶执行机构缺陷分析与改造.doc

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1、空压机入口导叶执行机构缺陷分析与改造（济南鲍徳气体有限公司，山东济南250101）摘要：济南鲍徳气体有限公司为20000Nm7h制氧机配套的空压机入口导叶执行机构，运行儿年后，经常出现开机和正常运行时入口导叶开、关波动现象，严重时造成空压机卸载，制氧机不能稳定运行。通过对导致空压机入口导叶执行机构波动的备因素分析研究，对空压机入口导叶执行机构进行改造，不仅解决了空压机入口导叶波动问题，还实现了进口设备备件国产化，具有较大的经济效益和社会效益。关键词：空压机导叶气缸活塞执行机构卸载1.问题的提出1.1概述济南鲍德气体公司自2

2、002-2006年相继建设投产4套20000m3/h>1套40000m3/h制氧机,所配空压机全部都是MAN透平公司制造的R1K机型。从2008年5月份开始，4套20000m3/h制氧机RIK80-4空压机因后续炼铁、炼钢工艺用气量发生变化，需要调节空压机流量而开关空压机入口导叶时，入口导叶经常出现波动，严重时使空压机喘振停机，从而导致制氧机停产，给制氧机稳定运行带来隐患，严重影响炼铁、炼钢气体稳定供应。自2008年5月份开始，各台空压机入口导叶都不同程度的出现以下几种现象。1）操作人员在按操作规程开机时，首先将入口导叶开

3、度输入3〜5，,导叶不动作，在第2次、第3次输入3〜5•时，入口导叶突然打开比输入量大很多的角度，导致空压机开机不稳定。2）空压机在运行过程屮进行变负荷操作时，按操作规程输入小角度开/关时，导叶不动作，再输入一定角度，导叶将开/关很大角度，造成空压机运行不能稳定有时造成空压机停机；3）空压机正常运行时，操作人员不做任何操作，入口导叶有时自行关闭一定角度，导致空压机卸载，致使制氧机停机。2.故障原因分析空压机入口导叶及执行机构包括气缸、定位器等控制系统、曲柄连杆机构，支撑机构。通过活塞两侧的压力差，活塞带动活塞杆往复运动，活

4、塞杆通过曲柄连杆机构带动导叶转动，实现导叶开关。曲柄连杆机构安装在由8只滑动滑块支撑的托圈上。根据入口导叶及执行机构的结构特点，逐一对产生空压机入口导叶执行机构故障的各种因索进行研究分析，找岀其解决方案。2.1.气缸推力分析入口导叶执行机构动力源一一气缸的工作原理:就是靠活塞两侧气缸，输出气源压力不同形成的压力差，驱动活塞带动活塞杆移动，定位器控制活塞杆移动位置，当活塞杆推动导叶执行机构到达需要位置麻即控制两端输出气源压力平衡（可分别控制进气、排气），如果活塞杆连接的执行机构存在一定的反作用力，那么定位器也会根据反馈装置白

5、动判断实际位置后，在气缸活塞两侧形成一定的压力差抵消机构的反作用力而确保在该位置上平衡。气缸漏气：气缸活塞的密封泄嚴，会使气缸串气，轻微串气，输入小角度开或关，导叶不动作。串气严重使气缸两侧压力相等，活塞不动作；气缸两端盖泄露会带来驱动力不够的情况，但只要泄漏量不超过定位器可以自动补充的量就不会给导叶动作带来大的影响，也不会造成波动。通过对气缸活塞两侧分别打压、检漏，验证气缸不漏气也不串气，影响导叶波动的这一因索被排除。气缸推力：当气源压力一定，气缸活塞宜径决定气缸推理的大小，当设计气缸推力富余量较小，机组在刚开始运行时,

6、能够满足抵消各运动副之间的阻力。随着机组运行时间的增长,导叶及导叶执行机构运动副为滑动，阻力逐渐增大，气缸推力不能满足要求，这有可能是产生气缸波动的原因Z-O2.2导叶执行机构阻力增大导叶及执行机构运动副阻力增大，也会影响导叶波动。导叶的转动是通过活塞杆往复直线运动带动托圈转动，托圈通过一纟柄机构带动导叶转动。托圈由安装在轴承朋上的8只滑动模块支撑。根据现场对导叶执行机构的拆检情况，由于托圈与支撑摸块运动副为滑动，摩擦力比较大，10mm厚的支撑模块磨去近1mm,并且根据模块所在托圈圆周的位置不同，磨损的程度也不相同，在托圈

7、下半周的滑块，除完成支撑托圈旋转外，还要辅助支撑托圈下沉，所以，分布在下半周的滑块，磨损更严重。由此判断，随着空压机纽•运行时间的增长,导叶执行机构阻力将逐渐增大。正常情况下气缸只需0.3MPa的压力差，就可推动导叶执行机构带动导叶转动。如果导叶执行机构阻力增大，特别是出现某一点阻力异常的时候，活塞两端压力羌不仅要克服正常运行所需推力还要克服由于阻力增大所需要增加的推力，随着压茅的不断增加，故终气缸活塞突然动作导致输出远远超出定位器量程，造成导叶波动。如果机构阻力增大到一定值，即使达到最大的气源压力也不能驱动导叶动作。通过

8、以上检测分析，导致叶轮波动的原因，一是气缸推力太小，二是导叶执行机构阻力增大。3气缸及导叶执行机构改造根据机组运行情况，首先对2002年投产的『20000m7h制氧机配套l”RTK80-4空压机入口导叶气缸及执行机构进行改造。3.1气缸改造根据以上分析，气缸推力不够，是导致叶轮波动的原因Z—。RIK80