浅析金属软管在防喘振阀气源管中的应用

浅析金属软管在防喘振阀气源管中的应用

李征1 , ,贾龙2

华能（天津）煤气化发电有限公司   华能太原东山燃机热电有限责任公司

摘要：IGCC空压机是等温型离心压缩机，是空气分离的重要设备，对整个空分起着至关重要的作用，当空压机放空或者跳车后，会导致后续系统的停运。本文分析了华能天津煤气化发电有限公司空压机防喘振阀振动过大的原因，描述了所带来的危害，提出了技术改造措施，总结了实施效果。

关键词：空压机；防喘振阀；振动

1简介

我厂空压机采用了轴向进气，在入口处设置了进气导叶调节装置。其转子由四级三元流叶轮构成，并且前三级叶轮每级后均布置两套气体冷却器管束，气体从叶轮出口直接通过冷却器进行冷却后再进入下一级压缩。空压机防喘振阀采用艾默生FISHER气动防喘振阀，具有调节和快开功能，可有效避免空压机喘振所产生的危害。压缩机在运行过程中，流体机械及其管道中介质的周期性振荡，介质受到周期性吸入和排出的激励作用而发生强烈的机械振动，机体严重振动时，可能会加剧静、动部件的摩擦而造成损坏；气流脉动引发共振会造成机组内叶片断裂；气体倒流引起机组内温度急剧上升，造成叶片和机体的损坏。

2 防喘振阀工作原理

空压机防喘振阀为两台并列布置，采取分程控制，空压机防喘振阀调节期间，先逐渐打开10BV1106，在10BV1106全开后无法达到要求时，再逐渐打开10BV1107。每台防喘振阀门设置两个电磁阀，当空压机发生喘振时，电磁阀失电，防喘振阀实现快开功能，起到快速保护空压机的作用。

图1 防喘振阀示意图

如图1所示，系统在正常工作状态下，电磁阀都带电。对于双作用控制系统阀门正常控制时，当输入的 4－20 mA 控制信号增大，数字式的定位器DVC6020的 A 输出口（与多路转换器 377 的 A 口相连）输出压力增大，经过 377 的 B 口，快排阀进入执行机构气缸的上腔，执行机构推动阀门向下（通常是阀门的关闭号减小，，数字式定位器DVC6020的B输出口（与多路转换器377的D口相连）输出压力增加，经过 377 的 E 口作用于气动放大器 2625 的控制口，气动放大器 2625的输出压力增加，作用于执行机构气缸的下腔，执行机构带动阀门向上（通常是阀门的开启方向）运行由于 2625 的增压放大作用，阀门开启的速度更快。

快开功能：（1）两通电磁阀失电时，ASCO两通电磁阀通；（2）三通电磁阀失电时，会切断多路转换器的气路，从而气路发生转换， 377的 A-B、D-E切断，B-C、E-F接通，储气罐的气源作用于气动放大器 2625，此时 2625 处于最大流通能力，储气罐的压缩气体直接进入执行机构气缸的腔； 同时，由于 B-C 接通，快排阀输入端失压，导致快速排气，从而实现了阀门快速打开的功能；（3）气源丢失时，多路转换器的S端的控制气源失去，导致A-B、D-E切断，B-C、E-F接通，储气罐的气源作用于气动放大器 2625，储气罐的气体快速进入阀体下缸，阀门快速开启。

以上三种情况均能使阀门快速开启，我厂逻辑设计两组电磁阀均由ITCC控制系统控制，当空压机组发生喘振时，两组电磁阀均失电，能够加速执行机构动作，从而实现了阀门快速打开的功能。

技术参数

3 防喘振阀振动过大的原因

IGCC空分装置在满负荷运行时，空压机将大量空气进行压缩，并送入低温分馏装置。在每次空压机启停、负荷变动较大期间，空压机出口压力会急剧升高、进气流量快速下降，严重时会导致空压机发生喘振现象，对设备的安全稳定运行造成影响。为防止空压机喘振现象的发生，需要通过防喘振阀门对运行工况进行调整，气流的快速变化对管道造成较大的气流冲击，造成管道振动。

4 防喘振阀振动过大的危害

通过观察发现，空压机防喘振试验过程中，出口管道振动明显。启动空压机进行第一阶段吹扫时，空压机防喘振阀10BV1107仪表气管线漏气，原因为空压机在加载过程中，关防喘振阀10BV1107过快，造成10BV1107对应管道气流冲击过大，防喘振阀门产生振动，引起气源管断裂。启动空压机进行第三阶段吹扫，10BV1107反馈器FISHER4211的反馈杆脱落，经研究认为加载过程中振动增大，造成阀杆脱落，抢修后继续投入使用。吹扫结束后停运空压机，巡检期间发现10BV1107仪表气管线断裂，经研究认为停运空压机期间，由于防喘振阀门10BV1107打开过快，引起管道及防喘振阀振动过大，造成气源管断裂。

5 改造思路

改造方法一：由于气源管路采用白钢管进行连接，白钢管与螺纹接头处硬度高、韧性差，并存在一定间隙，当空压机防喘振阀门在喘振试验与快速开关期间，阀体振动增大导致白钢管接头处动静摩擦严重，最终出现断裂。更换气源管材料及接头，使用承压等级为1.6MPa的金属软管代替白钢管，可起到有效的缓冲作用，解决防喘振阀门气源管脱落的情况发生，降低振动对气源管路的损害。

改造方法二：在结构上进行改造，使防喘振阀振动降低。（1）压缩机出口防喘振阀门位置布置改造：将10BV1106和10BV1107平行位置改为前后布置，相差5米左右，并在10BV1107前改为工艺弯管，这样就能大大减小压缩机振动以及防喘振管道振动对防喘振阀及定位器的影响。（2）基座改造：防喘振管道基座用水泥浇筑，与地面连接在一起，在管道发生振动时水泥基座无缓冲作用，会导致振动传导加剧，使危害增大。取消基座与地面水泥硬连接，留有一定缝隙，可以减缓振动所带来的危害。

6 改造结果

最终采用方法一完成技术改造，此改造投资小、见效快，避免了对管道、阀门的整体结构进行改动。经过将气源管换装金属软管后，再未出现过气源管断裂的情况，实现了该设备的无故障运行，保障了压缩机的安全平稳运行，达到了预期的效果。