集流器腐蚀
对于1.6MPa 以下动力用的离心压缩机来说,绝大部分使用的是半开式叶轮。和闭式叶轮不同,叶轮通过和集流器的小间隙配合形成空气流道,间隙大小因机型不同而不同,为0.25~1.0mm。间隙过小,叶轮容易擦挂损伤:间隙过大,则内泄漏多,将会严重损失效率、压头及流量,甚至完全达不到设计值。
即使设计、组装良好的离心压缩机,经过长期运行后,集流器子午线也会部分腐蚀严重,等效间隙大幅度增加。间隙过大,将会使压缩效率、压头和流量都严重偏离设计点,性能损失严重。尤其是压头的损失,让压缩机极易发生喘振。但控制系统是基于新机压头的设计点加余量的策略来避免压缩机进入喘振。在这种情况下,一旦发生喘振,系统将失去保护,容易损坏设备。集流器最好为耐耐腐蚀的材料,但不幸的是,出于成本考虑,绝大多数厂商标配的集流器采用的是铸铁或其他低成本材料,除非客户在采购时指定采用耐腐蚀材料。
扩压器磨损污损
空气加速容易但减速难。扩压器就是最主要的减速增压的部件。叶轮排气速度(在进入扩压器之前)接近音速,如果扩压器污染结垢或者磨损变形,气流在扩压器内产生畸变,将引起严重的摩擦损失,不太严谨的说法就是用来增加压力的能量却被用于摩擦生热了。污损变形的扩压器是导致压缩机效率损失的主要因素之一。扩压器污损变形的主要因素有:
劣质的进气过滤器。空气含尘量高,如果进气过滤器起不到良好的过滤效果,劣质的空气会对叶片磨损严重,如果再与水结合,极易在流道低压区结垢。
不良的材质选择。个别厂商直接使用铸钢等低成本的扩压器材料,而且未做耐磨耐腐蚀处理。过于极端的气动参数选择。如压比过高,高压比会使调节范围扩大但付出的代价是正常运行效率降低。空气含腐蚀性成分过高。
叶轮污染结垢损伤
叶轮是唯一对空气做工的零件,良好的设计及维护对保持性能有着非常重要的作用。造成叶轮损伤、结垢的原因主要有:
不良的进气过滤器会严重磨损叶轮,甚至磨穿,导致叶轮动平衡不良,转子失稳损坏。
叶片共振。叶片在高速旋转时其实是一直处于轻微振动状态的,叶片的固有频率和气动激振频率耦合时,容易让叶片进入共振,使得振幅加大,过大的振幅让叶片处于内应力激增且交变状态,从而折断叶片多发生于大叶高的叶轮。在实际运维统计发现,叶轮损坏超过60%是叶片共振造成的。
入口激波。典型的设计不良,入口激波让进气效率衰减严重,运行时间长了后,激波使得叶片入口损坏,进而让动平衡不良,转子失稳损坏。