浅谈风机防喘振阀气路控制应用与改进

    喘振是风机的固有特性，喘振会对轴流压缩机造成比离心压缩机更严重的危害。为了防止压缩机进入喘振工况，在机组自控系统中，专门设置了轴流压缩机防喘振控制系统。防喘振阀为事故阀门，正常情况下为关闭状态，当风机发生喘振工况时，逐渐开启克服喘振。该文主要以八钢AV90风机防喘振阀为例，从防喘振阀门应用原理、气路组成和元件功能进行讨论，分析前期发生的故障案例，找出原设计存在的问题并实施改进方案及效果评价。

    1 防喘振阀门的应用原理

    在防喘振控制系统中，防喘阀是最重要的一环。八钢风机配套的是美国FISHER公司的气动调节蝶阀（气关式），此阀门除了具备调节功能以外，还具有快速打开应用特性。机组正常运行时防喘振阀门电磁阀得电，防喘阀接收4-20mA的模拟信号，控制阀门部分开启或关闭，当机组安全运行信号或联锁停机信号时，电磁阀接收逻辑顺控发出的数字量控制信号，防喘振阀在极短的时间内快速打开，防止压缩机组进入喘振区域，避免了大型设备的损坏。

    2 防喘振阀门的气路元件组成

    如图1所示。

图1 防喘振阀气路图

    3 气路控制原理   

    整个气路的功能在正常情况下实现精确的阀位控制，快开慢关；在紧急情况（失气、失电）下快速打开阀门以保护风机。

    正常情况下，两个电磁阀带电，对三通电磁阀，1和2通；两通电磁阀，1和2断开。这时经过过滤减压后的空气分成三路，一路经单向阀到四通，然后到2625、储气罐、377的F口；一路经三通电磁阀后，到377的SUP口，SUP口的气压压缩377内部弹簧，这样在377内部气路中，A口和B口通，D口和E口通；另一路到DVC6020的SUP口，作为DVC的气源。当控制信号（控制系统PLC输出到DVC6020的4-20MA信号）增大时，定位器A口输出增大，B口输出减小；增大的A口气压经377AB口、快排阀后作用在汽缸（1061执行机构）上腔；B口的气压经377DE口作为气路放大器2625的输入信号，控制2625输出到气缸（1061执行机构）下腔的压力，活塞往下运动，阀门开口度减小。反之，控制信号减小，定位器A口输出减小，B口增大，这时由于有快排阀和气路放大器2625的作用，活塞快速往上运动，阀门实现快开。当机组安全运行信号或联锁停机信号时，电磁阀接收逻辑顺控发出的数字量控制信号，防喘振阀在极短的时间内快速打开。

    当电磁阀失电，对三通电磁阀，1和3通，两通电磁阀1和2通；这时，377SUP口的压力经三通电磁阀3口卸掉，377在内部弹簧的作用下，气路发生转换，B口和C口通，E口和F口通；储气罐的气加上气源的气经377FE口后作为气路放大器2625的控制信号，由于这时储气罐的气压很高（等于减压阀出口压力），使2625全开，储气罐里的气和气源的气以最大流量经2625进入汽缸下腔，上腔的气经快排阀、两通电磁阀快速排向大气，阀门快速打开。

    当失气时，由于有单向阀的存在，使得储气罐的压缩空气不致倒流。整个原理同失电一样，只是使阀门快开的只有储气罐里的压缩空气。

    4 防喘阀故障开启的分析

    分析阀门故障开启的原因：（1）由于气源管路及控制元件的安装方式较为集中，且控制元件依靠铜管作为连接支持；当防喘阀小角度开启放风时，必然会造成放风管道的振动，振动由阀体传至气源管路及控制元件，从而造成气源铜管与控制元件接头处扭力和摩擦，长期的振动会导致此接头处的铜管断裂，导致防喘阀故障开启；（2）防喘阀的定位器安装在阀门气缸的下部，长期的管路共振对阀门定位器内部元件及反馈杆都有一定程度的损坏，且此类故障不易被维修人员发现，对阀门的控制及调节精度产生的较大影响。

    5 针对防喘阀故障的设计改进

    对防喘阀气路控制部分改进设计实施后，经过在线调试和运行效果评价，从根本上解决了防喘阀在放风时管路振动对阀体气路及控制元件的损坏，保证了防喘阀的安全可靠运行和快速调节风机工况的需求。