第四节

安全保护系统

为了保证压缩机的安全稳定运行，必须设置一个完整的安全保护系统。温度保护系统观察、控制压缩机各缸、各段间的气体温度、冷却系统温度、润滑系统油温、主电机定子温度以及各轴承温度，当达到一定的规定值就发出声光讯号报警和联锁停机。压力保护系统

观察、控制压缩机各缸、各段间的气体压力、冷却系统压力、润滑系统油压、当达到一定的规定值就发出声光讯号报警和联锁停机。流量保护系统

观察、控制压缩机冷却系统水流量，当达到一定的规定值就发出声光讯号报警。机械保护系统

⒈轴向位移保护离心式压缩机产生轴向位移，首先是由于有轴向力的存在。而轴向力的产生过程如下：在气体通过工作轮后，提高了压力，使工作轮前后承受着不同的气体压力。由于轮子两侧从外径D2到轮盖密封圈直径Df的轴向受力是互相抵消的，因此，它的轴向力由以下三部分组成：

⑴F1---在轮盘背部从直径Df到轴颈密封圈直径df这块面积上所承受的气体的力。

⑵F2---在工作轮进口部分，从直径Df到d这块面积上所承受的气体压力。

⑶F3---进口气流以一定的速度对轮盘所产生的冲击力。 在一定的情况下，F1>(F2+F3)，所以每个叶轮的轴向推力都是有叶轮的轮盘侧指向进口侧(轮盘侧)。如果所有叶轮同向安装，则总轴向力相当可观。

从机组设计、制造、安装方面为了平衡压缩机的轴向力，通常采取了：⑴设置平衡盘⑵设置止推轴承⑶采用双进气叶轮⑷叶轮背*背安装。但是在运行中由于平衡盘等密封件的磨损、间隙的增大、轴向力的增加、推力轴承的负荷加大，或润滑油量的不足，油温的变化等原因，使推力瓦块很快磨损，转子发生窜动，静动件发生摩擦、碰撞、损坏机器。为此压缩机必须设置轴向位移保护系统，监视转子的轴向位置的变化，当转子的轴向位移达到一定规定值时就能发出声光讯号报警和联锁停机。

常见的轴向位移保护器的类型及工作原理如下：

⑴电磁式：当转子发生轴向窜动时，间隙变动而引起磁组变化，时两侧铁芯磁极绕组产生不同电势，经继电器传给指示仪表。

⑵电触式：转子窜动时，触动电触点 ，即发出报警或停车信号。

⑶电涡流式：由传感器、交换器和指示器三部分组成。传感器是一个电感应线圈，由于高频信号的激励，产生一高频交变磁场，轴表面相应产生交变磁场相交链的电涡流磁场。由于间隙的变化，引起阻抗的变化，导致输出电压的变化。由变换器完成轴向位移与电压间的转换，通过指示器发出讯号。

⑷液压式：喷嘴与转子凸缘的间隙△S变化时，输出的油压发生变化，由曲线P=F(△S)，得知相应的轴向位移。曲线P=F(△S)由实验测的。

⒉机械振动保护

离心压缩机是高速运转的设备，运行中产生振动是不可避免的。但是振动值超出规定范围时的危害很大。对设备来说，引起机组静动件之间摩擦、磨损、疲劳断裂和紧固件的松脱，间接和直接发生事故。对操作人员来说，振动噪音和事故都会危害健康。故此，压缩机必须设置机械振动保护系统，当振动达到一定规定值时，就能发出声光讯号报警和联锁停机。目前，大型机组普遍应用了在线的微机处理技术，可以通过测量的数据进行采集、存储、处理、绘图、分析和诊断。为压缩机的运行维护、科学检修、专业管理提供可*依据。另外，我们还针对旋转设备应用手持式测振仪实行动态检测。

⒊防喘振保护系统

离心压缩机是一种高速旋转的叶片式机械，它的特性是在一定的转速下运行，随着输气量的改变，排气压力、功率消耗和效率也会相应发生变化，当压缩机在某个转速下运行。压缩机的流量减少到一定程度时，会出现喘振现象，对于离心式压缩机有着很严重的危害。造成：⑴压缩机性能恶化，工艺参数大幅波动。⑵对轴承产生冲击。⑶机组静动件碰撞，机器破坏。⑷密封破坏，尤其是氧气压缩机，严重时大量气体外逸，引起爆炸恶性事故。为此，设置防喘振保护系统。目前大型压缩机组都设有手动和自动控制系统。即可自动和手动打开回流阀或放空阀。确保压缩机不发生喘振现象。具体各套机组防喘振保护系统的原理还会在以后章节说明。