離心式壓縮機(jī)運(yùn)行故障與檢修分析

于震遠(yuǎn)

（沈陽鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)股份有限公司，遼寧沈陽 110869）

0 引言

目前，離心式壓縮機(jī)在石油化工行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。離心式壓縮機(jī)在實際運(yùn)用過程中經(jīng)常受到諸多因素影響，無法完成生產(chǎn)工作。相關(guān)工作人員應(yīng)結(jié)合實際情況，進(jìn)一步研究有效解決辦法，規(guī)避離心式壓縮機(jī)運(yùn)行故障，更好促進(jìn)壓縮機(jī)發(fā)展。

1 離心式壓縮機(jī)基本原理

離心式壓縮機(jī)主要由轉(zhuǎn)子及定子兩部分組成。轉(zhuǎn)子由汽輪機(jī)和電機(jī)帶動，集中固定在軸上的零部件上，會受離心力影響。定子主要固定在氣缸上的隔板及軸承零部件中。兩者之間需要設(shè)置密封元件和密封氣體。離心式壓縮機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，必須要引入氣體，當(dāng)氣體進(jìn)一步壓縮時氣溫會升高，故需要安裝中間冷卻器。氣體則可以從排氣管過渡到冷卻器中進(jìn)行冷卻，冷卻后的氣體經(jīng)過高壓側(cè)吸氣進(jìn)行到下一步驟，最后經(jīng)過蝸殼輸出氣體。

2 離心式壓縮機(jī)運(yùn)行故障

離心式壓縮機(jī)運(yùn)行過程中，主要有軸承故障、帶密封環(huán)和密封環(huán)故障、壓縮機(jī)油喘振、壓縮機(jī)漏氣、壓縮機(jī)葉輪損壞、離心壓縮機(jī)不正常振動和噪聲等。出現(xiàn)故障后，需要機(jī)械維修人員進(jìn)行診斷，判斷出故障原因。下面主要分析軸承故障、密封系統(tǒng)故障、振動和噪聲不正常等。

2.1 軸承故障

壓縮機(jī)內(nèi)部主要由軸承組成，離心式壓縮機(jī)運(yùn)行過程中軸承故障主要有以下4個原因。

（1）壓縮機(jī)潤滑存在嚴(yán)重問題，造成壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時軸承阻力過大，導(dǎo)致軸承失效。

（2）壓縮機(jī)軸承間的間距不符合工作要求，造成壓縮機(jī)軸承摩擦增大，失效。

（3）安裝離心式壓縮機(jī)時，由于安裝不平衡或壓縮機(jī)內(nèi)軸承不平衡而造成故障。

（4）壓縮機(jī)安裝不正確，造成離心式壓縮機(jī)發(fā)生故障。

一般情況下，離心式壓縮機(jī)軸承出現(xiàn)故障，可以依據(jù)以上4種原因?qū)ふ覚z修方法，可以有效降低檢修難度。

2.2 密封系統(tǒng)故障

目前，離心式壓縮機(jī)最常見的故障是密封系統(tǒng)故障。密封系統(tǒng)故障原因主要有：油中有污物，壓縮機(jī)安裝不對稱，油壓不穩(wěn)定。密封件間隙有偏差，密封件油封存在問題，浮環(huán)座端面有缺口或接觸部不均勻，密封件磨損嚴(yán)重，油溫與工作環(huán)境不匹配等。對離心式壓縮機(jī)進(jìn)行故障檢修時，工作人員應(yīng)根據(jù)離心式壓縮機(jī)的使用情況進(jìn)行詳細(xì)分析，然后找出故障根本原因，確保最短時間內(nèi)處理壓縮機(jī)故障。

2.3 壓縮機(jī)空氣壓力不足

電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，壓縮機(jī)充氣進(jìn)入儲罐，氣壓計顯示無法達(dá)到啟動壓力。造成這種現(xiàn)象的主要原因有：氣壓計失效；空壓機(jī)和電機(jī)之間的傳送帶過松；空壓機(jī)和儲氣罐之間的管道破裂或接頭泄漏；油水分離器、管道或空氣過濾器的沉積物造成堵塞；壓縮機(jī)排氣閥未嚴(yán)密密封、彈簧太軟或斷裂；壓縮機(jī)氣缸套、活塞和活塞環(huán)磨損，甚至泄漏。壓氣機(jī)與電機(jī)之間的皮帶過松打滑，或連接處泄漏。若上述試驗，無排氣量或排氣量很小，則檢查皮帶是否過松。從壓縮機(jī)到儲罐，到進(jìn)氣管控制閥，連接處是否松動、破損或漏水。若壓縮機(jī)未向儲氣罐充氣，則檢查油水分離器、空氣過濾器及管路是否有過多污垢，若堵塞，應(yīng)清除。根據(jù)故障現(xiàn)象，檢查壓縮機(jī)排氣閥是否泄漏，彈簧是否太軟或破損，氣缸蓋上是否有砂孔，內(nèi)襯管是否損壞，更換或修理損壞的部件。確認(rèn)壓縮機(jī)氣缸和活塞環(huán)是否磨損過度。查看和調(diào)整卸載閥和標(biāo)記箭頭的安裝方向。

2.4 異常振動和噪聲

離心式壓縮機(jī)運(yùn)行過程中，如果發(fā)生異常噪聲和振動，則表明壓縮機(jī)出現(xiàn)一系列故障，故障原因主要有4個。

（1）壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中轉(zhuǎn)子不平衡，導(dǎo)致葉輪刮碰四壁。

（2）葉輪損壞。

（3）在氣體管路盈利傳遞到壓縮機(jī)殼上時，會導(dǎo)致機(jī)殼不對中，發(fā)出異常振動和噪聲。

（4）離心式壓縮機(jī)聯(lián)軸器出現(xiàn)故障或者安裝不平衡。

2.5 出口流量低與油壓下降故障

壓縮機(jī)出口處流失率低的主要原因是壓氣機(jī)某些部件進(jìn)口溫度高、排氣管網(wǎng)阻力較大、密封間隙過大、流道堵塞或吸入密度降低。上述原因中，有些需要檢查過程參數(shù)，有些可以通過執(zhí)行檢查來確定。有時油泵故障或相關(guān)損壞，壓縮機(jī)的油壓可能突然下降。

3 離心式壓縮機(jī)故障解決措施

通過上述分析，可以看出離心式壓縮機(jī)故障原因非常多。為此，制定有效解決辦法，應(yīng)對具體故障原因。

3.1 軸承溫度過高故障的解決措施

軸承是離心式壓縮機(jī)的重要組成部分，在操控壓縮機(jī)時一定要重視軸承部件。如果處理不當(dāng)，會使得該處出現(xiàn)許多故障問題。針對軸承溫度過高故障，可以從根本著手，即進(jìn)行軸襯的澆注操作，增加存油溝深度。另外，也可以檢查潤滑系統(tǒng)中的油管和冷油器。然后，根據(jù)離心式壓縮機(jī)實際運(yùn)行情況更換新油，確保潤滑系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)時處于正常狀態(tài)。

3.2 壓縮機(jī)喘振解決措施

為防止離心式壓縮機(jī)在運(yùn)行過程中發(fā)生喘振，有必要對其采取喘振保護(hù)措施。為解決壓縮機(jī)喘振問題，部分氣流在壓縮機(jī)出口旁路，可直接進(jìn)入壓縮機(jī)吸氣口，增加吸氣量，避免喘振。另外，將供氣系統(tǒng)與壓縮機(jī)分開，以確定離心式壓縮機(jī)喘振的具體位置，喘振位置確定后，喘振閥可用于防止氣體外泄。然后將離心式壓縮機(jī)置于喘振區(qū)內(nèi)，使喘振現(xiàn)象得到改善。該方法可有效解決離心式壓縮機(jī)的喘振問題。

3.3 密封系統(tǒng)故障解決措施

應(yīng)針對密封系統(tǒng)故障具體原因，采取有效措施解決。確定密封系統(tǒng)部位損壞時，工作人員應(yīng)立即調(diào)整或者更換離心式壓縮機(jī)密封系統(tǒng)的縫隙，再重裝運(yùn)轉(zhuǎn)，確保壓縮機(jī)正常工作。

3.4 軸承振幅或振動異常解決措施

解決措施有：擰緊地腳螺栓；校正主軸；排出氣缸中的積水與固體沉淀物；重新校正大小齒輪間的不平行度；減小軸承與軸頸間的空隙；重新找正水平與中心；重新校正動平衡。

4 建議

4.1 壓縮機(jī)故障診斷系統(tǒng)

為準(zhǔn)確測定油液壓力和溫度信號，離心式壓縮機(jī)診斷系統(tǒng)使用一種簡單診斷方法，經(jīng)過處理和分析，將各點幅度與之相匹配。一般情況下，診斷系統(tǒng)的診斷信號在一定范圍內(nèi)變化，如果測試儀認(rèn)為發(fā)生了故障或無法避免，應(yīng)采取相應(yīng)措施。在此基礎(chǔ)上，提出一種基于信息集成和信號模擬的故障診斷系統(tǒng)ENTRX，用于診斷壓縮機(jī)振動、跟蹤和偏轉(zhuǎn)信號。利用信息集成技術(shù)進(jìn)行故障診斷，可以通過測量頻譜電路、坐標(biāo)場中的某些故障征兆，以及它們之間的相互關(guān)系來確定故障源。為充分利用測試產(chǎn)生的信息，可采用多種方法對每個測試進(jìn)行診斷。根據(jù)信號Modem評估法，通過改變系統(tǒng)的物理參數(shù)，可以直接進(jìn)行診斷。先由系統(tǒng)特征方程的周期變化軌跡確定其物理參數(shù)。該方法可以通過系統(tǒng)診斷模型識別，來匹配評價單元的狀態(tài)相關(guān)性和某些物理參數(shù)。在復(fù)雜平面上，由于存在物理參數(shù)的實際值，其變化也可用位置法來測量。振動是由一種新的激勵力引起，這種激勵力與轉(zhuǎn)子上的不平衡力相似。若振動是動靜部碰撞引起，則軸軌運(yùn)動方向應(yīng)與旋轉(zhuǎn)方向相反。對于大型高速旋轉(zhuǎn)離心式壓縮機(jī)，通過狀態(tài)監(jiān)測和振動診斷技術(shù)，可以有效判斷機(jī)組故障原因，作出合理、準(zhǔn)確的設(shè)備管理與維修決策，減少經(jīng)濟(jì)損失。

4.2 防止磨損

鑄件不精準(zhǔn)，組裝質(zhì)量不高，加工過程中的油脂破裂，潤滑油質(zhì)量低。當(dāng)磨損達(dá)到一定程度時，如果不及時處理，軸承則不會形成有效油膜，從而大大加速油膜磨損過程。壓縮機(jī)振動在一段時間內(nèi)變得明顯。在問題出現(xiàn)初期，燒傷的內(nèi)襯不會直接磨損軸的頸部，如果及時找到替換的內(nèi)襯，則可以避免內(nèi)襯磨損。為有效檢測內(nèi)襯燒傷，可以通過內(nèi)襯部位的溫度計實時測量內(nèi)襯溫度，如果出現(xiàn)異常溫度，應(yīng)及時更換內(nèi)襯，避免主軸進(jìn)一步磨損。如果沒有條件，必須監(jiān)測壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，如果壓縮機(jī)燒壞，應(yīng)及時更換。為有效防止磨損，必須采取有效預(yù)防措施，嚴(yán)格按照有關(guān)設(shè)備的維修規(guī)定進(jìn)行維修。

5 結(jié)束語

離心式壓縮機(jī)在現(xiàn)代石油化工產(chǎn)業(yè)中占據(jù)重要地位。離心式壓縮機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，一旦操作不當(dāng)，壓縮機(jī)容易發(fā)生喘振、溫度過高和密封系統(tǒng)失效等故障，影響壓縮機(jī)正常運(yùn)行。為此，本文著重針對故障原因提出有效解決方法，以提高離心式壓縮機(jī)的工作質(zhì)量和效率，延長壓縮機(jī)的使用壽命。