離心壓縮機(jī)振動故障成因及解決對策探討

鄭吉玉

（大慶石化公司設(shè)備維修中心，黑龍江 大慶 163714）

從發(fā)展模式來講，離心壓縮機(jī)是以傳統(tǒng)通風(fēng)機(jī)裝置為雛形，風(fēng)機(jī)裝置所能形成的最大壓縮力也由最初的14.7兆帕逐漸優(yōu)化為可以承載80～120兆帕的裝置，極大提高壓縮機(jī)設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量。但是從實(shí)際應(yīng)用效果來講，受到外界環(huán)境因素的影響，離心壓縮機(jī)設(shè)備在運(yùn)行過程中，將產(chǎn)生一定的故障問題，例如轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)問題、油膜振蕩問題等，一旦部件故障所引發(fā)的振動問題與整個裝置產(chǎn)生共振問題的話，將加大離心壓縮機(jī)設(shè)備的故障產(chǎn)生幾率。為此，必須針對離心壓縮機(jī)裝置進(jìn)行分析，深度分析出壓縮機(jī)存在的振動故障問題，并制定出相對應(yīng)的運(yùn)維保障措施，確保離心壓縮機(jī)裝置運(yùn)行的可靠性。本文則是針對離心壓縮機(jī)振動故障成因及解決對策進(jìn)行探討，僅供參考。

1 離心壓縮機(jī)概述

離心壓縮機(jī)作為化工行業(yè)的重要生產(chǎn)設(shè)備，從整體組成來講，離心壓縮機(jī)可以分為定子與轉(zhuǎn)子兩個部分，定子是離心壓縮機(jī)機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵組成部分，例如氣缸、隔板及軸承等，其可以構(gòu)成具有密閉性質(zhì)的氣缸結(jié)構(gòu)，保證氣體在缸體內(nèi)運(yùn)輸時不會產(chǎn)生泄漏的情況。轉(zhuǎn)子則是指離心壓縮機(jī)內(nèi)部的做功部件，通過轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)功能對氣體進(jìn)行壓縮處理，在固定的空間內(nèi)獲得相對應(yīng)的壓力能與速度能，然后通過軸承及其他外部裝置進(jìn)行氣體壓力的擴(kuò)壓與排放，保證在工業(yè)生產(chǎn)中起到一定的應(yīng)用效果。

從工作原理來講，離心壓縮機(jī)與傳統(tǒng)鼓風(fēng)機(jī)工作結(jié)構(gòu)具有一定的相似性，其均是通過對內(nèi)部氣體進(jìn)行壓縮做功，隨著在固有空間內(nèi)氣體壓縮量的逐漸增加，使得外部葉輪旋轉(zhuǎn)動能加快，這樣氣體在排出機(jī)械出口時將具有更高的動能，進(jìn)而通過氣體壓力的排放替代傳統(tǒng)的機(jī)械做功模式，在往復(fù)循環(huán)做功模式下，可以真正降低能源的損耗率。

2 離心壓縮機(jī)故障診斷意義

從實(shí)際應(yīng)用效果來講，離心壓縮機(jī)所具備大流量、高功率的優(yōu)勢可以真正實(shí)現(xiàn)在運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)狀態(tài)下，將能源進(jìn)行高效率轉(zhuǎn)換，滿足工業(yè)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)需求。但是在實(shí)際應(yīng)用過程中，其本身出于一個全天候的工作狀態(tài)，這就造成零部件運(yùn)作中不可避免的產(chǎn)生一定的磨損影響，當(dāng)此類磨損值超出設(shè)備部件固有的承受極限值時，將造成部分部件損壞的嚴(yán)重現(xiàn)象，進(jìn)而令整個離型壓縮機(jī)產(chǎn)生故障，無法對工業(yè)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)形成持續(xù)性驅(qū)動。故障診斷工作的開展則是針對離心壓縮機(jī)設(shè)備運(yùn)行過程中存在的隱性問題與顯性問題進(jìn)行分析，結(jié)合高荷載的運(yùn)載模式，制定出相對應(yīng)的故障處理方案，進(jìn)而確保在離心壓縮機(jī)產(chǎn)生故障的第一時間予以解決，真正從本質(zhì)層面降低設(shè)備故障的產(chǎn)生幾率，令其在持續(xù)性的工業(yè)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)過程中，可以起到有效助力。

3 離心壓縮機(jī)機(jī)械振動故障成因

3.1 轉(zhuǎn)子不平衡問題

轉(zhuǎn)子不平衡因素所產(chǎn)生的機(jī)械振動故障是一種較為常見的故障問題，其主要是由于轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)在分布方面呈現(xiàn)出一定的不對稱問題，這樣在長時間高速旋轉(zhuǎn)下，邊緣處所產(chǎn)生的偏心力將加大轉(zhuǎn)子部件的磨損度，進(jìn)而令整個軸承的荷載量呈現(xiàn)出持續(xù)性增加的現(xiàn)象，一旦此類荷載值超出軸承固有的承受值時，將引發(fā)離心壓縮機(jī)振動的嚴(yán)重現(xiàn)象。究其本質(zhì)性原因，轉(zhuǎn)子不平衡主要是由于前期出廠過程中存在的問題所導(dǎo)致的，例如在設(shè)計(jì)方面，工程設(shè)計(jì)人員所設(shè)定的轉(zhuǎn)子參數(shù)并未能考慮到在持續(xù)性運(yùn)轉(zhuǎn)過程中偏心距所產(chǎn)生的影響，這就造成整個轉(zhuǎn)子尺寸參數(shù)在旋轉(zhuǎn)過程中極易出現(xiàn)，因?yàn)閹缀涡螤畈粚ΨQ問題造成的偏心距增加。與此同時，在材料選取方面也存在一定的缺陷，例如大部分企業(yè)為滿足自身的經(jīng)濟(jì)利潤，極有可能采用不規(guī)范、不達(dá)標(biāo)的原材料制備轉(zhuǎn)子零件，這樣其本身生產(chǎn)過程中的不達(dá)標(biāo)，將造成在實(shí)際使用過程中無法在固有生命周期下實(shí)現(xiàn)高價值的耗損屬性。例如轉(zhuǎn)子在長時間運(yùn)作模式下，其所產(chǎn)生的磨損量，將令轉(zhuǎn)子產(chǎn)生厚度不均的問題。此外，轉(zhuǎn)子設(shè)施在實(shí)際運(yùn)作過程中，長時間處于超負(fù)荷工作狀態(tài)，外部環(huán)境及內(nèi)部環(huán)境，將加大對轉(zhuǎn)子部件的機(jī)械損傷，容易引發(fā)離心壓縮機(jī)的振動問題。

3.2 油膜振蕩問題

油膜震蕩問題的產(chǎn)生主要是指在封閉條件下的離心壓縮機(jī)內(nèi)部由于軸承高速運(yùn)動，軸承與壓縮機(jī)內(nèi)部零件在突然起停狀態(tài)下，油膜在固有空間內(nèi)將呈現(xiàn)出一個慣性移動的特征，此時所產(chǎn)生的內(nèi)部推動問題造成油膜振蕩現(xiàn)象。盡管此類油膜振蕩問題將伴隨著離心壓縮機(jī)穩(wěn)步運(yùn)行而消失，但是在長時間起停狀態(tài)下，油膜振蕩區(qū)域所產(chǎn)生的軸承與零部件碰撞問題，將加大對內(nèi)部組件的消損度，特別是在振動頻率持平的情況下，將加劇零部件的磨損量，令整個離心壓縮機(jī)面臨著嚴(yán)重的安全隱患問題。

3.3 轉(zhuǎn)子與氣峰的摩擦問題

從離心壓縮機(jī)設(shè)備生產(chǎn)及應(yīng)用角度來講，大部分生產(chǎn)廠商為提高壓縮機(jī)設(shè)備的使用功率，一般通過減少葉輪與氣峰之間的間隙差距，實(shí)現(xiàn)對內(nèi)部氣體的泄漏控制，確保在實(shí)際做工過程中，氣體壓縮量可以更大效率的轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。但是從離心壓縮機(jī)運(yùn)作原理來講，如果過于注重減少葉輪間隙與密閉間隙，則可能產(chǎn)生因?yàn)榱黧w動力振動造成的摩擦問題。例如轉(zhuǎn)子在運(yùn)行過程中受到外界因素的影響與氣峰部件產(chǎn)生局部碰撞，將加大離心壓縮機(jī)設(shè)備運(yùn)行中的振動頻率。

4 離心壓縮機(jī)振動故障處理對策

4.1 處理措施

離心壓縮機(jī)故障處理方案一般是指當(dāng)運(yùn)行中的離心壓縮機(jī)產(chǎn)生振動問題時，則將此類設(shè)施界定為故障現(xiàn)象，此時應(yīng)立即停止離心壓縮機(jī)的任何操作，在內(nèi)部組件完全停止運(yùn)行時切斷電源。首先，檢查離心壓縮機(jī)內(nèi)部的主軸軸承，驗(yàn)證設(shè)備是否存在磨損問題。其次，應(yīng)針對離心壓縮機(jī)葉輪部件進(jìn)行檢測，查證出葉輪表面是否附著雜質(zhì)，因?yàn)樵趯?shí)際設(shè)計(jì)過程中，葉輪裝置及各類驅(qū)動裝置的設(shè)計(jì)初衷一般是在理想環(huán)境或者是一定荷載條件下，所產(chǎn)生的各類運(yùn)動平衡狀態(tài)，一旦外界雜質(zhì)附著于葉輪表面，且此類參數(shù)超出葉輪正常運(yùn)行狀態(tài)下的荷載參數(shù)時，則必然造成平衡狀態(tài)被打破，加大葉輪振動頻率。此時，應(yīng)立即進(jìn)行雜質(zhì)清除處理或更換葉輪設(shè)施，進(jìn)而解決振動故障問題。最后，在日常運(yùn)維養(yǎng)護(hù)過程中，應(yīng)針對離心壓縮機(jī)工作荷載強(qiáng)度，制定出日檢查、周檢查的運(yùn)維計(jì)劃，針對各類主動耗損組件進(jìn)行排查，一旦發(fā)現(xiàn)模式問題，則將立即予以更換處理，保證離心壓縮機(jī)設(shè)備驅(qū)動的持續(xù)性。

4.2 解決對策

從離心壓縮機(jī)內(nèi)部運(yùn)行模式來講，氣峰材料是壓縮機(jī)設(shè)備運(yùn)行的重要組成部分，此類材料大多為鋁制產(chǎn)品，在高負(fù)荷、工作環(huán)境多變的運(yùn)作模式下，將面臨著氧化與腐蝕的問題，當(dāng)氣峰材料外部氧化所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)力衰減問題達(dá)到氣封材料固有承受值時，則將產(chǎn)生變形，甚至是斷裂的嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)。此時，應(yīng)針對離心壓縮機(jī)氣封材料進(jìn)行更換處理，采用更為先進(jìn)的四氟材質(zhì)，提高氣峰材料的應(yīng)用穩(wěn)定性，避免在工作狀態(tài)下產(chǎn)生腐蝕問題，從而達(dá)到對機(jī)械振動故障的防治。

在對離心壓縮機(jī)葉輪裝置進(jìn)行清洗時，可以采用水壓霧化噴射法，通過水體均勻噴射，將附著在葉輪表面的雜質(zhì)進(jìn)行清除處理，同時可以采用充氣的方式，對壓縮機(jī)內(nèi)部的微細(xì)粒灰塵進(jìn)行清潔，以避免產(chǎn)生結(jié)疤現(xiàn)象。

此外，企業(yè)在購買離心壓縮機(jī)時，應(yīng)選擇資質(zhì)較高的生產(chǎn)上進(jìn)行采購，然后對設(shè)備內(nèi)部的各項(xiàng)組件參數(shù)進(jìn)行查證，避免不合格、不達(dá)標(biāo)的設(shè)備流入到企業(yè)生產(chǎn)線中，進(jìn)而從本質(zhì)上解決離心壓縮機(jī)振動故障問題。

從實(shí)際維修角度來講，盡管各類檢測工序已經(jīng)實(shí)現(xiàn)信息化、智能化檢測，但是在實(shí)際運(yùn)維過程中，仍需要專業(yè)人員進(jìn)行操作處理，才可實(shí)現(xiàn)對離心壓縮機(jī)工作狀態(tài)進(jìn)行分析，查證出內(nèi)部存在的隱性故障問題。對于此，承接離心壓縮機(jī)檢測的工作部門，必須加大對高端型人才的培養(yǎng)力度，通過先進(jìn)技術(shù)、先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的傳輸，為基礎(chǔ)維修人員樹立正確的維修意識，提高其技能維修水平，為離心壓縮機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行提供長期有效的保障機(jī)制。

5 結(jié)語

綜上所述，離心壓縮機(jī)裝置在運(yùn)行過程中，受到多方面因素的影響，將產(chǎn)生故障問題，為企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟(jì)損失。為此，必須進(jìn)一步分析出離心壓縮機(jī)裝置運(yùn)行中存在的故障問題，結(jié)合管理經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)工藝等，構(gòu)筑出更為完整的故障解決方案，保證離心壓縮機(jī)裝置運(yùn)行的可靠性。