離心壓縮機(jī)的故障診斷淺析

【摘 要】離心壓縮機(jī)是工業(yè)運(yùn)營(yíng)發(fā)展的重點(diǎn)設(shè)備，由于離心壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，所以其在運(yùn)行中較容易出現(xiàn)故障，干擾正常的運(yùn)行效果。離心壓縮機(jī)需要準(zhǔn)確的故障診斷方法，以此來(lái)強(qiáng)化離心壓縮機(jī)的運(yùn)行，實(shí)際故障診斷的方法比較復(fù)雜，在診斷過(guò)程中具備多項(xiàng)要求。因此，本文以離心壓縮機(jī)為研究對(duì)象，分析故障診斷的方法。

【關(guān)鍵詞】離心壓縮機(jī)；常見故障；診斷處理

引文：

離心壓縮機(jī)潛在的故障較為繁瑣，干擾壓縮機(jī)的運(yùn)行效率，直接影響工業(yè)生產(chǎn)的流程。目前，離心壓縮機(jī)已經(jīng)投入各個(gè)工業(yè)生產(chǎn)中，受到工業(yè)生產(chǎn)的極大重視，特別是在化工企業(yè)中離心壓縮機(jī)多是無(wú)備機(jī)的運(yùn)行現(xiàn)狀，一旦其在運(yùn)行中出現(xiàn)故障，直接影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，甚至造成全系統(tǒng)停車的嚴(yán)重后果。必須利用高效的診斷方法，才能規(guī)避離心壓縮機(jī)的故障風(fēng)險(xiǎn)，確保其處于安全、高效的運(yùn)行環(huán)境中。離心壓縮機(jī)對(duì)故障診斷的要求比較高，主要是實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)的高質(zhì)量運(yùn)行，排除故障因素的干擾。

一、離心壓縮機(jī)常見的故障分析及處理

1.壓縮機(jī)出口氣量不足，較設(shè)計(jì)流量偏差較大

1.1磨損。磨損主要分葉輪磨損和進(jìn)口導(dǎo)葉磨損，葉輪磨損指葉輪過(guò)度磨損，造成葉輪與蝸殼間隙過(guò)大。解決方法：檢查進(jìn)口過(guò)濾器，定期清理進(jìn)口管道防止顆粒物進(jìn)入壓縮機(jī)對(duì)進(jìn)口導(dǎo)葉及葉輪的磨損。

1.2外界因素。電網(wǎng)的頻率或電壓下降，引起電動(dòng)機(jī)和壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速下降，排氣量減少。

1.3儀控系統(tǒng)。包括流量計(jì)安裝方向是否正確、差壓管是否泄漏，流量計(jì)前的溫度壓力是否校正好、指示器故障等。

1.4操作維護(hù)不當(dāng)

1.4.1機(jī)內(nèi)有外來(lái)異物。解決方法：初始安裝時(shí)嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，確認(rèn)各級(jí)管道清掃干凈。定期檢查進(jìn)口過(guò)濾器

1.4.2密封不良造成氣體泄漏。解決方法：定期檢查級(jí)間密封及蝸殼密封，磨損嚴(yán)重時(shí)應(yīng)及時(shí)更換。

1.5壓縮機(jī)進(jìn)口故障

1.5.1包括進(jìn)口過(guò)濾器堵塞或阻力增加，引起壓縮機(jī)吸入壓力降低，在出口壓力不變時(shí)，壓縮比增加，根據(jù)壓縮機(jī)性能曲線當(dāng)壓縮比增加時(shí)，排氣量減少。解決方法：經(jīng)常監(jiān)測(cè)進(jìn)口過(guò)濾器阻力，及時(shí)更換濾芯。

1.5.2出口管道堵塞，阻力增加或閥門故障，引起壓縮機(jī)壓力升高，在吸入壓力不變的情況下，壓縮比增加，造成排氣量減少。

1.5.3壓縮機(jī)中間冷卻器阻塞或阻力增大，引起排氣量減少、情況嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)引起壓縮機(jī)的喘振。解決方法：定期對(duì)冷卻器水、氣側(cè)進(jìn)行檢查清洗。

1.6冷卻器泄漏

如果一級(jí)泄漏，因水側(cè)壓力高于氣側(cè)壓力，冷卻水將進(jìn)入氣側(cè)通道，并進(jìn)一步被氣流夾帶進(jìn)入葉輪及擴(kuò)壓器。經(jīng)一定時(shí)間后造成結(jié)垢、堵塞，使空氣流量減少。如果二、三級(jí)冷卻器泄漏，因氣側(cè)壓力高于水側(cè)，壓縮空氣將漏入冷卻水中跑掉，使排氣量減少（上述情況是比較常見的）；所以要求檢測(cè)冷卻器氣側(cè)排水情況及水側(cè)排氣情況同時(shí)要定期對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行維修保養(yǎng)，檢查冷卻器是否泄漏、清洗葉輪、蝸殼、擴(kuò)壓器等。

2.設(shè)備振動(dòng)過(guò)大

2.1受迫振動(dòng)

2.1.1主電動(dòng)機(jī)振動(dòng)過(guò)大，雖然主電動(dòng)機(jī)與壓縮機(jī)之間大部分采用膜片聯(lián)軸器連接能起到一定的減振作用，但當(dāng)電動(dòng)機(jī)振動(dòng)過(guò)大時(shí)勢(shì)必會(huì)將振動(dòng)傳遞但當(dāng)電動(dòng)機(jī)振動(dòng)過(guò)大時(shí)勢(shì)必會(huì)將振動(dòng)傳遞給壓縮機(jī)，造成壓縮機(jī)的振動(dòng)。

2.1.2轉(zhuǎn)子本身不平衡，如轉(zhuǎn)子在使用時(shí)間較長(zhǎng)或環(huán)境因素較惡劣時(shí)，轉(zhuǎn)子由于積炭、灰塵的聚集，會(huì)造成轉(zhuǎn)子平衡破壞，此時(shí)應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行清洗，校正恢復(fù)動(dòng)平衡。

2.1.3機(jī)組找正精度破壞。建議使用專業(yè)對(duì)中設(shè)備（如激光對(duì)中儀等）。

2.2共振

2.2.1操作轉(zhuǎn)速接近臨界轉(zhuǎn)速。當(dāng)設(shè)備運(yùn)行在接近臨界轉(zhuǎn)速時(shí)振幅會(huì)急劇增大。此時(shí)應(yīng)變換臨界轉(zhuǎn)速或變更臨界轉(zhuǎn)速。

2.2.2油膜振蕩。

2.2.3結(jié)構(gòu)共振。

2.3氣體脈動(dòng)

如壓縮機(jī)的喘振是氣體脈動(dòng)的典型形式。當(dāng)壓縮機(jī)在喘振區(qū)運(yùn)行時(shí)，壓縮機(jī)流量和出口壓力周期大幅度波動(dòng)，引起壓縮機(jī)劇烈振動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成機(jī)毀事故。為避免發(fā)生喘振應(yīng)想盡辦法使壓縮機(jī)不要運(yùn)行在喘振區(qū)，可以通過(guò)設(shè)防喘振保護(hù)系統(tǒng)來(lái)避免壓縮機(jī)的喘振。

2.4動(dòng)轉(zhuǎn)

2.4.1齒輪嚙合不良。通過(guò)提高齒輪的加工及安裝精度來(lái)保證。

2.4.2軸承間隙過(guò)大。調(diào)整軸承間隙至合理值。

2.4.3軸承的背過(guò)盈量過(guò)小。增設(shè)墊片加大瓦背過(guò)盈，或刮研軸承蓋水平中分面。

2.4.4轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡不合格。重新校核轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡。

2.5其他原因

2.5.1蝸殼內(nèi)有積水或固體沉淀物。此時(shí)應(yīng)排除積水和固體沉淀物。

2.5.2地腳螺栓松動(dòng)。重新找正后緊固地腳螺栓。

3.軸承溫度過(guò)高、損壞壓縮機(jī)軸承溫度過(guò)高、尤其是推力軸承損毀是較為常見的。

3.1潤(rùn)滑油原因

3.1.1供油量不足。軸承進(jìn)油節(jié)流圈孔徑過(guò)小造成進(jìn)油量不足，此時(shí)應(yīng)適當(dāng)加大節(jié)流圈孔徑。潤(rùn)滑系統(tǒng)油壓下降或過(guò)濾器阻力過(guò)大進(jìn)油量減少，此時(shí)應(yīng)檢查潤(rùn)滑系統(tǒng)油泵、油管，清洗過(guò)濾器等。軸承油楔過(guò)小造成進(jìn)油不足。此時(shí)應(yīng)加大油楔斜度。

3.1.2潤(rùn)滑油內(nèi)有水分或潤(rùn)滑油使用時(shí)間較長(zhǎng)潤(rùn)滑油變質(zhì)，此時(shí)應(yīng)檢修油冷卻器排除漏水故障或及時(shí)更換潤(rùn)滑油。

3.1.3潤(rùn)滑油溫度異常。通過(guò)調(diào)整冷卻水來(lái)調(diào)整潤(rùn)滑油溫度使之滿足使用要求。

3.1.4潤(rùn)滑油中雜質(zhì)進(jìn)入軸承。檢查油過(guò)濾器或更換潤(rùn)滑油。

3.2振動(dòng)原因由于旋轉(zhuǎn)部件不對(duì)中、油膜振蕩致使軸振動(dòng)過(guò)大從而造成軸承損壞。

3.3運(yùn)轉(zhuǎn)原因主要表現(xiàn)在以下方面：

3.3.1軸承間隙過(guò)小。重新刮研軸承，調(diào)整軸承間隙。

3.3.2軸振動(dòng)及彎曲。重新校正傳動(dòng)軸，校正動(dòng)平衡。

4.葉輪損壞

4.1葉輪強(qiáng)度

4.1.1許用應(yīng)力小于實(shí)際應(yīng)力。

4.1.2葉輪在制造加工包括熱處理時(shí)形成的裂紋未被發(fā)現(xiàn)。

4.1.3葉輪在使用過(guò)程中磨損、腐蝕和裂紋。

4.1.4葉輪的疲勞損壞

4.2運(yùn)行不正常

4.2.1吸入異物。壓縮機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中水、灰塵、管路中鐵屑或因過(guò)濾器原因吸入顆粒狀硬物。應(yīng)定期檢查清洗或更換過(guò)濾器。

4.2.2振動(dòng)過(guò)大。如軸承損壞造成葉輪與蝸殼摩擦、迷宮密封損壞、轉(zhuǎn)子過(guò)度不平衡等。

5.變速箱齒輪嚙合不良齒輪加工精度不良、裝配、運(yùn)行及齒輪箱變形都會(huì)導(dǎo)致變速箱齒輪嚙合不良。

5.1裝配原因

5.1.1軸承損壞造成軸的平行度不能保證。

應(yīng)更換損壞的軸承重新對(duì)中。

5.1.2因供油不足造成齒面點(diǎn)蝕。調(diào)整潤(rùn)滑油壓力和流量至合理值。

5.1.3油污濁或潤(rùn)滑油中混有鐵銹等雜質(zhì)。檢查更換油過(guò)濾器濾芯，更換潤(rùn)滑油。

5.1.4傳動(dòng)軸因動(dòng)平衡不良等原因造成振動(dòng)過(guò)大。校正動(dòng)平衡。

5.2齒輪箱變形主要表現(xiàn)在以下方面：

5.2.1基礎(chǔ)施工不良造成在使用過(guò)程中下沉或凸起。

5.2.2齒輪箱在制造過(guò)程中去除應(yīng)力不徹底。

6.聲音異常

6.1流體因素包括氣流脈動(dòng)、渦流、共振等。

6.2機(jī)械因素主要表現(xiàn)在以下方面：

6.2.1齒輪非正常嚙合，需重新調(diào)整齒輪齒面的嚙合精度。

6.2.2轉(zhuǎn)動(dòng)部件與靜止部件接觸產(chǎn)生摩擦。

6.2.3轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡不良，校正轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡。

6.2.4零部件的破裂。

6.3油膜渦動(dòng)在油膜渦動(dòng)發(fā)生時(shí)，調(diào)整潤(rùn)滑油溫度可以有效抑制振動(dòng)；使軸頸處于較大的偏心率下工作，利用上瓦油壓，使下瓦的載荷加大，從而提高軸瓦的穩(wěn)定性等。

7.電動(dòng)機(jī)過(guò)載引起電動(dòng)機(jī)過(guò)載的原因除電氣故障、電氣儀表接線錯(cuò)誤外還有以下因素。

7.1機(jī)械方面

7.1.1轉(zhuǎn)子與靜止元件摩擦，造成負(fù)荷過(guò)大而過(guò)載。

7.1.2壓縮機(jī)因轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡等原因造成振動(dòng)過(guò)大，重新校正轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡。

7.1.3壓縮機(jī)因冷卻器氣側(cè)排水不暢或水氣串漏使水、油等進(jìn)入蝸殼、造成負(fù)荷過(guò)大此時(shí)極容易損壞葉輪。定期檢查并疏通氣側(cè)排水管道。

7.2儀表不正常主要表現(xiàn)在以下方面：

7.2.1電壓過(guò)低從而引起電流過(guò)大。

7.2.2功率表與電流互感器、變壓器不匹配。更換功率表。

7.2.3電流表與功率表誤差過(guò)大。

二、結(jié)語(yǔ)

青島鋼鐵有限公司現(xiàn)有三套大型離心式壓縮機(jī)組，通過(guò)近幾年對(duì)壓縮機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)的問題進(jìn)行認(rèn)真分析，各臺(tái)壓縮機(jī)組的運(yùn)行維護(hù)周期和維護(hù)成本大大降低，提高了設(shè)備的可靠。，

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