離心式壓縮機(jī)故障原因分析及處理措施

【摘 要】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。

【關(guān)鍵詞】離心式壓縮機(jī)；振動(dòng)；措施

一、離心壓縮機(jī)的故障類型

離心壓縮機(jī)的故障類型比較多，其中90%屬于振動(dòng)問題，著重分析離心壓縮機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中的振動(dòng)問題。振動(dòng)故障是由不同的原因造成的，規(guī)劃離心壓縮機(jī)振動(dòng)故障的類型，如：

首先，，轉(zhuǎn)子偏移，臨界轉(zhuǎn)子之間的中心線，沒有在規(guī)定的位置上，明顯傾斜，此時(shí)離心壓縮機(jī)會(huì)長(zhǎng)周期的振動(dòng)，解決轉(zhuǎn)子偏移時(shí)，要排除外力的干擾，實(shí)行熱態(tài)處理；

其次，轉(zhuǎn)子彎曲，轉(zhuǎn)子軸沒有處于中心線處，如果是由轉(zhuǎn)子彎曲引發(fā)的離心壓縮機(jī)振動(dòng)，則需要采用對(duì)應(yīng)的修復(fù)措施；再次，轉(zhuǎn)子不平衡，當(dāng)離心壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子軸心線外側(cè)，呈現(xiàn)不平衡質(zhì)量時(shí)，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子出現(xiàn)周期性運(yùn)轉(zhuǎn)偏離，離心壓縮機(jī)在轉(zhuǎn)子偏離的帶動(dòng)下，表現(xiàn)出振動(dòng)故障，此類故障需要檢查轉(zhuǎn)子是否出現(xiàn)質(zhì)量問題，重新平衡轉(zhuǎn)子。最后，軸承間隙過大、油質(zhì)變差、油溫過高、聯(lián)軸器不對(duì)中等常見故障，也均會(huì)表現(xiàn)出振動(dòng)故障，此類故障需要做出相應(yīng)的維修保養(yǎng)來(lái)解決。

二、離心式壓縮機(jī)故障原因

1、喘振

喘振是離心式空壓機(jī)特有的、最常見也是危害最大的故障。造成喘振的原因是在某一工況下，當(dāng)進(jìn)入空壓機(jī)的空氣流量不能使空壓機(jī)產(chǎn)生足夠的壓力，導(dǎo)致排氣端逆止閥的關(guān)閉，空氣在空壓機(jī)內(nèi)積累到足夠的壓力時(shí)，再把逆止閥沖開，如此反復(fù)，導(dǎo)致輸出的壓力和電機(jī)負(fù)荷劇烈地波動(dòng)。逆止閥如此頻繁開關(guān)，就會(huì)引起機(jī)組的強(qiáng)烈振動(dòng)并伴隨發(fā)出周期性的異常吼叫聲。喘振發(fā)生后還會(huì)波及到主機(jī)以外的電機(jī)、進(jìn)出口管線、壓力表等，控制盤上的所有操作儀表都會(huì)隨之發(fā)生大幅度的擺動(dòng)。喘振會(huì)對(duì)壓縮機(jī)的密封系統(tǒng)、軸承系統(tǒng)造成較大損壞，嚴(yán)重的喘振有可能打碎葉輪，損傷齒輪箱、電動(dòng)機(jī)等，從而使壓縮機(jī)遭到嚴(yán)重破壞。

2、葉輪與擴(kuò)壓器之間的間隙變化

離心式壓縮機(jī)對(duì)葉輪與擴(kuò)壓器之間的間隙有著非常嚴(yán)格的要求。間隙過大會(huì)發(fā)生泄漏串氣，導(dǎo)致空氣流量減少；間隙過小，通過的工藝氣體流量變小，同時(shí)在后端推力軸承磨損的情況下，容易發(fā)生葉輪與擴(kuò)壓器碰撞的設(shè)備事故。因此葉輪與擴(kuò)壓器之間的間隙過大和過小都會(huì)造成空氣流量變小，使壓縮機(jī)無(wú)法提高輸出壓力，從而形成喘振故障。

3、冷卻器冷卻效果差

壓縮機(jī)是通過循環(huán)水進(jìn)入各級(jí)冷卻器，與氣腔中高溫空氣進(jìn)行熱交換來(lái)降低壓縮空氣溫度，以達(dá)到降低功率提高效率作用的。影響冷卻效果的原因：一是水量不足或水溫過高，不足以帶走氣腔中空氣的熱量。二是循環(huán)水水硬會(huì)使管內(nèi)表面結(jié)垢；水臟會(huì)使管路濾芯被泥沙和油污堵塞，影響傳熱工況和冷卻效果。

4、與振動(dòng)有關(guān)方面的故障

離心式壓縮機(jī)是高速旋轉(zhuǎn)的設(shè)備，伴著壓縮機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)機(jī)組會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)，由振動(dòng)引發(fā)故障嚴(yán)重時(shí)很可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備部件損壞，壓縮機(jī)不能正常工作。最嚴(yán)重的是，這樣的故障有很大的可能會(huì)造成工作人員的人身安全問題。引起振動(dòng)的因素很多，例如：轉(zhuǎn)子不平衡；（分析：有可能是葉輪吸入異物或表面積灰太多。轉(zhuǎn)子在運(yùn)輸途中被碰或者存放的支點(diǎn)不對(duì)造成的轉(zhuǎn)子彎曲變形。葉輪輪盤或葉片頻率不合適。轉(zhuǎn)子上裝的鎖緊螺母沒有把緊造成轉(zhuǎn)子的零件松動(dòng)）；轉(zhuǎn)子不對(duì)中；（分析：由于機(jī)組熱狀態(tài)下轉(zhuǎn)子中心出現(xiàn)不一致或地基下沉，產(chǎn)生偏差）；聯(lián)軸器有故障；（分析：聯(lián)軸器制造平衡不精或配錯(cuò)，或軸向安裝尺寸有誤。齒式聯(lián)軸器的齒有磨損導(dǎo)致聯(lián)軸器接觸不良）；軸瓦缺陷；（分析：軸瓦間隙偏大，軸瓦型線不好導(dǎo)致油膜渦動(dòng)，油溫過低導(dǎo)致渦動(dòng)，瓦背過盈量不足導(dǎo)致的振動(dòng)）；氣管路安裝不當(dāng)；（分析：氣管路熱脹使機(jī)組熱脹受阻）；氣體激振現(xiàn)象；（分析：發(fā)生喘振現(xiàn)象，平衡盤密封引起的喘振）；其他等因素引起的機(jī)組振動(dòng)現(xiàn)象；（分析：由于驅(qū)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子不平衡或者異常導(dǎo)致的壓縮機(jī)振動(dòng)過大，由于液力耦合器引起的振動(dòng)）。

5、油壓突然下降

在油泵突然發(fā)生故障或?qū)в凸馨l(fā)生破裂后會(huì)使油壓突然下降，及時(shí)檢查油泵故障的原因，排除后或更換新油管后問題即可解決。

三、離心式壓縮機(jī)故障原處理措施

1、喘振的控制與預(yù)防

設(shè)備發(fā)生喘振跡象后，要立即打開旁通閥將一部分氣體直接放空來(lái)消除。長(zhǎng)期有效的控制喘振就要求我們能夠準(zhǔn)確地確定喘振流量，以便于實(shí)際操作中避免放空而引起的能量浪費(fèi)。喘振流量是一個(gè)變量，影響它的技術(shù)參數(shù)很多。選擇一個(gè)適于特定用途的喘振控制系統(tǒng)，取決于許多因素，需要我們進(jìn)行不斷地摸索和試驗(yàn)。一般預(yù)防喘振發(fā)生的措施，一是在允許范圍內(nèi)適當(dāng)降低排氣壓力。二是定期檢查清理工作輪和擴(kuò)壓器上的粘附物，防止葉輪和擴(kuò)壓器的磨損和腐蝕，損壞嚴(yán)重的及時(shí)更新。三是注意葉輪與擴(kuò)壓器之間的間隙變化，及時(shí)將間隙調(diào)整到規(guī)定的范圍。

2、葉輪與擴(kuò)壓器之間的間隙變化

葉輪與擴(kuò)壓器之間的間隙是一項(xiàng)要求非常嚴(yán)格的技術(shù)參數(shù)，對(duì)壓縮機(jī)的性能起著非常重要的作用。一般情況下，葉輪與擴(kuò)壓器之間的間隙不會(huì)發(fā)生變化，只有當(dāng)后端推力軸承磨損或擴(kuò)壓器腐蝕磨損時(shí)才會(huì)發(fā)生。因此，要求每年都對(duì)間隙進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)因后端推力軸承磨損而導(dǎo)致變化的，可以通過后端的墊片進(jìn)行調(diào)整，使間隙達(dá)到規(guī)定的數(shù)值范圍內(nèi)。如果是因擴(kuò)壓器腐蝕磨損，可以對(duì)擴(kuò)壓器進(jìn)行修復(fù)，但如果擴(kuò)壓器腐蝕磨損嚴(yán)重，則必須更換擴(kuò)壓器來(lái)達(dá)到保持間隙要求。

3、水冷系統(tǒng)的故障排除與預(yù)防

空壓機(jī)的冷卻器的工作介質(zhì)是水，所以水量、水溫和水質(zhì)是要充分注意的幾大要素。在運(yùn)行中一般通過監(jiān)視冷卻水溫度和控制供水量來(lái)保證冷卻效果。通過長(zhǎng)期的操作摸索的經(jīng)驗(yàn)表明，冷卻器的溫度應(yīng)控制在30℃-38℃之間是最為適宜的，水溫過低會(huì)使空氣中有水分大量析出，排放不及進(jìn)入下一級(jí)，易導(dǎo)致機(jī)組振動(dòng)乃至發(fā)生喘振或葉輪損壞；溫度過高則會(huì)使機(jī)組效率下降，功耗增大，還易導(dǎo)致機(jī)組末級(jí)溫度超高而自動(dòng)聯(lián)鎖停機(jī)。要對(duì)冷卻循環(huán)水的水質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格控制，避免管路結(jié)垢?？諌簷C(jī)的冷卻器和水汽分離器因結(jié)構(gòu)復(fù)雜，清潔比較困難，可通過經(jīng)常清洗或更換水過濾器，或者使用干凈的水源加入水處理劑等保證空壓機(jī)的良好冷卻，防止因冷卻水水路堵塞而影響機(jī)器正常運(yùn)行。

4、振動(dòng)問題的措施

首先在初級(jí)生產(chǎn)零件過程中，一定要保證每個(gè)零件的精密度和準(zhǔn)確度以及高效特征。振動(dòng)主要是由于頻率問題，另外還有就是零件內(nèi)部的連接，一定要按著標(biāo)準(zhǔn)圖紙的要求來(lái)連接各個(gè)零件。在連接之前做好相應(yīng)的頻率計(jì)算。找好零件重心在哪，保證機(jī)器與其傳動(dòng)線一致，防止由于頻率過低振幅過大引發(fā)強(qiáng)烈振動(dòng)從而導(dǎo)致機(jī)器損失和人員傷害。另外要定期檢查機(jī)組清理轉(zhuǎn)子，檢查軸瓦、聯(lián)軸器等部件。轉(zhuǎn)子重新效驗(yàn)動(dòng)平衡，檢查驅(qū)動(dòng)機(jī)及耦合器等；機(jī)組開車時(shí)正確操作各個(gè)閥門防止喘振等現(xiàn)象的發(fā)生。

5、油路系統(tǒng)的故障排除與預(yù)防

離心式壓縮機(jī)是一種高速運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備，必須保證油路暢通，油溫正常，以使軸承和變速齒輪等轉(zhuǎn)動(dòng)付處于良好的潤(rùn)滑狀態(tài)。正常工況下，供油系統(tǒng)的油溫要求控制在40℃～45℃之間，油溫過低，傳動(dòng)部位得不到充分潤(rùn)滑會(huì)加大摩擦，對(duì)設(shè)備造成危害。所以停用8小時(shí)以上的壓縮機(jī)在開機(jī)前必須將機(jī)組油溫加熱到30℃以上。油溫高于49℃，則可能使油質(zhì)變差，同樣起不到潤(rùn)滑效果，加大設(shè)備的磨損。所以，在壓縮機(jī)使用過程中要特別關(guān)注供油溫度，注意氣溫變化對(duì)油溫的影響，及時(shí)進(jìn)行加熱或冷卻。要經(jīng)常檢查供油管路和油泵，清洗濾油器，發(fā)生故障立即排除。

結(jié)束語(yǔ)

分析離心壓縮機(jī)的故障時(shí)可以得出，其在工業(yè)運(yùn)行中具有多樣化的表現(xiàn)，增加了故障診斷的壓力。離心壓縮機(jī)的故障診斷，基本采用的是科技含量比較高的診斷技術(shù)，通過準(zhǔn)確的診斷，識(shí)別離心壓縮機(jī)中的故障，控制其在工業(yè)生產(chǎn)中的運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)揮離心壓縮機(jī)的工作優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而優(yōu)化離心壓縮機(jī)工業(yè)生產(chǎn)的環(huán)境，提高效益能力。

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