離心式壓縮機振動故障分析及處理措施研究

苑慶 楊衛(wèi)紅

摘 要：唯有實現(xiàn)維護保養(yǎng)工作方案的改進，才可以保證離心式壓縮機得到高水平的應(yīng)用。因此，針對當前離心式壓縮機裝置應(yīng)用存在的問題，制定提升壓縮機維護保養(yǎng)質(zhì)量的具體策略，是很多離心式壓縮機裝置應(yīng)用人員重點關(guān)注的問題。本文對離心式壓縮機振動故障分析及處理措施進行分析，以供參考.

關(guān)鍵詞：離心式壓縮機;振動故障;處理措施

引言

離心式壓縮機是一種加工制造精度非常高的動力機械，其特點為高轉(zhuǎn)速、高功率、高效率，常用于動力能源、冶金以及石油化工等行業(yè)。離心式壓縮機振動過大是機組運轉(zhuǎn)中最常見的故障，當機組振動過高時，不但會影響壓縮機使用壽命，降低機器運轉(zhuǎn)周期，產(chǎn)生噪聲，而且會引起機器零部件損壞，危害人身安全，停產(chǎn)停工，造成財產(chǎn)經(jīng)濟的損失。針對離心式壓縮機機組振動值過高的現(xiàn)象，該文從轉(zhuǎn)子不平衡、轉(zhuǎn)子不對中以及油膜渦動和油膜振蕩3個方面，根據(jù)實際情況分析離心式壓縮機組振動過高的原因，探討解決方法，從而減少和避免振動故障，減少經(jīng)濟損失。

1.離心式壓縮機振動原因

1.1轉(zhuǎn)子不對中

離心式壓縮機出現(xiàn)轉(zhuǎn)子不對中的問題，是由于設(shè)備設(shè)計、安裝誤差，工業(yè)生產(chǎn)存在熱膨脹、變形、基礎(chǔ)沉降等以及導向系統(tǒng)未鎖緊，使轉(zhuǎn)子軸線之間不對中，產(chǎn)生對轉(zhuǎn)子有害的動態(tài)反應(yīng)，造成壓縮機異常振動的一種危害嚴重的振動。不對中引起的振幅與轉(zhuǎn)子的負荷有關(guān)，負荷較小的軸承出現(xiàn)最大振動往往是緊靠聯(lián)軸器兩端的軸承。由不對中故障產(chǎn)生的對轉(zhuǎn)子的激勵力幅，隨轉(zhuǎn)速的升高而加大，激勵力幅與不對中量成正比，隨著不對中量的增加，激勵力幅呈線性加大。轉(zhuǎn)子徑向振動主要由平行不對中引起，軸向振動由角不對中引起。

1.2旋轉(zhuǎn)失速與喘振

離心式壓縮機工藝條件發(fā)生改變時，進入壓縮機的氣體量減小，氣體從葉片的凹面沖擊進入，沖角加大，沿葉片速度面出現(xiàn)渦流區(qū)，形成附面層的脫離現(xiàn)象，大量的漩渦即沖擊了葉片工作面，又減少了流道有效工作面積，迫使氣流折向其它流道，旋渦組成的氣團轉(zhuǎn)速反向傳播，產(chǎn)生振動是旋轉(zhuǎn)失速。氣量繼續(xù)減少到一定程度后，失速現(xiàn)象進一步加強，產(chǎn)生較大的氣流脈沖，引起強烈的機組振動，這時喘振就發(fā)生了。壓縮機轉(zhuǎn)速下降而出口壓力未下降，管網(wǎng)壓力升高，壓縮機進氣溫度升高、流量下降或管網(wǎng)阻力加大都是產(chǎn)生壓縮機喘振的原因。

2.離心式壓縮機振動處理措施研究

2.1設(shè)計防喘振系統(tǒng)

安裝防喘振系統(tǒng)是常見的防喘振措施。根據(jù)壓縮機的性能曲線，考慮不同負荷下的喘振極限流量，在壓縮機組中安裝防喘振控制系統(tǒng)。用監(jiān)測系統(tǒng)實時檢測壓縮機氣體流量，當降低到發(fā)生喘振的最低流量值時，系統(tǒng)打開旁通閥，將部分壓縮機出口氣體回流到入口以避免喘振發(fā)生。

2.2優(yōu)化參數(shù)及合理選擇零部件

在氣動參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)方面考慮，采用后彎式葉輪，無葉擴壓器，出口寬度變窄的無葉擴壓器等，在設(shè)計時采用導葉可調(diào)機構(gòu)，以達到擴大穩(wěn)定工況范圍，減少喘振發(fā)生的目的;科學選用零部件，用三油楔和四油楔等抗振好的軸承抵抗油膜振動的發(fā)生;合理優(yōu)化密封結(jié)構(gòu)參數(shù)，避免梳齒密封氣流激蕩的發(fā)生。

2.3軸承的振動幅度過大，振幅超標

（1）離心式壓縮機的運行參數(shù)與軸承調(diào)整數(shù)值之間存在不匹配現(xiàn)象。（2）軸瓦與軸徑之間出現(xiàn)無法填補的縫隙，離心式壓縮機葉輪部位在工作運行中，如果工作功率較大或者電流較大，就會出現(xiàn)嚴重的磨損，磨損造成間隙的擴大，引發(fā)軸承振動。離心式壓縮機運行參數(shù)出現(xiàn)異常變化時，就要檢查軸承工藝流程，避免軸承振動對離心式壓縮機的正常工作產(chǎn)生影響。

2.4油膜渦動與油膜振蕩

潤滑油平均速度繞軸中心運動的現(xiàn)象稱為油膜。因為油膜的運動速度大約是轉(zhuǎn)子速度的一半，所以也被稱為半速。當機構(gòu)生成油膜并且湍流和振動值隨機增加時，此狀態(tài)不會消失。當電機轉(zhuǎn)速增加到第一級臨界轉(zhuǎn)速的兩倍時，石油工業(yè)的頻率等于第一輪臨界轉(zhuǎn)速，電機的振動值通過共振而增加，結(jié)果證明是強振動。當發(fā)動機轉(zhuǎn)速進一步提高時，油膜頻率保持不變，始終等于第一輪轉(zhuǎn)速的臨界轉(zhuǎn)速，稱為油膜振動。整體而言，石油工業(yè)是機械發(fā)動機振動過高和油膜振動前部的重要因素。離心機控制組的振動值在機房發(fā)生油膜振動時受到嚴重影響，甚至出現(xiàn)鎖定停止。油膜的振動是機器運行中出現(xiàn)的五種不同現(xiàn)象下油膜行業(yè)的一種較為戲劇性的形式：1）轉(zhuǎn)子運行時振動劇烈，振幅突飛猛進，出現(xiàn)異常。2）轉(zhuǎn)子導致油膜振動時，轉(zhuǎn)速接近或超過第一級轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速范圍時，第一級轉(zhuǎn)子幅度接近或超過臨界轉(zhuǎn)速幅度。3）當轉(zhuǎn)速設(shè)定為大于臨界轉(zhuǎn)速兩倍的值時，轉(zhuǎn)子會劇烈擺動，頻率譜類似臨界轉(zhuǎn)速的頻率譜，在轉(zhuǎn)速設(shè)定時不會改變。僅當速度低于臨界速度的兩倍時，強振動才會消失。4）旋轉(zhuǎn)軸是正進給方向上的不規(guī)則形狀。5）轉(zhuǎn)子振動值對軸承潤滑油溫度非常敏感，降低潤滑油溫度，振動值明顯降低，潤滑油溫度和振動值明顯提高。

3.離心式壓縮機的維護保養(yǎng)和檢修管理分析

離心式壓縮機一旦出現(xiàn)故障，首先，應(yīng)該進行的檢查為基礎(chǔ)檢查，對產(chǎn)生的故障利用管體驗進行排查，確保離心式壓縮機的正常工作運行，處于最佳的工作狀態(tài)。同時，檢查人員還要依次檢查離心式壓縮機的元器件和線路，必要時，可以咨詢離心式壓縮機的生產(chǎn)廠家，對離心式壓縮機的線路進行檢查，是否出現(xiàn)線路接觸不良或者線信號線脫落等現(xiàn)象，同時還要檢查離心式壓縮機的各個零部件，檢查的過程中要按照相應(yīng)的流程，尤其是檢查離心式壓縮機的壓力、軸承溫度、油壓等，檢查離心式壓縮機軸承是否出現(xiàn)溫度過高等現(xiàn)象，在離心式壓縮機的工作中，軸承承受了較大的牽引力與重力，同時，還承受支架的作用力，軸承長時間的工作運行后，就會出現(xiàn)磨損，磨損嚴重就會影響離心式壓縮機的正常工作運行。離心式壓縮機的工作性能與軸承的抗失穩(wěn)能力、強度、自重等都有著密切的關(guān)系，軸承在運行過程中才會科學合理地降低摩擦阻力，保障離心式壓縮機的正常使用，同時，延長離心式壓縮機的使用壽命。要想確保自動化儀表的正常工作，離心式壓縮機的安全、穩(wěn)定運行，自動化儀表的定期維護和保養(yǎng)工作是必不可少的，離心式壓縮機的定期維護和保養(yǎng)工作與其他機械設(shè)備相比較更加的復雜，離心式壓縮機經(jīng)常受到各種不確定因素的干擾，一旦電壓出現(xiàn)波動或者閃變，都可能影響離心式壓縮機的運行穩(wěn)定性，隨著離心式壓縮機的應(yīng)用比例越來越高，我們需要評價離心式壓縮機的整個運行生命周期，我們將離心式壓縮機的生命周期分為兩個子階段進行分析研究，其中涉及描述統(tǒng)計學、差異比較法、因素分析法等，確保接元件的位置與數(shù)量與實際需求相符合，降低干擾因素對其產(chǎn)生的負面影響。

結(jié)束語

創(chuàng)新離心式壓縮機裝置的維護保養(yǎng)工作方案，可以為離心式壓縮機的高質(zhì)量應(yīng)用提供更加完整的支持。因此，結(jié)合當前離心式壓縮機應(yīng)用存在的具體問題，制定離心式壓縮機維護保養(yǎng)的具體策略，對提高離心式壓縮機裝置的綜合性應(yīng)用質(zhì)量具有十分重要的意義。

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（伊犁新天煤化工有限責任公司，新疆 伊寧835000）