大型離心式壓縮機(jī)組常見(jiàn)故障原因分析及處理措施

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1.離心式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理

(1)離心式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)

①機(jī)殼：機(jī)口是離心式壓縮機(jī)的主要保護(hù)措施，因此其需要借用強(qiáng)度較為高端材質(zhì)進(jìn)行制作。一般在實(shí)際操作生產(chǎn)過(guò)程中使用的離心式壓縮機(jī)機(jī)殼一般是貼紙或者鋼鐵原料。

②隔板：隔板部分在離心式壓縮機(jī)整個(gè)部位中占據(jù)著較為重要的因素，因?yàn)槠渲饕饔檬前褖嚎s機(jī)的葉輪進(jìn)行分割與分級(jí)，使其成為具有連續(xù)慣性的流道，將隔板之間相互擴(kuò)充使壓縮機(jī)內(nèi)部的氣體在通過(guò)擴(kuò)壓器，或?qū)⑺^的動(dòng)能變化為能夠進(jìn)行工作的壓力能。

③級(jí)間密封及軸端密封：從離心式壓縮機(jī)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)來(lái)看，一般其直接密封以及終端密封采用的是迷宮密封的方式采取迷宮密封的主要原因，是為了能夠讓氣體進(jìn)行固定運(yùn)動(dòng)，避免因?yàn)闅怏w的回流導(dǎo)致不同壓縮機(jī)級(jí)間串氣，在終端密封一般采取的是另一種方式，最常見(jiàn)的是碳環(huán)密封和干氣密封。

④軸承：軸承的主要作用是使承受轉(zhuǎn)子的重量與其他的力量進(jìn)行附加并使其在離心式壓縮機(jī)中產(chǎn)生力量和壓力，并通過(guò)相應(yīng)的傳輸將壓力轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，實(shí)現(xiàn)離心式壓縮機(jī)的工作流程。從軸承的工作原理來(lái)看，其可以分為兩個(gè)不同的軸承，一般是支撐軸承和推力的軸承之稱的軸承主要是為了保障壓縮機(jī)內(nèi)部的系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)故障的問(wèn)題。而推力軸承是為了將氣能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能或者是壓力能，這兩個(gè)部分的結(jié)合，促進(jìn)了離心式壓縮機(jī)功能的實(shí)現(xiàn)。從軸承的工作原理來(lái)看，其始終采取的是單一且持續(xù)的循環(huán)工作。在其工作的過(guò)程中，可以將相應(yīng)的能力進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)化，而能量轉(zhuǎn)化的目的，也是為了促進(jìn)離心式壓縮機(jī)的正常工作，不同部件之間相互合作，從而實(shí)現(xiàn)了軸承的運(yùn)動(dòng)與工作。

A.主軸：因?yàn)橹鬏S的主要任務(wù)是為了有效的傳遞功率，因此要求主軸應(yīng)該有足夠的動(dòng)力。

B.葉輪：葉輪可以分為三種不同的葉輪種類(lèi)，其分別為開(kāi)式、半開(kāi)式和閉式葉輪。其中半開(kāi)式葉輪，主要是作用于空分機(jī)組的首級(jí)葉輪以及齒輪壓縮機(jī)葉輪，因?yàn)槿~輪是對(duì)介質(zhì)氣做功的主要核心部件，因此從一定程度上來(lái)講，葉輪的質(zhì)量也就直接影響了壓縮機(jī)的質(zhì)量。

C.軸套：軸套的主要作用是對(duì)葉輪進(jìn)行固定和保護(hù)主軸，避免主軸因?yàn)樵獾綒饬鞯挠绊懀瑥亩ＷC主軸的運(yùn)作效率。與此同時(shí)，軸套也可以起到導(dǎo)流的作用，促進(jìn)壓縮機(jī)內(nèi)部氣體的形成。

(2)離心式壓縮機(jī)的工作原理

離心式壓縮機(jī)原理及特點(diǎn)是：石油化工企業(yè)常用壓縮機(jī)按工作原理結(jié)構(gòu)基本可分成透平式和容積式壓縮機(jī)兩大類(lèi)。透平式壓縮機(jī)有離心式和軸流式兩種，如催化裝置的主風(fēng)機(jī)采用的是軸流式的較多，而氣壓機(jī)均是離心式壓縮機(jī)。容積式壓縮機(jī)有往復(fù)式和回轉(zhuǎn)式，如螺桿式壓縮機(jī)。離心式壓縮機(jī)工作原理：汽輪機(jī)或電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)壓縮機(jī)主軸葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，在離心力作用下，氣體被甩到工作輪后面的擴(kuò)壓器中去。而在工作輪中間形成稀薄地帶，前面的氣體從工作輪中間的進(jìn)氣部分進(jìn)入葉輪，由于工作輪不斷旋轉(zhuǎn)，氣體能連續(xù)不斷地被甩出去，從而保持了氣壓機(jī)中氣體的連續(xù)流動(dòng)。

2.常見(jiàn)故障及相應(yīng)處理措施

（1）支撐軸承溫度高。①如果在支撐軸承中出現(xiàn)軸瓦間隙偏小的問(wèn)題，那么可以采取調(diào)整軸瓦間隙的方法。②如果在塊表面巴氏合金發(fā)現(xiàn)有砂眼裂紋等問(wèn)題，那么就需要重新澆鑄巴氏合金進(jìn)行改正。③如果軸瓦設(shè)計(jì)存在問(wèn)題，那么就會(huì)直接導(dǎo)致瓦塊超負(fù)荷運(yùn)行。因此在實(shí)際工作過(guò)程中就可以采取改進(jìn)軸瓦設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的方法，通過(guò)改善承載能力解決當(dāng)下的問(wèn)題。④如果在壓縮機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中出現(xiàn)了機(jī)組長(zhǎng)期處在振動(dòng)值偏高指數(shù)的情況，那么壓縮機(jī)的運(yùn)行必然會(huì)加速軸瓦的損耗。因此在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)該及時(shí)處理振動(dòng)問(wèn)題，確保軸系的穩(wěn)定與安全。⑤在壓縮機(jī)日常運(yùn)行的過(guò)程中，往往會(huì)因?yàn)闈?rùn)滑油含水或帶雜質(zhì)導(dǎo)致軸頸與軸瓦之間摩擦增大，不僅嚴(yán)重影響了其正常運(yùn)行，還增加了運(yùn)行成本。針對(duì)這一問(wèn)題，就應(yīng)該定期采樣化驗(yàn)分析油品，根據(jù)各部件的實(shí)際情況及時(shí)更換潤(rùn)滑油。⑥除此之外，在日常運(yùn)行過(guò)程中還應(yīng)該注意進(jìn)油溫度偏高的問(wèn)題，一旦發(fā)現(xiàn)存在溫度偏高的現(xiàn)象，應(yīng)該及時(shí)開(kāi)大冷卻水進(jìn)行降溫處理。

（2）推力軸承溫度高。影響推力軸承溫度比較高的原因，不只有潤(rùn)滑油方面的因素，還有中斷結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺乏合理性的因素，因?yàn)樵谄湔＿\(yùn)行的過(guò)程中，往往會(huì)面對(duì)較高量的復(fù)合以及在其密封的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)密封失效的問(wèn)題，導(dǎo)致葉輪兩側(cè)之間的壓力差，是在不斷增加的。這在很大程度上就直接影響了推力平衡導(dǎo)致推力平衡盤(pán)的堵塞，尤其是在其正常運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)堵塞的問(wèn)題，那么必然會(huì)導(dǎo)致推力平衡盤(pán)的非正常運(yùn)行，這也就是導(dǎo)致當(dāng)下問(wèn)題產(chǎn)生的主要原理，因此要想促進(jìn)相關(guān)問(wèn)題的改進(jìn)與優(yōu)化就應(yīng)該從導(dǎo)致問(wèn)題出現(xiàn)的不同因素出發(fā)，選擇恰當(dāng)?shù)母倪M(jìn)措施，以此優(yōu)化各個(gè)部位的工作效率，從而全面解決當(dāng)下存在的問(wèn)題。

①如果在其正常運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)了進(jìn)油壓力偏低、進(jìn)油量不足的情況，那么應(yīng)該從適當(dāng)增加進(jìn)油壓力入手，仔細(xì)檢查清理軸承座的進(jìn)油通道，如果部分壓縮機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)有需要，可以采取擴(kuò)大軸瓦進(jìn)油孔徑的方法進(jìn)行優(yōu)化。②如果在其正常運(yùn)行中存在進(jìn)油溫度偏高的問(wèn)題，那么可以采取開(kāi)大冷卻水的方法，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。③如果發(fā)現(xiàn)將含水或帶雜質(zhì)的潤(rùn)滑油加入到軸頸與軸瓦之間，液體對(duì)摩擦力造成了影響，導(dǎo)致破壞液體摩擦問(wèn)題的出現(xiàn)，那么可以采取定期采樣化驗(yàn)分析油品的方法，在必要時(shí)可以采取更換潤(rùn)滑油的方法。④推力軸承安裝不當(dāng)或推力盤(pán)安裝不到位，應(yīng)該拆檢檢查推力軸承是否相互卡滯導(dǎo)致瓦塊擺動(dòng)不靈活；檢查推力盤(pán)是否安裝到位。⑤如果發(fā)現(xiàn)壓縮機(jī)內(nèi)部存在軸向力大的問(wèn)題，那么可以采取調(diào)整工藝參數(shù)的方法，以此降低軸向力，根據(jù)壓縮機(jī)內(nèi)部實(shí)際情況，有必要對(duì)核算實(shí)際中以及相應(yīng)的設(shè)計(jì)偏差，進(jìn)行明確，那么必要時(shí)可以對(duì)核算實(shí)際軸向力和設(shè)計(jì)偏差進(jìn)行明確與優(yōu)化。

（3）軸位移偏大。與其他存在的問(wèn)題相同，軸位移偏也是影響壓縮機(jī)運(yùn)行效率的一大影響因素之一，那么要想解決軸位移偏的問(wèn)題，首先就應(yīng)該明確導(dǎo)致軸位移偏的原因是什么，在實(shí)際使用與工作的過(guò)程中，可以發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致其出現(xiàn)軸位偏移的主要因素是壓縮機(jī)喘振和復(fù)合變化因素，加之位移盤(pán)的跳動(dòng)和不同級(jí)別之間密封問(wèn)題，就造成了問(wèn)題的出現(xiàn)，因此以下主要針對(duì)這幾個(gè)方面提出了具體的改進(jìn)措施。

壓縮機(jī)的級(jí)間密封和平衡盤(pán)密封間隙超差或失效就會(huì)造成軸位的偏移，因此需要及時(shí)關(guān)注其實(shí)際情況，并及時(shí)針對(duì)存在問(wèn)題的密封進(jìn)行更換。例如，在壓縮機(jī)正常運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)該盡量避免其出現(xiàn)喘振的問(wèn)題，因?yàn)橐坏嚎s機(jī)存在轉(zhuǎn)動(dòng)，那么必然就會(huì)影響壓縮機(jī)的出入口的自身壓力，甚至?xí)苯佑绊懫浞€(wěn)定運(yùn)行，造成劇烈的波動(dòng)，最終導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的軸向轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定，影響其工作效率。再比如在正常運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)該注意復(fù)合的變化量保證各個(gè)階段的壓力，在一定比例之內(nèi)，如果不能很好地將壓力控制在合理的范圍內(nèi)，那么就會(huì)造成軸位偏移大，因此在日常工作中一定要注意保證數(shù)量和比例避免其他問(wèn)題的出現(xiàn)。

（4）軸振動(dòng)超標(biāo)。當(dāng)軸瓦間隙出現(xiàn)軸瓦間隙超差瓦背緊力不足的問(wèn)題時(shí)，適當(dāng)及時(shí)對(duì)軸瓦間隙進(jìn)行調(diào)整。如果在壓縮機(jī)內(nèi)部出現(xiàn)油膜激蕩的問(wèn)題，那么就可以采取降低潤(rùn)滑油溫度的方法，對(duì)瓦塊比壓進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑黾樱源烁倪M(jìn)當(dāng)下存在的問(wèn)題。

3.結(jié)語(yǔ)

想要優(yōu)化壓縮機(jī)的工作效率，避免其在實(shí)際工作過(guò)程中發(fā)生不同程度的故障，那么就要明確各個(gè)部位的工作原理與可能會(huì)存在的故障問(wèn)題，并且以此為依據(jù)明確不同部位的具體改進(jìn)措施與故障修理措施，并將其落實(shí)到日常工作中，保證壓縮機(jī)能夠高效運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)保證壓縮機(jī)的正常使用壽命，避免其因?yàn)殄e(cuò)誤使用和維修不及時(shí)，導(dǎo)致壓縮機(jī)使用壽命的縮減。