摘要：化工行业离不开离心压缩机，特别是在能源化工行业，离心压缩机有着极特殊的地位。因此，如果离心压缩机发生了异常状况，会使化工企业的经济受到一定的损失。通常情况下，离心压缩机产生的故障原因大多都是机械振动故障，因此企业要重视在该方面的处理。下文中对离心压缩机振动故障展开了讨论，对其产生的原因进行了分析，并提出了几点处理意见。
关键词：离心压缩机；故障；分析；建议
一、离心压缩机概述
离心压缩机的结构主要由两个部分组成，分别为定子与转子。而这两个部分又可分为多个零部件，就其结构方面而言，离心压缩机比较类似于离心鼓风机，因而在离心压缩机实际运行过程中主要就是利用高速旋转的转子将气体产生压强，因而相比于其它同种类型鼓风机，有着相对更高的工作效率。离心压缩机是通过高速旋转的叶轮将输送的气体加速，当高速流动的气体进入蜗壳内转变流向而减速增压，这样气体在叶轮内获得高速的动能转变成压力势能，因此提高了气体的压力。
二、离心式压缩机故障原因分析
1.转子不平衡
离心式压缩机转子不平衡是较为常见的故障。在离心式压缩机转子时，受制造技术和加工材料等多重影响，转子的质量往往无法完全与中心轴线呈完全对应关系，转子的轴线和转子的质心通常情况下会存在一定的偏心距，导致转子只能达到一种相对平衡的状态。而机器在运行的过程受离心力的影响，转子会对压缩机轴承产生载荷影响，导致震荡故障。转子不平衡的原因主要为以下几点：一是材料问题。材料的质量较差，在运输过程中容易磨损，导致变形；铸件上存在气孔，导致材料厚度不均匀、结构内部组织存在不足。二是设计问题。在设计机械零件时，转子的对称性没有得到良好的保障，重心没有在旋转轴线上。三是加工与装配问题。在焊接和铸造时扭曲变形导致造型缺陷；切削中存在误差；在材料的热处理上不符合标准；联轴节不对称。
2.旋转失速与喘振
旋转失速与喘振是离心式压缩机特有的震动故障。通常是因为气体流动过程中气体旋转分离所导致的。其中旋转失速主要是叶轮的方向角与叶片进口安装角不相一致导致的，机器在旋转失速时，其出口流量基本为稳定状态，而叶轮与扩压器速度超过正常范围，失速区的气流依次出现在叶轮的各个轨道内做反方向环状运动，导致内压力对称性遭到破坏，造成压缩机和管道的震动。喘振是旋转失速的进一步发展，造成喘振的原因主要为压缩机转速下降但出口压力未下降，引起压缩机能够处理的气流量减小，流道内形成气体涡旋，进而形成流量周期性脉动，压缩机产生剧烈的震动。喘振的特征主要表现为轴承与壳体发生剧烈周期性震动，其出口压力与进气流量压力出现较大的变化，并产生一系列周期性的脉动。在压缩机接近或进入喘振区时，是一种破坏性的故障，产生严重的噪音，进入喘振区后噪音进一步加剧。喘振可能会导致内部部件遭受破坏，甚至导致联轴器损坏，转子磨损变形。
3.油膜振荡
油膜振荡主要是由油膜力和油膜旋动引起的，一旦出现油膜振荡后离心压缩机转速会不断提升，振动值也不断增高，转子振动也加剧，当振动幅度突然升高带动局部油膜破裂时，会对转子和轴承产生强的冲击力，严重破坏系统配件。我们认为产生油膜振动故障主要是由以下两个方面造成的：一是轴承负荷问题，在设备轴系安装前，转子没有运行，仅依靠制造单位提供的官方数据对其位置进行调整。但是设备在运行时会受热发生一定程度的变形，因而转子会被油膜托起。二是轴设计结构，设计结构会对轴偏转程度、轴的刚度产生一系列的影响，机械运行时轴承的工作性能和偏心率都会受到影响。三是轴承之间的缝隙，缝隙问题在一定程度上对轴承的稳定性会产生影响。四是轴承进油温度。一般情况下，当下油温度较高时，油膜的偏心率会变薄，偏心率变大，会产生振动。
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4.密封与转子摩擦
为了提高离心式压缩机的工作效率，一般情况下会减小密封间隙从而减少气体外漏，但在间隙减少的同时，在一定程度上也可能会导致密封与转子发生摩擦。密封于转子的摩擦主要分为两种情况：第一种为密封与转子发生大弧度的摩擦接触，该种摩擦会产生较大的摩擦力，使转子从正向涡动转变为反向涡动；第二种是在转子转动的过程中，密封与转子产生的局部摩擦。产生局部摩擦时转子与接触力为非线性关系。
三、故障的应急处理方法与解决手段
1.应急处理方法
在确定了机器已经发生振动故障的前提下，要首先对离心压缩机内的主轴进行检查，查看其是否能够正常运行。其次，要对机械类的叶轮进行检查，查看叶轮上是否有结垢存在。这是因为，叶轮上有超过三毫米的结垢，会影响到转子的运动频率，使振动频率大幅上升。如果是这种故障原因，相关工作人员要定期检查叶轮及相关附件，对发生故障的配件进行更换，尽可能最高效的完成故障排除。在对设备进行日常维护时，如果发现轴承有明显磨损或形变，此时要对轴承进行更换，从而保障离心压缩机可以平稳运行。并且，要时常对离心压缩机内部进行润滑检查，从而使机件间的磨损率可以降低到最小，对压缩机的运行参数进行记录。如果在记录时发现不合理的参数，要及时对机械进行调整，直到数据与相关标准符合时，停止调整工作。
2.解决手段
离心压缩机的气封大多都是铝制的。在设备高速运转时，这种材料非常容易发生氧化现象，并且这种材料的清洗不便，最终会导致气封变形或者脱裂，最终造成整个设备的振动故障。因此，要将气封的材料进行更换，从以往的铝材质更换为四氟材质，四氟材质具有更高的耐腐蚀性与抗氧化能力。从而降低振动故障发生的可能性。及时清洗叶轮与隔板处的结疤离心压缩机是以高速运转的状态来完成生产的。整个设备长期处于高速运转的状态之下，隔板与叶轮之间非常容易出现结疤现象，这样会使压缩机的进气效果受到影响，转子的平衡被破坏，导致振动故障产生，缩短了压缩机的使用寿命。因此，相关技术人员可以采取把水高压雾化的方式，让水以均匀水分子的形式从进气口进入到压缩机内部，从而减少结疤现象的产生。再或者可以往压缩机内部充加二氧化碳气体，清除内部的灰尘与结疤。
3.将冷却管替换为波纹换热器
将冷却管换成波纹管换热器，能够使进入压缩机内部的空气和水量比例更加合理，从而减少结疤的产生，增强设备的换热效果。并且，使用波纹管换热器，能够有效地改善由于天气突然转变，内部机械温度不能够及时下降而导致工作效率与工作面积受到影响的问题；还能够减小外界因素对机械的影响效果，降低由于自身膨胀导致振动故障产生的可能性，从而延长了离心压缩机的使用寿命。
4.提高相关从业人员的专业素质
打造专业的检修团队离心压缩机在整个化工行业的日常工作与生活当中都起着十分重要的作用。因此，在进行设备相关检修人员的选择时，要选取具有一定专业素质、相关职业技能的工作者，并打造一支专业性高的检修团队。在发生故障时，凭借其丰富的经验，能够迅速作出判断，及时排除故障，减小故障对设备的损害程度。
结 语
总之，离心式压缩机具备制造精准度较高、功率较大、转速较快等优势，其是否能够持续稳定的运行，就需要操作人员对振动特点与种类全面掌握，并具有针对性的采取处理故障的有效措施，以确保离心式压缩机的稳定运行。
参考文献：
[1]张忠瑞.离心式压缩机振动故障分析与安全运行[J].广州化工，2011，39（13）：146-147.
[2]陈振新.关于离心压缩机振动故障分析及处理措施探讨[J].化工管理，2015（34）：170.
论文作者:赵杰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/18
标签：压缩机论文; 转子论文; 故障论文; 叶轮论文; 油膜论文; 轴承论文; 气体论文; 《基层建设》2019年第28期论文;