陕西鼓风机（集团）有限公司
【引言】透平压缩机在日常工作中经常处于高速转动的状态下，因此，在实际生产中最常的故障就是转子振动故障。转子不平衡、对中不良、轴承故障、密封故障、轴向窜动等都会引发透平压缩机转子系统振动故障。基于此，本文结合理论实践，对这些五个方面的故障原因和处理方式做了如下分析。
一.转子不平衡
1.故障分析
转子不平衡是影响透平压缩机转子振动的主要因素之一，随着透平压缩机使用年限的增加，转子必然会发生不同程度的磨损、腐蚀等现象，从而破坏原来的平衡状态，如果不进行及时解决，就会发生不平衡振动，进而导致相关零件进一步损坏，影响透平压缩机运行效率和稳定性。导致转子发生不平衡振动的主要原因体现在以下一个方面：1）转子安装精度不足，再加上使用磨损和腐蚀，导致误差加剧，从而引发不平衡振动；2）齿轮联轴器加工或者安装误差较大，没有达到设计标准；3）保养不当，导致转子发生不程度弯曲变形。
转子不平衡振动特征有以下几点：其一，转子不平衡振动的时域波接近正弦波；其二，谐波的能量主要集中在基频上，并产生较小的高次谐波。
2.故障处理
转子发生不平衡振动时可从以下两个方面进行处理：
第一，先对转子相关零部件进行静平衡试验，再按照安装流程组装成转子，再次进行静平衡试验，确认无误后进行动平衡试验，根据试验结果调整转子的动平衡性，降低转子在运行中的不平衡量，避免在实际生产中产生离心力，进而扩大转子的稳定裕度，提升稳定性。
第二，加强净化效果，严格安装相关标准和规范进行操作。
二.对中不良
1.故障分析
透平压缩机转子对联轴器的转矩有很高的要求，但在具体安装过程中，如果安装误差控制不到位、基础发生不均匀沉降等，就会导致转子轴线之间发生不对中的问题。主要原因有一下几点：1）找正顺序不合理，压缩机工作和启停时会发生热胀冷缩效应，增加变速机和压缩机的位置偏移，加剧不对中问题发生；2）压缩机在启动时电流比较大，会产生较大的瞬间扭力，从而导致电动机发生微量位移；3）联轴器安装精度不足【1】。
振动特征：透平压缩机转子有两种，一种是刚性转子，但转速低于第一临界转速时，在启动和工作时都不会达到临界转速，刚性转子的重量比较轻，轴直径较大，材料刚性比较大。另一种是柔性转子，转速高于第一临界转速，质量大、轴直径小，材料弹性比较强。
2.故障处理
对中不良可通过以下两种方法进行处理：
第一，在找正时要以压缩机自身结构为准，具体做法为：先松开压缩机的地脚螺栓，确保压缩机在常温下处于自由平衡状态；然后在紧固地脚螺栓，固定压缩机；最后依次找平变速机和电动机。
第二，严格按照相应的规范和标准开展压缩机检验工作，认真找正联轴器，确保误差在允许范围中。对齿式联轴器和轴承瓦面进行详细检查，确保各项标准都达到使用标准。
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三.轴承故障
1.故障分析
透平压缩机转子系统常见的轴承故障有两点：其一，油膜发生涡动，指的是在径向滑动轴承在流体动力润滑条件下，轴颈发生振动的一种形式，主要由转子精度不足，或者动平衡状态不稳定引起的振动【2】；其二，油膜振荡，轴颈在高速偏心旋转时，流体对轴颈会产生油楔力，其切向分力会推动轴颈做涡动运动，如果此切向力超过压缩机系统的阻尼，则会导致转子失去稳定性，从而引发油膜振荡。
2.故障处理
膜发生涡动故障处理方法：提升压缩机转子加工精度，在数控机床上完成椭圆轴承加工，提升轴承的性能。轴瓦间隙在满足轴颈冷却油量的要求下尽量缩小，以提升油膜的稳定性。
油膜振荡故障处理方法：一般情况下，偏心率越大的轴承，越不容易发生油膜振荡，因为，偏心率越大承载油膜的刚度和阻尼就越大。因此要适当提升轴承的偏心率，具体做法有：在轴承中部开一条周向沟槽或者适当增加偏心距，提升失稳转速等。
四.密封故障
1.故障分析
透平压缩机属于一种高速旋转的机械密封装置，如果密封性不足，在高速旋转的状态下，在转自气封和隔板的小间隙处就会形成很大的激振力。压缩机转子隔板不同心，在涡动状态下，转子和隔板之间密封间隙会发生周期性变化。密封腔中产生的作用力会作用在转子涡动方向上，从而加剧转子涡动的激振力引发异常振动。
2.故障处理
合理调整隔板的同心度，并定期更换隔板下部调整螺钉，根据透平压缩机转子运行实际情况，用拉钢丝的方法调整上蜗壳隔板，通过假轴调整下蜗壳隔板。调整完成后通过焊接的方法固定螺钉，避免松动脱落现象。通过此种方法可有效降低转子产生涡动和自激力，从而达到消除异常振动的目的。
五.轴向窜动
1.故障分析
透平压缩机在生产中叶轮的轮盘和轮盖两侧所受的气体作用力不同，即使通过相互抵消，也有一部分轴向力作用在转子上，会降低轴承的使用寿命，如做轴向作用力过大，还会导致轴瓦被烧坏，从而引起转子窜动，进而破坏压缩机内部零件【3】。
2.故障处理
通过安装温度感应器的方法监视轴瓦温度、轴承润滑油温度变化，如果超过设计值立即进行处理，避免损坏其他零件。设置轴向位移指示器，对轴向窜动位移进行控制，发现超标情况及时停机处理。
【结束语】
综上所述，本文结合理论实践，分析了透平压缩机转子系统常见振动故障分析及处理，分析结果表明，透平压缩机在生产中，如果操作不当、磨损严重、超运转周期等，经常会发生一些故障。需要加强巡查、精心维护，及时发现问题及时处理，从而将故障控制在萌芽状态，避免引发更加严重的故障。但零部件材质、制造精度等引发的故障是不可控的，需要严格控制材料质量才能降低故障发生的概率，为透平压缩机安全、持续、稳定运行营造良好的环境。
【参考文献】
[1]苏敏,董红波,朱建勇,马龙强.透平压缩机在氯碱生产中的实用操作[J].中国氯碱,2018(07):24-26.
[2]李帅.浅析大型透平压缩机防喘振安全控制[J].深冷技术,2017(06):17-20.
[3]王梓荣.TC-450型透平压缩机检修过程中重要控制点分析[J].氮肥与合成气,2017,45(08):18-19+31.
论文作者:李文君
论文发表刊物:《科技尚品》2018年第12期
论文发表时间:2019/7/18
标签：转子论文; 压缩机论文; 发生论文; 故障论文; 油膜论文; 联轴器论文; 轴承论文; 《科技尚品》2018年第12期论文;