關于離心壓縮機振動故障分析及處理措施探討

陳振新(大慶油田天然氣分公司油氣加工九大隊紅壓深冷站，黑龍江 大慶 163413)

1 離心壓縮機故障診斷的意義

作為天然氣加工裝置中的關鍵設備，離心式壓縮機具有流量大、轉速高、運轉平穩(wěn)、連續(xù)工作以及易損件少等特點，在生產環(huán)節(jié)扮演了非常重要的角色，因此，其能否保證良好的工作狀態(tài)與企業(yè)的經濟效益有著密切的聯(lián)系。使用現(xiàn)金的故障診斷技術是非常具有必要的，通過提前發(fā)現(xiàn)故障隱患的方式，預防、控制故障的發(fā)生，從根本上改善當前壓縮機維護過程中“失修、過修”的問題。

2 離心式壓縮機振動故障的主要原因

(1)轉子不平衡 在離心式壓縮機的制作安裝過程中，由于受到加工技術以材料質量等多方面的影響，導致轉子上的質量分布不可能完全按照中心線軸對稱，因此，我們無法做到轉子的完全平衡，這樣就會在旋轉中心線與轉子的質量中心上存在一定的偏心距。這就會導致轉子在旋轉過程中受到周期性離心力的干擾，使之在軸承上產生載荷，使壓縮機發(fā)生震動。轉子不平衡的原因主要有三種，分別是材料原因，設計原因與加工原因。其中材料原因主要是材料耐磨性差，運行過程中造成變形導致質量分布不均勻；鑄件存在氣孔，材料厚度不一致。設計原因主要是：旋轉體幾何形狀不對稱；轉子外部或內部存在未加工表面；零件在轉軸上的配合面較為粗糙。加工原因主要是：切削誤差以及澆注、焊接上的缺陷。

(2)轉子不對中 轉子不對中，主要分為三種，分別是平行不對中、角度不對中以及組合不對中三種。常見的判定方法主要分三類，分別是：在機組熱態(tài)時對其對中情況進行檢查；觀察軸承油壓力的變化，如果出現(xiàn)壓力減小的情況，則表明軸承下半內表面與軸頸的間隙增大，反之則是間隙減小；最后一種則是利用振動信號對不對中情況進行檢查，由于大多數(shù)振動都是多種因素共同作用造成的，因此我們不僅要測量相位、還要測量軸向和徑向振動，通過多方面的測量來進行準確判斷。

（3）油膜振蕩 高速滑動軸承經常會產生油膜振蕩的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象是由于產生油膜力而造成的。在發(fā)生油膜振蕩后，隨著轉速的繼續(xù)升高，振動現(xiàn)象也不會減弱，而振動頻率基本保持不變。對于載荷不同的轉子，發(fā)生油膜振蕩和半速渦動的情況是不同的，軸承的油膜起始失穩(wěn)轉速與轉子的臨界轉速、載荷、軸頸軸承的相對偏心率等因素有著密切的聯(lián)系。

(4)氣封與轉子間的摩擦 為了提高離心壓縮機的效率，需要盡量縮小葉輪頂間隙和密封間隙，以控制氣體的泄露，但是隨著間隙的減小，也會導致流體動力激振以及氣封與轉子摩擦現(xiàn)象的發(fā)生。常見的氣封與轉子摩擦有兩種，分別是氣封與轉子間發(fā)生大弧度摩擦磨損以及氣封與轉子發(fā)生局部碰撞磨損兩種。

3 振動故障的處理措施

(1)更換離心式壓縮機的氣封材料 大多數(shù)的離心式壓縮機都采用鋁制的氣封材料，這種材料會在離心壓縮機高速運轉的過程中被氧化腐蝕，并且很難被清洗，最終導致離心式壓縮機氣封變形或者斷裂，是轉子在運轉過程中由于嚴重摩擦而導致振動故障。因此我們可以將離心式壓縮機的鋁制氣封更換為四氟材質的氣封，這樣就能夠有效避免由于氣封氧化腐蝕造成變形或斷裂而引起的壓縮機振動。

(2)及時清理離心式壓縮機隔板和葉輪處的結疤 由于離心式壓縮機的高速運轉，很容易在隔板和葉輪處結疤，會嚴重影響到壓縮機的進氣量，并且破壞轉子平衡，不僅浪費了大量的天然氣原料還對壓縮機的壽命產生不利影響。因此，操作人員可以在壓縮機進氣口通過不斷注水的方式，利用壓縮機自身的離心力來清洗結疤，但是應注意，由于壓縮機的轉速非常高，直接注水很容易導致葉輪的損壞，所以注水應提前將水進行高壓霧化，使其能夠均勻的進入壓縮機，此外，操作人員也應經常性的揭蓋對結疤進行處理。最后，對于壓縮機內的沙塵，可以使用充二氧化碳氣體的方式，進行清除，這種方法還能夠減少隔板和葉輪的結疤，效果十分明顯。

(3)使用波紋管換熱器代替冷卻管 在離心式壓縮機中使用波紋管換熱器代替冷卻管，能夠加大進入壓縮機中的天然氣流量以及水量，能夠有效減少結疤情況的發(fā)生，大幅度提高離心式壓縮機的換熱效果，此外，通過波紋管換熱器的使用還能夠減少由于大量天然氣進入不能快速冷卻而導致壓縮機工作面積減少情況的發(fā)生，能夠使離心式壓縮機能夠避免由于外力作用而在運行中發(fā)生自由膨脹而導致的振動故障的發(fā)生。

(4)提高檢修機組的檢維修質量 對于離心式壓縮機的檢修來說，不僅工作量大，而且空間有限，需要較高的檢修精度，因此需要一支技術水平高、認真負責的檢修隊伍。檢修人員可以通過激光找正儀的使用，將機組檢修誤差控制在0.02mm 的范圍內。此外，通過在離心式壓縮機上安裝檢測系統(tǒng)的方式，實現(xiàn)對機組工作狀態(tài)的實時監(jiān)測，從而及時發(fā)現(xiàn)機組在運行中的故障，避免更嚴重事故的發(fā)生，并提高離心式壓縮機的檢修質量。

4 結語

綜上所述，在石化行業(yè)中天然氣離心壓縮機的使用頻率越來越高，已經成為了關鍵設備之一，其安全性和穩(wěn)定性直接決定了企業(yè)的生產能力與經濟效益。因此我們應對其常見故障予以足夠的重視，通過減少故障的發(fā)生等方式來保證其工作狀態(tài)。對于離心式壓縮機來說，其振動故障是最長的一種故障，通過本文對于振動故障原因以及解決對策的描述，希望能夠提高壓縮機的運行效率與質量，促進石化行業(yè)的不斷發(fā)展。

[1]鄧旭亮.淺析天然氣加工行業(yè)的未來發(fā)展趨勢[J].浙江化工,2013,9.

[2]孔路明.論天然氣化工行業(yè)的未來發(fā)展動向[J].化工技術,2014,3.