探究離心壓縮機穩定性預測與優化

孫丹紅

(連云港沃利帕森工程技術有限公司南京分公司，江蘇 南京 210013)

探究離心壓縮機穩定性預測與優化

孫丹紅

(連云港沃利帕森工程技術有限公司南京分公司，江蘇 南京 210013)

在我國的工業化建設中，對于離心壓縮機的運用呈現比較普遍的趨勢，使有效促進工業生產的重要設備之一，所以對于離心壓縮機的研究也得到了相關人士的注意，離心壓縮機在工業生產中運行的環境較為復雜，所以會在運行中出現許多的故障，當故障發生時如果沒有進行及時的處理將會影響工業生產的有序運行。所以對于離心壓縮機出現故障找到有效的解決方法并加以解決以實現對離心壓縮機的穩定性對其發展有著重要的意義。本文首先對離心壓縮機經常出現的問題進行探討，然后通過具體的技術方法來有效的加強離心壓縮機的穩定性。

離心壓縮機；故障分析；穩定性優化

離心壓縮機的使用在我國應用比較廣泛，它具有體積小、操作簡單、工作效率高等特點，并且其維修費用也不需要花費很大的價錢以及不容易受到氣體污染等優點，所以對于離心壓縮機的使用已經成為工業生產中一個較為普遍的現象。尤其是在我國的石油化工中更是得到廣泛的應用，并且在電子系統領域和航空航天工程領域以及冶金行業都得到運用。因此對于離心壓縮機進行故障的維護，保證其運行的穩定性已經成為了我們迫切需要結局的問題。

一、壓縮機失穩的故障

在離心壓縮機的實際運行中會發生許多的故障而這些故障的成因多半是因為機器振動造成的，并且每一種故障的形成都有其特殊的表現規律和特征，因此對于保證離心壓縮機的穩定性就要從失穩的故障中進行解決。而壓縮機的失穩情況主要是由轉子的不穩定造成的，具體的造成轉子失穩的原因有：

1.離心壓縮機的轉子轉動不平衡，

轉子的不平衡是因為轉子的頁面的質量分布不平衡，轉子的質量不平衡現象是由多種原因造成的，從裝配過程誤差的出現到轉子設計的不足再到轉子本身的材質缺陷等都可以造成轉子的不平衡。

2.離心壓縮機的轉子不對稱

離心壓縮機的轉子不對稱，是指相互挨著的兩個轉子的軸線與整個離心壓縮機的軸承的中心線發生偏移或者傾斜的現像，這種現象的產生，也有其特定的規律，在離心壓縮機運轉時難以避免的會發生一定的振動現象，這樣就會使內部的轉子隨著時間的推移而發生偏移，這樣就會造成轉子的不穩定性。

3.離心壓縮機轉子出現彎曲

離心壓縮機的轉子出現彎曲，具體的特征是轉子的軸心線呈現彎曲的現象，造成轉子彎曲的原因有的是因為前期轉子設計的不合理或者材質使用不當等因素造成的，有的是因為后期在離心壓縮機運行時暖機的操作不合理或者轉子的負荷過大等其它運作的不合理因素造成轉子彎曲。

4.離心壓縮機的油膜渦動

油膜的渦動也是造成離心壓縮機不穩的重要原因，產生這種現象的原因是因為油膜動力學的滑動軸承的具體特性而引起的，具體的表現形式是當軸承出現縫隙或者磨損的現象時，就會使油膜產生渦動，再者在離心壓縮機的前期設計時，如果設計不當或者潤滑油的參數發生改變都會產生油膜渦動的現象。總之離心壓縮機的不穩定性是由多種因素造成的，除了這些常見的因素之外離心壓縮機的機械螺絲松動或者壓縮機的旋轉失速等現象都會造成離心壓縮機的不穩定。

二、有效保障離心壓縮機穩定性的技術探究

1.對離心壓縮機的轉數進行控制

前面我們提到每一個造成離心壓縮機不穩定的因素，幾乎都是由于異常的振動而造成的，所以想要準確的對故障進行診斷并加以解決可以運用電磁波的類型來進行控制。離心壓縮機在這正常運行的時候它的轉數主要是由DSC上的壓力控制器來進行調節和控制的，DSC上的壓力控制器能夠很好的把轉數調控在一個合理的范圍之內，所以解決轉子故障的方法應該要分析轉子運動速度的頻譜波形，然后通過壓力控制器來來調控機組的轉數，運用自動和手動選擇開關對轉子速度進行調控，同時還可以對離心壓縮機的升降組的轉速進行調節。轉子失速的頻譜圖如圖2所示：

圖1：轉子失速的波形特征和頻譜特征

2.潤滑油的溫度控制

離心壓縮機中對于潤滑油的溫度有明確的要求，在離心壓縮機正常工作時，潤滑油的溫度應保持在49攝氏度，在壓縮機中對于潤滑油溫度的控制主要是通過油溫控制閥來進行調節的，所以當發現潤滑油的溫度沒有保持在特定的值上的時候，要通過手動溫度控制閥來進行調節。令一種方法也可以對冷油器中的冷卻水來進行調節，用這種方法是針對潤滑油溫度過高時，沒有辦法通過油溫控制閥來進行快速的調節時可以切換到用冷油器進行控制。

3.離心壓縮機喘振控制

離心壓縮機的喘振現象是造成離心壓縮機不穩定的重要因素，喘振的產生主要是因為在離心壓縮機運行時，因為工況的變動使離心壓縮機的氣動參數和正常的幾何參數不能保持一致性，會產生轉子的脫離機組，造成非常嚴速的失重現象，這樣就會在一定程度上造成喘振現象的發生，但不是所有的失速現象都能造成喘振，喘振現象的發生還與管網的運行有著很大的關系。在國際上對于喘振的控制一般都是通過被動的非線性模型進行預測控制，離心壓縮機防喘振的線性預測模型如圖2所示：

圖2：離心壓縮機防喘振非線性模型預測控制框圖

這種方法可以根據機組的歷史運行軌跡以及未來輸入的情況來預測未來的輸出情況，并且通過預測可以盡量的縮小輸出的能量并且保持機組能夠沿著參考的軌跡進行運動。所以在預測控制系統中可也加入預防喘振發生的限制性條件，然后當機組轉速失穩時，對將要發生的喘振現象進行合理的預測，然后對其進行有效的控制。

三、結語：

隨著我國工業生產的擴大，離心壓縮機一定還會得到更廣泛的運用，所以有效的對其進行研究和分析，是保證工業生產有序運行的重要保障。離心壓縮機的真個機組的工作模式是非常復雜的，氣體在壓縮機的壓縮，不僅會受到物理變化的影響，同時還會受到動力系統的控制，所以對于離心壓縮機穩定性的控制也需要從多方面去進行分析和片段，我們應該不斷的提高工藝技術水平，對造成壓縮機的不穩定因素進行合理的控制，以保證離心壓縮機的正常運行。

[1]寧喜.離心壓縮機穩定性預測與優化[D].北京化工大學,2013.

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1007-6344（2015）09-0022-01