離心壓縮機振動分析及處理

余長雄

【摘 要】獨山子石化熱電廠燃化車間現有四臺200Nm3/min的離心式空氣壓縮機，2008年投運以來運行平穩，但從2013年至今發生多次由于壓縮機機體振動大跳停事件，通過分析壓縮機振動大原因，制定相對應的防范措施，確保空氣壓縮機長周期平穩運行。

【關鍵詞】壓縮機；振動；防范措施

0 引言

獨山子熱電廠燃化車間現有4臺200Nm3/min 0.8MPa的英格索蘭3CⅡ80MX3型離心式空氣壓縮機，每臺離心空氣壓縮機獨立對應一臺自潔空氣過濾器和一臺空氣干燥器。

1 英格索蘭3CⅡ80MX3型離心式空氣壓縮機介紹

英格索蘭CENTAC離心式空壓機是一種可靠高效的離心式壓縮機，設計用來提供無油壓縮空氣，廣泛應用在化工、煉油、電力行業等工業領域。該型空氣壓縮機擁有三級壓縮缸，氣體在流過離心式壓縮機的葉輪時，高速旋轉的葉輪使氣體在離心力的作用下，一方面壓力有所提高，另一方面速度也極大增加，即離心式壓縮機通過葉輪首先將原動機的機械能轉變為氣體的靜壓能和動能。此后，氣體在流經擴壓器的通道時，流道截面逐漸增大，前面的氣體分子流速降低，后面的氣體分子不斷涌流向前，使氣體的絕大部分動能又轉變為靜壓能，也就是進一步起到增壓的作用。

2 離心空氣壓縮機振動故障分析

2.1 離心空氣壓縮機振動故障簡介

1-3級壓縮缸振動過大是離心空壓機最常見的故障，其危害性最大。通常離心壓縮機運行時1-3級振動不超過0.6mils，該機設定最高振動值第一級為1.3mils，第二級為1.15mils，第三級為1.1mils，超過此振動值時壓縮機便會自動停機報警。如果設備長期處在高振動值狀況下運行，過高的振動會增加設備功率的消耗，加速摩擦接觸面的磨損，使設備使用壽命縮短，嚴重時會引起拉缸、燒瓦等故障。雖然空壓機對預防高振動加裝了保護裝置，但故障的存在使該裝置頻繁動作，影響到企業的正常生產。

2.2 空壓機1-3級壓縮缸振動故障及排除

2015年2月3日12：00時1#離心壓縮機在備用近兩個月后正常投入運行，0：41時監盤人員發現1#離心壓縮機跳閘，班員迅速到空壓機廠房檢查，確認1#離心壓縮機跳閘，1#離心壓縮機控制屏顯示報警信號為“三級缸振動超標”。事后將1#離心壓縮機1-3級壓縮缸冷卻器拆除，檢查1-3級壓縮缸擴壓器以及機頭，發現三級壓縮缸擴壓器銹蝕嚴重，三級葉輪表面積灰嚴重。

針對此次事故顯現的問題，主要分析有以下原因：

（1）壓縮機吸入口在室外，雖然裝有紐曼泰克 GAFS-400自潔式空氣過濾器，但由于此處北面為我廠爐渣庫，卸渣時壓縮機吸入口處粉塵較大，造成自潔式空氣過濾器過濾效果差。再加之維護不當，自潔式空氣過濾器噴吹設置不當，噴吹間隔設置過長，又未投入壓差噴吹，進一步造成自潔式過濾器效果差，使粉塵進入到壓縮機壓縮缸，由于三級壓縮缸處于最后一級，且轉速最高，故三級壓縮缸積灰最多，更容易發生振動過大情況。

（2）1#離心壓縮機缸體及擴壓器與潮濕空氣長期接觸進而發生電化學腐蝕，葉片與擴壓器中的間隙充滿了污垢，造成轉子旋轉受阻。缸體及擴壓器發生銹蝕是造成此次設備異常的主要原因。擴壓器及缸體材料為碳鋼，因腔室中存在潮濕氣體，碳鋼與水汽、空氣接觸后發生電化學腐蝕，在停運時間較長的情況下發生如上所示的嚴重腐蝕。反應機理為：金屬材料與潮濕空氣接觸能發生基于原電池效應的電化學腐蝕[1]。

（3）空氣在各級壓縮缸中增壓后溫度升高，水蒸汽含量增大（露點升高），故空壓機在運行過程產生的水汽對其本體能產生一定的沖蝕。機器在停運后潮濕的空氣被封閉在腔室中不能排出，營造了設備發生電化學腐蝕的環境。于是在三級缸（處于壓縮級的最后一級）中水汽含量最高，腐蝕情況最為嚴重。

（4）不排除一級與二級缸疏水電磁閥不工作，旁路的手動疏水閥門未經常打開，造成更多的水汽被帶入三級缸中，加劇了三級缸的腐蝕。因為1#離心空壓機于停運時間較長故腐蝕情況嚴重。

（5）對一、二、三級缸中間冷卻器進行試壓，未發現一、二、三級缸中間冷卻器泄露情況，故排除一、二、三級缸中間冷卻器泄漏造成設備腐蝕的情況。

3 離心空氣壓縮機振動故障處理

針對此次事故出現的問題，解決一、二、三級壓縮缸積灰、積水是解決離心壓縮機振動大的關鍵所在，為此提出了一下方法：

（1）加強離心壓縮機自潔式過濾器的檢查，重新對自潔式過濾器運行方式進行調整，將其噴吹間隔調短，壓差噴吹方式同時投入；并根據其它廠經驗，在不影響離心壓縮機電流、出口壓力的情況下，將自潔式過濾器外面包一層針刺無紡布，并每月定期更換，確保壓縮機吸入空氣干凈。

（2）每月對四臺離心壓縮機進行定期切換，縮短機器停運周期，減小電化學腐蝕反應時間，削弱設備腐蝕嚴重程度。對由于特殊原因長期停運的壓縮機，在投運前必須清理1-3級壓縮缸。

（3）加強設備巡檢檢查，確保1-3級壓縮缸疏水閥工況正常，保持各級閥門正常疏水。

經過以上調整改造，四臺離心壓縮機運行時振動值降低，設備工況良好，取得了良好的效果。

4 總結

為了保證離心壓縮機能夠長期平穩可靠地運行，延長機組的使用壽命，必須嚴格按設備操作規程作業，制定詳細的維護計劃，定期檢查保養，保持設備清潔，減少灰塵、水汽雜物侵入壓縮缸、冷卻器等，確保空氣系統暢通無阻。

【參考文獻】

[1]龔敏，金屬腐蝕理論及腐蝕控制[M].化學工業出版社，2009.

[責任編輯：鄧麗麗]