離心壓縮機振動故障的分析和處理

云泓波 李江波

摘要：離心壓縮機是化工行業的主要設備之一，它在工作運轉過程中，會產生振動情況，但是一旦振動頻率異常，很容易導致機組結構損壞及壽命縮短，還會降低機器的工作效率，甚至發生安全事故。所以我們要采取有效方法預防離心壓縮機振動故障，確保離心壓縮機安全平穩運行。

關鍵詞：離心壓縮機;振動故障;分析

一、離心壓縮機概述

離心式壓縮機是較為常用的工業生產機械設備，想要更加精準的針對離心式壓縮機機械振動發生故障的原因來進行分析，并運用相應的對策來予以解決，首先需要做的就是要針對其內部結構以及運行原理等基本信息來予以熟悉，這樣才可以更加全方位進行分析并總結發生故障的原因。

1.1離心壓縮機的基本結構

離心式壓縮機一般也被稱之為“渦燁壓縮機”。離心式壓縮機主要由兩部分構建而成，分別是轉子與定子。然而這兩部分又涵蓋了諸多內部元器件，例如推力盤主軸與葉輪等等，在這之中，定位則是離心式壓縮機之中的主要元器件，其主要涵蓋支承軸承隔板、推力軸承以及密封等等。

1.2離心壓縮機的運行原理

離心式壓縮機的運行主要借助的是外界的氣體，在外界空氣進入到壓縮機之中和壓縮機與葉輪進行直接接觸之后，那么葉輪裝置就會在氣體流動的影響之下發生運轉。在其中所注入氣體不斷加大的背景之下，葉輪旋轉的速度也會進一步加快。另外，氣體也會朝著出口的方向進行運動，在該階段，壓縮機內部所出現的動能與壓力也會逐步加大。假使氣體進入到擴壓器之中，利用機械來進行運轉，壓力也會隨即替代原先的動能。

二、離心壓縮機機械振動故障原因

2.1轉子不平衡

在離心壓縮機的制作過程中，可能會出現加工技術水平低或材料質量有問題等多方面的原因，從而使轉子分布不對稱，轉子的質量中心和旋轉中心就會產生偏心距。這樣就會導致機械在運動過程中加大軸承載荷，從而引發壓縮機振動。通過分析，可以看出轉子不平衡的原因一般有3種：①設計原因，設計人員可能在設計轉子時，忽視了偏心距的存在，沒有進行準確測量，導致旋轉體幾何形狀不對稱。②材料原因，在制作設備時，許多商家為了謀取最大的利益，往往使用較廉價的原材料，這樣的材料耐磨性差，可能導致轉子厚度不均勻，存在氣孔等現象。③加工原因：在進行生產加工過程中，轉子在超負荷狀態下運轉，就會對機械造成傷害，從而產生振動。

2.2油膜振蕩

在機械運轉過程中，其內部的高速滑動軸承經常會產生油膜振蕩的現象，假設是油膜振蕩產生的振動，就可以利用轉速來進行判定。如果震蕩消失轉速和起始轉速不同的話，那就是油膜振蕩故障。其次還可以通過嘗試加快機械運轉速度來看，如果是油膜振蕩產生的故障，那么振動頻率是基本一樣的。

2.3轉子不對中

轉子不對中和轉子不平衡在表面上看不出什么分別，但兩者在運行中是兩種狀態。判定由轉子不對中而產生振動故障一般有兩種方法：①負荷大小，根據位置不同轉子振動的大小也不一樣，當負荷降低時，往往轉子振動的更加明顯。②聯軸器同一側互相垂直的2個方向上，2倍頻的相位差是基頻的2倍。

2.4轉子與氣峰間的摩擦

在離心壓縮機的制作過程中，為了提高壓縮機的效率，需要減小葉輪頂間隙和密封間隙，從而控制氣體不泄露，但是減小間隙，還會使流體動力激振以及氣封與轉子產生摩擦現象。一般的摩擦是有兩種形式：①局部摩擦，是指轉子和氣峰在正常運轉時，由外部因素的干擾，發生了局部碰撞磨損的現象。②大弧度摩擦接觸，這種就是在產生局部摩擦后，使原有的振動頻率加大而產生的。

2.5離心壓縮機的旋轉脫離及踹振

（1）離心式壓縮機的旋轉脫離

在生產過程中，若出現生產問題需要改變離心壓縮機的工作任務時，進入壓縮機內的氣流就會改變葉輪及擴壓器的氣流方向，氣流方向的改變就會導致葉片上產生很多氣流旋渦，隨著氣流漩渦的增加，流動氣體的通道面積就會減小，而無去可去的氣流就會涌入其他通道中，從而產生振動故障。

（2）離心壓縮機的踹振

這種情況是由于機組發生突變失去原有速度后進一步發展而產生的，當離心壓縮機內的氣流漩渦增加后，壓縮機內的壓力會突然下降，氣流方向改變，從而產生更多的旋渦，所以會造成離心壓縮機的踹振。

三、振動故障的處理措施

3.1更換離心式壓縮機的氣封材料

大多數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。

3.2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。

3.3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生，大幅度提高離心式壓縮機的換熱效果。

3.4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。

四、結語

綜上所述，在石化行業中離心式壓縮機的應用效率越來越高，目前已成為關鍵設備之一，其運行穩定性及安全性，直接與企業經濟效率和生產能力相掛鉤，故應給予其常見故障高度重視，并采取針對性措施加以處理，提升設備運行質量和效率，為行業可持續發展提供保障。

參考文獻：

[1]孫東華，王維東.離心壓縮機振動故障的分析和處理[J].企業技術開發，2015（13）.

[2]楊程.石化行業離心壓縮機常見振動故障分析及處理方法[J].中國石油和化工標準與質量，2014（8）.

（作者單位：陜西煤業化工集團神木天元化工有限公司）