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        離心式壓縮機(jī)振動(dòng)故障分析及處理措施研究

        2020-07-01 14:10:54苑慶楊衛(wèi)紅
        裝備維修技術(shù) 2020年28期
        關(guān)鍵詞:處理措施

        苑慶 楊衛(wèi)紅

        摘 要:唯有實(shí)現(xiàn)維護(hù)保養(yǎng)工作方案的改進(jìn),才可以保證離心式壓縮機(jī)得到高水平的應(yīng)用。因此,針對(duì)當(dāng)前離心式壓縮機(jī)裝置應(yīng)用存在的問題,制定提升壓縮機(jī)維護(hù)保養(yǎng)質(zhì)量的具體策略,是很多離心式壓縮機(jī)裝置應(yīng)用人員重點(diǎn)關(guān)注的問題。本文對(duì)離心式壓縮機(jī)振動(dòng)故障分析及處理措施進(jìn)行分析,以供參考.

        關(guān)鍵詞:離心式壓縮機(jī);振動(dòng)故障;處理措施

        引言

        離心式壓縮機(jī)是一種加工制造精度非常高的動(dòng)力機(jī)械,其特點(diǎn)為高轉(zhuǎn)速、高功率、高效率,常用于動(dòng)力能源、冶金以及石油化工等行業(yè)。離心式壓縮機(jī)振動(dòng)過大是機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)中最常見的故障,當(dāng)機(jī)組振動(dòng)過高時(shí),不但會(huì)影響壓縮機(jī)使用壽命,降低機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)周期,產(chǎn)生噪聲,而且會(huì)引起機(jī)器零部件損壞,危害人身安全,停產(chǎn)停工,造成財(cái)產(chǎn)經(jīng)濟(jì)的損失。針對(duì)離心式壓縮機(jī)機(jī)組振動(dòng)值過高的現(xiàn)象,該文從轉(zhuǎn)子不平衡、轉(zhuǎn)子不對(duì)中以及油膜渦動(dòng)和油膜振蕩3個(gè)方面,根據(jù)實(shí)際情況分析離心式壓縮機(jī)組振動(dòng)過高的原因,探討解決方法,從而減少和避免振動(dòng)故障,減少經(jīng)濟(jì)損失。

        1.離心式壓縮機(jī)振動(dòng)原因

        1.1轉(zhuǎn)子不對(duì)中

        離心式壓縮機(jī)出現(xiàn)轉(zhuǎn)子不對(duì)中的問題,是由于設(shè)備設(shè)計(jì)、安裝誤差,工業(yè)生產(chǎn)存在熱膨脹、變形、基礎(chǔ)沉降等以及導(dǎo)向系統(tǒng)未鎖緊,使轉(zhuǎn)子軸線之間不對(duì)中,產(chǎn)生對(duì)轉(zhuǎn)子有害的動(dòng)態(tài)反應(yīng),造成壓縮機(jī)異常振動(dòng)的一種危害嚴(yán)重的振動(dòng)。不對(duì)中引起的振幅與轉(zhuǎn)子的負(fù)荷有關(guān),負(fù)荷較小的軸承出現(xiàn)最大振動(dòng)往往是緊靠聯(lián)軸器兩端的軸承。由不對(duì)中故障產(chǎn)生的對(duì)轉(zhuǎn)子的激勵(lì)力幅,隨轉(zhuǎn)速的升高而加大,激勵(lì)力幅與不對(duì)中量成正比,隨著不對(duì)中量的增加,激勵(lì)力幅呈線性加大。轉(zhuǎn)子徑向振動(dòng)主要由平行不對(duì)中引起,軸向振動(dòng)由角不對(duì)中引起。

        1.2旋轉(zhuǎn)失速與喘振

        離心式壓縮機(jī)工藝條件發(fā)生改變時(shí),進(jìn)入壓縮機(jī)的氣體量減小,氣體從葉片的凹面沖擊進(jìn)入,沖角加大,沿葉片速度面出現(xiàn)渦流區(qū),形成附面層的脫離現(xiàn)象,大量的漩渦即沖擊了葉片工作面,又減少了流道有效工作面積,迫使氣流折向其它流道,旋渦組成的氣團(tuán)轉(zhuǎn)速反向傳播,產(chǎn)生振動(dòng)是旋轉(zhuǎn)失速。氣量繼續(xù)減少到一定程度后,失速現(xiàn)象進(jìn)一步加強(qiáng),產(chǎn)生較大的氣流脈沖,引起強(qiáng)烈的機(jī)組振動(dòng),這時(shí)喘振就發(fā)生了。壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速下降而出口壓力未下降,管網(wǎng)壓力升高,壓縮機(jī)進(jìn)氣溫度升高、流量下降或管網(wǎng)阻力加大都是產(chǎn)生壓縮機(jī)喘振的原因。

        2.離心式壓縮機(jī)振動(dòng)處理措施研究

        2.1設(shè)計(jì)防喘振系統(tǒng)

        安裝防喘振系統(tǒng)是常見的防喘振措施。根據(jù)壓縮機(jī)的性能曲線,考慮不同負(fù)荷下的喘振極限流量,在壓縮機(jī)組中安裝防喘振控制系統(tǒng)。用監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測壓縮機(jī)氣體流量,當(dāng)降低到發(fā)生喘振的最低流量值時(shí),系統(tǒng)打開旁通閥,將部分壓縮機(jī)出口氣體回流到入口以避免喘振發(fā)生。

        2.2優(yōu)化參數(shù)及合理選擇零部件

        在氣動(dòng)參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)方面考慮,采用后彎式葉輪,無葉擴(kuò)壓器,出口寬度變窄的無葉擴(kuò)壓器等,在設(shè)計(jì)時(shí)采用導(dǎo)葉可調(diào)機(jī)構(gòu),以達(dá)到擴(kuò)大穩(wěn)定工況范圍,減少喘振發(fā)生的目的;科學(xué)選用零部件,用三油楔和四油楔等抗振好的軸承抵抗油膜振動(dòng)的發(fā)生;合理優(yōu)化密封結(jié)構(gòu)參數(shù),避免梳齒密封氣流激蕩的發(fā)生。

        2.3軸承的振動(dòng)幅度過大,振幅超標(biāo)

        (1)離心式壓縮機(jī)的運(yùn)行參數(shù)與軸承調(diào)整數(shù)值之間存在不匹配現(xiàn)象。(2)軸瓦與軸徑之間出現(xiàn)無法填補(bǔ)的縫隙,離心式壓縮機(jī)葉輪部位在工作運(yùn)行中,如果工作功率較大或者電流較大,就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的磨損,磨損造成間隙的擴(kuò)大,引發(fā)軸承振動(dòng)。離心式壓縮機(jī)運(yùn)行參數(shù)出現(xiàn)異常變化時(shí),就要檢查軸承工藝流程,避免軸承振動(dòng)對(duì)離心式壓縮機(jī)的正常工作產(chǎn)生影響。

        2.4油膜渦動(dòng)與油膜振蕩

        潤滑油平均速度繞軸中心運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象稱為油膜。因?yàn)橛湍さ倪\(yùn)動(dòng)速度大約是轉(zhuǎn)子速度的一半,所以也被稱為半速。當(dāng)機(jī)構(gòu)生成油膜并且湍流和振動(dòng)值隨機(jī)增加時(shí),此狀態(tài)不會(huì)消失。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速增加到第一級(jí)臨界轉(zhuǎn)速的兩倍時(shí),石油工業(yè)的頻率等于第一輪臨界轉(zhuǎn)速,電機(jī)的振動(dòng)值通過共振而增加,結(jié)果證明是強(qiáng)振動(dòng)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)一步提高時(shí),油膜頻率保持不變,始終等于第一輪轉(zhuǎn)速的臨界轉(zhuǎn)速,稱為油膜振動(dòng)。整體而言,石油工業(yè)是機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)過高和油膜振動(dòng)前部的重要因素。離心機(jī)控制組的振動(dòng)值在機(jī)房發(fā)生油膜振動(dòng)時(shí)受到嚴(yán)重影響,甚至出現(xiàn)鎖定停止。油膜的振動(dòng)是機(jī)器運(yùn)行中出現(xiàn)的五種不同現(xiàn)象下油膜行業(yè)的一種較為戲劇性的形式:1)轉(zhuǎn)子運(yùn)行時(shí)振動(dòng)劇烈,振幅突飛猛進(jìn),出現(xiàn)異常。2)轉(zhuǎn)子導(dǎo)致油膜振動(dòng)時(shí),轉(zhuǎn)速接近或超過第一級(jí)轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速范圍時(shí),第一級(jí)轉(zhuǎn)子幅度接近或超過臨界轉(zhuǎn)速幅度。3)當(dāng)轉(zhuǎn)速設(shè)定為大于臨界轉(zhuǎn)速兩倍的值時(shí),轉(zhuǎn)子會(huì)劇烈擺動(dòng),頻率譜類似臨界轉(zhuǎn)速的頻率譜,在轉(zhuǎn)速設(shè)定時(shí)不會(huì)改變。僅當(dāng)速度低于臨界速度的兩倍時(shí),強(qiáng)振動(dòng)才會(huì)消失。4)旋轉(zhuǎn)軸是正進(jìn)給方向上的不規(guī)則形狀。5)轉(zhuǎn)子振動(dòng)值對(duì)軸承潤滑油溫度非常敏感,降低潤滑油溫度,振動(dòng)值明顯降低,潤滑油溫度和振動(dòng)值明顯提高。

        3.離心式壓縮機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)和檢修管理分析

        離心式壓縮機(jī)一旦出現(xiàn)故障,首先,應(yīng)該進(jìn)行的檢查為基礎(chǔ)檢查,對(duì)產(chǎn)生的故障利用管體驗(yàn)進(jìn)行排查,確保離心式壓縮機(jī)的正常工作運(yùn)行,處于最佳的工作狀態(tài)。同時(shí),檢查人員還要依次檢查離心式壓縮機(jī)的元器件和線路,必要時(shí),可以咨詢離心式壓縮機(jī)的生產(chǎn)廠家,對(duì)離心式壓縮機(jī)的線路進(jìn)行檢查,是否出現(xiàn)線路接觸不良或者線信號(hào)線脫落等現(xiàn)象,同時(shí)還要檢查離心式壓縮機(jī)的各個(gè)零部件,檢查的過程中要按照相應(yīng)的流程,尤其是檢查離心式壓縮機(jī)的壓力、軸承溫度、油壓等,檢查離心式壓縮機(jī)軸承是否出現(xiàn)溫度過高等現(xiàn)象,在離心式壓縮機(jī)的工作中,軸承承受了較大的牽引力與重力,同時(shí),還承受支架的作用力,軸承長時(shí)間的工作運(yùn)行后,就會(huì)出現(xiàn)磨損,磨損嚴(yán)重就會(huì)影響離心式壓縮機(jī)的正常工作運(yùn)行。離心式壓縮機(jī)的工作性能與軸承的抗失穩(wěn)能力、強(qiáng)度、自重等都有著密切的關(guān)系,軸承在運(yùn)行過程中才會(huì)科學(xué)合理地降低摩擦阻力,保障離心式壓縮機(jī)的正常使用,同時(shí),延長離心式壓縮機(jī)的使用壽命。要想確保自動(dòng)化儀表的正常工作,離心式壓縮機(jī)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行,自動(dòng)化儀表的定期維護(hù)和保養(yǎng)工作是必不可少的,離心式壓縮機(jī)的定期維護(hù)和保養(yǎng)工作與其他機(jī)械設(shè)備相比較更加的復(fù)雜,離心式壓縮機(jī)經(jīng)常受到各種不確定因素的干擾,一旦電壓出現(xiàn)波動(dòng)或者閃變,都可能影響離心式壓縮機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性,隨著離心式壓縮機(jī)的應(yīng)用比例越來越高,我們需要評(píng)價(jià)離心式壓縮機(jī)的整個(gè)運(yùn)行生命周期,我們將離心式壓縮機(jī)的生命周期分為兩個(gè)子階段進(jìn)行分析研究,其中涉及描述統(tǒng)計(jì)學(xué)、差異比較法、因素分析法等,確保接元件的位置與數(shù)量與實(shí)際需求相符合,降低干擾因素對(duì)其產(chǎn)生的負(fù)面影響。

        結(jié)束語

        創(chuàng)新離心式壓縮機(jī)裝置的維護(hù)保養(yǎng)工作方案,可以為離心式壓縮機(jī)的高質(zhì)量應(yīng)用提供更加完整的支持。因此,結(jié)合當(dāng)前離心式壓縮機(jī)應(yīng)用存在的具體問題,制定離心式壓縮機(jī)維護(hù)保養(yǎng)的具體策略,對(duì)提高離心式壓縮機(jī)裝置的綜合性應(yīng)用質(zhì)量具有十分重要的意義。

        參考文獻(xiàn):

        [1]李金波.離心壓縮機(jī)組振動(dòng)故障機(jī)理、辨識(shí)和應(yīng)對(duì)措施[J].石油化工設(shè)備技術(shù),2019,40(01):22-26+29+6.

        [2]李宏坤,周帥.不同類型擴(kuò)壓器對(duì)離心式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)振動(dòng)與輻射噪聲影響的試驗(yàn)研究[J].風(fēng)機(jī)技術(shù),2018,58(06):34-39+33.

        [3]楊利偉.離心式壓縮機(jī)振動(dòng)故障現(xiàn)象分析及處理[D].北京化工大學(xué),2017.

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        [5]徐洪淼.離心壓縮機(jī)振動(dòng)故障分析與處理[D].沈陽工業(yè)大學(xué),2017.

        (伊犁新天煤化工有限責(zé)任公司,新疆 伊寧835000)

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