徐世博

(內(nèi)蒙古大唐國際克什克騰煤制天然氣有限責任公司，內(nèi)蒙古 赤峰 025350)

0 引言

離心壓縮機在眾多行業(yè)中屬于十分常用的一種設備，其性能優(yōu)劣直接關系到生產(chǎn)效率以及產(chǎn)品質量。由于離心壓縮機結構較為復雜，一旦出現(xiàn)故障將導致整個系統(tǒng)癱瘓，嚴重時還可能引起重大安全事故，影響生產(chǎn)過程和企業(yè)效益。尤其是在化工領域，這種情況更為突出。因此，加強對離心壓縮機振動故障的分析和處理，對保障工業(yè)生產(chǎn)安全穩(wěn)定運行具有重要意義。

1 離心壓縮機概述

離心壓縮機是一種將氣體進行壓縮的設備，其基礎結構主要包括轉子、殼體、進氣口、出氣口、冷卻器等組成部分。它采用與容積式壓縮機相對的離心式壓縮方式，將氣體不斷壓縮在一個相對封閉的空間中，提高氣體壓力和溫度，以實現(xiàn)工作流體輸送過程中的能量轉換，可用于滿足特定的工業(yè)需求，如化工、冶金等領域。

1.1 基礎結構

(1)轉子

離心壓縮機的核心是轉子，通常由兩個甚至更多的轉子組成。轉子之間的間隙非常小，但足以讓氣體在其間被壓縮。進氣口的氣體被送入轉子之間的間隙，隨著轉子的高速旋轉，氣體被壓縮后推到離心泵的出氣口，完成從吸入到流出整個循環(huán)過程。

(2)殼體

殼體是轉子的保護罩，通常由高強度材料制成。殼體具有兩個部分：一部分負責固定轉子的防護；另一部分則用于固定離心泵等其他部分的防護。殼體的反向彎曲能夠幫助加強氣體流動，確保氣體在壓縮過程中不會遇到阻力。

(3)進氣口和出氣口

進氣口和出氣口是安裝在離心泵上的兩個口，用于輸入和輸出氣體。進氣口是氣體進入離心泵的地方，出氣口則是從離心泵中排出壓縮后的氣體，為整個系統(tǒng)提供動力。

(4)冷卻器

離心壓縮機的運行過程中會產(chǎn)生大量的熱量，如果不及時將其冷卻，可能會導致設備過熱并短路。因此，離心壓縮機通常安裝了冷卻器來降低溫度，防止高溫故障發(fā)生，以確保壓縮機正常工作。

1.2 運行原理

在離心壓縮機的運行過程中，氣體被吸入進氣口后被帶到轉子間隙處。轉子的高速旋轉導致氣體被壓縮并被送到出氣口，此時氣體的壓力和溫度均已升高。緊接著，離心泵將氣體送到下一個部件中，如空調冷凝器或空氣過濾器等部件中。在這些部件中，氣體被進一步冷卻并在其中產(chǎn)生所需的工業(yè)效果，其運行原理可以進一步細分為以下幾個步驟：

(1)空氣吸入：進氣口使空氣從室外進入離心壓縮機內(nèi)部；(2)壓縮：轉子之間的間隙會壓縮空氣，從而增加其壓力和溫度；(3)運動：隨著轉子旋轉，壓縮后的氣體沿轉子進一步運動，直到抵達出氣口；(4)排出：壓縮后的氣體排出出氣口，在接下來的工業(yè)過程中起到所需的作用?？傊?，離心壓縮機作為一種重要的機械裝置，廣泛應用于不同的工業(yè)領域。通過了解和掌握離心式壓縮機基本結構和工作原理，能有效提高離心式壓縮機的工作效率以及運行穩(wěn)定性，使其更好地應用到工業(yè)生產(chǎn)中去。

2 離心壓縮機振動故障原因分析

2.1 轉子不平衡

轉子不平衡是離心壓縮機振動故障的常見原因之一。當轉子存在不平衡現(xiàn)象時，會產(chǎn)生橫向和縱向振動，引起離心壓縮機的損壞。主要可能是轉子在制造過程中存在不良的加工精度和質量問題，如不良的鉆孔或磨削加工、質量差的焊接以及非均勻材料的使用等，致使轉子與軸承之間發(fā)生相對運動而形成不平衡量；也可能是由于轉子長期運行后因機械負荷過重而出現(xiàn)變形或磨損過度等因素，使轉子的質量發(fā)生變化，導致其不平衡，甚至造成葉輪葉片斷裂，破壞離心壓縮機的正常工作性能。

2.2 轉子不對中

轉子不對中是另一種常見的振動故障原因，由于轉子旋轉中心與軸線不重合，使得離心泵產(chǎn)生誤差振動，這種故障較為常見。轉子不對中現(xiàn)象原因可能是軸或軸承損壞，導致轉子偏心而造成轉子不平衡量增大，產(chǎn)生較大的徑向力，進而發(fā)生劇烈振動；也有可能是轉子在安裝過程中，軸承座沒有正確放置或軸承座安裝不正確等，都將導致轉子不對中，引發(fā)離心壓縮機振動故障。此外，環(huán)境因素的變化，如溫度和濕度的變化，也可能導致轉子不對中現(xiàn)象。

2.3 油膜振蕩

離心壓縮機中的油膜振蕩主要指在運行過程中，由于潤滑油和渦輪裝置之間的不平衡，產(chǎn)生一種相對滑動現(xiàn)象，從而形成的低頻振蕩。其產(chǎn)生的原因主要有以下兩個方面：一是油膜的粘滯度過低。當油膜的粘滯度降低時，油膜將不能完全充滿整個葉輪葉片間隙而使之成為“死區(qū)”，此時就會引發(fā)油膜振蕩；二是渦輪裝置的操作頻率不均勻。由于渦輪裝置操作頻率的變化或不均勻，使得葉輪葉片間的油膜在旋轉時沿一定方向流動，引起了不同程度上的波動，從而誘發(fā)油膜振蕩，造成離心壓縮機振動故障。

2.4 轉子與氣泵之間的摩擦

轉子和氣泵之間的摩擦也是離心壓縮機出現(xiàn)振動故障的一種原因。在離心壓縮機運行過程中，由于摩擦力的影響，在轉子與氣泵接觸部位產(chǎn)生磨損，并在嚴重時引發(fā)故障。轉子與氣泵之間的摩擦主要來自以下兩個方面：一方面，轉子與氣泵的表面質量不均勻會導致接觸面間隙較大。在機械運動的作用下，轉子與氣泵直接接觸的微觀顆粒可能出現(xiàn)斷層現(xiàn)象，同時產(chǎn)生振動和噪聲，最終導致設備損壞。另一方面，在離心壓縮機運行過程中，由于高速旋轉產(chǎn)生的離心力，轉子和氣泵之間的接觸情況也會發(fā)生變化。在離心作用的影響下，密封性較差的離心壓縮機部件可能會逐漸變形，沿弧形方向產(chǎn)生微小的位移，并在接觸面產(chǎn)生不規(guī)則的摩擦力。這種摩擦力不僅會引發(fā)離心壓縮機的振動、噪聲和故障，還可能導致其他部件的損壞，嚴重時甚至引起整個機組的癱瘓。

2.5 離心壓縮機的旋轉脫離及踹振

在離心壓縮機的運行過程中，若發(fā)生了旋轉脫離及踹振現(xiàn)象，也會導致離心壓縮機出現(xiàn)振動故障。首先，離心壓縮機的連接處如果不牢固，可能會出現(xiàn)松動的情況。當運行高速的離心壓縮機時，松動的連接處可能會導致葉輪產(chǎn)生偏移，從而使得設備產(chǎn)生旋轉脫離和踹振的現(xiàn)象。其次，離心壓縮機的軸承也可能會由于磨損過度或設備壽命過長而出現(xiàn)故障，進而造成離心壓縮機的旋轉脫離和踹振。特別是在高負荷和高溫的情況下，軸承的故障可能更為常見。最后，離心壓縮機葉輪上可能會吸附著異物，例如塵土、顆粒物等，這些異物會導致葉輪的不平衡，使得設備產(chǎn)生旋轉脫離和踹振。

3 離心壓縮機振動故障處理措施

3.1 及時更換離心壓縮機氣泵材料

在離心式壓縮機的運行過程中，若出現(xiàn)振動故障問題，及時更換離心壓縮機氣泵材料是一種有效的處理措施。在離心式壓縮機氣泵材料的選擇方面，應根據(jù)其使用環(huán)境和工作條件，對材料的強度、韌性、疲勞耐久性等特性進行綜合考慮，并結合產(chǎn)品實際工況來合理選擇，通常采用的是鑄鐵材料或者是鎳鑄鐵材料。更換離心式壓縮機氣泵材料的步驟比較簡單，只需要按照設備制造商提供的手冊進行更換即可。在更換材料的過程中，需要注意的是對設備進行清洗和維護，防止雜質進入到部件內(nèi)，保證離心壓縮機的清潔度和新材料的質量。在更換完成后，需要對離心式壓縮機進行運行測試，以確保離心式壓縮機不會出現(xiàn)振動等異常情況，為正常的運轉帶來一定的保障。

3.2 及時清理壓縮機隔板及葉輪位置結疤

離心式壓縮機常常會出現(xiàn)振動故障，這種故障會對設備和工作場所產(chǎn)生負面影響，往往會導致偏差、停機和頻繁的維護等問題。為了解決這個問題，及時清理壓縮機隔板及葉輪位置結疤是一個必要且有效的處理措施。

首先，清理壓縮機隔板是一個重要的預防振動故障的措施。隔板是連接各個葉輪的結構元件，它的角度和旋轉方向有時會受到因葉輪磨損而產(chǎn)生的結疤的影響，從而導致偏差和振動。因此，定期檢查和清理壓縮機隔板是保持設備正常運行的重要手段，可以使用鋼絲刷等清潔工具進行清洗和清理，特別是在發(fā)現(xiàn)結疤和角度不正確時，必須及時采取措施清理隔板，才能最大限度地減少振動故障的影響。其次，清理葉輪位置上的結疤同樣是一個非常重要的預防振動故障的措施。葉輪是離心式壓縮機的核心組件，如果葉輪表面有磨損或者結疤，其運轉方向和轉速可能會受到影響，從而導致壓縮機的振動和偏差。為了避免這種情況，必須定期檢查葉輪的位置是否有結疤或裂紋，以便及時清理和修復。特別是在高溫和高壓的環(huán)境下，葉輪更容易受到磨損和結疤的影響，定期維護和清潔可以有效保證離心式壓縮機安全平穩(wěn)地工作。

3.3 應用波紋管換熱器更換冷卻管

在離心式壓縮機的運行過程中，若存在振動故障問題，應用波紋管換熱器更換冷卻管是一種可行的解決辦法。波紋管換熱器擁有雙波紋管結構，可以提高換熱效率、減小波動振幅、降低冷卻水流壓降，可以有效降低冷卻管振動所帶來的風險，并增強設備的穩(wěn)定性和可靠性。對離心式壓縮機中冷卻管的更換工作，應該從兩個方面進行處理，包括更換前的準備工作和更換后的檢查工作。在更換前應該對其進行詳細的測量和匹配，確定冷卻管合適的型號和規(guī)格、準備必要的工具和所需材料、清洗并處理冷卻管連接處的問題等。在更換冷卻管的過程中，應先斷開進出口管線，以及拆卸舊的冷卻管。在卸除舊冷卻管時應特別注意，避免損壞或污染機組的其他部件。然后，將波紋管換熱器放置在原來的冷卻管位置，并對管道進行連接。在操作過程中要認真檢查和調整波紋管換熱器的固定方式和高度，避免設備產(chǎn)生新的振動問題，確保更換后設備的運行穩(wěn)定性。更換后，應及時啟動設備進行檢查，并對運行中的設備進行震動檢測。在進行更換操作時注意細節(jié)，遵循正確的更換步驟，才能真正達到預防和處理振動故障的目的。

3.4 建立專業(yè)團隊，提升機組檢修質量

建立專業(yè)團隊是提升離心式壓縮機機組檢修質量的有效措施，該措施能夠提升人員的技能和專業(yè)水平，提高設備維修的效率，并減少維修風險。團隊成員應該包括工程師、技術專家和經(jīng)驗豐富的機修工，并需要具有豐富的機械、電氣和液壓方面的知識，熟悉機芯的工作原理和組成部分，以及如何診斷和解決常見問題。檢修團隊應該在壓縮機的設計和操作過程方面有清楚的認識，深入了解離心壓縮機的工作模式、故障類型，可以通過平常積累經(jīng)驗和不斷學習來提高專業(yè)水準。此外，還應結合離心式壓縮機的特點和運行狀況，建立檢修標準操作規(guī)程和維護程序，包括檢查現(xiàn)場安全條件、確認設備故障現(xiàn)象、組織檢修人員、準備工具和備件、進行機組拆卸和檢修、組裝和測試、

4 結語

綜上所述，離心式壓縮機振動故障是一個復雜而嚴重的問題，對離心壓縮機的穩(wěn)定性和壽命會產(chǎn)生巨大影響。經(jīng)過本文的研究分析，離心式壓縮機振動故障原因主要有轉子不平衡和不對中、油膜振蕩、轉子與氣泵之間的摩擦、離心壓縮機的旋轉脫離及踹振等多種因素。在處理振動故障的過程中，可以使用各種方法和技術，盡早發(fā)現(xiàn)和解決問題，并及時進行維修和更換，以確保設備始終處于最佳狀態(tài)。