离心压缩机的振动故障研究

离心压缩机的振动故障研究

丁建波

杭州杭氧透平机械有限公司

摘要：离心压缩机作为现代机械设备的代表，在各个领域的生产中已经得到了广泛运用。离心式压缩机在工业生产中经过长期的推广和应用已经取得了非常显著的成效。然而在实践中不难发现，机械振动故障的发生已经严重影响到了离心压缩机作用的发挥。因此，离心压缩机机械振动故障问题的处理成为了离心压缩机高效利用的重点内容。本文先对离心压缩机机械振动故障原因进行了分析，然后对离心压缩机振动故障的紧急处理措施和解决方法进行了详细的阐述，希望能为相关行业提供一定的参考借鉴。

关键词：离心压缩机；振动；原因；方法

一、离心式压缩机概念

离心式压缩机也被称为透平式压缩机，其主要作用是将气体压缩，由转子与定子两个结构形成。离心式压缩机的工作过程是，叶轮高速旋转使周围气体随之转动，通过离心作用将气体推送到扩压器中，在叶轮周围形成真空环境，这样外界的新鲜气体便会进入到叶轮内。经过叶轮的不断转动使气体形成反复的吸入排除，保证了施工环境内的空气流通。发展初期离心式压缩机只适用于中亚力大流量的地方，所以并未受到重视，后期化工业的发展需求，才使离心式压缩机受到了重视。随着气体动力学的发展，促使了离心式压缩机性能的提升。

二、离心式压缩机振动故障分析

1、转子不稳定形成振动

材料自身存在的缺陷，技术差等各方面因素是导致离心式压缩机振动故障现象发生的主要原因。在生产制造离心式压缩机时，假如转子结构的质量无法满足绝对性转子平衡要求，将会增加结构出现偏差的几率。由于转子在长期旋转的过程中，因为受到周期性离心力的影响，致使轴承荷载的增加，最终导致振动现象的出现。经过长期的实践应用发现，致使转子产生不稳定现象的因素主要包括以下几方面：

（1）如果制造离心式压缩机选择的材料耐磨性较差的话，那么离心式压缩机就会早长期使用后出现严重的不平衡现象；

（2）大多数没有经过加工处理的轴承，都因为存在接触面平滑度不够的现象，而造成整个结构与形状面出现了严重的不对称现象；

（3）人为因素导致的加工过程中出现严重的缺陷与偏差现象，对于转子运转稳定性的提升也会产生极为不利的影响。

2、离心压缩机的旋转脱离及踹振

（1）离心式压缩机的旋转脱离：在生产过程中，若出现生产问题需要改变离心压缩机的工作任务时，进入压缩机内的气流就会改变叶轮及扩压器的气流方向，气流方向的改变就会导致叶片上产生很多气流旋涡，随着气流漩涡的增加，流动气体的通道面积就会减小，而无去可去的气流就会涌入其他通道中，从而产生振动故障。

（2）离心压缩机的踹振：这种情况是由于机组发生突变失去原有速度后进一步发展而产生的，当离心压缩机内的气流漩涡增加后，压缩机内的压力会突然下降，气流方向改变，从而产生更多的旋涡，所以会造成离心压缩机的踹振。产生离心压缩机的踹振情况是由于压缩机转速突然下降或改变，而原出口的压力却没有变，压缩机内气温增高、分子量减少，机械运转不平稳而产生的。

3、转子不对中

转子不对中和转子不平衡在表面上看不出什么分别，但两者在运行中是两种状态。判定由转子不对中而产生振动故障一般有两种方法：

（1）负荷大小，根据位置不同转子振动的大小也不一样，当负荷降低时，往往转子振动的更加明显。

（2）联轴器同一侧互相垂直的2个方向上，2倍频的相位差是基频的2倍。

4、转子与气封之间的摩擦

转子与气封之间的摩擦，会严重影响到离心式压缩机运行过程，使其出现震动现象。工作中为提升离心压缩机的使用效率，需做到尽力减小叶轮顶的缝隙与密封间隙，以达到控制气体泄漏的效果，但是叶轮顶间隙与密封间隙缩小的同时，也会引起流体东西激烈震动的现象以及气封与转子之间强烈摩擦的现象产生。通常出现的气封与转子之间的摩擦有两种类别：一种是气封与转子之间出现的大弧度摩擦造成的元件磨损；另一种是气封与转子之间出现部分位置撞击造成的元件磨损。

三、保证离心式压缩机安全运行的措施

1、调整气封材料

对离心式压缩机的振动现象进行调整，可以通过更换离心式压缩机的气封材料进行调整。常见的离心式压缩机使用的都是铝制的气封材料，铝制气封材料在离心式压缩机长期使用过程中，容易出现被氧化腐蚀的现象，受腐蚀位置清理工作将很难实行，结果是在成离心式压缩机的气封结构变形或者是出现断裂的情况，转子在工作运行的过程中，由于出现强力的摩擦现象而引起了震动情况的发生。为减少设备震动的发生，需要将离心式压缩机原有的铝制气封材料进行调换，置换为相对稳定的四氟材料。这样从源头避免了气封元件的氧化腐蚀现象，降低了气封元件变形的风险，从而减少了离心式压缩机震动的问题。

2、及时清理机械零部件

离心式压缩机长期处于高速运转的状态下，压缩机隔板与叶轮结合处不可避免的就会出现结疤的现象，如果出现这一现象的话，那么将会对离心式压缩机的吸气量产生非常严重的影响。所以，为了彻底消除这一影响离心式压缩机稳定运行的因素，必须及时时的处理离心式压缩机出现的结疤情况，同时加强设备整体清洁工作的力度，确保离心式压缩机始终保持稳定的运行状态。利用压缩机的进气口对压缩机隔板以及叶轮位置进行反复的清洗，以达到促进离心式压缩机清洗效果有效提升的目的。另外，由于离心式压缩机自身的转速相对较高，因此，必须避免因为盲目注水而对设备造成破坏，确保设备的正常稳定运行不受影响。

3、更换冷却管道，降低外力形成的振动

由于波纹管换热器自身具有显著的特点，因此其在实际使用的过程中彻底解决了因为天然气输入压缩机而无法迅速冷却而导致的压缩机运行故障现象的发生。如果将冷却管道更换为波纹管道换热器，不仅实现了促进压缩机内天然气与水量有效提升的目的，而且也有效的降低了结疤现象发生的几率，促进了离心式压缩机换热效率的稳步提升。另外，随着波纹管道换热器在离心式压缩机中的广泛应用，也避免了因为外部因素所导致的振动现象的发生，促进了离心式压缩机整体运行效率的有效提升。

4、采用波纹管换热器

在压缩机使用前，可以将冷却管取出，换成波纹管换热器，这样能够加大压缩机的进气量及进水量，能从源头上制止结疤现象的产生，还可以提高离心压缩机的换热效果，增加压缩机的使用寿命，避免因外力作用在运行中发生自由膨胀而导致的振动故障。

5、置换冷却管

减少因外力产生的离心式压缩机震动现象，可以采用置换冷却管的方式进行。离心式压缩机的运行中有一项是换热工作，所以涉及到一个冷却管的部件。在离心式压缩机设备中运用的冷却管置换为波纹管换热器，达到的效果是能够增加进入压缩机中的天然气输送量与水量，极大地减少了结疤情况的产生，同时也提升了离心式压缩机的换热效果。因其波纹管换热器自身的特点，使用时可以解决因大量天然气输入压缩机而不能快速冷却所导致的压缩机工作不全面问题。离心式压缩机在运行中出现常因外部因素引起设备堵塞导致的震动情况，而使用波纹管换热器恰好能够避免此类外界因素，在一定程度上极大地提升了离心式压缩机的运行效率。

结语：离心式压缩机的安全运行对化工事业的发展具有极为重要的作用，所以需要离心式压缩机在未来发展中切实地提升压缩机的可靠性因素，保证其在任何场合都能够安全运行。

参考文献：

[1]徐洪淼.离心压缩机振动故障分析与处理[D].沈阳工业大学，2017.

[2]杨利伟.离心式压缩机振动故障现象分析及处理[D].北京化工大学，2017.

[3]史生霖.离心压缩机振动故障研究与分析[D].沈阳工业大学，2017.