离心式压缩机常见故障分析

王磊

盛虹炼化（连云港）有限公司江苏连云港222000

摘要：离心式压缩机是一种由电动机直接控制的垂直吸收式单级压缩机，其作用是增加循环气体压力，以维持反应器的通量。其介质主要由氮、氢、乙烯、而且在介质中还有一定量的固态聚乙烯粉末,所以要求内壳、叶轮等接触介质的所有部件不易黏结树脂,影响压缩机性能,导致压缩机故障。为了防止这些气体沿着旋转轴轴向泄漏至大气，必须使用不同的轴密封以确保机器的稳定功能。减少能源和材料损失以防止污染，并保障设备安全。

关键词：离心式压缩机；常见故障；

离心式压缩机通常由工艺系统、干燥的空气密封系统、油封系统、蒸汽冷凝系统等组成。它的性能取决于吸入量温度、吸入量以及分子的数量、旋转速度和控制特性，事故或故障通常来自于相互影响的各种原因。为了确保设备安全可靠地运行、及时检测和解决问题，必须对设备进行实时监测，完全控制。

一、离心式压缩机常见故障分析

1.转子弯曲。当转子热态停机时，转子就会弯曲，一旦停止，就会产生不均匀的热量或外部压力。转子的弯曲分为两种情况:转子弯曲分为永久性和临时性弯曲两种情况：转子发生永久性弯曲时转子轴无法恢复；转子的临时性弯曲是可以恢复的弯曲，可以引起转子临时性弯曲的原因有运行过程中转子的预负荷过大、开机运行之前没有充分的暖机和盘车、启机后升速过快各部件膨胀不均匀造成动静部件间碰撞引起的弯曲。转子质量的偏心会引起振动，但当转子弯曲时会产生克服弯曲的弹性力。转子质量不平衡时所产生的离心力与力的相位不同，会被相互叠加抵消。因此，当转速一定时，转轴的振动幅值会有所不同，转子弯曲故障的频谱特征与转子质量偏心的频谱特征基本相同。

2.油涡旋。离心式压缩机一般都采用滑动轴承，由外部的润滑油泵强制润滑供油，因为旋转会在轴承和转子之间形成一个油性楔子，在轴承和转子之间形成一个油性薄膜来支撑转子。这种现象被称为中速油膜涡流楔形，因为它的平均速度是速度的一半，所以它被称为半速涡流。当膜旋转时，轴承得不到足够的油，所以它会损坏轴承，造成振动，影响机器的长期运行。

3.旋转故障和泵。旋转故障和泵是离心式压缩机的一个特殊的离心式振动故障，由于气体压缩时产生的气流分离，设备本身没有明显的结构缺陷，因此不需要停止维修，并将振动减少到可接受的值。叶轮失速在0.5到0.8倍之间，扩压器失速在0.1到0.25倍之间。旋转失速引起的振动主要频率与低频振荡频率不同，与不稳定输入旋涡的高频率不同。压缩机进入旋转失速范围后，虽然存在压力波动，但机器的流量基本稳定，不会有明显的变化。旋转失速引起的振动在强度上比喘振要小，但比稳定的进口涡流大得多。

4.入口的温度太高了。气体进口温度升高是离心式压缩机使用中最常见的问题。由于冷却器中冷却剂含量低，离心式压缩机在高温下工作，但离心式压缩机在机械加热过程中无法产生很好的效果，导致气体进口的高温。与此同时，气体冷却效果并不理想，离心式压缩机在这种环境中工作，由于高温，直接启动机械保护系统，切断电源并关闭。

二、建议

1.压缩机故障诊断系统。离心式压缩机诊断系统使用一个精确的诊断。为了确定油压和温度信号，使用简单的诊断方法，即在处理和分析每个点的振幅后，将每个点的振幅与相匹配，在正常情况下，诊断系统的诊断信号在范围内变化；如果测量认为故障发生或不可避免，应采取相应措施。ENTRX(基于信息集成和信号模拟的故障诊断系统)被用于诊断压缩器和偏转信号的振动和跟踪。诊断基于信息整合的故障可以通过测量光谱电路、坐标场中的一些故障迹象以及故障源与故障症状之间的关系来确定故障的来源。为了充分利用测试产生的信息，每个测试都可以通过各种方法诊断。基于信号调制解调器评估的诊断方法直接通过改变系统的物理参数来诊断。首先根据系统特征方程循环变化轨迹找到物理参数,系统诊断模型识别方法将评价单元状态相关符合某种物理参数，由于物理参数的实际值，在复杂平面上的位置也可以用来测量物理参数的变化。因此说明振动是由转子上产生了与不平衡力相类似的新激振力引起的,如果是动静部件碰撞时引起的振动,则轴心轨迹的运动方向应与转轴的旋转方向相反。对于大型的高速旋转离心式压缩机,采用状态监测、振动诊断技术可高效地判断机组故障原因,对设备管理与维修可以作出比较合理、准确的决策,减少经济损失。

2.测量插入温度。压缩机和涡轮机，如轴承，必须在一定的温度下保持运转，以保持良好的工作状态，而滚珠轴承的高温会使油膜失灵、损坏或减少寿命。为了控制轴承工作状态所需的轴承温度测量,轴承工作表面通常高于10度,所以一般采用热能机组轴瓦装载。电阻温度传感器的测量方法是测量温度，这反映了轴承状态的变化。测量径向轴承的温度，热电阻式温度传感器应埋在轴承下瓦块的最大负荷处，一般在轴承下瓦块上偏离垂直中心线大约２０°的位置，传感器尽量贴近轴瓦表面以测量到轴承工作时的真实温度，一般每侧径向轴承安装２个温度传感器。测量止推轴承的温度时，将热电阻式温度传感器埋在止推轴承瓦块离表面１.５～２ｍｍ处。一般在止推轴承每一侧安装２个温度传感器。轴承工作时,通常每个径向轴承安装两个温度传感器。机组被迫停机检修，影响装置的正常生产，对磨损的转子修复需要很长时间和昂贵的维修费用。虽然修复后的机组已经投入正常运行，但修复后的转子不可能达到新出厂转子的精度，例如叶轮入口密封环的磨损会影响机组的效率，增加运转过程的蒸汽消耗等。一般地在轴位移上的停机联锁采用二选二的方式，在一套传感器失效时不会造成误动作停机，有效地保护机组的连续运行。

3.防止磨损。铸件不精准，组装质量不高，加工过程中的油脂破裂，润滑油质量低，维护负荷高。当磨损达到一定程度时，如果不及时处理，轴承就不会形成有效的油膜，从而大大加速油膜磨损过程。压缩机的振动在一段时间内变得明显。在刚刚发生的时间内，烧伤的内衬不会直接磨损轴的颈部，如果及时找到替换的内衬，就可以避免内衬磨损。为了有效检测内衬烧伤，我们可以通过内衬部位的温度计实时测量内衬温度，如果出现异常温度，我们会及时更换内衬，从而避免主轴进一步磨损。如果没有条件，我们必须监测在使用压缩机时的工作，如果压缩机烧坏了，提醒我们及时更换。为了有效地防止磨损，我们必须采取有效的预防措施。我们必须严格按照有关设备的维修规定进行设备维修。

随着社会的发展，近年来兴起的工业项目日益增多，离心式压缩机作为一个装置的核心设备，解决其制造、安装、运行过程中的故障，确保安全平稳运行，将会给装置带来更大的安全保障，给公司带来更好地经济效益。系统是通过在设备上安装各种实时传感器来实现对设备的及时和精确检测、持续工作中出现的问题、故障检测系统可以帮助早期消除，根据监测的数据分析，判断机组的运行状态是否适于继续保持运行或需要维护处理。

参考文献

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[3]蔡友民,杜润生,杨叔子.智能化状态监测技术的研究[J].中国机械工程,2017,14(11):946-949.