離心式壓縮機運行故障與檢修分析

于震遠

（沈陽鼓風機集團股份有限公司，遼寧沈陽 110869）

0 引言

目前，離心式壓縮機在石油化工行業得到廣泛應用。離心式壓縮機在實際運用過程中經常受到諸多因素影響，無法完成生產工作。相關工作人員應結合實際情況，進一步研究有效解決辦法，規避離心式壓縮機運行故障，更好促進壓縮機發展。

1 離心式壓縮機基本原理

離心式壓縮機主要由轉子及定子兩部分組成。轉子由汽輪機和電機帶動，集中固定在軸上的零部件上，會受離心力影響。定子主要固定在氣缸上的隔板及軸承零部件中。兩者之間需要設置密封元件和密封氣體。離心式壓縮機在運轉過程中，必須要引入氣體，當氣體進一步壓縮時氣溫會升高，故需要安裝中間冷卻器。氣體則可以從排氣管過渡到冷卻器中進行冷卻，冷卻后的氣體經過高壓側吸氣進行到下一步驟，最后經過蝸殼輸出氣體。

2 離心式壓縮機運行故障

離心式壓縮機運行過程中，主要有軸承故障、帶密封環和密封環故障、壓縮機油喘振、壓縮機漏氣、壓縮機葉輪損壞、離心壓縮機不正常振動和噪聲等。出現故障后，需要機械維修人員進行診斷，判斷出故障原因。下面主要分析軸承故障、密封系統故障、振動和噪聲不正常等。

2.1 軸承故障

壓縮機內部主要由軸承組成，離心式壓縮機運行過程中軸承故障主要有以下4個原因。

（1）壓縮機潤滑存在嚴重問題，造成壓縮機運轉時軸承阻力過大，導致軸承失效。

（2）壓縮機軸承間的間距不符合工作要求，造成壓縮機軸承摩擦增大，失效。

（3）安裝離心式壓縮機時，由于安裝不平衡或壓縮機內軸承不平衡而造成故障。

（4）壓縮機安裝不正確，造成離心式壓縮機發生故障。

一般情況下，離心式壓縮機軸承出現故障，可以依據以上4種原因尋找檢修方法，可以有效降低檢修難度。

2.2 密封系統故障

目前，離心式壓縮機最常見的故障是密封系統故障。密封系統故障原因主要有：油中有污物，壓縮機安裝不對稱，油壓不穩定。密封件間隙有偏差，密封件油封存在問題，浮環座端面有缺口或接觸部不均勻，密封件磨損嚴重，油溫與工作環境不匹配等。對離心式壓縮機進行故障檢修時，工作人員應根據離心式壓縮機的使用情況進行詳細分析，然后找出故障根本原因，確保最短時間內處理壓縮機故障。

2.3 壓縮機空氣壓力不足

電機運轉時，壓縮機充氣進入儲罐，氣壓計顯示無法達到啟動壓力。造成這種現象的主要原因有：氣壓計失效；空壓機和電機之間的傳送帶過松；空壓機和儲氣罐之間的管道破裂或接頭泄漏；油水分離器、管道或空氣過濾器的沉積物造成堵塞；壓縮機排氣閥未嚴密密封、彈簧太軟或斷裂；壓縮機氣缸套、活塞和活塞環磨損，甚至泄漏。壓氣機與電機之間的皮帶過松打滑，或連接處泄漏。若上述試驗，無排氣量或排氣量很小，則檢查皮帶是否過松。從壓縮機到儲罐，到進氣管控制閥，連接處是否松動、破損或漏水。若壓縮機未向儲氣罐充氣，則檢查油水分離器、空氣過濾器及管路是否有過多污垢，若堵塞，應清除。根據故障現象，檢查壓縮機排氣閥是否泄漏，彈簧是否太軟或破損，氣缸蓋上是否有砂孔，內襯管是否損壞，更換或修理損壞的部件。確認壓縮機氣缸和活塞環是否磨損過度。查看和調整卸載閥和標記箭頭的安裝方向。

2.4 異常振動和噪聲

離心式壓縮機運行過程中，如果發生異常噪聲和振動，則表明壓縮機出現一系列故障，故障原因主要有4個。

（1）壓縮機運轉過程中轉子不平衡，導致葉輪刮碰四壁。

（2）葉輪損壞。

（3）在氣體管路盈利傳遞到壓縮機殼上時，會導致機殼不對中，發出異常振動和噪聲。

（4）離心式壓縮機聯軸器出現故障或者安裝不平衡。

2.5 出口流量低與油壓下降故障

壓縮機出口處流失率低的主要原因是壓氣機某些部件進口溫度高、排氣管網阻力較大、密封間隙過大、流道堵塞或吸入密度降低。上述原因中，有些需要檢查過程參數，有些可以通過執行檢查來確定。有時油泵故障或相關損壞，壓縮機的油壓可能突然下降。

3 離心式壓縮機故障解決措施

通過上述分析，可以看出離心式壓縮機故障原因非常多。為此，制定有效解決辦法，應對具體故障原因。

3.1 軸承溫度過高故障的解決措施

軸承是離心式壓縮機的重要組成部分，在操控壓縮機時一定要重視軸承部件。如果處理不當，會使得該處出現許多故障問題。針對軸承溫度過高故障，可以從根本著手，即進行軸襯的澆注操作，增加存油溝深度。另外，也可以檢查潤滑系統中的油管和冷油器。然后，根據離心式壓縮機實際運行情況更換新油，確保潤滑系統運轉時處于正常狀態。

3.2 壓縮機喘振解決措施

為防止離心式壓縮機在運行過程中發生喘振，有必要對其采取喘振保護措施。為解決壓縮機喘振問題，部分氣流在壓縮機出口旁路，可直接進入壓縮機吸氣口，增加吸氣量，避免喘振。另外，將供氣系統與壓縮機分開，以確定離心式壓縮機喘振的具體位置，喘振位置確定后，喘振閥可用于防止氣體外泄。然后將離心式壓縮機置于喘振區內，使喘振現象得到改善。該方法可有效解決離心式壓縮機的喘振問題。

3.3 密封系統故障解決措施

應針對密封系統故障具體原因，采取有效措施解決。確定密封系統部位損壞時，工作人員應立即調整或者更換離心式壓縮機密封系統的縫隙，再重裝運轉，確保壓縮機正常工作。

3.4 軸承振幅或振動異常解決措施

解決措施有：擰緊地腳螺栓；校正主軸；排出氣缸中的積水與固體沉淀物；重新校正大小齒輪間的不平行度；減小軸承與軸頸間的空隙；重新找正水平與中心；重新校正動平衡。

4 建議

4.1 壓縮機故障診斷系統

為準確測定油液壓力和溫度信號，離心式壓縮機診斷系統使用一種簡單診斷方法，經過處理和分析，將各點幅度與之相匹配。一般情況下，診斷系統的診斷信號在一定范圍內變化，如果測試儀認為發生了故障或無法避免，應采取相應措施。在此基礎上，提出一種基于信息集成和信號模擬的故障診斷系統ENTRX，用于診斷壓縮機振動、跟蹤和偏轉信號。利用信息集成技術進行故障診斷，可以通過測量頻譜電路、坐標場中的某些故障征兆，以及它們之間的相互關系來確定故障源。為充分利用測試產生的信息，可采用多種方法對每個測試進行診斷。根據信號Modem評估法，通過改變系統的物理參數，可以直接進行診斷。先由系統特征方程的周期變化軌跡確定其物理參數。該方法可以通過系統診斷模型識別，來匹配評價單元的狀態相關性和某些物理參數。在復雜平面上，由于存在物理參數的實際值，其變化也可用位置法來測量。振動是由一種新的激勵力引起，這種激勵力與轉子上的不平衡力相似。若振動是動靜部碰撞引起，則軸軌運動方向應與旋轉方向相反。對于大型高速旋轉離心式壓縮機，通過狀態監測和振動診斷技術，可以有效判斷機組故障原因，作出合理、準確的設備管理與維修決策，減少經濟損失。

4.2 防止磨損

鑄件不精準，組裝質量不高，加工過程中的油脂破裂，潤滑油質量低。當磨損達到一定程度時，如果不及時處理，軸承則不會形成有效油膜，從而大大加速油膜磨損過程。壓縮機振動在一段時間內變得明顯。在問題出現初期，燒傷的內襯不會直接磨損軸的頸部，如果及時找到替換的內襯，則可以避免內襯磨損。為有效檢測內襯燒傷，可以通過內襯部位的溫度計實時測量內襯溫度，如果出現異常溫度，應及時更換內襯，避免主軸進一步磨損。如果沒有條件，必須監測壓縮機運行狀態，如果壓縮機燒壞，應及時更換。為有效防止磨損，必須采取有效預防措施，嚴格按照有關設備的維修規定進行維修。

5 結束語

離心式壓縮機在現代石油化工產業中占據重要地位。離心式壓縮機在運轉過程中，一旦操作不當，壓縮機容易發生喘振、溫度過高和密封系統失效等故障，影響壓縮機正常運行。為此，本文著重針對故障原因提出有效解決方法，以提高離心式壓縮機的工作質量和效率，延長壓縮機的使用壽命。