大型離心式壓縮機組常見故障原因分析及處理措施

（中海油氣（泰州）石化有限公司 江蘇 225300）

1.離心式壓縮機的結構及工作原理

(1)離心式壓縮機結構

①機殼：機口是離心式壓縮機的主要保護措施，因此其需要借用強度較為高端材質進行制作。一般在實際操作生產過程中使用的離心式壓縮機機殼一般是貼紙或者鋼鐵原料。

②隔板：隔板部分在離心式壓縮機整個部位中占據著較為重要的因素，因為其主要作用是把壓縮機的葉輪進行分割與分級，使其成為具有連續慣性的流道，將隔板之間相互擴充使壓縮機內部的氣體在通過擴壓器，或將所謂的動能變化為能夠進行工作的壓力能。

③級間密封及軸端密封：從離心式壓縮機內部的結構來看，一般其直接密封以及終端密封采用的是迷宮密封的方式采取迷宮密封的主要原因，是為了能夠讓氣體進行固定運動，避免因為氣體的回流導致不同壓縮機級間串氣，在終端密封一般采取的是另一種方式，最常見的是碳環密封和干氣密封。

④軸承：軸承的主要作用是使承受轉子的重量與其他的力量進行附加并使其在離心式壓縮機中產生力量和壓力，并通過相應的傳輸將壓力轉化為動能，實現離心式壓縮機的工作流程。從軸承的工作原理來看，其可以分為兩個不同的軸承，一般是支撐軸承和推力的軸承之稱的軸承主要是為了保障壓縮機內部的系統不會出現故障的問題。而推力軸承是為了將氣能轉化為動能或者是壓力能，這兩個部分的結合，促進了離心式壓縮機功能的實現。從軸承的工作原理來看，其始終采取的是單一且持續的循環工作。在其工作的過程中，可以將相應的能力進行能量的轉化，而能量轉化的目的，也是為了促進離心式壓縮機的正常工作，不同部件之間相互合作，從而實現了軸承的運動與工作。

A.主軸：因為主軸的主要任務是為了有效的傳遞功率，因此要求主軸應該有足夠的動力。

B.葉輪：葉輪可以分為三種不同的葉輪種類，其分別為開式、半開式和閉式葉輪。其中半開式葉輪，主要是作用于空分機組的首級葉輪以及齒輪壓縮機葉輪，因為葉輪是對介質氣做功的主要核心部件，因此從一定程度上來講，葉輪的質量也就直接影響了壓縮機的質量。

C.軸套：軸套的主要作用是對葉輪進行固定和保護主軸，避免主軸因為遭到氣流的影響，從而保證主軸的運作效率。與此同時，軸套也可以起到導流的作用，促進壓縮機內部氣體的形成。

(2)離心式壓縮機的工作原理

離心式壓縮機原理及特點是：石油化工企業常用壓縮機按工作原理結構基本可分成透平式和容積式壓縮機兩大類。透平式壓縮機有離心式和軸流式兩種，如催化裝置的主風機采用的是軸流式的較多，而氣壓機均是離心式壓縮機。容積式壓縮機有往復式和回轉式，如螺桿式壓縮機。離心式壓縮機工作原理：汽輪機或電動機帶動壓縮機主軸葉輪轉動，在離心力作用下，氣體被甩到工作輪后面的擴壓器中去。而在工作輪中間形成稀薄地帶，前面的氣體從工作輪中間的進氣部分進入葉輪，由于工作輪不斷旋轉，氣體能連續不斷地被甩出去，從而保持了氣壓機中氣體的連續流動。

2.常見故障及相應處理措施

（1）支撐軸承溫度高。①如果在支撐軸承中出現軸瓦間隙偏小的問題，那么可以采取調整軸瓦間隙的方法。②如果在塊表面巴氏合金發現有砂眼裂紋等問題，那么就需要重新澆鑄巴氏合金進行改正。③如果軸瓦設計存在問題，那么就會直接導致瓦塊超負荷運行。因此在實際工作過程中就可以采取改進軸瓦設計結構的方法，通過改善承載能力解決當下的問題。④如果在壓縮機運行的過程中出現了機組長期處在振動值偏高指數的情況，那么壓縮機的運行必然會加速軸瓦的損耗。因此在實際的運行過程中應該及時處理振動問題，確保軸系的穩定與安全。⑤在壓縮機日常運行的過程中，往往會因為潤滑油含水或帶雜質導致軸頸與軸瓦之間摩擦增大，不僅嚴重影響了其正常運行，還增加了運行成本。針對這一問題，就應該定期采樣化驗分析油品，根據各部件的實際情況及時更換潤滑油。⑥除此之外，在日常運行過程中還應該注意進油溫度偏高的問題，一旦發現存在溫度偏高的現象，應該及時開大冷卻水進行降溫處理。

（2）推力軸承溫度高。影響推力軸承溫度比較高的原因，不只有潤滑油方面的因素，還有中斷結構設計缺乏合理性的因素，因為在其正常運行的過程中，往往會面對較高量的復合以及在其密封的過程中會出現密封失效的問題，導致葉輪兩側之間的壓力差，是在不斷增加的。這在很大程度上就直接影響了推力平衡導致推力平衡盤的堵塞，尤其是在其正常運行過程中出現堵塞的問題，那么必然會導致推力平衡盤的非正常運行，這也就是導致當下問題產生的主要原理，因此要想促進相關問題的改進與優化就應該從導致問題出現的不同因素出發，選擇恰當的改進措施，以此優化各個部位的工作效率，從而全面解決當下存在的問題。

①如果在其正常運行過程中出現了進油壓力偏低、進油量不足的情況，那么應該從適當增加進油壓力入手，仔細檢查清理軸承座的進油通道，如果部分壓縮機內部結構有需要，可以采取擴大軸瓦進油孔徑的方法進行優化。②如果在其正常運行中存在進油溫度偏高的問題，那么可以采取開大冷卻水的方法，對問題進行優化和改進。③如果發現將含水或帶雜質的潤滑油加入到軸頸與軸瓦之間，液體對摩擦力造成了影響，導致破壞液體摩擦問題的出現，那么可以采取定期采樣化驗分析油品的方法，在必要時可以采取更換潤滑油的方法。④推力軸承安裝不當或推力盤安裝不到位，應該拆檢檢查推力軸承是否相互卡滯導致瓦塊擺動不靈活；檢查推力盤是否安裝到位。⑤如果發現壓縮機內部存在軸向力大的問題，那么可以采取調整工藝參數的方法，以此降低軸向力，根據壓縮機內部實際情況，有必要對核算實際中以及相應的設計偏差，進行明確，那么必要時可以對核算實際軸向力和設計偏差進行明確與優化。

（3）軸位移偏大。與其他存在的問題相同，軸位移偏也是影響壓縮機運行效率的一大影響因素之一，那么要想解決軸位移偏的問題，首先就應該明確導致軸位移偏的原因是什么，在實際使用與工作的過程中，可以發現導致其出現軸位偏移的主要因素是壓縮機喘振和復合變化因素，加之位移盤的跳動和不同級別之間密封問題，就造成了問題的出現，因此以下主要針對這幾個方面提出了具體的改進措施。

壓縮機的級間密封和平衡盤密封間隙超差或失效就會造成軸位的偏移，因此需要及時關注其實際情況，并及時針對存在問題的密封進行更換。例如，在壓縮機正常運行過程中，應該盡量避免其出現喘振的問題，因為一旦壓縮機存在轉動，那么必然就會影響壓縮機的出入口的自身壓力，甚至會直接影響其穩定運行，造成劇烈的波動，最終導致轉子的軸向轉動，這樣就會導致壓縮機運行不穩定，影響其工作效率。再比如在正常運行過程中，應該注意復合的變化量保證各個階段的壓力，在一定比例之內，如果不能很好地將壓力控制在合理的范圍內，那么就會造成軸位偏移大，因此在日常工作中一定要注意保證數量和比例避免其他問題的出現。

（4）軸振動超標。當軸瓦間隙出現軸瓦間隙超差瓦背緊力不足的問題時，適當及時對軸瓦間隙進行調整。如果在壓縮機內部出現油膜激蕩的問題，那么就可以采取降低潤滑油溫度的方法，對瓦塊比壓進行適當的增加，以此改進當下存在的問題。

3.結語

想要優化壓縮機的工作效率，避免其在實際工作過程中發生不同程度的故障，那么就要明確各個部位的工作原理與可能會存在的故障問題，并且以此為依據明確不同部位的具體改進措施與故障修理措施，并將其落實到日常工作中，保證壓縮機能夠高效運轉，同時保證壓縮機的正常使用壽命，避免其因為錯誤使用和維修不及時，導致壓縮機使用壽命的縮減。