离心压缩机振动原因分析

离心压缩机振动原因分析

耿力波

山西输油气分公司  山西省忻州市  034000

摘要：日常生产过程中一旦离心压缩机出现异常或故障，将会对企业的生产经营造成巨大的损失，为保证离心压缩机的平稳运行，需对其常见振动故障进行分析，并采取针对性措施加以解决。本文对离心压缩机振动的故障原因与处理措施进行了简要的探讨分析，以保证压缩机组更好、更平稳的运行。

关键词：离心压缩机;振动故障;原因分析;处理;

离心压缩机在运行的过程中，其内部都会有振动产生，当振动超标时直接影响离心式压缩机的安全、平稳运行。很多时候会造成连锁停车，最终导致整个生产装置非计划停车。更严重的是出现喘振、定转子碰磨、轴弯曲、转子零件碎裂或飞离等严重故障，有可能造成机毁人亡的事故发生。要想确保离心压缩机的运行正常，保证其稳定性，就必须要对振动故障采取有效的预防和处理手段，避免离心压缩机产生异常振动。

1 离心压缩机概述

离心压缩机的结构主要由两个部分组成, 分别为定子与转子。而这两个部分又可分为多个零部件, 就其结构方面而言, 离心压缩机比较类似于离心鼓风机, 因而在离心压缩机实际运行过程中主要就是利用高速旋转的转子将气体产生压强, 因而相比于其它同种类型鼓风机, 有着相对更高的工作效率。离心压缩机是通过高速旋转的叶轮将输送的气体加速, 当高速流动的气体进入扩压器、弯道、回流器后转变流向而减速增压, 这样气体在叶轮内获得高速的动能转变成压力势能, 因此提高了气体的压力。

2 离心压缩机振动故障发生原因

2.1 转子失衡导致振动故障

在对离心压缩机进行制造及安装过程中, 由于材料质量及加工技术等多种因素影响, 致使整个转子的质量分布情况无法完全符合中心线轴对称条件, 因而转子也就无法实现完全平衡, 而这种情况的存在会造成转子旋转中, 周期性离心力会对其产生干扰, 导致在轴承上有负荷产生, 从而导致压缩机出现振动情况。对转子不平衡情况, 其产生原因主要包括三个方面, 即材料方面因素、设计方面因素以及加工方面因素。其中, 材料方面因素主要就是由于选择的材料耐磨性能不理想, 在实际运行过程中有变形情况出现, 引起质量不均。

2.2 转子不对中导致振动故障

在离心压缩机实际运行过程中, 转子不对中情况主要包括三种, 即角度不对中、平行不对中以及组合（角度、平行不对中）不对中, 而实践中应用较广泛的判断方法也主要包括两种类型, 第一种就是在机组处于热态情况下检查其中具体情况, 机组热态与冷态对中效果是完全不同的两种状态, 在热态下找出对中才是机组实际的运行状态下的对中,但是往往热态下无法实现。 因此，通常是冷态下进行对中检查和调整，冷态下要按设计提供的对中曲线来找对中。第二种就是通过振动信号及波形频谱图、轴心轨迹图进行故障排查，平行不对中容易出现二倍频振动，角度不对中易出现工频轴向振动。

2.3 油膜振荡导致振动故障

对高速转子使用的滑动轴承, 其往往会有油膜振荡情况产生, 而油膜振荡的产生主要就是由于油膜力作用所导致的。在油膜振荡产生的情况下, 由于其转速不断提升, 振动现象不会减轻, 并且振动频率基本上会维持不变。对于不同载荷转子, 其油膜振荡及半速涡动情况也存在一定差异, 其轴承油膜的起始失稳转速和多个方面因素均存在十分密切的联系。

2.4 转子与气封之间摩擦导致振动故障

在离心压缩机实际运行过程中, 为能够使其效率得以有效提升, 需要使叶轮顶间隙以及级间密封间隙尽可能缩小, 以便对气体泄露情况进行较好控制。 然而，随着其间隙不断缩小, 会造成流体动力激振情况产生, 还会导致转子与气封之间出现摩擦。对于转子与气封之间摩擦情况, 目前常见的主要有：转子与迷宫密封件的摩擦、叶轮口环与密封环的摩擦、叶轮与隔板的摩 擦、轴颈与轴承的摩擦等等。

3离心压缩机振动故障的处理对策

3.1解决振动类故障的方法

针对于解决振动类故障的其他方法来说,如果机器设备在即将到达临界转速的过程中存在振动较大的现象时,那么在这种情况下可以通过将临界转速调整或者是改变,解决振动过大现象。在油膜振动过大的情况时,可以通过在结构上使得电流釉颈与电流釉瓦处于偏心值给予保证。在解决喘振现象的过程中,可以通过将离心压缩机运行工况控制在喘振范围之外，采用的方法有增加压缩机入口进气流量，降低压缩机排气压力。除此以外,还能够在离心压缩机工艺系统中增加防喘阀，压缩机控制系统中设计喘振保护系统,这样才能够保护离心压缩机本身不会出现喘振的状况。在面对转子以及定子的同心度允差超过标准产生振动过大的现象时,可以通过解体检查转子的同心度以及定子的同心度,进而将转子以及定子的同心度调整到符合标准的状况下,这样就能够解决转子与定子产生的振动过大问题。

3.2避免气流激振力对转子系统的影响

首先要做的就是针对离心压缩机的主轴进行检查,如果没有检查出主轴有异常现象,那么接下来就要针对离心压缩机的叶轮进行检查,如果在检查的过程中发现叶轮上有厚度大概在3mm左右的结胶树脂黏附其中,那么这也是造成离心压缩机产生振动过大的原因,这种情况发生之后转子的动平衡可能会受到一定的破坏,进而导致离心压缩机内的转子发生不平衡的状况,使得离心压缩机出现振动过大的故障。在面对这种现象时,可以将叶轮拆卸下来并清理干净,然后在安装其中,值得注意的是如果在这个过程中某些部件发生损坏,那么要及时进行更换。

3.3建设专业维修团队,及时排除故障

离心压缩机是长输天然气管道、石油化工设备中不能缺少的一部分,并且起到十分重要的作用,因此维修团队是十分重要的工作团队,能够保证离心压缩机顺利运行,带来更大的收益。基于此,在建立维修团队的过程中,选择维修人员时一定要从各方面的角度出发,慎重考虑,促使维修团队具有良好的专业性特点,能够更加有效地进行维修工作。另外,在选择维修人员的过程中,不仅仅要考验到维修人员的专业水平,还要考验维修人员是否具备良好的工作责任意识,这样工作人员才能够真正地及时发现问题,并且及时上报问题解决问题。另外,也正是由于一只专业的维修团队,他们掌握了充足有关离心压缩机的知识,对离心压缩机拥有足够的了解,进而能够做好离心压缩机的预防故障工作。并且在离心压缩机出现振动故障或者是其他故障的过程中,也凭借着自身的专业知识以及专业技能及时有效地解决这些故障问题,使得故障能够对设备以及生产等方面产生最小的影响。另外,维修团队一定要定时对离心压缩机做好全面的检测,科学合理地运用检测设备,做好维护工作,及时排除振动故障,延长离心压缩机使用寿命。

结语

在产生有关的压缩机振动故障的情况时，最首要的就是要对内部的各个零件以及配合进行详细的检查工作，确认其是否存在故障，相关零部件间隙是否符合有关的标准规定。

同时对检修的人员的专业水平与素养进行严格的要求，必须要求其掌握着较高水平的专业知识技术，不仅要在日常的检修工作之中进行正确的判断，还要在故障的处理工作之中对其进行及时正确的判断，对其采用科学有效的处理办法，对故障进行一系列的排查。因为离心压缩机的运行是否安全稳定，对天然气管道输送企业、石油化工企业的生产效益以及经济效益产生直接的影响。

参考文献

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[3]张勇.离心压缩机振动故障的分析和处理[J].石化技术，2018,25(9):54.