离心式压缩机检修技术的探讨

离心式压缩机检修技术的探讨

郑燕华

中国石化长城能源化工（贵州）有限公司

摘要：离心压缩机是一种高效、经济、环保的新型压缩机，但其运行过程中出现了较高的故障率。由于离心压缩机的高故障率，需要与工艺等方面进行合作，突破专业技术难题，才能从根本上解决离心压缩机存在的问题，为离心技术的发展提供新的思路。

关键词：离心式压缩机；检修技术；维护保养

前言：离心式压缩机是工业领域中广泛使用的重要设备，其性能直接关系到生产效率和能源消耗。然而，在使用过程中，由于长时间运转或者缺乏有效的检修技术，离心式压缩机往往会出现故障或性能下降的问题，带来了不小的困扰和损失。为了解决这一问题，现代工程技术已经开发出一系列先进的离心式压缩机检修技术，旨在提高设备的可靠性、延长使用寿命以及降低维护成本。

1离心式压缩机的工作原理及特性

1.1工作原理

离心式压缩机的工作原理基于离心力的作用。当气体通过压缩机的叶轮时，叶轮的高速旋转产生离心力，使气体沿着叶轮的叶片向外移动，同时气体的速度增加。随着气体向外移动，其压力和温度也随之升高。在叶轮出口处，气体通过扩压器，速度降低，压力进一步增加。最后，气体通过蜗壳排出，完成压缩过程。

1.2特性

高效率：离心式压缩机的设计使其能够在较宽的流量范围内保持高效率，这对于需要连续运行的工业过程尤为重要。

流量大：与往复式压缩机相比，离心式压缩机能够处理更大的气体流量，适用于大型工业应用。

结构紧凑：离心式压缩机的结构相对紧凑，占地面积小，便于安装和维护。

运行平稳：由于没有往复运动部件，离心式压缩机的运行更加平稳，振动和噪音较小。

易于控制：离心式压缩机的流量和压力可以通过调节叶轮的转速或通过旁路系统来控制，操作灵活。

适应性强：离心式压缩机可以设计成多级结构，以适应不同的压力需求，同时也可以处理多种类型的气体。

维护成本低：由于其结构简单，离心式压缩机的维护成本相对较低。

2离心式压缩机常见故障分析

2.1离心式压缩机辅机故障分析

离心式压缩机辅机系统的失效同样非常重要。首先，离心式压缩机的传动设备发生了故障。当发生此现象时，应立即停车进行检修，并确保启动时缓慢平稳，以免造成齿轮的折断或锈蚀。在安装、操作时，要特别留意出现的异常现象。其次，冷却系统的问题也是导致辅机故障的一个重要因素。离心式压缩机在运行过程中会产生大量热量，如果冷却系统不能有效地散热，会导致压缩机温度过高，影响其性能甚至造成损坏。冷却水流量不足、冷却器堵塞或冷却水温度过高等问题都可能导致冷却效果不佳。最后，润滑系统故障是导致离心式压缩机辅机故障的常见原因之一。润滑油的质量、油位以及油压的不正常都可能导致轴承、齿轮等部件的磨损加剧，进而引发故障。例如，润滑油中混入杂质或水分，会降低润滑效果，加速部件磨损。

2.2工作时离心式压缩机的振动问题

①转子与气封间的摩擦是离心压缩机运转过程中存在的一个重要问题，为了提高离心压缩机的综合利用率，必须减小叶轮顶部的缝隙和密封的间隙，这样才能很好地控制漏气，而且，在其缝隙很小的情况下，很可能会导致流体剧烈的振动，进而导致摩擦。首先，气封与转子间产生大角度的摩擦引起的部件磨损；其次由于气封与转子的局部部位碰撞而引起的零件磨损。

②转子失衡：转子失衡是指转子在旋转时其质量分布不均匀，导致转子重心与旋转轴线不重合，这种不平衡会在转子旋转时产生离心力，从而引起振动。转子失衡可能由多种因素造成，包括制造误差、装配不当、材料缺陷、磨损或腐蚀等。制造误差是指在转子制造过程中，由于加工精度不足或材料不均匀等原因造成的质量分布不均。装配不当则可能发生在转子组件安装时，如叶轮、轴等部件没有正确对中或紧固，导致转子在运行时产生额外的振动。材料缺陷可能是由于原材料内部存在气孔、夹杂物等，这些缺陷在转子加工和使用过程中可能会扩大，导致失衡。磨损或腐蚀则是转子在使用过程中，由于与气体或其他介质的摩擦或化学反应，使得转子表面材料逐渐损失，从而引起质量分布的变化。为了减少转子失衡带来的振动问题，通常需要对转子进行动平衡处理。动平衡是一种通过在转子上添加或去除材料，使得转子在旋转时达到质量分布均匀的过程。这可以通过专业的动平衡机来完成，确保转子在运行时的振动水平在可接受范围内。

③油膜振荡：油膜振荡是指在离心式压缩机的轴承系统中，由于油膜的动态特性，当轴承受到外部激励或内部不平衡力的作用时，油膜会产生周期性的压力波动，这种波动会引起轴承和转子的振动。油膜振荡通常发生在高速旋转的机器中，尤其是在轴承间隙较大或润滑油粘度较低的情况下。油膜振荡的产生原因主要包括以下几点：

轴承设计不当：轴承的几何形状、间隙大小和润滑油的供给方式都会影响油膜的稳定性。如果轴承设计不合理，可能导致油膜不稳定，从而引发振荡。

润滑油性能不佳：润滑油的粘度、温度和清洁度都会影响油膜的形成和稳定性。如果润滑油性能不佳，可能会导致油膜不稳定，进而引起振荡。

转子不平衡：转子的质量分布不均匀会导致离心力不平衡，这种不平衡力会作用在轴承上，引起油膜的波动，从而产生振荡。

外部激励：机器运行过程中可能会受到外部激励，如管道振动、基础振动等，这些激励会传递到轴承系统，影响油膜的稳定性。

为了减少或避免油膜振荡，可以采取以下措施：

优化轴承设计，确保轴承的几何形状和间隙大小适合机器的运行条件。

选择合适的润滑油，保证润滑油的粘度和清洁度满足要求。

定期进行转子平衡，减少转子的不平衡力。

加强机器的基础和管道支撑，减少外部激励的影响。

3离心压缩机故障诊断工艺流程

离心压缩机在运行过程中可能会出现多种故障，如振动异常、温度过高、压力波动等。这些故障如果不及时诊断和处理，可能会导致设备损坏，甚至引发安全事故。因此，建立一套科学的故障诊断工艺，对于提高设备的可靠性和安全性具有重要意义。

数据收集：首先需要收集离心压缩机的运行数据，包括振动、温度、压力、流量等参数。这些数据可以通过传感器实时监测获得。

数据分析：对收集到的数据进行分析，找出异常点。常用的分析方法包括频谱分析、波形分析、趋势分析等。

故障定位：根据数据分析的结果，结合离心压缩机的工作原理和结构特点，对故障进行定位。例如，如果振动频谱 ** 现特定频率的峰值，可能表明存在不平衡或轴承损坏等问题。

故障原因分析：确定故障位置后，进一步分析故障的原因。这可能涉及材料疲劳、润滑不良、操作不当等多方面因素。

故障处理：根据故障原因，制定相应的处理措施。这可能包括更换损坏部件、调整操作参数、改进维护策略等。

效果评估：故障处理后，需要对离心压缩机的运行情况进行再次检测，评估故障处理的效果。

随着科技的进步，故障诊断技术也在不断发展。目前，基于人工智能和大数据分析的故障诊断技术正逐渐成为主流。这些技术能够更快速、准确地识别故障，并提供更有效的解决方案。

结束语：

综上所述，离心式压缩机是一种新型的高效、稳定的压缩机。离心式压缩机在人们的生产、生活中的应用广泛。但是，由于自身的限制与不足，离心式压缩机的故障问题依然居高不下。在使用离心式压缩机时，要注意对出现的问题进行及时处理，以降低其故障所带来的经济损失，保证离心式压缩机的正常生产。

参考文献：

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[2]魏巍.离心式空气压缩机运行中的主要故障及检修技术分析[J].化工管理，2016，(02):233.

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