离心压缩机振动故障的分析和处理

云泓波 李江波

摘要：离心压缩机是化工行业的主要设备之一，它在工作运转过程中，会产生振动情况，但是一旦振动频率异常，很容易导致机组结构损坏及寿命缩短，还会降低机器的工作效率，甚至发生安全事故。所以我们要采取有效方法预防离心压缩机振动故障，确保离心压缩机安全平稳运行。

关键词：离心压缩机;振动故障;分析

一、离心压缩机概述

离心式压缩机是较为常用的工业生产机械设备，想要更加精准的针对离心式压缩机机械振动发生故障的原因来进行分析，并运用相应的对策来予以解决，首先需要做的就是要针对其内部结构以及运行原理等基本信息来予以熟悉，这样才可以更加全方位进行分析并总结发生故障的原因。

1.1离心压缩机的基本结构

离心式压缩机一般也被称之为“涡烨压缩机”。离心式压缩机主要由两部分构建而成，分别是转子与定子。然而这两部分又涵盖了诸多内部元器件，例如推力盘主轴与叶轮等等，在这之中，定位则是离心式压缩机之中的主要元器件，其主要涵盖支承轴承隔板、推力轴承以及密封等等。

1.2离心压缩机的运行原理

离心式压缩机的运行主要借助的是外界的气体，在外界空气进入到压缩机之中和压缩机与叶轮进行直接接触之后，那么叶轮装置就会在气体流动的影响之下发生运转。在其中所注入气体不断加大的背景之下，叶轮旋转的速度也会进一步加快。另外，气体也会朝着出口的方向进行运动，在该阶段，压缩机内部所出现的动能与压力也会逐步加大。假使气体进入到扩压器之中，利用机械来进行运转，压力也会随即替代原先的动能。

二、离心压缩机机械振动故障原因

2.1转子不平衡

在离心压缩机的制作过程中，可能会出现加工技术水平低或材料质量有问题等多方面的原因，从而使转子分布不对称，转子的质量中心和旋转中心就会产生偏心距。这样就会导致机械在运动过程中加大轴承载荷，从而引发压缩机振动。通过分析，可以看出转子不平衡的原因一般有3种：①设计原因，设计人员可能在设计转子时，忽视了偏心距的存在，没有进行准确测量，导致旋转体几何形状不对称。②材料原因，在制作设备时，许多商家为了谋取最大的利益，往往使用较廉价的原材料，这样的材料耐磨性差，可能导致转子厚度不均匀，存在气孔等现象。③加工原因：在进行生产加工过程中，转子在超负荷状态下运转，就会对机械造成伤害，从而产生振动。

2.2油膜振荡

在机械运转过程中，其内部的高速滑动轴承经常会产生油膜振荡的现象，假设是油膜振荡产生的振动，就可以利用转速来进行判定。如果震荡消失转速和起始转速不同的话，那就是油膜振荡故障。其次还可以通过尝试加快机械运转速度来看，如果是油膜振荡产生的故障，那么振动频率是基本一样的。

2.3转子不对中

转子不对中和转子不平衡在表面上看不出什么分别，但两者在运行中是两种状态。判定由转子不对中而产生振动故障一般有两种方法：①负荷大小，根据位置不同转子振动的大小也不一样，当负荷降低时，往往转子振动的更加明显。②联轴器同一侧互相垂直的2個方向上，2倍频的相位差是基频的2倍。

2.4转子与气峰间的摩擦

在离心压缩机的制作过程中，为了提高压缩机的效率，需要减小叶轮顶间隙和密封间隙，从而控制气体不泄露，但是减小间隙，还会使流体动力激振以及气封与转子产生摩擦现象。一般的摩擦是有两种形式：①局部摩擦，是指转子和气峰在正常运转时，由外部因素的干扰，发生了局部碰撞磨损的现象。②大弧度摩擦接触，这种就是在产生局部摩擦后，使原有的振动频率加大而产生的。

2.5离心压缩机的旋转脱离及踹振

（1）离心式压缩机的旋转脱离

在生产过程中，若出现生产问题需要改变离心压缩机的工作任务时，进入压缩机内的气流就会改变叶轮及扩压器的气流方向，气流方向的改变就会导致叶片上产生很多气流旋涡，随着气流漩涡的增加，流动气体的通道面积就会减小，而无去可去的气流就会涌入其他通道中，从而产生振动故障。

（2）离心压缩机的踹振

这种情况是由于机组发生突变失去原有速度后进一步发展而产生的，当离心压缩机内的气流漩涡增加后，压缩机内的压力会突然下降，气流方向改变，从而产生更多的旋涡，所以会造成离心压缩机的踹振。

三、振动故障的处理措施

3.1更换离心式压缩机的气封材料

大多数的离心式压缩机都采用铝制的气封材料，这种材料会在离心压缩机高速运转的过程中被氧化腐蚀，并且很难被清洗，最终导致离心式压缩机气封变形或者断裂，是转子在运转过程中由于严重摩擦而导致振动故障。

3.2及时清理离心式压缩机隔板和叶轮处的结疤

由于离心式压缩机的高速运转，很容易在隔板和叶轮处结疤，会严重影响到压缩机的进气量，并且破坏转子平衡，不仅浪费了大量的天然气原料还对压缩机的寿命产生不利影响。因此，操作人员可以在压缩机进气口通过不断注水的方式，利用压缩机自身的离心力来清洗结疤，但是应注意，由于压缩机的转速非常高，直接注水很容易导致叶轮的损坏，所以注水应提前将水进行高压雾化，使其能够均匀的进入压缩机，此外，操作人员也应经常性的揭盖对结疤进行处理。最后，对于压缩机内的沙尘，可以使用充二氧化碳气体的方式，进行清除，这种方法还能够减少隔板和叶轮的结疤，效果十分明显。

3.3使用波纹管换热器代替冷却管

在离心式压缩机中使用波纹管换热器代替冷却管，能够加大进入压缩机中的天然气流量以及水量，能够有效减少结疤情况的发生，大幅度提高离心式压缩机的换热效果。

3.4提高检修机组的检维修质量

对于离心式压缩机的检修来说，不仅工作量大，而且空间有限，需要较高的检修精度，因此需要一支技术水平高、认真负责的检修队伍。检修人员可以通过激光找正仪的使用，将机组检修误差控制在0.02mm的范围内。

四、结语

综上所述，在石化行业中离心式压缩机的应用效率越来越高，目前已成为关键设备之一，其运行稳定性及安全性，直接与企业经济效率和生产能力相挂钩，故应给予其常见故障高度重视，并采取针对性措施加以处理，提升设备运行质量和效率，为行业可持续发展提供保障。

参考文献：

[1]孙东华，王维东.离心压缩机振动故障的分析和处理[J].企业技术开发，2015（13）.

[2]杨程.石化行业离心压缩机常见振动故障分析及处理方法[J].中国石油和化工标准与质量，2014（8）.

（作者单位：陕西煤业化工集团神木天元化工有限公司）