薄磊 姜嬌

【摘 要】隨著我國工業(yè)技術的不斷發(fā)展，離心機已經(jīng)在我國很多工業(yè)企業(yè)中得到了很好的普及。而高效率，高轉速的離心壓縮機更是得到了很多大型企業(yè)的青睞。而離心壓縮機是一種高精度壓縮機，如果在使用過程中出現(xiàn)了振動的情況，那么會對日后的壓縮機使用情況產(chǎn)生嚴重的安全隱患，導致企業(yè)在生產(chǎn)過程中浪費時間，增加成本。因此對于離心壓縮機振動的排除十分重要。文章就離心壓縮機振動的產(chǎn)生原因進行了分析，提出了防止離心壓縮機振動的方法。鑒于此，本文對離心式壓縮機振動故障及應對措施進行了分析探討，僅供參考。

【關鍵詞】離心壓縮機；振動；分析；對策

引言

離心式壓縮機在現(xiàn)代化生產(chǎn)中發(fā)揮著巨大的作用，一直被看作是石油、化工、冶金等行業(yè)的重要設備。在某車間中，離心壓縮機屬于高速運轉的設備，在運行時離心壓縮機振動的產(chǎn)生，若是其振動值超過規(guī)定的范圍時，就會引起振動故障，造成空壓機機組靜動件的摩擦與磨損，引發(fā)設備的停機，更嚴重的甚至會影響其他生產(chǎn)裝置的安全生產(chǎn)。

一、離心式壓縮機的結構和工作原理

離心式壓縮機結構如圖1所示。

C3000MX3離心式空氣壓縮機，是一臺由電機驅動，單級吸氣，單級排氣的三級壓縮的離心式空氣壓縮機。電機通過聯(lián)軸節(jié)與壓縮機增速箱輸入軸相連，再通過齒輪增速箱大齒輪帶動周邊3個小齒輪輸出軸，其中一級轉速：18000r/min，二級轉速：25000r/min，三級轉速：34800r/min。三根軸的后端均為徑向止推軸承及五瓣瓦式自動調(diào)心滑動軸承，前端為五瓣瓦式自動調(diào)心滑動軸承。軸封為浮環(huán)式密封。同步電機功率為：2145kW，轉速為：1500r/min。當被壓縮的氣體通過安裝在機組上的進氣裝置進入壓縮機一級壓縮，葉輪給氣體加速，氣體進入擴壓器，并將部分速度能轉化為壓力能。機組的中間冷卻器將壓縮過程中產(chǎn)生的熱量帶走，從而提高壓縮效率。氣體在運動的低速區(qū)通過不銹鋼水氣分離器，除去其中冷凝水，當氣體被強制通過不銹鋼分離器后，氣體所帶的水分降低了。這樣的過程不斷連續(xù)重復，直到壓縮機達到了所要求的工作壓力。

二、產(chǎn)生離心式壓縮機振動的因素分析

離心壓縮機在使用中造成振動故障的原因有很多，針對三星TM1250-2型號的離心壓縮機，是由功率為1450kW，轉速為2970r/min的電動機來直接驅動的，而且離心壓縮機在生產(chǎn)中的作用就是將空氣進行1級、2級和3級的加壓，然后輸送出去。

1、喘振因素

當壓縮機流量減少到一定程度時，離心式壓縮機會出現(xiàn)周期性的低頻大振幅的氣流振蕩現(xiàn)象，并發(fā)出“哮喘”聲，同時機身也會劇烈振動，這種現(xiàn)象即為喘振。在正常流量下正沖角i≈0；與流量減小時，i>0氣體的流動狀態(tài)相比，壓縮機入口壓力很快下降，壓縮機出口段壓力并沒有下降，導致氣體出現(xiàn)倒流。倒流進來的氣體壓出去，使壓縮機內(nèi)部流量減小，引起氣體再次倒流，周而復始流量時斷時續(xù)，壓力忽高忽低，從形成壓縮機振動。通?，F(xiàn)場表現(xiàn)會很明顯，比如：1）壓縮機的出口壓力最初先升高，繼而急劇下降，并呈周期性大幅波動。2）壓縮機的流量急劇下降，并大幅波動，嚴重時甚至出現(xiàn)空氣倒灌至吸氣管道；3）拖動壓縮機的電機的電流和功率表指示出現(xiàn)不穩(wěn)定，大幅波動。4）機器產(chǎn)生強烈的振動，同時發(fā)生異常的氣流噪音。

2、機械振動因素

離心式壓縮機中，電動機和壓縮機轉子之間的膜片聯(lián)軸器，對離心壓縮機的軸系中心沒有較強的補償能力，剛出廠時轉子的動平衡還是比較好掌握的，但是在運行一段時間后，其振動的逐漸增大有可能會導致轉子彎曲或產(chǎn)生新的振力，軸上出現(xiàn)裂紋時，初期擴展速度很慢，徑向振動值的增長也很慢，但裂紋的擴展速度會隨著裂紋深度的增大而加劇，從而導致離心式壓縮機振動故障的發(fā)生。還有就是離心壓縮機中的軸承磨損問題，這樣會導致軸承的支撐力度降低，工作時就較容易生產(chǎn)很大的工頻振動，從而導致離心壓縮機產(chǎn)生振動故障。離心式壓縮機振動故障的原因就是機組振動的異常，可能導致的軸承缺陷，導致振動增大，從而引發(fā)離心壓縮機的振動故障。離心式壓縮機的轉子不對中，這樣不僅會改變原有轉子軸頸與軸承的相互位置，也將會改變軸承工作狀態(tài)，降低離心式壓縮機軸系的固有頻率。同時，在離心式壓縮機中，由于軸系的轉子不對中，也將會使轉子受力與支承附加力產(chǎn)生變化，導致轉子異常振動，使離心式壓縮機軸承在早期出現(xiàn)損壞。

三、制定離心壓縮機振動控制措施

1、更換離心壓縮機故障設備

對離心壓縮機的主軸進行檢查，發(fā)現(xiàn)其設備正常；再對離心壓縮機的葉輪進行檢查，發(fā)現(xiàn)葉輪中粘附的雜質厚度為2～4mm，這同時是造成離心壓縮機振動故障的原因，他可以造成轉子的動平衡破壞，導致了設備內(nèi)轉子產(chǎn)生了不平衡，引發(fā)離心壓縮機的振動升高，因此要將葉輪拆下并清除葉輪上的雜質，更換故障的設備部件。在解決振動故障的方法中，可以先拆開離心壓縮機的后端蓋，并進行裝配技術數(shù)據(jù)的檢測，發(fā)現(xiàn)壓縮機的葉輪與吸入隔板、葉輪迷宮密封環(huán)都發(fā)生了摩擦，從而使得離心壓縮機的轉子產(chǎn)生了振動異常。對此我們要將離心壓縮機內(nèi)的雜質清除掉，還要及時換掉損壞的機器部件。對離心壓縮機的軸承進行檢查，發(fā)現(xiàn)在離心壓縮機中軸承的軸向和徑向都發(fā)生了位移，從而使得離心壓縮機轉子振動增大，因此應該更換離心壓縮機的軸承，使得其軸向間隙保持在0.30mm，這樣才能滿足工作需求。

2、加強機器故障排查

離心壓縮機在運行時，對于離心壓縮機振動故障的原因，大都是由多種因素共同作用的結果，因此應該及時做好離心壓縮機振動故障的排查工作，才能正確判斷引起振動故障的原因，及時作出維修對策，使得離心壓縮機可以正常運行。利用測振工具，對實際生產(chǎn)中使用的離心壓縮機進行振動曲線與振動頻譜圖的綜合分析，進行離心壓縮機的振動故障排查。

3、優(yōu)化離心式壓縮機轉子結構

提高離心壓縮機轉子臨界轉速，將壓縮機轉子工作轉速同臨界轉速比設置在小于2.5～2.6為好。對于離心式壓縮機轉子中間氣封，也盡量可以采用整鍛式，這樣可以減少氣體間隙的振蕩，降低內(nèi)摩擦失穩(wěn)的發(fā)生。改變離心壓縮機轉子密封結構，降低其密封的壓差，并改變離心壓縮機轉子潤滑油的粘度，采用可傾瓦軸承到壓縮機中，有效減小油膜交叉項與間隙激的振力耦合，控制密封軸向的間隙。

4、加強離心壓縮機維護工作

離心壓縮機出現(xiàn)振動故障不僅影響使用壽命還會影響生產(chǎn)效率，因此應該做好離心壓縮機的日常維護工作，這樣才能確保離心壓縮機在工作中能及時運行。對離心壓縮機定期監(jiān)控其振動與位移的范圍，通過聽音、觀察、檢測等方法來判斷設備的運行是否正常，確保設備在使用中的安全。定期檢測離心壓縮機的油質，并分析壓縮機中各段內(nèi)的壓力、轉速、溫度以及流量等設備參數(shù)，以確定壓縮機機組的工作點位置，對于偏離正常工作點的機組應進行相應的數(shù)據(jù)調(diào)整。

結束語

在現(xiàn)代化的工廠生產(chǎn)中，對于離心壓縮機在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的振動故障，應該給以及時的故障排除工作，可以使用頻譜分析進行故障檢測，并根據(jù)故障原因采取良好的處理措施，使離心壓縮機可以達到了良好的減振效果。這樣，不僅可以提高離心壓縮機的質量安全和工作效益，還能給企業(yè)的發(fā)展帶來更大的經(jīng)濟效益。

參考文獻：

[1]宮云慶.大型離心壓縮機流體激振故障的診斷與研究[D].沈陽工業(yè)大學，2014.

[2]史生霖.離心壓縮機振動故障研究與分析[D].沈陽工業(yè)大學，2014.

[3]馮永和.離心壓縮機汽輪機（103JT）的振動故障分析和研究[D].蘭州理工大學，2014.

[4]張勇.離心式壓縮機振動影響因素及控制淺析[J].壓縮機技術，2014，03：21-24+35.