压缩机维修中的常见故障与处理技术分析
时间：2021-01-25 08:00:51 来源：达达文档网 本文已影响 人 
唐浩
摘 要：本文主要介绍了离心式压缩机基本结构、工作原理以及常见的故障原因和措施，以及在日常工作中的维护、检修。
关键词：压缩机;结构;工作原理;故障原因;措施
引言
压缩机是用于增加气压和供应气体的机器。随着科学技术的发展，压缩机已成为国民经济建设许多部门必不可少的主要设备之一。速度型缩机依靠高速旋转叶轮的能力来增加气体的压力和速度，后再固定元件中部分气体速度可以进一步转换为气体的压力能。也可以说借助高速旋转叶轮的作用，使气体分子得到一个很高的速度，然后放扩散器中放慢速度，将动能转换为压力能。
1离心式压缩机的工作原理及组成结构
1.1离心式压缩机的工作原理
当主轴驱动的叶轮高速旋转时，气体从轴向进入，并在离心力的作用下高速甩出叶轮，然后进入流通面积逐渐扩大的扩压器中，气体流速急剧下降。
压力的增加导致气体的动能转化为压力能，然后将其送入到第二级中进一步增加了压力。
所以每一级叶轮对应一级压缩。
2.1离心式压缩机转子
离心式压缩机的主要组成部分是转子。转子由叶轮、主轴、平衡盘和推力盘等零件组成。
（1）叶轮：叶轮也称为工作轮，是离心式压缩机的重要组成部分。气体在工作路轮中流动，增加其压力和流速，并提高气体的温度。
（2）主轴：主轴的作用是支撑与其相连的旋转零部件（叶轮、平衡盘等）并传递扭矩。
（3）平衡盘和推力盘：在多级离心式压缩机中，由于各级叶轮两侧的气体压力不一致，使转子会承受一个指向低压端的合力。
该合力称为轴向力。
轴向力会对压缩机的正常运行产生不利影响，导致转子移动到一端，甚至导致转子与机壳碰撞，从而引起事故。
平衡盘是通过利用两侧气体之间的压力差来平衡轴向力的组件。
热套在主轴上，平衡盘通常仅平衡部分轴向力，剩余的轴向力由止推轴承来承受。
推力盘是固定在主轴上的推力轴承的一部分，其作用是通过油膜将转子的残余轴向力作用在推力轴承上，并确定转子和固定元件的位置。
2.2离心式压缩机的定子
定子是压缩机的固定元件，由扩压器、弯道、回流器、蜗壳及机壳组成。
（1）扩压器：扩压器的功能是通过叶轮产生的大量动能气流来减速，从而有效地将气体的动能转化为压力能。
（2）弯道：其功能是将气流引导至再循环器，该再循环器在转弯时会略微加速.
（3）回流器：其作用使气流按所须方向均匀的进入下一级。
（4）蜗壳：其主要功能是收集扩压器后面或叶轮后面的气体，并使它们从压缩机流到管道或气体冷却器。
另外，在大多数情况下，在气体汇聚的过程中，蜗壳会引起壳外径的逐渐增大，而流动面积的逐渐增大也对减慢速度和增加压力起一定作用。
（5）轴承、支撑轴承：用于支撑转子使其高速旋转;止推轴承：作用是承受剩余的轴向力。
2.3辅助设备
（1）离心式压缩机旋转系统：空分设备中使用的离心式压缩机由于转速高，而通常由齿轮增速箱驱动。
（2）离心式压缩机冷却系统：冷却方法主要是风冷却和水冷。
冷却的主要方面：主电机、压缩气体、润滑油。
冷却系统主要用于防止电动机过热导致燃烧损坏。
和降低了各级压缩气体的温度，同时降低了功率消耗，并通常安装了水冷却器。
（3）离心式压缩机润滑系统：离心式压缩机组必须配备完好的润滑系统。它用于向压缩机组轴承、齿轮、变速箱和电机轴承供油。这样在相对运动过程中，机组动件和静件部分均可在液体（油膜）和固体之间实现摩擦，从而消除产生的热量和微小的金属粒子。整个润滑油系统由油箱、泵前过滤器、油泵、油冷却器、机油过滤器、油气分离器、排烟风机、高位油箱，阀门和连接管路的主要部分组成。
4.离心式压缩机震动故障分析
4.1油膜振荡
轴承在高速工作的情况下可能会伴随有油膜振荡的情况发生，导致这种现象的原因是膜力因素。由于转子的转速不断加大，振动的情况并没有伴随衰弱的现象出现，同时振动的频率不会发生较大的变化。由于不同的转子载荷的限度不同，出现半速涡动或者是油膜振荡的现象也不一样。
因为离心式压缩机的工作时间延长了。油膜振荡的问题也就表现的更加明显。因为造成油膜振荡现象的主要原始是油膜过多，所以若想保证离心式压缩机能够在较长一段时间保持良好的运行状态，必须要确保油膜能够在机械设备的选取与设计工作进行严格管控。
4.2离心式压缩机出现轴位移故障分析
离心式压缩机产生轴向位移，首先是由于轴向力的存在。而轴向力的产生过程如下：
在气体通过工作轮后，提高了压力，使工作轮前后承受着不同的气体压力。由于轮子两侧从外径到轮盖密封圈直径的轴向受力是互相抵消的，因此，它的轴向力，由以三部分组成：
（1）在轮盘背部从直径到轴颈密封圈直径这块面积上所承受的气体的力;
（2） 在工作轮进口部分，从直径到这块面积上所承受的气体压力;
（3）进口气流以一定的速度对轮盘所产生的冲击力。
在一般情况下（1）>（2+3），所以每个叶轮的油向推力方向都是由叶轮的轮盘侧指向进口侧（轮盖侧）。如果所有叶轮同向安装，则总轴向推力相当可观。为了减少轴向推力，通常采用平衡盘，利用平衡盘两侧的压力差产生与上述轴向力方向相反的力，来平衡掉轴向力的70%～～90%。除此之外，还可以在设计时使不同级的工作轮进气方向相反，或采用双面进气叶轮来减小轴向力。剩余的部分由止推轴承来承受。在压缩机运行中，当平衡盘密封被破坏，或平衡盘后低压腔通大气的小管被堵塞等原因，而失去抵消一部分轴向推力的能力时，则转子的轴向力将急剧增加，致使止推轴承难以承受，并最終造成较大的轴向位移。另外，当止推轴承合金过度磨损，或因其它突然事故（例如润滑系统突然断油）而熔化时也会产生过大的轴向位移。
所以为了安全起见，离心式压缩机均设有轴向位移安全指示器。当轴向位移超过允许值时，指示器会发出声光报瞥或自动停机。在任何情况下，轴向位移过大均须立即停车处理，以免发生转子与固定件相碰重大事故。
4.3离心式压缩机轴承温度升高故障分析
4.3.1由润滑油系统引起的轴承温度高
当润滑油量不足或者润滑油中断时，就会造成轴承温度升高，使轴承产生咬合，严重的情况可以导致巴氏合金熔化。而往往造成油量不足或中断的原因可能是：
①主油泵遭到损坏而辅助油泵没有及时进行投入供油;
②供油系统管路及连接阀门漏油或产生破裂，或者油管路堵塞;
③油箱中油位过低是造成油泵吸油量不足、吸不上油。
产生上述原因时，机组应加强每日正常检查，及时查找原因，并采取相应措施进行处理。
润滑油含有沙粒杂质等异物不够清洁，被带入轴承后导致轴瓦产生刮伤，严重的会使轴承温度升高而造成巴氏合金熔化。应对油箱中润滑油进行循环过滤，滤掉油里的杂质，检查并清洗供油管线上油过滤器，必要时可以通过更换新滤芯来提高滤油效果。
结论
离心式压缩机具有广泛的应用领域，主要涉及石油、化工、机械等行业。由于离心式压缩机的广泛应用，研究离心式压缩机的故障诊断技术具有重要的实际意义。从离心压缩机故障机理的研究与分析，梳理出离心式压缩机故障及机理，总结了离心式压缩机故障诊断技术的应用情况，以期通过在线监测以及将来的智能测控分析系统为离心式压缩机后期负荷投产的研究提供一定的指导。
参考文献：
[1]辛斌.缩机故障诊断技术研究[J].化学工程与装备，2018（08）：215-216.
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