离心式空气压缩机的常见故障及检修

离心式空气压缩机的常见故障及检修

新钢气体厂刘晓鹏

一离心压缩机结构简介

离心压缩机通常由压缩机本体、电机、增速箱以及压缩机的辅助系统（如：润滑油系统、中间冷却器、仪控、电控、管路等）等组成。

离心式压缩机本体由转子、定子、轴承等组成。转子由主轴、叶轮、联轴器等组成，有时还有轴套、平衡盘。定子由机壳、隔板、密封（级间密封和轴密封）、进气室和蜗室等组成。其中隔板由扩压器、弯道、回流器等组成。有时在叶轮进口前设有进气导流器（预旋器）。

A 壳体

离心式压缩机的壳体结构主要有水平剖分型和垂直剖分型两种。水平剖分型的壳体分为上、下两半，是用途最广泛的一种结构型式。

B叶轮

离心式压缩机的叶轮又称工作轮，是使气体提高能量的唯一元件。叶轮按其整体结构可分为开式、半开式和闭式三种，压缩机中实际应用的是半开式和闭式两种。叶轮随叶片出口角的不同，可分为前向叶轮(不采用) 、径向叶轮和后向叶轮。

C扩压器

常在叶轮后设置流通面积逐渐扩大的扩压器，用以把速度能转化为压力能，以提高气体压力。

离心式压缩机的扩压器分无叶扩压器和叶片扩压器两种。

无叶扩压器效率较低，但结构简单，同一无叶扩压器可与不同出口角的叶轮匹配工作。对于工况变化较大的情况，采用无叶扩压器较好。

具有相同扩压度时，叶片扩压器的径向尺寸比无叶扩压器小，对于工况变化小的情况，为了提高效率，以采用叶片扩压器较好。

D 密封

在离心式压缩机的各级之间和主轴穿过机壳处，为了防止泄漏，安装轴封装置。轴封型式有迷宫密封、机械密封、浮环密封和抽气密封等。

迷宫密封是在密封体上嵌入或铸入或用堵缝线固定多圈翅片，构成迷宫衬垫。

翅片的材料有黄铜片、磷青铜片、铅青铜片、铝片和白合金片等。视气体

的性质、有无灰尘或雾，以及气体温度而定。

轴封结构如下图：

1简要介绍我厂16000、20000离心式空气压缩机结构1.116000空压机

多轴H型

1.2 20000空压机

单轴中间冷却器内置型

2 离心压缩机的喘振

任何离心压缩机按其结构尺寸，在某一固定的转速下都有一个最高的工作压力，在此压力下有一个相应的最低的流量。当离心压缩机出口的压力高于此数值时，就会产生喘振。

2.1 喘振发生的条件

给定压力下流量小于最小喘振流量；给定流量下压力大于最高喘振压力。2.2喘振发生时的现象

发生喘振时，机组开始强烈振动，伴随发生异常的吼叫声，而且是周期性地发生；

机壳相连接的出口管线也随之发生较大的振动；

进口管线上的压力表指针大幅度摆动；

出口止回阀处发生周期性的开和关的撞击声响；

主电动机的电流表指针大幅度的摆动；

在操作仪表上，流量表等也发生大幅度的摆动。

2.3喘振发生的危害

喘振对压缩机的迷宫密封损坏较大，由于密封的损坏，将使润滑油窜入流道，影响冷却器和冷凝器的效率。

严重的喘振很容易造成转子轴向窜动，烧坏止推轴瓦，叶轮有可能被打碎。

极严重时，可使压缩机遭到破坏，会损伤齿轮箱，电动机以及连接压缩机的管线和设备等。

三离心式压缩机检修中的几个问题

1 检修前的准备工作

现场勘查，检修项目及方案，人员配备，工具、材料、备件、机具、相关技术资料的准备，其它要求（检修安全报告书、动火单、停送电报告单、检修安全规定等）。

2 检修（前、后）数据测量

2.1联轴器同心度

2.2 密封间隙

用小斜塞尺测量叶轮口环、平衡盘等处迷宫密封的侧面间隙。对每个迷宫密封取2个数值并相加，与标准值进行对比，如超出范围应进行更换。同时轻敲迷宫密封，检查其是否损坏

2.3 转子径向及轴向跳动量

将百分表安在需要测量部位，均匀转动转子，分别记录对应180°的最大及最小数值。考虑转子的轴向窜量，应多盘车几次进行测量。将2块百分表安在靠近两端轴瓦（轴瓦盖不能拆卸掉）轴径处，将制作好的抬轴径的支架放在轴的两端，用钢丝绳分别固定住轴，慢慢拧紧支架横梁上的螺栓，使轴慢慢上移，观察百分表的读数并记录。齿轮径向与轴向跳动量的测量与此相同。

2.4转子轴向总窜量

拆除止推盘前后止推轴承，用百分表测量转子轴向的端面，向前后2个方向轴向移动，直至转子内部件接触机壳部件位置。测量转子总窜量S，其值应等于

转子与定子间左右两侧窜量之和。装上止推轴承工作侧瓦块，测量转子自工作侧向排气端的窜量S1，转子自工作位置向前窜量S2=S- S1，通过3个数据确定转子定心。比较S1、S2，必要时调整止推轴承触垫片。应旋转转子进行多次测量。

2.5 轴瓦紧力

在瓦壳背部和轴承座中分面分别放置直径约0.1-0.2mm的铅丝，然后放上轴承盖，均匀拧紧螺栓，最后打开轴承盖，用千分尺测量铅丝的厚度，瓦壳背部铅丝与轴承座中分面铅丝测量数据之差即为紧力值。测量完毕后拆除下部轴瓦，拆除时，轴瓦涂上润滑油，用木棍撬起轴，用铜棒轻轻敲击，使之沿轴向转动至上方取出并放置指定位置。

2.6齿轮侧隙与顶隙

将铅丝放入2个齿轮之间，按电机的转动方向旋转主动齿轮，铅丝按旋转方向旋出。测量铅丝被齿轮顶部与侧部所压的厚度，齿轮顶部铅丝厚度数值即为顶隙值，齿轮侧部铅丝厚度数据之和即为侧隙值。也可以用百分表测量齿轮的侧隙。将百分表垂直安在小齿轮的轮齿上，然后用活动扳手拧紧小齿轮非轴伸端的方头，用冲击力旋转小齿轮，保证大齿轮不动。此时百分表的读数即为侧隙值。2.7 齿面接触斑迹着色检查

着色前应先擦净齿轮上的润滑油，涂抹着色粉时要轻，不能过厚，着色粉要涂抹在主动轮的啮合面上。然后轻轻转动主动轮，检查齿轮啮合斑迹。接触斑迹的位置不应偏向凹齿齿顶。

2.8 轴承间隙的测量

（1）假轴法

A 假轴的直径与轴承的实际工作轴颈相差在0.05mm以内，假轴的中心线与工作水平面的垂直度误差在0.02mm以内。

B 将轴承组合在假轴上，拧紧中分面螺栓，用0.02mm 的塞尺检查中分面无间隙。

C 架千分表并沿工作时的垂直方向上下抬动径向轴承，千分表读数假定为S(m m)，考虑瓦块的倾绕效应，实际的轴承间隙为C（mm），则对五块瓦结构有：C=0.894S

此外，还需计入假轴与实际轴颈的差值。

（2）抬轴法

将百分表装在轴承座或其它固定物件上，采用相关专用工具多次把转子水平抬起，取其读数的平均值即为轴承间隙值。

（3）压铅丝法

A 所采用的铅丝直径应比所测间隙大30-50%。

B 对轴承壳体中分面和轴承座中分面，用0.02mm塞尺检查，中分面应无间隙且不错口。

C 测量两上瓦中部处的铅丝厚度S，则实际的轴承间隙C 为：C=1.1S

3 转子轴向位置的确定

离心式压缩机正常运转时，推力盘是和工作面推力轴承相接触的。因此，工作面推力轴承的位置就决定了转子轴向位置。检修时，可以增减工作面（或非工作面）推力轴承背面的垫片，来移动推力轴承，这样转子也随之改变其轴向位置。

确定转子轴向位置是要求每级叶轮出口和扩压器进口对中，以避免在这些部位发生气流冲击。特别是压缩重气体的离心式压缩机，这一要求尤其重要。因此，有些制造厂在图样上规定了所允许的偏差。但是，在实际检修中发现，要实现这