大型透平空压机振动高原因探索与处理措施

大型透平空压机振动高原因探索与处理措施
发布时间：2021-07-13T03:07:59.017Z 来源：《中国科技人才》2021年第11期作者：周海峰
[导读] 轴承的背隙过大。

轴承的背隙是轴承的上压盖和上瓦背面之间的间隙，通常为负值。

也就是说，必须存在一定程度的干扰，通常称为轴瓦背压力。

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摘要：GT123L3K1型空压机异常振动高，导致机子连锁跳停。

本文主要介绍空压机异常振动几种故障现象，找出故障原因，并采取临时处理措施，消除设备故障的隐患，对以后该类设备维护及故障处理提供思路及建议。

关键词：空压机；轴振动；动平衡；密封
1、振动高故障的问题及原因
1.1 制造装配误差
首先，轴承的背隙过大。

轴承的背隙是轴承的上压盖和上瓦背面之间的间隙，通常为负值。

也就是说，必须存在一定程度的干扰，通常称为轴瓦背压力。

轴瓦的背压力将提高轴承的刚度，并在运行期间确保轴承在轴承座中的相对固定位置。

轴承中的间隙过大会导致轴瓦之间的相对位移。

导致轴颈工作的轴承座不稳定，会增加涡轮压缩机轴的振动值。

其次，轴承间隙过大。

合理的轴承间隙可在轴瓦和轴颈之间形成良好的润滑油膜，从而确保在轴承上运行的轴颈的稳定性和承载能力。

如果轴瓦的匹配间隙太大，则不会形成优良的润滑膜，这不仅会降低承载能力并增加噪音，还会使轴颈旋转的中心线变得不稳定，从而导致涡轮压缩机轴的振动值。

1.2 脉动与喘振
首先，气流脉动与气体涡流。

气流压力脉动是无处不在的气流分离和涡流产生的必然产物。

例如，在进气口导向装置之后形成的涡流根据挡板的变化，在进气过滤器箱底部形成的涡流，横截面尺寸或流路的流动方向来调节气流的分离和涡流。

会引起气流振动和气流噪声，而局部气体温度升高等现象是在气流中压力脉动的动态作用下获得的另一种外部能量现象。

它们之间的因果关系很明显。

由于不可能完全消除风扇的气流脉动，因此气流脉动和气体涡流也对涡轮压缩机轴的振动值产生一定影响。

第二，喘振。

电涌会造成极大的伤害，因为在电涌期间气流会产生强烈的往复脉冲，从而往复影响压缩机转子及其组件，并且气流的强烈且不规则的振动会引起设备的强烈振动。

喘振会导致转子弯曲，损坏密封件以及严重的空气和润滑油泄漏。

喘振会增加轴向推力并烧毁推力轴承。

这会降低对准和安装的质量，并加剧振动。

任何严重的问题都会造成整个压缩机的损坏，将被丢弃。

因此，喘振对涡轮压缩机轴的振动值的影响非常严重，在运行期间必须始终加以保护。

1.3 共振
首先，临界转速油膜振荡。

当转子正常运行时，轴颈中心和轴承中心不匹配，存在偏心率。

当负载恒定且油膜稳定时，偏心率保持不变，设备稳定运行，并且负载平衡轴颈和油膜压力。

当外力干扰轴颈时，轴位置会移动到新位置，此时油膜压力不再与负载平衡。

随着工作速度的增加，振幅不断增加。

当转子速度继续增加到第一临界速度的2倍时，涡流频率等于第一临界速度，发生共振，振幅突然增加并变得非常强，轴轨迹突然扩展，出现不规则曲线，并持续加速升高时，转子的涡流频率不会改变，并且始终等于转子的第一临界速度。

这是由于油膜振动引起的转子轴振动的原因。

第二，基本的磁振荡频率与速度有几个关系。

在设计涡轮压缩机和电动机的基础时，必须首先考虑负载的分布，大小和方向。

对于因长期振动而变形并改变其固有频率的框架式和墙式地基，尤其如此。

当基础自振，频率是速度的倍数时，会产生强烈的共振现象，从而增加涡轮压缩机轴的振动值。

1.4 管道应力造成轴振动的原因分析
设备管道较长，长度会受环境温度的影响而变化。

在安装过程中，大多数设备的管路中都装有补偿器（伸缩缝）。

但是，如果安装方向不同或配管较长，则不能完全消除因管道压缩机的伸缩引起的应力，该应力被传递到设备。

在严重的情况下，设备会在应力的作用下产生少量的位移，从而导致压缩机和电机的不对中，进而导致涡轮机压缩比增加曲轴的振动值。

2、防止振动的措施
2.1 制造装配误差振动的防治措施
2.1.1齿轮啮合不合格的处理
如果在啮合齿轮不对行时两个齿轮的轴线不平行且中心距不合适，则由于齿轮上的不均匀作用力，不均匀的齿面接触，降低的承载能力，最终将导致轴振动，并使噪音更大，造成不同程度的影响。

如果两个齿轮轴的线不平行，则可以通过调节两个齿轮轴的中心距离和齿
轮啮合距离来解决不正确的中心距离的问题。

啮合间隙可以通过引线法或百分表测量法来测量，并且可以通过抛光或调节垫背调节垫并在轴承垫上进行少量刮擦而获得。

通过调节轴瓦两侧的调节垫的厚度，可以得到两个齿轮轴之间的中心距离不合适。

轴瓦靠背的调整轴瓦调整后，必须进行抛光以确保靠背和座椅之间的良好接触，以满足轴瓦的轴承要求。

2.1.2 底座上螺栓松动造成振动值升高的处理
机械设备在运转过程中，应定期检查紧固底座上螺栓，避免设备在长期运行情况下地脚螺栓出现松动，保证设备底座与基础紧密贴合。

2.2脉动与喘振造成轴振动的处理
2.2.1 气流脉动与气体涡流
气流压力脉动是无处不在的气流分离和涡流产生的必然产物。

不可能完全消除涡轮压缩机中的空气脉动。

在这方面，可以适当地调节进气导叶，并且在设计过程中可以考虑进气管和排气管的各种指示器，以最大程度地减少气流脉动和气体涡流的程度并减少产生的振动。

2.2.2 喘振
喘振对诸如压缩机之类的涡轮压缩机轴的振动值有很大影响，因为空气分离系统无法切换，压缩机流路被阻塞，压缩机进气阻力过高，电压过低。

它开始工作，升压过程不起作用。

进行调整，出现电气故障或级联关闭时，排气阀被激活，喘振释放阀不起作用，因此可以针对上述问题采取措施以防止压缩机喘振的发生。

另外，广泛使用压力控制措施和双参数控制措施来有效地防止喘振。

2.3 共振处理
当油膜振动时，会引起强烈的轴振动，然而最主要特点是，当发生强振动时，振幅突然增加，声音异常。

只有当工作速度超过第一速度的两倍时，才会发生强烈的振动。

订购临界速度，并且振动频率等于转子的频率。

主要临界速度不会随着工作速度的变化而变化。

只有当工作速度小于主要临界速度的两倍时，剧烈的振动才会消失。

在电动涡轮压缩机的情况下，难以降低工作速度以控制油膜振动，并且由于油膜振动对润滑剂温度的变化更加敏感，因此可以通过减小振动来有效地抑制它。

润滑剂温度。

基础的磁振动的频率与旋转的速度的振动成为该关系的倍数，引起强烈的共振。

特别是，框架和墙基础的中空部分可以填充混凝土，也可以使用整体浇铸混凝土的方法。

可以用来避免共振现象。

2.4 管道应力引起振动值大的处理
由于设备管道较长，受环境温度的影响管道的伸长或缩短所产生的应力得不到彻底释放，此应力造成设备产生少量位移而造成压缩机与电机不对中，导致透平压缩机轴振动值增大。

对此可根据实际情况在管道弯管部位、温度变化较大的部位或较长管道的中部增加补偿器（膨胀节）来消除管道应力，避免管道应力施加在设备上影响到设备的正常运行。

结束语：
空压机发生异常轴振动是空压机日常维护中较为常见的问题，但其故障原因是多方面的，不同的故障特征对应不同的着手方向，并且同一种故障现象其故障原因也有所不同，不能一概而论，希望本文介绍的几种引起空压机振动高的故障现象以及处理措施能够对遇到类似故障的同行们有所帮助、借鉴。

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