离心压缩机振动分析及处理

离心压缩机振动分析及处理

作者：余长雄

来源：《科技视界》2015年第28期

【摘要】独山子石化热电厂燃化车间现有四台200Nm3/min的离心式空气压缩机，2008年投运以来运行平稳，但从2013年至今发生多次由于压缩机机体振动大跳停事件，通过分析压缩机振动大原因，制定相对应的防范措施，确保空气压缩机长周期平稳运行。

【关键词】压缩机；振动；防范措施

0 引言

独山子热电厂燃化车间现有4台200Nm3/min 0.8MPa的英格索兰3CⅡ80MX3型离心式空气压缩机，每台离心空气压缩机独立对应一台自洁空气过滤器和一台空气干燥器。

1 英格索兰3CⅡ80MX3型离心式空气压缩机介绍

英格索兰CENTAC离心式空压机是一种可靠高效的离心式压缩机，设计用来提供无油压缩空气，广泛应用在化工、炼油、电力行业等工业领域。该型空气压缩机拥有三级压缩缸，气体在流过离心式压缩机的叶轮时，高速旋转的叶轮使气体在离心力的作用下，一方面压力有所提高，另一方面速度也极大增加，即离心式压缩机通过叶轮首先将原动机的机械能转变为气体的静压能和动能。此后，气体在流经扩压器的通道时，流道截面逐渐增大，前面的气体分子流速降低，后面的气体分子不断涌流向前，使气体的绝大部分动能又转变为静压能，也就是进一步起到增压的作用。

2 离心空气压缩机振动故障分析

2.1 离心空气压缩机振动故障简介

1-3级压缩缸振动过大是离心空压机最常见的故障，其危害性最大。通常离心压缩机运行时1-3级振动不超过0.6mils，该机设定最高振动值第一级为1.3mils，第二级为1.15mils，第三级为1.1mils，超过此振动值时压缩机便会自动停机报警。如果设备长期处在高振动值状况下运行，过高的振动会增加设备功率的消耗，加速摩擦接触面的磨损，使设备使用寿命缩短，严重时会引起拉缸、烧瓦等故障。虽然空压机对预防高振动加装了保护装置，但故障的存在使该装置频繁动作，影响到企业的正常生产。

2.2 空压机1-3级压缩缸振动故障及排除

2015年2月3日12：00时1#离心压缩机在备用近两个月后正常投入运行，0：41时监盘人员发现1#离心压缩机跳闸，班员迅速到空压机厂房检查，确认1#离心压缩机跳闸，1#离心压缩机控制屏显示报警信号为“三级缸振动超标”。事后将1#离心压缩机1-3级压缩缸冷却器拆除，检查1-3级压缩缸扩压器以及机头，发现三级压缩缸扩压器锈蚀严重，三级叶轮表面积灰严重。

针对此次事故显现的问题，主要分析有以下原因：

（1）压缩机吸入口在室外，虽然装有纽曼泰克 GAFS-400自洁式空气过滤器，但由于此处北面为我厂炉渣库，卸渣时压缩机吸入口处粉尘较大，造成自洁式空气过滤器过滤效果差。再加之维护不当，自洁式空气过滤器喷吹设置不当，喷吹间隔设置过长，又未投入压差喷吹，进一步造成自洁式过滤器效果差，使粉尘进入到压缩机压缩缸，由于三级压缩缸处于最后一级，且转速最高，故三级压缩缸积灰最多，更容易发生振动过大情况。

（2）1#离心压缩机缸体及扩压器与潮湿空气长期接触进而发生电化学腐蚀，叶片与扩压器中的间隙充满了污垢，造成转子旋转受阻。缸体及扩压器发生锈蚀是造成此次设备异常的主要原因。扩压器及缸体材料为碳钢，因腔室中存在潮湿气体，碳钢与水汽、空气接触后发生电化学腐蚀，在停运时间较长的情况下发生如上所示的严重腐蚀。反应机理为：金属材料与潮湿空气接触能发生基于原电池效应的电化学腐蚀[1]。

（3）空气在各级压缩缸中增压后温度升高，水蒸汽含量增大（露点升高），故空压机在运行过程产生的水汽对其本体能产生一定的冲蚀。机器在停运后潮湿的空气被封闭在腔室中不能排出，营造了设备发生电化学腐蚀的环境。于是在三级缸（处于压缩级的最后一级）中水汽含量最高，腐蚀情况最为严重。

（4）不排除一级与二级缸疏水电磁阀不工作，旁路的手动疏水阀门未经常打开，造成更多的水汽被带入三级缸中，加剧了三级缸的腐蚀。因为1#离心空压机于停运时间较长故腐蚀情况严重。

（5）对一、二、三级缸中间冷却器进行试压，未发现一、二、三级缸中间冷却器泄露情况，故排除一、二、三级缸中间冷却器泄漏造成设备腐蚀的情况。

3 离心空气压缩机振动故障处理

针对此次事故出现的问题，解决一、二、三级压缩缸积灰、积水是解决离心压缩机振动大的关键所在，为此提出了一下方法：

（1）加强离心压缩机自洁式过滤器的检查，重新对自洁式过滤器运行方式进行调整，将其喷吹间隔调短，压差喷吹方式同时投入；并根据其它厂经验，在不影响离心压缩机电流、出

口压力的情况下，将自洁式过滤器外面包一层针刺无纺布，并每月定期更换，确保压缩机吸入空气干净。

（2）每月对四台离心压缩机进行定期切换，缩短机器停运周期，减小电化学腐蚀反应时间，削弱设备腐蚀严重程度。对由于特殊原因长期停运的压缩机，在投运前必须清理1-3级压缩缸。

（3）加强设备巡检检查，确保1-3级压缩缸疏水阀工况正常，保持各级阀门正常疏水。

经过以上调整改造，四台离心压缩机运行时振动值降低，设备工况良好，取得了良好的效果。

4 总结

为了保证离心压缩机能够长期平稳可靠地运行，延长机组的使用寿命，必须严格按设备操作规程作业，制定详细的维护计划，定期检查保养，保持设备清洁，减少灰尘、水汽杂物侵入压缩缸、冷却器等，确保空气系统畅通无阻。

【参考文献】

[1]龚敏，金属腐蚀理论及腐蚀控制[M].化学工业出版社，2009.

[责任编辑：邓丽丽]