离心式空压机振动故障及处理方法探究

离心式空压机振动故障及处理方法探究

发表时间：2020-04-09T06:57:10.502Z 来源：《防护工程》2020年1期作者：李召[导读] 离心式压缩机是动能式压缩机的一种，使用范围涵盖了化工，动力工程，制冷工程和气体输送等，具有处理量大、体积小、结构简单，运转平稳，维修方便以及气体不受污染等特点。河南中烟工业有限责任公司黄金叶生产制造中心河南郑州 450000

摘要：离心式压缩机是动能式压缩机的一种，使用范围涵盖了化工，动力工程，制冷工程和气体输送等，具有处理量大、体积小、结构简单，运转平稳，维修方便以及气体不受污染等特点。本文以离心式空压机振动故障为研究视角，针对常见振动故障的诊断与处理方法展开分析讨论。

关键词：离心式空压机；振动故障；处理方法 1离心式空压机概述

离心式空压机指的是将常压下的空气进行压缩，让气压达到一定的压力值，从而提供动力或者供其他使用。其主要由两大部分构成，分别是转子和定子，其中转子又包含转轴和固定在轴上的轴套、叶轮、平衡盘，连轴节、推力盘等部件。而定子则主要包括气缸，定位在缸体上的各类隔板、轴承等部件。离心式空压机工作的驱动力来源于工业汽轮机或者电动机，离心式空压机受到驱动力后，会带动叶轮飞速转动，并经过叶轮实现叶轮流道中的工作气体做工。在离心力作用下，工作气体会高速进入扩压器中。当工作气体通过扩压器通道时，会增加扩压器通道的截面，实现工作气体动能到压力能的成功转化，通过这种形式发挥增加压力的目的。另外在离心力的作用下，叶轮中间会形成一个气体稀薄的区域，推动工作气体持续从压缩机的入口进入到叶轮流道中，实现压缩机中其他连续运动。假如从单级叶轮中获得的压比无法满足要求时，便可以借助多级轮叶通过串联的形式来逐步增加压力，从而满足压比较高的要求。 2离心式空压机振动故障

2.1叶轮损坏

叶轮的故障是离心式空压机运行的过程中常见的振动故障。第一，异物进入到气道当中，随着气流进入叶轮当中，其与处于高速旋转的叶轮发生撞击的时候，叶轮可能会出现局部损坏；第二，如果叶轮流道的尺寸发生改变，在其工作的过程中，轴向、径向分力的不平衡就会明显；第三，当异物置入到了叶轮上，动静平衡就会遭受破坏。如果离心式空压机的叶轮发生了损坏，针对其振动频谱进行分析时候会发现一倍频分量比较大。

2.2转子故障

对于离心式空压机来讲，转子对于动静平衡的要求是极高的，所以转子动静不平衡是离心式空压机的常见振动故障之一。叶轮正常运行的时候，其振动位移值是3-5μm，报警值为18μm，跳机值为25μm，在处于平衡运行状态下的叶轮振动上升的情况中，如果振动位移值超过了15μm的时候，就需要对齿轮箱解体去检查叶轮。当转子出现动静不平衡故障的时候，离心式空压机的振动频谱分析的过程中会发现一倍频分量比较大。

2.3动静部分碰撞

蜗壳与叶轮正常间隙为0.25mm，空气经压缩冷却后，露点降低，会有冷凝水析出，造成蜗壳锈蚀，使叶轮与蜗壳发生碰擦。碰擦会使叶轮磨损，破坏叶轮动静平衡，增加叶轮负荷，甚至使叶轮断裂，造成严重事故。振动频谱分析时时域波形有削波现象。

2.4喘振

如图1所示，当压缩机的操作工况偏离设计工况时，叶轮进气流量减小到一定程度后，在某一个或几个叶片上会发生气流边界层的分离（如流道B），进而会影响到相邻流道A和C，改变了原来流向A、C流道的气流方向，边界层的分离将会和叶轮旋转方向相反的方向旋转移动（如图中u′的方向）。实验表明，这种旋转移动速度小于叶轮的旋转速度，即u′

图1转动叶栅中旋转脱离的示意图

3离心式空压机振动故障的处理方法

3.1叶轮损坏的处理

导致叶轮损坏这一故障的主要原因就是异物的进入，一级吸气管道当中所存在的异物主要就是由于吸气滤芯破坏，所以在开展运维工作的过程中应该对反吹装置进行定期的检查，确保吸气滤芯完好无损。二、三级吸气管道当中的异物主要就是由于冷却器损坏、Y型密封胶条损坏、冷却器刺片损坏的情况下将异物吸入到了吸气管道当中，并与处于高速旋转的叶轮发生碰撞，从而也就会引起叶轮损坏这一故障。所以应该每6个月对其进行一次检查，在检查的过程中应该用手去摇动Y型密封胶条，如果感觉其弹性已经丧失，应该对其进行及时的更换。

3.2动静部分碰撞的处理

动静部分碰撞时，需调整转子壳体相对位置。轴向窜动量要求为0.25-0.30mm，紧固叶轮背帽。拆除蜗壳，清除蜗壳内壁上的锈蚀，可用三角刮刀手动清除，也可用安装了碗型钢丝轮角向磨光机清除。安装时，应通过加减铜皮调整轴承推力面来改变转子轴向相对位置，使两端叶轮与机座间隙相当，轴向窜动后叶轮与机座间隙)0.20mm。蜗壳装、拆时，应用导向杆导向，避免吊装时碰坏叶轮，蜗壳与叶轮最小间隙应)0.15mm，不足时可通过在蜗壳与机体间加铜皮调整。

3.3转子故障的处理

在将叶轮装配到转子上面之后，动静平衡的精度要求是非常严格的，本文研究的对象在出厂的时候已经完成了高速动平衡检测，在使用的过程中，通过吸气过滤芯穿过的非常细微的粉尘与冷凝水相结合之后，与处于高速旋转的叶轮发生碰撞，使其非常牢固的附着在了叶轮的表面，从而使得转子原有的动平衡精度降低。在对叶轮进行清洗的时候，首先应该利用专用的清洗剂将其湿润，10-15min之后发现处于叶轮之上的垢污已经软化之后利用牙刷状的钢丝刷细致的清洗叶轮的每一个部位，然后利用清水进行反复的冲洗，从而有效预防残留在叶轮表面的清洗剂与空气当中的杂质或者叶轮上的润滑油发生化学反应，进而形成比较难溶的物质，进一步影响转子动平衡的精度。如果在检修的时候没有专业的清洗剂，可以利用吸油烟机的清洗剂，如“威猛先生”等代替。如果在清洗作业结束之后，发现转子振动仍然比较大，就需要将其返厂或者委托可以进行真空高速动平衡的厂家对其实施高速动平衡处理。

3.4喘振处理

如果控制系统监测到空压机的排气压力在0.3秒内有0.4公斤的压力变化，空压机控制系统自动默认为喘振可能会发生，控制系统将全开启放空阀，同时将进气阀全关。在放空阀未打开状态时空压机的进气节流范围在70%-100%之间。系统设置的70%就是喘振保护设置点。当厂用系统空气需求量减小，进气阀导叶会在该范围内对进气进行节流。当流量减小到喘振设定点时，假如此时厂用系统需求量继续下降，放空阀将自动调节防止空压机发生喘振。若喘振点设置不当，或由于外部条件变化如中冷器、进气过滤器积垢严重，冬夏天环境状况变化等原因造成机组喘振点漂移，空压机在运行中就有可能发生喘振。喘振发生时放空阀会自动快速反应以消除喘振，同时控制系统会自动将喘振设置点自动放大20%(如将原来的70%-100%自动调整到90%-100%)，避免空压机再次进人喘振区。

4结束语

综上所述，与活塞式空压机相比，离心式空压机具有诸多优点，体积小、重量轻、可靠性高、操作简单，现阶段已经得到了广泛关注与应用。对离心式空压机的振动故障进行有效诊断与处理是保证离心式空压机安全稳定运行的客观需要，是工厂经济效益得以保证的前提。

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