浅谈离心压缩机振动故障的分析与处理

2022-11-27

1 引言

离心式压缩机具有易损件少、连续性工作、运行平稳、转速高、流量大等优势, 在生产加工过程中扮演着重要角色。其运行状态与企业经济效益紧密相连, 故需对其常见故障进行分析和预防, 以免给企业带来不必要的经济损失。

2 离心压缩机常见振动故障分析

2.1 转子不平衡

离心式压缩机在安装和制作的过程中, 由于受到材料质量以及加工技术等各方面因素的影响, 导致转子上的质量分布无法完全按照中心线轴对称, 故难以实现转子平衡, 进而导致转子质量中心、旋转中心线存在一定偏离, 转子在旋转的过程中, 便会受到离心力的影响和干扰, 使轴承产生核载, 导致压缩机出现振动故障。对该问题出现的原因进行分析, 主要包括三方面, 即加工因素、设计因素以及材料因素。其中, 材料因素主要是磨损性能差, 运行中常因变形而导致质量分布不均, 铸件存在气孔, 材料厚度不一致;设计因素主要是旋转体形状问题;加工元素, 切削误差以及焊接、浇注上的缺陷问题。

2.2 油膜振荡

高速滑动的轴承常出现油膜振荡问题, 该问题主要是由膜力所引起。随着转速的不断升高, 振动现象却未出现减弱趋势, 且振动频率基本保持不变。转子的载荷不同。发生半速涡动和油膜振荡的情况也完全不同。轴承油膜起始失稳转速与轴颈轴承偏心率、转子临界载荷等均有着密切联系。

2.3 气封与转子间摩擦

为提升离心压缩机工作效率, 应尽量减小密封间隙和叶轮顶间隙以防止气体泄漏, 但随着间隙的不断减小, 也会导致转子气封摩擦以及流体动力机振等问题。

2.4 转自不对中

该问题主要分为三种, 即组合不对中、角度不对中以及平行不对中。常见的故障评判方法同样分为三类, 分别是:在机组热态时, 对其中的故障问题进行检查;对轴承油压力的变化进行详细观察, 若出现压力减小的情况, 则说明轴承下半内表面与轴颈之间间隙过大, 反之则间隙减小;通过振动信号对故障进行检查。由于离心式压缩机的大多数故障问题均由多种因素共同构成, 故技术人员不仅要对相位进行测量, 还要对径向振动和测量轴向等多方面的内容进行准确判断, 以此提升检测的精准性。

3 离心压缩机振动故障处理措施

3.1 及时更换离心压缩机气泵材料

常见的离心式压缩机均采用铝制气泵材料, 该材料在设备高速运转的过程中, 极易被氧化和腐蚀, 且难以清洗, 导致压缩机气封变形或断裂、损坏, 使转子在运转过程中受到强力摩擦, 进而出现振动故障。为此, 可将这种铝质材料更换为四氟材质, 以此避免由于氧化、腐蚀等问题造成的断裂或变形而引起压缩机振动故障。

3.2 用波纹管换热器代替冷却管

在离心式压缩机中, 应用波纹管换热器, 可加大进入压缩机的水量和天然气流量, 进而减少结疤问题的发生, 提升设备的换热效果。另外, 通过该设备的应用, 还可避免由于大量天然气进入无法快速冷却而导致的工作面积减少问题, 并能防止由于受到外力因素的影响, 在运行中出现自由膨胀问题而导致的振动故障。

3.3 及时清理设备叶轮和隔板处结疤

离心式压缩机, 在高速运转的过程中, 极易在叶轮和隔板处结疤, 进而影响设备进气量, 甚至破坏转子平衡, 不仅造成了天然气材料的大量浪费, 还大幅度缩减了设备的使用寿命。为此, 工作人员可在压缩机进气口通过注水的方式, 并利用设备自身离心力进行结疤清洗。但值得注意的是, 由于设备转速高, 直接入水极易导致叶轮受损, 故应提前将水高压雾化, 并保证其均匀进入。日常生活中还应对压缩机内沙尘、杂物进行清除。

3.4 提升机组检修质量

该工作不仅量大, 且时间有限, 对检修精度要求较高, 故需建立一支专业、负责的检修团队。技术人员可通过激光校正仪, 将检修误差控制在0.02mm范围内。另外, 还可在设备上安装检测系统, 对其工作状态进行实时监控, 进而可在第一时间发现机组故障, 避免问题扩大化, 以此提升设备的检修质量。

设备振动故障诊断和处理的过程中, 还应对其各部件装配精度进行检查, 并保证所有数据均符合厂家技术要求和规定, 对其中一些不规范因素进行排除。另外, 很多设备故障与征兆并不完全一一对应, 且存在多种故障同时发生的可能, 为有效解决该问题, 技术人员应对设备有一个详细、全面的了解, 并需精准掌握振动学方面的知识和原理。