关于离心压缩机振动故障分析及处理措施探讨

陈振新(大庆油田天然气分公司油气加工九大队红压深冷站，黑龙江 大庆 163413)

1 离心压缩机故障诊断的意义

作为天然气加工装置中的关键设备，离心式压缩机具有流量大、转速高、运转平稳、连续工作以及易损件少等特点，在生产环节扮演了非常重要的角色，因此，其能否保证良好的工作状态与企业的经济效益有着密切的联系。使用现金的故障诊断技术是非常具有必要的，通过提前发现故障隐患的方式，预防、控制故障的发生，从根本上改善当前压缩机维护过程中“失修、过修”的问题。

2 离心式压缩机振动故障的主要原因

(1)转子不平衡 在离心式压缩机的制作安装过程中，由于受到加工技术以材料质量等多方面的影响，导致转子上的质量分布不可能完全按照中心线轴对称，因此，我们无法做到转子的完全平衡，这样就会在旋转中心线与转子的质量中心上存在一定的偏心距。这就会导致转子在旋转过程中受到周期性离心力的干扰，使之在轴承上产生载荷，使压缩机发生震动。转子不平衡的原因主要有三种，分别是材料原因，设计原因与加工原因。其中材料原因主要是材料耐磨性差，运行过程中造成变形导致质量分布不均匀；铸件存在气孔，材料厚度不一致。设计原因主要是：旋转体几何形状不对称；转子外部或内部存在未加工表面；零件在转轴上的配合面较为粗糙。加工原因主要是：切削误差以及浇注、焊接上的缺陷。

(2)转子不对中 转子不对中，主要分为三种，分别是平行不对中、角度不对中以及组合不对中三种。常见的判定方法主要分三类，分别是：在机组热态时对其对中情况进行检查；观察轴承油压力的变化，如果出现压力减小的情况，则表明轴承下半内表面与轴颈的间隙增大，反之则是间隙减小；最后一种则是利用振动信号对不对中情况进行检查，由于大多数振动都是多种因素共同作用造成的，因此我们不仅要测量相位、还要测量轴向和径向振动，通过多方面的测量来进行准确判断。

（3）油膜振荡 高速滑动轴承经常会产生油膜振荡的现象，这种现象是由于产生油膜力而造成的。在发生油膜振荡后，随着转速的继续升高，振动现象也不会减弱，而振动频率基本保持不变。对于载荷不同的转子，发生油膜振荡和半速涡动的情况是不同的，轴承的油膜起始失稳转速与转子的临界转速、载荷、轴颈轴承的相对偏心率等因素有着密切的联系。

(4)气封与转子间的摩擦 为了提高离心压缩机的效率，需要尽量缩小叶轮顶间隙和密封间隙，以控制气体的泄露，但是随着间隙的减小，也会导致流体动力激振以及气封与转子摩擦现象的发生。常见的气封与转子摩擦有两种，分别是气封与转子间发生大弧度摩擦磨损以及气封与转子发生局部碰撞磨损两种。

3 振动故障的处理措施

(1)更换离心式压缩机的气封材料 大多数的离心式压缩机都采用铝制的气封材料，这种材料会在离心压缩机高速运转的过程中被氧化腐蚀，并且很难被清洗，最终导致离心式压缩机气封变形或者断裂，是转子在运转过程中由于严重摩擦而导致振动故障。因此我们可以将离心式压缩机的铝制气封更换为四氟材质的气封，这样就能够有效避免由于气封氧化腐蚀造成变形或断裂而引起的压缩机振动。

(2)及时清理离心式压缩机隔板和叶轮处的结疤 由于离心式压缩机的高速运转，很容易在隔板和叶轮处结疤，会严重影响到压缩机的进气量，并且破坏转子平衡，不仅浪费了大量的天然气原料还对压缩机的寿命产生不利影响。因此，操作人员可以在压缩机进气口通过不断注水的方式，利用压缩机自身的离心力来清洗结疤，但是应注意，由于压缩机的转速非常高，直接注水很容易导致叶轮的损坏，所以注水应提前将水进行高压雾化，使其能够均匀的进入压缩机，此外，操作人员也应经常性的揭盖对结疤进行处理。最后，对于压缩机内的沙尘，可以使用充二氧化碳气体的方式，进行清除，这种方法还能够减少隔板和叶轮的结疤，效果十分明显。

(3)使用波纹管换热器代替冷却管 在离心式压缩机中使用波纹管换热器代替冷却管，能够加大进入压缩机中的天然气流量以及水量，能够有效减少结疤情况的发生，大幅度提高离心式压缩机的换热效果，此外，通过波纹管换热器的使用还能够减少由于大量天然气进入不能快速冷却而导致压缩机工作面积减少情况的发生，能够使离心式压缩机能够避免由于外力作用而在运行中发生自由膨胀而导致的振动故障的发生。

(4)提高检修机组的检维修质量 对于离心式压缩机的检修来说，不仅工作量大，而且空间有限，需要较高的检修精度，因此需要一支技术水平高、认真负责的检修队伍。检修人员可以通过激光找正仪的使用，将机组检修误差控制在0.02mm 的范围内。此外，通过在离心式压缩机上安装检测系统的方式，实现对机组工作状态的实时监测，从而及时发现机组在运行中的故障，避免更严重事故的发生，并提高离心式压缩机的检修质量。

4 结语

综上所述，在石化行业中天然气离心压缩机的使用频率越来越高，已经成为了关键设备之一，其安全性和稳定性直接决定了企业的生产能力与经济效益。因此我们应对其常见故障予以足够的重视，通过减少故障的发生等方式来保证其工作状态。对于离心式压缩机来说，其振动故障是最长的一种故障，通过本文对于振动故障原因以及解决对策的描述，希望能够提高压缩机的运行效率与质量，促进石化行业的不断发展。

[1]邓旭亮.浅析天然气加工行业的未来发展趋势[J].浙江化工,2013,9.

[2]孔路明.论天然气化工行业的未来发展动向[J].化工技术,2014,3.