浅析离心压缩机喘振故障

周慧彬 国成

摘要：随着社会的发展和科技的进步，机械设备自动化得到了广泛应用。离心式压缩机重要的机械设备，在应用过程中经常会出现各种问题，影响到设备的正常使用和安全。本文对离心压缩机的喘振问题进行分析和阐述，以供参考。

关键词：离心压缩机；喘振；故障

引言

当前，离心式压缩机被广泛地应用于化工、石油等行业内部，但它在流量、温度和气体压力的影响下很容易发生喘振现象。本文将具体分析离心式压缩机的喘振原因，并提出一些预防的策略，以保证压缩机机组的安全、稳定运行。

1离心式压缩机的喘振的危害

离心式压缩机喘振故障问题的出现，会影响机械设备的正常运行，喘振故障对风机以及管道系统有着严重损害。在管道的流量比较大的时候，以及流量速度比较大的时候，就比较容易发生急剧的波动，造成风机的强烈震动，产生很大的噪音，对管道以及风机系统就会带来严重威胁。离心式压缩机喘振故障的发生，会破坏离心式压缩机叶片以及轴承。当叶片处在强烈脉动的气流中时，由于气流周期震荡产生振动，对叶轮就会造成强大压力，以及整体机组的振动，从而就会破坏压缩机叶片以及轴承。

2离心式压缩机喘振故障原因分析

2.1转子不平衡

离心式压缩机转子不平衡是较为常见的故障。在离心式压缩机转子时，受制造技术和加工材料等多重影响，转子的质量往往无法完全与中心轴线呈完全对应关系，转子的轴线和转子的质心通常情况下会存在一定的偏心距，导致转子只能达到一种相对平衡的状态。而机器在运行的过程受离心力的影响，转子会对压缩机轴承产生载荷影响，导致震荡故障。

转子不平衡的原因主要为以下几点：一是材料问题。材料的质量较差，在运输过程中容易磨损，导致变形；铸件上存在气孔，导致材料厚度不均匀、结构内部组织存在不足。二是设计问题。在设计机械零件时，转子的对称性没有得到良好的保障，重心没有在旋转轴线上。三是加工与装配问题。在焊接和铸造时扭曲变形导致造型缺陷；切削中存在误差；在材料的热处理上不符合标准；联轴节不对称。

2.2叶轮与扩压器之间的间隙变化

叶轮与扩压器之间的间隙应该要保持在一个比较合理的距离，这是因为离心式压缩机对其要求非常严格。如果叶轮与扩压器之间的间隙太小了，工艺气体流量也会变小，如果在这个时候后端推力轴承发生了较为严重的磨损情况，将导致叶轮与扩压器碰撞事故的发生；如果叶轮与扩压器之间的间隙太大了，泄漏串气的情况将被引发，从而减少了空气流量。由此可见，空气流量变小的情况会发生于叶轮与扩压器之间的间隙过大或过小的时候，从而降低了压缩机的输出压力，导致喘振故障的发生。

2.3轴承温度过高或者损坏

离心式压缩机出现故障的另一个原因主要是轴承温度过高或者是遭受损坏。而导致轴承温度过高的最主要原因在于润滑油，如果润滑油的供油量不足，就会导致润滑油本身的供油量不足，从而导致轴承温度过高。此外，润滑油的质量出现问题，如存在水分或者润滑油本身已经变质，也会导致轴承温度过高。

2.4设备振动过大

设备振动过大也是导致离心式压缩机出现故障的一个主要原因。振动过大主要表现为：1）主电机本身的自身振动过大。虽然在主电动机和压缩机当中会采取一定的措施来降低振动效果，但是如果电动机振动过于大的时候也会将振动传递给压缩机，造成压缩机自身的振动过大。2）压缩机本身的精确度被破坏。3）机器会出现共振的情况。①当机器设备要到达临界转速的时候，机器设备会剧烈地增大振动；②油膜振荡产生共振；③如果机器的自身部件的振动频率达到某些倍数关系，也会产生相应的共振；④如果离心式压缩机自身在喘振区运行，压缩机本身出口的压力也会导致较大幅度的波动，这样就会引起压缩机的剧烈振动。如果这种振动出现严重的情况，甚至会导致机器毁坏。

3控制离心式压缩机出现喘振情况的措施

3.1叶轮与扩压器之间的间隙变化

压缩机的性能对叶轮与扩压器之间的间隙具有非常高的要求，叶轮与扩压器之间的间隙一般不会发生变化。如果叶轮与扩压器之间的间隙发生了变化，这就说明扩压器发生了腐蝕磨损现象或者是后端推力轴承出现了磨损的情况。为了防止这一情况的发生，每年都必须检查叶轮与扩压器之间的间隙，当叶轮与扩压器之间的间隙发生变化是由扩压器腐蚀磨损导致的时候，可以通过修复扩压器的方式解决，如果扩压器腐蚀磨损现象严重，就必须更换扩压器了；如果是由于后端推力轴承磨损导致的，就借助后端的垫片来调整间隙，使之符合规定的数值要求。

3.2轴承温度过高的解决办法

对于润滑油造成的轴承温度过高情况，我们需要按时检查润滑系统自身的油管，并且针对性地对油管进行清洗过滤。如果是润滑油自身有水份，或者变质导致轴承温度过高或者损坏，我们可以检修润滑油的冷却器，找到漏水的原因，或者是直接更换润滑油。针对润滑油，我们还需要调整冷却水，对润滑油的温度进行调整，使所能达到的温度满足正常的使用需求。针对轴承温度过高，还可以按照设计的要求，对轴承进行操作。

3.3设备振动过大的解决办法

如果是由于设备达到临界转速产生强烈震动，就需要对临界转速进行变更或者调整。针对油膜振动的问题，我们可以从结构上来保证当前的轴颈相对于当前的轴瓦处于一个偏心数值，也可以对润滑油的温度进行调整，使润滑油的粘度改变。针对其他的问题也需要对机器本身的部件或者是自身振动频率进行相应的变化。如果是针对喘振的情况，就应该避免离心式压缩机的运行频率在喘振范围内或者喘振范围之中。另一方面，我们也可以通过设置防喘振的保护系统来避免离心式压缩机本身的喘振情况。

3.4固定极限流量法

在传统的工业生产中，最常用的方法就是固定极限流量法，这种方法可以维护离心式压缩机的运行可靠性和稳定性。为了能够对流量和压力进行有效的控制，必须要对离心式压缩机的阀门实施控制节流或者回流统一的方法。另外，部分循环法也可以帮助离心式压缩机的流量最大化，甚至超过流量的固定值，从根本上解决离心式压缩机喘振情况的发生。虽然固定极限流量法简化的操作，但是会增加管网的劳损程度，使能源过度浪费，而且不能在离心式压缩机的运行工作区完全展开，使离心式压缩机在没有产生喘振故障时也打开预防装置。

3.5可变极限流量法

将可变极限流量法在离心式压缩机中进行应用，也能有助于预防喘振故障。通过调节转速的方法对压缩机负荷进行保障，能减少压缩机能耗，在工艺要求上能得以满足。不同转速下喘振极限流量是变数，随着转速下降变小，合理的预防措施实施，就是整体压缩机负荷变化范围中工作点沿着喘振安全线变化防止压缩机喘振。变极限流量法主要是通过随动防喘振流量控制系统在压缩机不同工作的情况下，沿着喘振曲线自动改变防喘振流量调节器给定值，从而保障其安全和节能。

结语

综上所述，离心式压缩机喘振故障问题的解决需要从基础做起，对喘振故障问题以及原因能详细分析。通过此次理论探讨，就能对离心式压缩机喘振的故障问题解决提供参考依据，希望能为实际的故障问题解决起到一定启示作用，充分认识到解决喘振故障的重要性。

参考文献

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（作者单位：沈阳鼓风机集团股份有限公司）