离心式压缩机运行故障与检修分析

于震远

（沈阳鼓风机集团股份有限公司，辽宁沈阳 110869）

0 引言

目前，离心式压缩机在石油化工行业得到广泛应用。离心式压缩机在实际运用过程中经常受到诸多因素影响，无法完成生产工作。相关工作人员应结合实际情况，进一步研究有效解决办法，规避离心式压缩机运行故障，更好促进压缩机发展。

1 离心式压缩机基本原理

离心式压缩机主要由转子及定子两部分组成。转子由汽轮机和电机带动，集中固定在轴上的零部件上，会受离心力影响。定子主要固定在气缸上的隔板及轴承零部件中。两者之间需要设置密封元件和密封气体。离心式压缩机在运转过程中，必须要引入气体，当气体进一步压缩时气温会升高，故需要安装中间冷却器。气体则可以从排气管过渡到冷却器中进行冷却，冷却后的气体经过高压侧吸气进行到下一步骤，最后经过蜗壳输出气体。

2 离心式压缩机运行故障

离心式压缩机运行过程中，主要有轴承故障、带密封环和密封环故障、压缩机油喘振、压缩机漏气、压缩机叶轮损坏、离心压缩机不正常振动和噪声等。出现故障后，需要机械维修人员进行诊断，判断出故障原因。下面主要分析轴承故障、密封系统故障、振动和噪声不正常等。

2.1 轴承故障

压缩机内部主要由轴承组成，离心式压缩机运行过程中轴承故障主要有以下4个原因。

（1）压缩机润滑存在严重问题，造成压缩机运转时轴承阻力过大，导致轴承失效。

（2）压缩机轴承间的间距不符合工作要求，造成压缩机轴承摩擦增大，失效。

（3）安装离心式压缩机时，由于安装不平衡或压缩机内轴承不平衡而造成故障。

（4）压缩机安装不正确，造成离心式压缩机发生故障。

一般情况下，离心式压缩机轴承出现故障，可以依据以上4种原因寻找检修方法，可以有效降低检修难度。

2.2 密封系统故障

目前，离心式压缩机最常见的故障是密封系统故障。密封系统故障原因主要有：油中有污物，压缩机安装不对称，油压不稳定。密封件间隙有偏差，密封件油封存在问题，浮环座端面有缺口或接触部不均匀，密封件磨损严重，油温与工作环境不匹配等。对离心式压缩机进行故障检修时，工作人员应根据离心式压缩机的使用情况进行详细分析，然后找出故障根本原因，确保最短时间内处理压缩机故障。

2.3 压缩机空气压力不足

电机运转时，压缩机充气进入储罐，气压计显示无法达到启动压力。造成这种现象的主要原因有：气压计失效；空压机和电机之间的传送带过松；空压机和储气罐之间的管道破裂或接头泄漏；油水分离器、管道或空气过滤器的沉积物造成堵塞；压缩机排气阀未严密密封、弹簧太软或断裂；压缩机气缸套、活塞和活塞环磨损，甚至泄漏。压气机与电机之间的皮带过松打滑，或连接处泄漏。若上述试验，无排气量或排气量很小，则检查皮带是否过松。从压缩机到储罐，到进气管控制阀，连接处是否松动、破损或漏水。若压缩机未向储气罐充气，则检查油水分离器、空气过滤器及管路是否有过多污垢，若堵塞，应清除。根据故障现象，检查压缩机排气阀是否泄漏，弹簧是否太软或破损，气缸盖上是否有砂孔，内衬管是否损坏，更换或修理损坏的部件。确认压缩机气缸和活塞环是否磨损过度。查看和调整卸载阀和标记箭头的安装方向。

2.4 异常振动和噪声

离心式压缩机运行过程中，如果发生异常噪声和振动，则表明压缩机出现一系列故障，故障原因主要有4个。

（1）压缩机运转过程中转子不平衡，导致叶轮刮碰四壁。

（2）叶轮损坏。

（3）在气体管路盈利传递到压缩机壳上时，会导致机壳不对中，发出异常振动和噪声。

（4）离心式压缩机联轴器出现故障或者安装不平衡。

2.5 出口流量低与油压下降故障

压缩机出口处流失率低的主要原因是压气机某些部件进口温度高、排气管网阻力较大、密封间隙过大、流道堵塞或吸入密度降低。上述原因中，有些需要检查过程参数，有些可以通过执行检查来确定。有时油泵故障或相关损坏，压缩机的油压可能突然下降。

3 离心式压缩机故障解决措施

通过上述分析，可以看出离心式压缩机故障原因非常多。为此，制定有效解决办法，应对具体故障原因。

3.1 轴承温度过高故障的解决措施

轴承是离心式压缩机的重要组成部分，在操控压缩机时一定要重视轴承部件。如果处理不当，会使得该处出现许多故障问题。针对轴承温度过高故障，可以从根本着手，即进行轴衬的浇注操作，增加存油沟深度。另外，也可以检查润滑系统中的油管和冷油器。然后，根据离心式压缩机实际运行情况更换新油，确保润滑系统运转时处于正常状态。

3.2 压缩机喘振解决措施

为防止离心式压缩机在运行过程中发生喘振，有必要对其采取喘振保护措施。为解决压缩机喘振问题，部分气流在压缩机出口旁路，可直接进入压缩机吸气口，增加吸气量，避免喘振。另外，将供气系统与压缩机分开，以确定离心式压缩机喘振的具体位置，喘振位置确定后，喘振阀可用于防止气体外泄。然后将离心式压缩机置于喘振区内，使喘振现象得到改善。该方法可有效解决离心式压缩机的喘振问题。

3.3 密封系统故障解决措施

应针对密封系统故障具体原因，采取有效措施解决。确定密封系统部位损坏时，工作人员应立即调整或者更换离心式压缩机密封系统的缝隙，再重装运转，确保压缩机正常工作。

3.4 轴承振幅或振动异常解决措施

解决措施有：拧紧地脚螺栓；校正主轴；排出气缸中的积水与固体沉淀物；重新校正大小齿轮间的不平行度；减小轴承与轴颈间的空隙；重新找正水平与中心；重新校正动平衡。

4 建议

4.1 压缩机故障诊断系统

为准确测定油液压力和温度信号，离心式压缩机诊断系统使用一种简单诊断方法，经过处理和分析，将各点幅度与之相匹配。一般情况下，诊断系统的诊断信号在一定范围内变化，如果测试仪认为发生了故障或无法避免，应采取相应措施。在此基础上，提出一种基于信息集成和信号模拟的故障诊断系统ENTRX，用于诊断压缩机振动、跟踪和偏转信号。利用信息集成技术进行故障诊断，可以通过测量频谱电路、坐标场中的某些故障征兆，以及它们之间的相互关系来确定故障源。为充分利用测试产生的信息，可采用多种方法对每个测试进行诊断。根据信号Modem评估法，通过改变系统的物理参数，可以直接进行诊断。先由系统特征方程的周期变化轨迹确定其物理参数。该方法可以通过系统诊断模型识别，来匹配评价单元的状态相关性和某些物理参数。在复杂平面上，由于存在物理参数的实际值，其变化也可用位置法来测量。振动是由一种新的激励力引起，这种激励力与转子上的不平衡力相似。若振动是动静部碰撞引起，则轴轨运动方向应与旋转方向相反。对于大型高速旋转离心式压缩机，通过状态监测和振动诊断技术，可以有效判断机组故障原因，作出合理、准确的设备管理与维修决策，减少经济损失。

4.2 防止磨损

铸件不精准，组装质量不高，加工过程中的油脂破裂，润滑油质量低。当磨损达到一定程度时，如果不及时处理，轴承则不会形成有效油膜，从而大大加速油膜磨损过程。压缩机振动在一段时间内变得明显。在问题出现初期，烧伤的内衬不会直接磨损轴的颈部，如果及时找到替换的内衬，则可以避免内衬磨损。为有效检测内衬烧伤，可以通过内衬部位的温度计实时测量内衬温度，如果出现异常温度，应及时更换内衬，避免主轴进一步磨损。如果没有条件，必须监测压缩机运行状态，如果压缩机烧坏，应及时更换。为有效防止磨损，必须采取有效预防措施，严格按照有关设备的维修规定进行维修。

5 结束语

离心式压缩机在现代石油化工产业中占据重要地位。离心式压缩机在运转过程中，一旦操作不当，压缩机容易发生喘振、温度过高和密封系统失效等故障，影响压缩机正常运行。为此，本文着重针对故障原因提出有效解决方法，以提高离心式压缩机的工作质量和效率，延长压缩机的使用寿命。