離心壓縮機是一種葉片式旋轉(zhuǎn)機械，主要由轉(zhuǎn)子、定子和相關(guān)的輔助設(shè)備等部件組成，利用轉(zhuǎn)子葉片和氣體的相互作用，提高氣體的壓力和動能，并利用相繼的通流元件使氣流減速，將動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫Φ奶岣摺?/span>
在實際運行時，離心壓縮機故障中最為常見的就是設(shè)備出現(xiàn)振動異常。如果離心壓縮機出現(xiàn)異常的振動問題，就會極大程度上影響到設(shè)備的其他部分，使得設(shè)備的機組結(jié)構(gòu)遭到破壞，使用時間不斷縮短。除此之外，設(shè)備自身以及相應(yīng)的儀器運行精準度以及工作效率也會出現(xiàn)不同程度的下降，從而影響到整個企業(yè)的正常運行和生產(chǎn)，導致企業(yè)的發(fā)展速度不斷下降。所以在實際生產(chǎn)中對離心壓縮機進行細致檢查，解決異常振動問題能夠有效促進企業(yè)的發(fā)展。
一、企業(yè)對離心壓縮機進行日常監(jiān)測的方法和重要性
離心壓縮機在運行過程中，具有運行平穩(wěn)、工作效率高、不易損壞、流量大以及轉(zhuǎn)速高等特點。采用提前發(fā)現(xiàn)故障的方式，對可能出現(xiàn)的故障進行預(yù)防以及控制，從而更好地解決離心壓縮機故障修復(fù)效率較差的現(xiàn)象，是目前企業(yè)采用的主要方式。
離心壓縮機運行中常出現(xiàn)振動故障，可通過監(jiān)測振幅值和頻率，對所測結(jié)果進行分析、判斷，查明引起振動的原因，有效地排除故障。頻譜分析是離心壓縮機振動檢測最行之有效的方法，當軸振動值超出了允許值，就應(yīng)進行頻譜分析，因為轉(zhuǎn)子的振動現(xiàn)象就其振動頻率來看可分為同頻振動和異頻振動。同頻振動即振動頻率和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速相同，其原因可能是由于轉(zhuǎn)子動平衡不好或運行中平衡被破壞，還可能是運行中轉(zhuǎn)子在所謂臨界轉(zhuǎn)速附近運行，異頻振動及振動頻率和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速不同，轉(zhuǎn)子的不對中、動靜部件的摩擦、聯(lián)軸器的應(yīng)力過大、基礎(chǔ)不良、氣流脈動、旋轉(zhuǎn)失速乃至喘振都可能引起轉(zhuǎn)子的異頻振動。
二、離心壓縮機出現(xiàn)常見振動故障的原因
（一）離心壓縮機存在轉(zhuǎn)子不平衡問題
在離心式壓縮機的制作安裝過程中，由于受到安裝工作人員技術(shù)、加工技術(shù)以及材料質(zhì)量和其他相關(guān)設(shè)備等多方面的影響，導致轉(zhuǎn)子上的質(zhì)量分布方面存在著一定差異，并不可能完全按照開始設(shè)計的中心線軸對稱，因此，我們無法做到轉(zhuǎn)子的完全平衡，這樣在旋轉(zhuǎn)中心線與轉(zhuǎn)子的質(zhì)量中心上存在一定的偏心距。這就會導致轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)過程中受到周期性離心力的干擾，使之在軸承上產(chǎn)生載荷，使壓縮機發(fā)生震動。
轉(zhuǎn)子不平衡的原因主要有三種，分別是材料原因、設(shè)計原因與加工原因。其中材料原因主要是材料耐磨性差，運行過程中造成變形導致質(zhì)量分布不均勻；鑄件存在氣孔，材料厚度不一致。設(shè)計原因主要是：旋轉(zhuǎn)體幾何形狀不對稱，轉(zhuǎn)子外部或內(nèi)部存在未加工表面；零件在轉(zhuǎn)軸上的配合面較為粗糙。加工原因主要是：切削誤差以及澆注、焊接上的缺陷。
(二)離心壓縮機的轉(zhuǎn)子存在不對中問題
在離心壓縮機實際運行過程中常存在轉(zhuǎn)子不對中的問題，之所以會存在這一問題，主要分為三種類型，分別是平行不對中、角度不對中以及組合不對中三種。常見的判定方法主要分三類，設(shè)備實際運行的過程中，對軸承壓力的變化過程進行觀察，在機組熱態(tài)時對其對中情況進行檢查；觀察軸承油壓力的變化，如果出現(xiàn)壓力減小的情況，則表明軸承下半內(nèi)表面與軸頸的間隙增大，反之則是間隙減小；在實際的檢查過程中，則是利用振動信號對不對中情況進行檢查。由于大多數(shù)振動都是多種因素共同作用造成的，因此我們不僅要測量相位，還要測量軸向和徑向振動，在機組處于熱態(tài)的狀態(tài)下，通過多方面的測量來進行準確判斷。
（三）離心壓縮機的油膜出現(xiàn)振蕩問題
離心壓縮機中的高速滑動軸承經(jīng)常會產(chǎn)生油膜振蕩的現(xiàn)象，在設(shè)備運行的過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)這種由于產(chǎn)生油膜力而造成的油膜振動問題。在發(fā)生油膜振蕩后，隨著轉(zhuǎn)速的繼續(xù)升高，振動現(xiàn)象也不會減弱，而振動頻率基本保持不變。對于載荷不同的轉(zhuǎn)子，發(fā)生油膜振蕩和半速渦動的情況是不同的。軸承的油膜起始失穩(wěn)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速、載荷、軸頸軸承的相對偏心率等因素有著密切的聯(lián)系。
（四）離心壓縮機氣封與轉(zhuǎn)子間的摩擦問題
為了提高離心壓縮機的效率，需要盡量縮小葉輪頂間隙和密封間隙，以控制氣體的泄露，但是隨著間隙的減小，也會導致流體動力激振以及氣封與轉(zhuǎn)子摩擦現(xiàn)象的發(fā)生。常見的氣封與轉(zhuǎn)子摩擦有兩種，分別是氣封與轉(zhuǎn)子間發(fā)生大弧度摩擦磨損以及氣封與轉(zhuǎn)子發(fā)生局部碰撞磨損兩種。
（五）離心壓縮機的異頻振動
離心壓縮機出現(xiàn)的異頻振動中，比較突出的起因是不穩(wěn)定工況，這種工況可分為單純氣動力和氣動彈性不穩(wěn)定兩類。前者指的是引起元件如葉片振動是單純由氣動周期變化所引起的，而后者是元件如葉片以自振頻率振動同時有氣動力周期的變化引起的顫振現(xiàn)象。引起氣動力周期變化的主要有旋轉(zhuǎn)失速和喘振現(xiàn)象。
當進入離心壓縮機的流量減小時，氣流從葉片的凹面沖擊進入，沖角加大，沿葉片速度面出現(xiàn)渦流區(qū)，形成附面層的脫離現(xiàn)象，即旋轉(zhuǎn)失速現(xiàn)象。旋轉(zhuǎn)失速大致可分為兩類，一種是局部的或漸進式的旋轉(zhuǎn)失速，脫離區(qū)不占據(jù)整個葉片；第二類是整體的或突變的旋轉(zhuǎn)失速、脫離區(qū)占據(jù)整個葉片，沿圓周占據(jù)的區(qū)域較大，是一種強烈的旋轉(zhuǎn)失速現(xiàn)象，危害極大。壓縮機的排氣壓力、速度和流量等參數(shù)會強烈脈動，并對葉片產(chǎn)生周期性的交變作用力，引起葉片振動，最終出現(xiàn)壓縮機喘振現(xiàn)象。
離心壓縮機流量減少時，隨著旋轉(zhuǎn)失速的產(chǎn)生和發(fā)展，壓縮機的氣流量和排氣壓力周期性等低頻率、大振幅地波動，引起設(shè)備的強烈振動，就是壓縮機的喘振，會對壓縮機造成嚴重的損壞。
三、離心壓縮機出現(xiàn)振動故障的處理措施
（一）對離心式壓縮機的氣封材料進行一定的改變
目前，市場上大多數(shù)離心式壓縮機都采用鋁制的氣封材料，這種材料會在離心壓縮機高速運轉(zhuǎn)的過程中被氧化腐蝕，并且很難被清洗，最終導致離心式壓縮機氣封變形或者斷裂，是轉(zhuǎn)子在運轉(zhuǎn)過程中由于嚴重摩擦而導致振動故障。因此，在實際工況運行中，相關(guān)企業(yè)和工作人員會將離心式壓縮機的鋁制氣封更換為四氟材質(zhì)的氣封，這樣就能夠有效避免由于氣封氧化腐蝕造成變形或斷裂而引起的壓縮機振動。
（二）對離心式壓縮機隔板和葉輪處的結(jié)疤處進行及時的處理
由于離心式壓縮機高速運轉(zhuǎn)，在這種情況下壓縮機的隔板和葉輪處很容易產(chǎn)生結(jié)疤的現(xiàn)象，一旦設(shè)備運行中出現(xiàn)結(jié)疤的情況，就會嚴重影響到壓縮機的進氣量。在此基礎(chǔ)上，會破壞壓縮機的轉(zhuǎn)子平衡，不僅會浪費大量的原料，還會還對壓縮機的壽命產(chǎn)生不利影響。因此，操作人員可以在壓縮機進氣口通過不斷注水的方式，利用壓縮機自身的離心力來清洗結(jié)疤。但是應(yīng)注意，由于壓縮機的轉(zhuǎn)速非常高，直接注水很容易導致葉輪的損壞，所以注水應(yīng)提前將水進行高壓霧化，使其能夠均勻的進入壓縮機。此外，操作人員也應(yīng)經(jīng)常性的揭蓋對結(jié)疤進行處理。最后，對于壓縮機內(nèi)的沙塵，可以使用充二氧化碳氣體的方式進行清除，這種方法還能夠減少隔板和葉輪的結(jié)疤，效果十分明顯。
（三）使用波紋管換熱器代替冷卻管
在離心式壓縮機中使用波紋管換熱器代替冷卻管，能夠加大進入壓縮機中的氣體流量以及水量，能夠有效減少結(jié)疤情況的發(fā)生，大幅度提高離心式壓縮機的換熱效果。此外，通過波紋管換熱器的使用還能夠減少由于大量天然氣進入不能快速冷卻而導致壓縮機工作面積減少情況的發(fā)生，使離心式壓縮機能夠避免由于外力作用而在運行中發(fā)生自由膨脹而導致的振動故障的發(fā)生。
（四）出色的軸承及潤滑是壓縮機穩(wěn)定運行的前提
通常離心壓縮機是用流體動壓潤滑軸承，即依靠軸徑或止推盤本身的旋轉(zhuǎn)，把潤滑油帶入軸徑或止推盤與軸瓦之間，形成楔狀油膜，受到負荷的擠壓建立起油膜壓力以承受載荷。所以，在壓縮機組運行中要時刻監(jiān)測油的壓力、溫度。并定期進行油品的分析，對潤滑油的黏度、密度、酸值、氧化安定性、閃點、破乳化值等指標進行檢測，確保潤滑油品合格。
（五）提高機組的檢修質(zhì)量
對于離心式壓縮機的檢修來說，不僅工作量大，而且空間有限，需要較高的檢修精度，因此需要一支技術(shù)水平高、認真負責的檢修隊伍。檢修人員可以通過激光找正儀的使用，將機組檢修誤差控制在0.02mm的范圍內(nèi)。此外，通過在離心式壓縮機上安裝檢測系統(tǒng)的方式，實現(xiàn)對機組工作狀態(tài)的實時監(jiān)測，從而及時發(fā)現(xiàn)機組在運行中的故障，避免更嚴重事故的發(fā)生，并提高離心式壓縮機的檢修質(zhì)量。
綜上所述，離心壓縮機的使用頻率越來越高，已經(jīng)成為企業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備之一，其安全性和穩(wěn)定性直接決定了企業(yè)的生產(chǎn)能力與經(jīng)濟效益。因此對離心壓縮機進行定期檢查，對其常見故障予以足夠的重視和排除，尤其經(jīng)常產(chǎn)生的振動問題，采取有效的措施并進行處理，通過減少故障的發(fā)生等方式來保證其工作狀態(tài)，從而更好地促進企業(yè)的發(fā)展和進步。
