离心式压缩机常见故障分析

杨庆忠

【摘 要】石油化工产业的发展过程与离心式压缩机技术的成熟与进步具有着重要的关系。众所周知，在石油化工企业生产当中，各个生产部门在进行石油的生产装置过程中，也就是在将石油从地底下开采出来至可以被广大用户使用之前，都需要用离心式压缩机将其进行加压或者输送。特别是在石油加工过程的催化环节当中，配置了富气和加氢的循环氢压缩机更加是离心式压缩机一种的创新式使用。

【关键词】离心式压缩机；石油化工；故障分析

离心式压缩机的无论是从其设计图式、使用方式上，其的效率都是其质量优良标准评价的一个重要因素。一般来说，离心式压缩机的效率决定因素很大程度是由其的制造工艺来决定的。特别是在现在这样一个科学技术爆炸性发展的时代，各个能源类的企业的发展也是如同雨后春笋一般。这就给离心式压缩机的性能提出了高的要求，从而适应进步地时代所提出的新要求。离心式压缩机的发展在20世纪到现在一直以来就是其的发展黄金时期。正是在这样一个发展迅猛的时期，其的毛病故障也是层出不穷。

1.离心式压缩机的发展简史

1.1离心式压缩机的发展历史

离心式压缩机的故乡不在我们中国。它最早出现于世界上是18实际左右。当年，Papin通过了他的文章著作，最先提出了离心式压缩机的设计思想。也就是从这个时候开始，离心式压缩机开始逐渐的发展蓬勃壮大。19世纪左右，离心式压缩机有一个重要的技术突破。那就是在离心式压缩机中融合了逐渐成熟的叶轮机械理论。这就是意味着离心式压缩机中已经逐渐的将叶扩压器作为主要地离心手段。20世纪，离心式压缩机的工作性能也是得到了划时代性的提高。各种各样的关于离心式压缩机理论的研究已经是灿若繁星。也早已有专家学者们将自己的理论申请了专利。例如我国蜚声中外的科学家吴仲华教授的两簇流面理论，就为叶轮机械内部的三元流场问题的解决打下了坚实的基础。德国的Krain博士的三维气动设计方法对于改善离心式压缩机的三元叶轮的设计也是具有重要的作用。放眼于世界来说，中国目前的离心式压缩机的发展进程还是不如国外。我国整体的关于离心式压缩机的研究技术也是慢了国外发展进步的一大截。虽说如此，但是目前国内的各大高校对于离心式压缩机技术的人才培养也是给出足够的重视。我国的离心式压缩机技术相信也能够在不久的将来获得骄人的成绩。

1.2离心式压缩机的划时代进步里程碑

一个机器出现关于划时代进步的里程碑自然和其故障的分析解决的发展历史离不开。常见的离心式压缩机的故障毛病检测因素有：振动频率、振动时发热所引起的温度、以及其的压力大小，变形程度等。大多数的专家们会首要地选择离心式压缩机的振动测试。其原因不光是因为振动所发生的响应进而所带来的参数具有一定的代表性，更重要的是振动测试比较方便易行，操作简单。而且我国关于振动测试方面的仪器设计也比较成熟，能够很好地把握住机器的振动参数采集。振动故障的分析主要是以测试时间信号为主，对于得到的频谱进行分析，然后根据频谱来确定故障。振动测试故障分析技术的成熟简化了离心式压缩机的故障检验，加速了离心式压缩机的改良创新。不得不说是离心式压缩机发展史上一个重要的突破。

2.离心式压缩机的基本工作原理

2.1基本工作原理

如同前面所述，现今的离心式压缩机主要是采用了叶轮式的设计。那么当气体进入了离心式压缩机当中，在叶轮叶片的高速旋转作用之下，在与叶轮同时进行高速旋转的过程中向叶轮出口的部位流动。在过程中，由于叶轮自身所存在的扩压作用，使得气体的压力能量和动能都得到了增强。随后，气体便进入了扩压器当中，在扩压器当中，动能又将转化为压力能。气体再通过层层的弯道、回流器等流入了下一级叶轮再进行新一轮的压缩。这样一来便能够得到人们所要求的气体压力。这也就是离心式压缩机基本的工作原理。大自然运动的变化是复杂又不可预测的。气体再离心压缩机中的运动方式以及其的运动参数，不是笔者的三言两语能够道得清的。气体压力在符合人们标准之前，在不同截面上的运动情况各个相同。从绝对的坐标平面上来进行考虑，高速旋转的叶轮当中的气流所位于空间中任何一点的参数是周期性变化的。但是离心式压缩机的内部结构复杂，各个截面上的参数变化却是多样的。

2.2离心式压缩机的优点

离心式压缩机能够在18世纪出现至今还在广为使用，自然有着其不可替代的优点所在。经过了时代的优胜劣汰的选取，现今所使用的离心式压缩的一个最为显目的优点那就是流量大。离心式压缩机的大流量满足了石油化工企业的逐渐向着大负荷发展的方向要求。另外，离心式压缩机采用的叶轮设计的转速高，在使用过程当中，能够的利用率也很高。这一大优点也就使得石油化工企业能够直接驱动机器，省去了中间启动环节中的麻烦步骤，一来节约了能源，二来也便捷人们对于离心式压缩机的变速调节。第三大优点便是离心式压缩机的结构设计紧凑，占地面积小。一般来说，压缩机的容量大的话，那么其的活塞也会随着成正比例增长。刚刚所提高的离心式压缩机的容量大的优点并没有成为其活塞设计的制约因素，相反，离心式压缩机的活塞大小仅仅是同容量压缩机的十分之一。另外，离心式压缩的工作状态稳定，质量有保证排气也是均匀干净，没有被石油所污染。

3.离心式压缩机的常见故障分析

3.1振动故障分析

离心式压缩机是许多大型化工企业的关键设备，其所占地位非常重要。一旦出现故障，往往造成很大的经济损失。因此如何管好这些机器，保证机组安全、稳定长周期运行，一旦出现故障能迅速查明原因，加以排除就成为一个特别重要的课题。在离心式压缩机的各种故障中，最经常碰到的，影响最大的就是振动问题。引起振动的因素很多，最重要的就是找出各种振动的特点和规律，当出现振动故障时，能迅速找出原因，提出相应的对策。振动是造成工程结构损坏及寿命降低的原因。同时，振动将导致机器和仪器仪表的工作效率、工作质量和工作精度的降低，由此可见振动控制十分必要。

3.2离心转子的失衡问题

旋转机械的转子由于材料质量和加工技术等各方面的影响，转子上的质量分布对中心线不可能绝对地轴对称，因此任何一个转子不可能做到绝对平衡，转子质量中心与旋转中心线之间总是有偏心距存在。这就使转子旋转时形成周期性的离心力干扰，在轴承上产生动载荷，使机器产生振动，我们把旋转质量沿旋转中心线的不均匀分布称为不平衡。转子不平衡的特征有：一在转子径向测检的频谱图上，转速频率成分具有凸出的峰值。二转速频率的高次谐波值很低，因此反映在时域波形图上是一个正弦波。三对于普通两端支撑的转子，轴向测点上的振值并不明显。关于转子失衡的现象，不同的离心压缩机会有着不同的表现，这里就不再一一进行赘述。能够使得离心压缩机的转子出现不平衡的主要原因有：旋转体几何形状设计不对称，重心不在旋转轴线上；铸件有一气孔，造成材料内部组织不均匀，材料厚薄不一致，如：焊接结构由于厚度不同而造成质量不对称；焊接和浇铸上的造型缺陷。

4.结语

离心式压缩机最为现今石油化工企业生产活动的主流，其的装置设置，以及其的故障分析自然不能够马虎了事。离心式压缩机是炼油装置中一个重要组成部分。现在计算机科学技术普及，使得离心式压缩机的故障检测也将更加精准，这对于离心式压缩机的完善也有着促进作用。

【参考文献】

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