探究离心压缩机稳定性预测与优化

孙丹红

(连云港沃利帕森工程技术有限公司南京分公司，江苏 南京 210013)

探究离心压缩机稳定性预测与优化

孙丹红

(连云港沃利帕森工程技术有限公司南京分公司，江苏 南京 210013)

在我国的工业化建设中，对于离心压缩机的运用呈现比较普遍的趋势，使有效促进工业生产的重要设备之一，所以对于离心压缩机的研究也得到了相关人士的注意，离心压缩机在工业生产中运行的环境较为复杂，所以会在运行中出现许多的故障，当故障发生时如果没有进行及时的处理将会影响工业生产的有序运行。所以对于离心压缩机出现故障找到有效的解决方法并加以解决以实现对离心压缩机的稳定性对其发展有着重要的意义。本文首先对离心压缩机经常出现的问题进行探讨，然后通过具体的技术方法来有效的加强离心压缩机的稳定性。

离心压缩机；故障分析；稳定性优化

离心压缩机的使用在我国应用比较广泛，它具有体积小、操作简单、工作效率高等特点，并且其维修费用也不需要花费很大的价钱以及不容易受到气体污染等优点，所以对于离心压缩机的使用已经成为工业生产中一个较为普遍的现象。尤其是在我国的石油化工中更是得到广泛的应用，并且在电子系统领域和航空航天工程领域以及冶金行业都得到运用。因此对于离心压缩机进行故障的维护，保证其运行的稳定性已经成为了我们迫切需要结局的问题。

一、压缩机失稳的故障

在离心压缩机的实际运行中会发生许多的故障而这些故障的成因多半是因为机器振动造成的，并且每一种故障的形成都有其特殊的表现规律和特征，因此对于保证离心压缩机的稳定性就要从失稳的故障中进行解决。而压缩机的失稳情况主要是由转子的不稳定造成的，具体的造成转子失稳的原因有：

1.离心压缩机的转子转动不平衡，

转子的不平衡是因为转子的页面的质量分布不平衡，转子的质量不平衡现象是由多种原因造成的，从装配过程误差的出现到转子设计的不足再到转子本身的材质缺陷等都可以造成转子的不平衡。

2.离心压缩机的转子不对称

离心压缩机的转子不对称，是指相互挨着的两个转子的轴线与整个离心压缩机的轴承的中心线发生偏移或者倾斜的现像，这种现象的产生，也有其特定的规律，在离心压缩机运转时难以避免的会发生一定的振动现象，这样就会使内部的转子随着时间的推移而发生偏移，这样就会造成转子的不稳定性。

3.离心压缩机转子出现弯曲

离心压缩机的转子出现弯曲，具体的特征是转子的轴心线呈现弯曲的现象，造成转子弯曲的原因有的是因为前期转子设计的不合理或者材质使用不当等因素造成的，有的是因为后期在离心压缩机运行时暖机的操作不合理或者转子的负荷过大等其它运作的不合理因素造成转子弯曲。

4.离心压缩机的油膜涡动

油膜的涡动也是造成离心压缩机不稳的重要原因，产生这种现象的原因是因为油膜动力学的滑动轴承的具体特性而引起的，具体的表现形式是当轴承出现缝隙或者磨损的现象时，就会使油膜产生涡动，再者在离心压缩机的前期设计时，如果设计不当或者润滑油的参数发生改变都会产生油膜涡动的现象。总之离心压缩机的不稳定性是由多种因素造成的，除了这些常见的因素之外离心压缩机的机械螺丝松动或者压缩机的旋转失速等现象都会造成离心压缩机的不稳定。

二、有效保障离心压缩机稳定性的技术探究

1.对离心压缩机的转数进行控制

前面我们提到每一个造成离心压缩机不稳定的因素，几乎都是由于异常的振动而造成的，所以想要准确的对故障进行诊断并加以解决可以运用电磁波的类型来进行控制。离心压缩机在这正常运行的时候它的转数主要是由DSC上的压力控制器来进行调节和控制的，DSC上的压力控制器能够很好的把转数调控在一个合理的范围之内，所以解决转子故障的方法应该要分析转子运动速度的频谱波形，然后通过压力控制器来来调控机组的转数，运用自动和手动选择开关对转子速度进行调控，同时还可以对离心压缩机的升降组的转速进行调节。转子失速的频谱图如图2所示：

图1：转子失速的波形特征和频谱特征

2.润滑油的温度控制

离心压缩机中对于润滑油的温度有明确的要求，在离心压缩机正常工作时，润滑油的温度应保持在49摄氏度，在压缩机中对于润滑油温度的控制主要是通过油温控制阀来进行调节的，所以当发现润滑油的温度没有保持在特定的值上的时候，要通过手动温度控制阀来进行调节。令一种方法也可以对冷油器中的冷却水来进行调节，用这种方法是针对润滑油温度过高时，没有办法通过油温控制阀来进行快速的调节时可以切换到用冷油器进行控制。

3.离心压缩机喘振控制

离心压缩机的喘振现象是造成离心压缩机不稳定的重要因素，喘振的产生主要是因为在离心压缩机运行时，因为工况的变动使离心压缩机的气动参数和正常的几何参数不能保持一致性，会产生转子的脱离机组，造成非常严速的失重现象，这样就会在一定程度上造成喘振现象的发生，但不是所有的失速现象都能造成喘振，喘振现象的发生还与管网的运行有着很大的关系。在国际上对于喘振的控制一般都是通过被动的非线性模型进行预测控制，离心压缩机防喘振的线性预测模型如图2所示：

图2：离心压缩机防喘振非线性模型预测控制框图

这种方法可以根据机组的历史运行轨迹以及未来输入的情况来预测未来的输出情况，并且通过预测可以尽量的缩小输出的能量并且保持机组能够沿着参考的轨迹进行运动。所以在预测控制系统中可也加入预防喘振发生的限制性条件，然后当机组转速失稳时，对将要发生的喘振现象进行合理的预测，然后对其进行有效的控制。

三、结语：

随着我国工业生产的扩大，离心压缩机一定还会得到更广泛的运用，所以有效的对其进行研究和分析，是保证工业生产有序运行的重要保障。离心压缩机的真个机组的工作模式是非常复杂的，气体在压缩机的压缩，不仅会受到物理变化的影响，同时还会受到动力系统的控制，所以对于离心压缩机稳定性的控制也需要从多方面去进行分析和片段，我们应该不断的提高工艺技术水平，对造成压缩机的不稳定因素进行合理的控制，以保证离心压缩机的正常运行。

[1]宁喜.离心压缩机稳定性预测与优化[D].北京化工大学,2013.

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1007-6344（2015）09-0022-01