大型离心式压缩机组常见故障原因分析及处理措施

（中海油气（泰州）石化有限公司 江苏 225300）

1.离心式压缩机的结构及工作原理

(1)离心式压缩机结构

①机壳：机口是离心式压缩机的主要保护措施，因此其需要借用强度较为高端材质进行制作。一般在实际操作生产过程中使用的离心式压缩机机壳一般是贴纸或者钢铁原料。

②隔板：隔板部分在离心式压缩机整个部位中占据着较为重要的因素，因为其主要作用是把压缩机的叶轮进行分割与分级，使其成为具有连续惯性的流道，将隔板之间相互扩充使压缩机内部的气体在通过扩压器，或将所谓的动能变化为能够进行工作的压力能。

③级间密封及轴端密封：从离心式压缩机内部的结构来看，一般其直接密封以及终端密封采用的是迷宫密封的方式采取迷宫密封的主要原因，是为了能够让气体进行固定运动，避免因为气体的回流导致不同压缩机级间串气，在终端密封一般采取的是另一种方式，最常见的是碳环密封和干气密封。

④轴承：轴承的主要作用是使承受转子的重量与其他的力量进行附加并使其在离心式压缩机中产生力量和压力，并通过相应的传输将压力转化为动能，实现离心式压缩机的工作流程。从轴承的工作原理来看，其可以分为两个不同的轴承，一般是支撑轴承和推力的轴承之称的轴承主要是为了保障压缩机内部的系统不会出现故障的问题。而推力轴承是为了将气能转化为动能或者是压力能，这两个部分的结合，促进了离心式压缩机功能的实现。从轴承的工作原理来看，其始终采取的是单一且持续的循环工作。在其工作的过程中，可以将相应的能力进行能量的转化，而能量转化的目的，也是为了促进离心式压缩机的正常工作，不同部件之间相互合作，从而实现了轴承的运动与工作。

A.主轴：因为主轴的主要任务是为了有效的传递功率，因此要求主轴应该有足够的动力。

B.叶轮：叶轮可以分为三种不同的叶轮种类，其分别为开式、半开式和闭式叶轮。其中半开式叶轮，主要是作用于空分机组的首级叶轮以及齿轮压缩机叶轮，因为叶轮是对介质气做功的主要核心部件，因此从一定程度上来讲，叶轮的质量也就直接影响了压缩机的质量。

C.轴套：轴套的主要作用是对叶轮进行固定和保护主轴，避免主轴因为遭到气流的影响，从而保证主轴的运作效率。与此同时，轴套也可以起到导流的作用，促进压缩机内部气体的形成。

(2)离心式压缩机的工作原理

离心式压缩机原理及特点是：石油化工企业常用压缩机按工作原理结构基本可分成透平式和容积式压缩机两大类。透平式压缩机有离心式和轴流式两种，如催化装置的主风机采用的是轴流式的较多，而气压机均是离心式压缩机。容积式压缩机有往复式和回转式，如螺杆式压缩机。离心式压缩机工作原理：汽轮机或电动机带动压缩机主轴叶轮转动，在离心力作用下，气体被甩到工作轮后面的扩压器中去。而在工作轮中间形成稀薄地带，前面的气体从工作轮中间的进气部分进入叶轮，由于工作轮不断旋转，气体能连续不断地被甩出去，从而保持了气压机中气体的连续流动。

2.常见故障及相应处理措施

（1）支撑轴承温度高。①如果在支撑轴承中出现轴瓦间隙偏小的问题，那么可以采取调整轴瓦间隙的方法。②如果在块表面巴氏合金发现有砂眼裂纹等问题，那么就需要重新浇铸巴氏合金进行改正。③如果轴瓦设计存在问题，那么就会直接导致瓦块超负荷运行。因此在实际工作过程中就可以采取改进轴瓦设计结构的方法，通过改善承载能力解决当下的问题。④如果在压缩机运行的过程中出现了机组长期处在振动值偏高指数的情况，那么压缩机的运行必然会加速轴瓦的损耗。因此在实际的运行过程中应该及时处理振动问题，确保轴系的稳定与安全。⑤在压缩机日常运行的过程中，往往会因为润滑油含水或带杂质导致轴颈与轴瓦之间摩擦增大，不仅严重影响了其正常运行，还增加了运行成本。针对这一问题，就应该定期采样化验分析油品，根据各部件的实际情况及时更换润滑油。⑥除此之外，在日常运行过程中还应该注意进油温度偏高的问题，一旦发现存在温度偏高的现象，应该及时开大冷却水进行降温处理。

（2）推力轴承温度高。影响推力轴承温度比较高的原因，不只有润滑油方面的因素，还有中断结构设计缺乏合理性的因素，因为在其正常运行的过程中，往往会面对较高量的复合以及在其密封的过程中会出现密封失效的问题，导致叶轮两侧之间的压力差，是在不断增加的。这在很大程度上就直接影响了推力平衡导致推力平衡盘的堵塞，尤其是在其正常运行过程中出现堵塞的问题，那么必然会导致推力平衡盘的非正常运行，这也就是导致当下问题产生的主要原理，因此要想促进相关问题的改进与优化就应该从导致问题出现的不同因素出发，选择恰当的改进措施，以此优化各个部位的工作效率，从而全面解决当下存在的问题。

①如果在其正常运行过程中出现了进油压力偏低、进油量不足的情况，那么应该从适当增加进油压力入手，仔细检查清理轴承座的进油通道，如果部分压缩机内部结构有需要，可以采取扩大轴瓦进油孔径的方法进行优化。②如果在其正常运行中存在进油温度偏高的问题，那么可以采取开大冷却水的方法，对问题进行优化和改进。③如果发现将含水或带杂质的润滑油加入到轴颈与轴瓦之间，液体对摩擦力造成了影响，导致破坏液体摩擦问题的出现，那么可以采取定期采样化验分析油品的方法，在必要时可以采取更换润滑油的方法。④推力轴承安装不当或推力盘安装不到位，应该拆检检查推力轴承是否相互卡滞导致瓦块摆动不灵活；检查推力盘是否安装到位。⑤如果发现压缩机内部存在轴向力大的问题，那么可以采取调整工艺参数的方法，以此降低轴向力，根据压缩机内部实际情况，有必要对核算实际中以及相应的设计偏差，进行明确，那么必要时可以对核算实际轴向力和设计偏差进行明确与优化。

（3）轴位移偏大。与其他存在的问题相同，轴位移偏也是影响压缩机运行效率的一大影响因素之一，那么要想解决轴位移偏的问题，首先就应该明确导致轴位移偏的原因是什么，在实际使用与工作的过程中，可以发现导致其出现轴位偏移的主要因素是压缩机喘振和复合变化因素，加之位移盘的跳动和不同级别之间密封问题，就造成了问题的出现，因此以下主要针对这几个方面提出了具体的改进措施。

压缩机的级间密封和平衡盘密封间隙超差或失效就会造成轴位的偏移，因此需要及时关注其实际情况，并及时针对存在问题的密封进行更换。例如，在压缩机正常运行过程中，应该尽量避免其出现喘振的问题，因为一旦压缩机存在转动，那么必然就会影响压缩机的出入口的自身压力，甚至会直接影响其稳定运行，造成剧烈的波动，最终导致转子的轴向转动，这样就会导致压缩机运行不稳定，影响其工作效率。再比如在正常运行过程中，应该注意复合的变化量保证各个阶段的压力，在一定比例之内，如果不能很好地将压力控制在合理的范围内，那么就会造成轴位偏移大，因此在日常工作中一定要注意保证数量和比例避免其他问题的出现。

（4）轴振动超标。当轴瓦间隙出现轴瓦间隙超差瓦背紧力不足的问题时，适当及时对轴瓦间隙进行调整。如果在压缩机内部出现油膜激荡的问题，那么就可以采取降低润滑油温度的方法，对瓦块比压进行适当的增加，以此改进当下存在的问题。

3.结语

想要优化压缩机的工作效率，避免其在实际工作过程中发生不同程度的故障，那么就要明确各个部位的工作原理与可能会存在的故障问题，并且以此为依据明确不同部位的具体改进措施与故障修理措施，并将其落实到日常工作中，保证压缩机能够高效运转，同时保证压缩机的正常使用寿命，避免其因为错误使用和维修不及时，导致压缩机使用寿命的缩减。