离心式压缩机振动的影响因素及控制措施

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【摘要】：离心式压缩机在实际应用中，会因种种因素的影响出现压缩机振动的情况，影响离心式压缩机的使用效率，只有找到引起离心式压缩机振动的原因，并结合实际检修工作，采取相应解决措施，才可以确保离心式压缩机的平稳运行。以下本篇就来探讨离心式压缩机振动的影响因素及控制措施。

【关键字】：振动、离心式压缩机、控制

引言

离心式压缩机在现代化生产中发挥着巨大的作用，一直被看作是石油、化工、冶金等行业的重要设备。在某车间中，离心压缩机属于高速运转的设备，在运行时离心压缩机振动的产生，若是其振动值超过规定的范围时，就会引起振动故障，造成空压机机组静动件的摩擦与磨损，引发设备的停机，更严重的甚至会影响其他生产装置的安全生产。

1、离心压缩机

离心式压缩机是一种叶片式旋转机械，它利用叶片和气体的相互作用，提高气体的压力和动能，并通过扩压器使气体减速，将动能转变为压能。机组在高速运转中，随工况及使用条件的变化，会产生不同程度的振动【1】。离心压缩机运行过程中比较容易出现振动故障，若压缩机的振动故障不能及时排除，就会对企业的生产中带来严重的安全隐患。因此，应该积极针对离心压缩机的振动故障进行分析，找出离心压缩机振动故障的原因，并给出故障维修的解决方法，确保今后离心压缩机的安全稳定运行。

2、产生离心式压缩机振动的因素分析

离心压缩机在使用中造成振动故障的原因有很多，针对三星TM1250-2型号的离心压缩机，是由功率为1450kW，转速为2970r/min的电动机来直接驱动的，而且离心压缩机在生产中的作用就是将空气进行1级、2级和3级的加压，然后输送出去。

2.1喘振因素

当压缩机流量减少到一定程度时，离心式压缩机会出现周期性的低频大振幅的气流振荡现象，并发出“哮喘”声，同时机身也会剧烈振动，这种现象即为喘振。在正常流量下正冲角 i≈0 ；与流量减小时，i>0 气体的流动状态相比，压缩机入口压力很快下降，压缩机出口段压力并没有下降，导致气体出现倒流【2】。倒流进来的气体压出去，使压缩机内部流量减小，引起气体再次倒流，周而复始流量时断时续，压力忽高忽低，从形成压缩机振动。通常现场表现会很明显，比如：1）压缩机的出口压力最初先升高，继而急剧下降，并呈周期性大幅波动。2）压缩机的流量急剧下降，并大幅波动，严重时甚至出现空气倒灌至吸气管道；3）拖动压缩机的电机的电流和功率表指示出现不稳定，大幅波动。4）机器产生强烈的振动，同时发生异常的气流噪音。

2.2机械振动因素

离心式压缩机中，电动机和压缩机转子之间的膜片联轴器，对离心压缩机的轴系中心没有较强的补偿能力，刚出厂时转子的动平衡还是比较好掌握的，但是在运行一段时间后，其振动的逐渐增大有可能会导致转子弯曲或产生新的振力，轴上出现裂纹时，初期扩展速度很慢，径向振动值的增长也很慢，但裂纹的扩展速度会随着裂纹深度的增大而加剧，从而导致离心式压缩机振动故障的发生。还有就是离心压缩机中的轴承磨损问题，这样会导致轴承的支撑力度降低，工作时就较容易生产很大的工频振动，从而导致离心压缩机产生振动故障。离心式压缩机振动故障的原因就是机组振动的异常，可能导致的轴承缺陷，导致振动增大，从而引发离心压缩机的振动故障。离心式压缩机的转子不对中，这样不仅会改变原有转子轴颈与轴承的相互位置，也将会改变轴承工作状态，降低离心式压缩机轴系的固有频率。同时，在离心式压缩机中，由于轴系的转子不对中，也将会使转子受力与支承附加力产生变化，导致转子异常振动，使离心式压缩机轴承在早期出现损坏。

3制定离心压缩机振动控制措施

3.1更换离心压缩机故障设备

对离心压缩机的主轴进行检查，发现其设备正常；再对离心压缩机的叶轮进行检查，发现叶轮中粘附的杂质厚度为2～4mm，这同时是造成离心压缩机振动故障的原因，他可以造成转子的动平衡破坏， 导致了设备内转子产生了不平衡，引发离心压缩机的振动升高，因此要将叶轮拆下并清除叶轮上的杂质，更换故障的设备部件【3】。在解决振动故障的方法中，可以先拆开离心压缩机的后端盖，并进行装配技术数据的检测，发现压缩机的叶轮与吸入隔板、叶轮迷宫密封环都发生了摩擦，从而使得离心压缩机的转子产生了振动异常。对此我们要将离心压缩机内的杂质清除掉，还要及时换掉损坏的机器部件。对离心压缩机的轴承进行检查，发现在离心压缩机中轴承的轴向和径向都发生了位移，从而使得离心压缩机转子振动增大，因此应该更换离心压缩机的轴承，使得其轴向间隙保持在0.30mm，这样才能满足工作需求。

3.2加强机器故障排查

离心压缩机在运行时，对于离心压缩机振动故障的原因，大都是由多种因素共同作用的结果，因此应该及时做好离心压缩机振动故障的排查工作，才能正确判断引起振动故障的原因，及时作出维修对策，使得离心压缩机可以正常运行。利用测振工具， 对实际生产中使用的离心压缩机进行振动曲线与振动频谱图的综合分析，进行离心压缩机的振动故障排查。

3.3优化离心式压缩机转子结构

提高离心压缩机转子临界转速，将压缩机转子工作转速同临界转速比设置在小于2.5 ～ 2.6为好。对于离心式压缩机转子中间气封，也尽量可以采用整锻式，这样可以减少气体间隙的振荡，降低内摩擦失稳的发生。改变离心压缩机转子密封结构，降低其密封的压差，并改变离心压缩机转子油的粘度，采用可倾瓦轴承到压缩机中，有效减小油膜交叉项与间隙激的振力耦合，控制密封轴向的间隙。

3.4加强离心压缩机维护工作

离心压缩机出现振动故障不仅影响使用寿命还会影响生产效率，因此应该做好离心压缩机的日常维护工作，这样才能确保离心压缩机在工作中能及时运行。对离心压缩机定期监控其振动与位移的范围，通过听音、观察、检测等方法来判断设备的运行是否正常，确保设备在使用中的安全【4】。定期检测离心压缩机的油质，并分析压缩机中各段内的压力、转速、温度以及流量等设备参数，以确定压缩机机组的工作点位置，对于偏离正常工作点的机组应进行相应的数据调整。

结论

由上可知，在现代化的工厂生产中， 对于离心压缩机在生产过程中出现的振动故障，应该给以及时的故障排除工作，可以使用频谱分析进行故障检测，并根据故障原因采取良好的处理措施，使离心压缩机可以达到了良好的减振效果。这样，不仅可以提高离心压缩机的质量安全和工作效益，还能给企业的发展带来更大的经济效益。

参考文献

[1] 刘军峰；；离心式压缩机止推轴瓦故障分析及解决措施[J]；与密封，2013，24（08）：31-32.

[2] 汤小践；；沅江48I-28大型立式离心泵轴瓦的磨损修复[J]；水泵技术，2011，14（12）：76-77.

[3] 唐玉龙，李晓平，陈晓华，赵春贺. 离心压缩机变转速特性曲线拟合法[J]. 佳木斯大学学报（自然科学版） ，2012，07（18）：41-42.

[4] 雷跃强. 离心压缩机串联运行的控制方案研究与实现[J]. 石油化工自动化，2011，06（34）：45-46.

[5] 方红卫，孙世群，朱雨龙，肖中新，施帆君. 主成分分析法在水质评价中的应用及分析[J]. 环境科学与管理. 2009（12）