离心式空压机的故障分析及解决办法

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摘 要 离心式空压机在工业生产中发挥着重要作用，为空分装置提供原料空气，为生产装置提供仪表风、工业风。本文分析了离心式空压机常见故障并提出解决措施。

关键词 离心式空压机 故障分析 排气温度 振动

中图分类号：TH452 文献标识码：A

离心式空气压缩机是由叶轮带动气体做高速旋转，使气体产生离心力，由于气体在叶轮里的扩压流动，从而使气体通过叶轮后的流速和压力得到提高，连续地生产出压缩空气。离心式空压机在工业生产中发挥着重要作用。胜利油田石油化工总厂二空压站有离心式空压机两台。主要为空分装置提供原料空气；为全厂生产装置提供仪表风、工业风。属于总厂大型特护机组。机组的正常运转对全厂的安全生产起着极为重要的作用。

1 工作原理

离心空压机主要由转子和定子两大部分组成。转子包括叶轮和轴。叶轮上有叶片，此外还有平衡盘和轴封的一部分。定子的主体是机壳（气缸），定子上还安排有扩压器、弯道、回流器、迸气管、 排气管及部分轴封等。离心压缩机的工作原理为，当叶轮高速旋转时，气体随着旋转，在离心力作用下，气体被甩到后面的扩压器中去，而在叶轮处形成真空地带，这时外界的新鲜气体进入叶轮。叶轮不断旋转，气体不断地吸入并甩出，从而保持了气体的连续流动。离心式空压机依靠动能的变化来提高气体的压力。当带叶片的转子（即工作轮）转动时，叶片带动气体转动，把功传递给气体，使气体获得动能。进入定子部分后，因定子的扩亚作用速度能量压头转换成所需的压力，速度降低，压力升高，同时利用定子部分的导向作用进入下一级叶轮继续升压，最后由蜗壳排出。对于每一台压缩机，为了达到设计需要压力，每台压缩机都设有不同数量的级数和段数，甚至有几个缸体组成。离心式空气压缩机属于速度式压缩机，在用气负荷稳定时离心式空气压缩机工作稳定、可靠。①结构紧凑、重量轻，排气量范围大；②易损件少，运转可靠、寿命长；③排气不受油污染，供气品质高；④大排量时效率高、且有利于节能。

2 离心式空压机状况

压缩机型号：CM71*3；流量：162NM3/min；电机功率：1119KW；电压：6000伏；转速：2971r/m。压缩机为美国英格索兰公司生产的进口压缩机，三级压缩，电机带动大齿轮，大齿轮带动三级齿轮，依次压缩。吸气压力为常压，排气压力：0.9mpa，级间冷却。目前存在问题：排气温度超温，造成停机；机械振动超标，启动困难。

3 故障分析

3.1停机检查发现冷却水系统堵塞

冷却器管束外及管壳之间全部被泥充满，循环水流动漫，还热效果差，造成排气温度超过设定值而停机。每次清洗后2-3个月相同情况再次出现。每年要清洗3-4次，严重影响机组运行，增加检修频次，维修成本增加。

循环水由总厂大循环水系统提供。循环水系统为全厂生产装置共用。由于系统庞大，装置内可能存在的泄漏，造成循环水水质变差。总厂地处黄河入海口，黄河水水质本身较差，泥沙含量较高，同时当地气候原因风沙较大，周围杨柳树、芦苇较多，春季杨柳絮飘扬，秋季芦苇花絮飞扬进入循环水系统影响循环水水质，循环水种地泥沙等在冷却器管束上鼓泡并逐渐长大，最终形成厚层，堵塞冷却器，造成冷却效果差，排气温度超标，影响机组运行。尽管采取过滤、加药等措施治理，效果不明显。

3.2 械振动值超标，启动困难

二级叶轮直径较大，叶轮与齿轮轴之间用三角键联结，螺栓固定。空压机电机启动为全电压启动。启停时轴与叶轮的惯性力矩较大，造成叶轮与轴之间的相对松动。每次启动时很容易出现振动超标，造成启动困难。

4 解决办法

4.1 排气温度超标是由于循环水水质差造成的

针对这种情况，我们提出了如下解决办法：总厂动力系统锅炉用水为除盐水，水质较好，并可以方便引入。建立一套独立的空压机循环水系统，引入除盐水为机组冷却，用总厂循环水为除盐水换热，这样可以有效地解决机组循环水水质问题。需要设备：100立方米除盐水罐一座；循环水泵两台：换热器两台；部分管线。

4.2振动超标，启动问题解决对策

（1）由于叶轮与轴联结的固定螺栓太细，预紧力不够，启停时惯性力太大，叶轮与轴之间的相对松动。这是设计上的问题。考虑到机组的实际情况，方便操作，节省费用。为此，我们将一台叶轮轴短三角键上的螺栓孔加大，叶轮螺栓加粗，由原来的10毫米增大到12毫米。经过处理后，开停机组没有出现启动困难问题，效果较好。

（2）从电机启动方面考虑，让电机启动时间延长，电机转速由慢到快，最终达到运行转速，也可以有效地解决惯性力矩大的问题。目前有两种办法可以解决这一问题：（1）更换变频电机，根据负荷情况，电机可以自动调节转速。但高压变频电机费用太高，不经济。（2）水电阻软启动。在目前情况下增加一台水电阻软启动装置，电机定子串联水电阻。电机启动时，串联电阻的阻值最大，电机转速较小，随着水电阻极板的移动电阻变小，电机转速增加，当电阻变为零，电机转速最终增加到2971r/m，启动完成。这样可以有效地减小电机启动时叶轮轴上地惯性力矩。对另一台空压机安装水电阻软启动装置，运行后效果良好。

5 结论与建议

空压机设计条件与实际条件之间存在差异，要采取有力措施满足运行条件。（1）对于大型机组建议采取独立的循环水系统，避免由于系统干扰造成水质变差，影响机组运转。（2）空压机电机为高压电机，启动力矩较大采取水电阻软启动装置，延长电机启动时间，转速缓慢增加到全速，可以有效地减轻对机械部件的冲击。