离心式压缩机运行机理及常见故障

一、离心式压缩机概述

1.工作原理

一般说来，提高气体压力的主要目标就是增加单位容积内气体分子的数量，也就是缩短气体分子与分子间的距离。达到这个目标可采用的方法有：



1、用挤压元件来挤压气体的容积式压缩方法（如活塞式）；

2、用气体动力学的方法，即利用机器的作功元件（高速回转的叶轮）对气体作功，使气体在离心力场中压力得到提高，同时动能也大为增加，随后在扩压流道中流动时这部分动能又转变成静压能，而使气体压力进一步提高，这就是离心式压缩机的工作原理或增压原理。

利用气体动力学原理，介质进入叶轮叶道后，高速旋转的叶片带动介质旋转，使介质产生离心力，在离心力作用下介质飞出叶道并产生动能和压能，从而实现机械能转化。随后，介质进入扩压管，介质流动速度降低，使部分动能转化为压能，达到压力升高的目的。



2.离心式压缩机的特点

离心式压缩机为什么会得到广泛的应用？

（1）排气量大，气体流经离心压缩机是连续的，其流通截面积较大，且叶轮转速很高，故气流速度很大，因而流量很大。

（2）结构紧凑、尺寸小。它比同气量的活塞式小得多；

（3）运转平稳可靠，连续运转时间长，维护费用省，操作人员少；

（4）不污染被压缩的气体，这对化工生产是很重要的；

（5）转速较高，适宜用蒸汽轮机或燃气轮机直接拖动。

（6）气缸内无润滑，介质气体不会受到润滑油的污染。


二、离心式压缩机故障

1.故障分析

离心式压缩机的润滑系统、过滤器、密封装置、冷却器、压缩机的轴承等都会产生故障。（1）压缩机喘振（2）油压突然下降；（3）气体出口流量降低；（4）轴承温度升高



2.离心式压缩机故障原因及处理措施

2.1压缩机喘振

喘振发生的内部原因与叶轮结构及叶道内介质气体有着密切的关系。当进口气体流量瞬时降低，低过了所允许的最低工况点时，压缩机内的气流流动方向与叶片进口安装角出现很大的偏差，造成叶道内的气流出现严重的“旋转脱离”，使气体在叶道中滞流，致使压缩机压力突然降低，然而出口系统的压力并没有瞬时下降，这就使排气管内压力高的气体流回压缩机，使叶道内的流量又得以补充，并恢复正常工作，当压缩机内的流量再次减小时，系统气体又会出现倒流，如此反复，系统中的气流便产生了周期性的振荡，并伴随着强烈的噪声，这就形成了压缩机的喘振。


解决措施：

操作者应具备标注喘振线的压缩机性能曲线，随时了解压缩机工况点处在性能曲线图上的位置。为偏于运行安全，可在比喘振线的流量大出5%～10%的地方加注一条防喘振线，以提醒操作者注意。

降低运行转速，可使流量减少而不致进人喘振状态，但出口压力随之降低。

在首级或各级设置导叶转动机构以调节导叶角度，使流量减少时的进气冲角不致太大，从而避免发生喘振。

在压缩机出口设置旁通管道，如生产中必须减少压缩机的输送流量时，让多余的气体放空，或经降压后仍回进气管，宁肯多消耗流量与功率，也要让压缩机通过足够的流量，以防进入喘振状态。


2.2油压突然下降

油压突然下降的原因与油泵、油管等润滑系统有关。当油泵故障时，降低了压力，应对油泵及时检查，排查故障原因。当故障与油管相关时，故障源于油管破裂而造成泄漏，具体措施为更换新的油管。

2.3气体出口流量降低

气体出口流量降低主要的原因在于过滤器和密封装置。气体过滤器堵塞造成吸气量的减少，可以通过对气体过滤器清洗，将故障排除。密封装置产生故障的原因在于密封间隙过大，造成泄漏。最好的解决方法是更换密封，或者按照规定对其进行调整。

2.4轴承温度升高

轴承温度升高与润滑油的质量和轴承瓦块的工作性能有关。当润滑油温度升高时，应开大油冷却器将润滑油降低到合适的温度。若油压降低或减少时，应检查油泵，按要求调整其压力。轴承瓦块的原因在于其工作性能差，应检查轴承，必要时更换。另一种原因是轴向推力增大或止推轴承组装不当。此时应调整工艺参数，降低轴向推力；必要时检查止推轴承，调整各密封间隙。


三、结束语

为了使离心式压缩机机组使用寿命延长、机器安全、可靠运行，在日常工作中，机器故障排查人员应注意使离心式压缩机机组保持无污垢、无油、清洁，定期对机器进行保养、检查、维护，并执行定人操作制度，制定出相应的详细维护计划。为确保离心式压缩机整个机组的使用寿命以及机器的安全运转，必须加强对密封装置、过滤器、润滑系统冷却器、轴承的维护、修理工作。离心式压缩机产生故障的原因与它的维护、维修、使用、安装调试、制造等工作有着密切联系。为了有效防止故障的产生，处理故障应以修复为主要措施，修复能够减少备件储存量、减少配件的加工、节约材料，从而达到缩短修理时间和降低修理成本的目的。

感谢资料的整理和分享！