離心式壓縮機工作原理與故障維修
閱讀：769發布時間：2015-5-11
摘 要：離心式壓縮機的構造和工作原理與離心式鼓風機極為相似。但它的工作原理與活塞式壓縮機有根本的區別，它是依靠動能的變化來提高汽體壓力。離心式壓縮機在煉油加工和輸送等生產過程中占有相當重要的地位。本文從離心式壓縮機的結構特點、工作原理及故障處理等方面進行了分析，以期實現設備運行效益的zui大化。 關鍵詞：壓縮機；工作原理；故障；維修 前 言 離心式制冷壓縮機的構造和工作原理與離心式鼓風機極為相似。但它的工作原理與活塞式壓縮機有根本的區別，它不是利用汽缸容積減小的方式來提高汽體的壓力，而是依靠動能的變化來提高汽體壓力。離心式壓縮機具有帶葉片的工作輪，當工作輪轉動時，葉片就帶動汽體運動或者使汽體得到動能，然后使部分動能轉化為壓力能從而提高汽體的壓力。1煉廠離心式壓縮機工作原理 1.1煉化裝置常用壓縮機 煉油廠常用壓縮機按工作原理結構，基本可分成透平式和容積式壓縮機兩大類。透平式壓縮機有離心式和軸流式兩種，如催化裝置的主風機采用的是軸流式的較多，而氣壓機均是離心式壓縮機。容積式壓縮機有往復式和回轉式，如螺桿式壓縮機。 1.2離心式壓縮機結構特點 離心式壓縮機由轉子及定子兩大部分組成，轉子包括轉軸，固定在軸上的葉輪、軸套、平衡盤、推力盤及聯軸節等零部件。定子則有氣缸，定位于缸體上的各種隔板以及軸承等零部件在轉子與定子之間需要密封氣體，之處還設有密封元件。葉輪是離心式壓縮機中zui重要的一個部件，驅動機的機械功即通過此高速回轉的葉輪對氣體作功而使氣體獲得能量，它是壓縮 機中*的作功部件，亦稱工作輪。葉輪一般是由輪蓋、輪盤和葉片組成的閉式葉輪，也有沒有輪蓋的半開式葉輪。主軸是起支持旋轉零件及傳遞扭矩作用的。根據其結構形式有階梯軸及光軸兩種。平衡盤，在多級離心式壓縮機中因每級葉輪兩側的氣體作用力大小不等，使轉子受到一個指向低壓端的合力，這個合力即稱為軸向力。軸向力對于壓縮機的正常運行是有 害的，容易引起止推軸承損壞，使轉子向一端竄動，導致動件偏移與固定元件之間失去正確的相對位置，情況嚴重時，轉子可能與固定部件碰撞造成事故。平衡盤是利用兩邊氣體壓力差來平衡軸向力的零件，它的一側壓力是末級葉輪盤側間隙中的壓力，另一側通向大氣或進氣管，通常平衡盤只平衡一部分軸向力，剩余軸向力由止推軸承承受，在平衡盤的外緣需安裝氣封，用來防止氣體漏出，保持兩側的差壓。軸向力的平衡也可以通過葉輪的兩面進氣和葉輪反向安裝來平衡。推力盤，由于平衡盤只平衡部分軸向力，其余軸向力通過推力盤傳給止推軸承上的止推塊構成力的平衡，推力盤與推力塊的接觸表面應做得很光滑，在兩者的間隙內要充滿 合適的潤滑油，在正常操作下推力塊不致磨損，在離心壓縮機起動時，轉子會向另一端竄動，為保證轉子應有的正常位置，轉子需要兩面止推定位，其原因是壓縮機起動時，各級的氣體還未建立，平衡盤二側的壓差還不存在，只要氣體流動，轉子便會沿著與正常軸向力相反的方向竄動，因此要求轉子雙面止推，以防止造成事故。聯軸器，由于離心壓縮機具有高速回轉、大功率以及運轉時難免有一定振動的特點，所用的聯軸器既要能夠傳遞大扭矩，又要允許徑向及軸向有少許位移，聯軸器分齒型聯軸器和膜片聯軸器，目前常用的都是膜片式聯軸器，該聯軸器不需要潤滑劑，制造容易。 1.3煉廠離心壓縮機的工作原理 汽輪機或電動機帶動壓縮機主軸葉輪轉動，在離心力作用下，氣體被甩到工作輪后面的擴壓器中去。而在工作輪中間形成稀薄地帶，前面的氣體從工作輪中間的進汽部份進入葉輪，由于工作輪不斷旋轉，氣體能連續不斷地被甩出去，從而保持了氣壓機中氣體的連續流動。氣體因離心作用增加了壓力可以很大速度離開工作輪，氣體經擴壓器逐漸降低了速度，動能轉變為靜壓能，進一步增加了壓力。如果一個工作葉輪得到的壓力還不夠，可通過使多級葉輪串聯起來工作的辦法來達到對出口壓力的要求。級間的串聯通過彎通、回流器來實現。 2離心式壓縮機故障診斷處理 2.1壓縮機喘振 當壓縮機發生喘振時，排出壓力大幅度脈動，氣體忽進忽出，出現周期性的吼聲以及機器的強烈振動。如不及時采取措施加以解決，壓縮機的軸承及密封必將首先遭到破壞，嚴重時甚至發生轉子與固定元件相互碰擦，造成惡性事故。出現喘振的原因是壓縮機的流量過小，小于壓縮機的zui小流量，管網的壓力高于壓縮機所提供的排壓，造成氣體倒流，產生大幅度的氣流脈動。如壓縮機原來進氣溫度為20℃，因生產中冷卻器出了故障，使來氣溫度劇增到60℃，這時，壓縮機會突然出現喘振，其原因就是因為進氣溫度升高，使壓縮機的性能曲線下移，而管網性能曲線未變，壓縮機的工作點落在喘振限上就會出現喘振；壓縮機進氣管被異物堵塞、生產中高壓蒸汽供應不足、氣體分子量改變等都會使壓縮機出現喘振，應查明故障原因及時加以處理。如壓縮機出口阻塞或出口止逆閥卡塞應設法降低出口壓力；壓縮機進口流量小應增大進口流量；氫氮比失調，氫氣含量高應調節氫氮比等。 2.2壓縮機空氣壓力不足 在電機運轉，壓縮機向儲氣罐充氣的情況下，氣壓表指示氣壓達不到起步壓力值。主要原因有：氣壓表失靈；空壓機與電機之間的傳動皮帶過松打滑或空壓機到儲氣罐之間的管路破裂或接頭漏氣；油水分離器、管路或空氣濾清器沉積物過多而堵塞；壓縮機排氣閥片密封不嚴，彈簧過軟或折斷，壓縮機缸蓋螺栓松動、砂眼和氣缸蓋襯墊沖壞而漏氣；壓縮機缸套與活塞及活塞環磨損過甚而漏氣等。壓縮機與電機之間的傳動皮帶過松打滑或接頭漏氣等，如果上述試驗無放氣聲或放氣聲很小，就檢查壓縮機皮帶是否過松，從壓縮機到儲氣罐、到控制閥進氣管、接頭是否有松動、破裂或漏氣處。如果壓縮機不向儲氣罐充氣，要檢查油水分離器和空氣濾清器及管路內是否污物過多而堵塞，如果是堵塞，應清除污物。檢查壓縮機的排氣閥是否漏氣，彈簧是否過軟或折斷，氣缸蓋有無砂眼、襯墊是否損壞，根據所查找的故障更換或修復損壞零件。檢查壓縮機缸套、活塞環是否過度磨損。檢查并調整卸荷閥的安裝方向與標注箭頭方向是否一致。 3壓縮機主軸抱死及軸瓦或連桿瓦松曠 傳動的軸瓦或連桿瓦異常松曠。分析故障原因：一是潤滑油變質或雜質過多，供油不足或無供油。二是軸瓦移位使壓縮機內部油路阻斷，軸瓦與連桿瓦拉傷或配合間隙過小。排除方法：檢查潤滑油的油質及雜質含量，與使用標準比較，超標時應立即更換；檢查空壓機潤滑油進油壓力、機油管路是否破損、堵塞，壓力不足應立即調整、清理或更換失效管路；檢查軸瓦安裝位置，軸瓦油孔與箱體油孔必須對齊；檢查軸瓦或連桿瓦是否燒損或拉傷，清理更換瓦片時檢查曲軸徑是否損傷或磨損，超標時應更換；檢查并調整軸瓦間隙。 4 主機轉子軸向竄 拆除止推盤前后止推軸承，用百分表測量轉子軸向的端面，向前后2個方向軸向移動，直至轉子內部件接觸機殼部件位置。測量轉子總竄量S，其值應等于轉子與定子間左右兩側竄量之和。裝上止推軸承工作側瓦塊，測量轉子自工作側向排氣端的竄量S1，轉子自工作位置向前竄量S2=S- S1，通過3個數據確定轉子定心。比較S1、S2，必要時調整止推軸承觸墊片。應旋轉轉子進行多次測量。 5 結束語 現代生產裝置向著大型化、高速化、自動化和連續化發展，如果出現停機故障將導致全廠停產，其損失是十分巨大的。只有在工作實踐中不斷探討，正確掌握壓縮機的工作原理、結構，不斷分析壓縮機故障產生的原因，才能及時處理壓縮機發生的各種故障，提高機組檢修質量，確保煉化裝置的安全運行。
