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离心式氢氮气压缩机的常见故障及维护对策

发表时间：2020/11/9 来源：《基层建设》2020年第21期作者：郭军磊王子金

[导读] 摘要：离心式氢氮气压缩机主要用于压缩和运输化工生产中的气体。离心式氢氮气压缩机作为化工行业重要设备，其通过系统运行，转换原动力变为气压能，使其驱动力更好的发挥出来。

        安徽晋煤中能化工股份有限公司安徽省临泉县 236400
        摘要：离心式氢氮气压缩机主要用于压缩和运输化工生产中的气体。离心式氢氮气压缩机作为化工行业重要设备，其通过系统运行，转换原动力变为气压能，使其驱动力更好的发挥出来。离心式氢氮气压缩机运行维护保养十分重要，是保证设备正常运行的有效手段。鉴于此，本文主要分析离心式氢氮气压缩机的常见故障及维护对策。
        关键词：离心式氢氮气压缩机；故障；维护
        1、引言
        离心式氢氮气压缩机属于高速精密设备，工艺介质变化，调整轴瓦间隙、更换联轴节螺栓等都会对压缩机运行产生一定影响，当工艺介质发生变化时，一定要求对其进行充分论证，考虑介质变化对机组运行产生的影响，并制定相应应对措施，避免压缩机运行异常发生；更换轴瓦时，间隙调整除了在规定范围内以外，还要充分借鉴拆卸前间隙值，避免间隙变化导致压缩机轴瓦运行振值增大；更换联轴节螺栓时，要考虑新螺栓带来的不平衡量，利用先进诊断技术，采取科学的措施消除不平衡量，才能确保机组平稳运行。
        2、离心式氢氮气压缩机的常见故障
        2.1、转子不平衡
        不平衡是转子最常见的系统故障，引起转子不平衡的原因有很多：如转子的结构设计不合理、机械加工质量误差、装配误差、材质不均匀、动平衡精度差、运行中联轴器相对位置改变、转子部件缺损（如运行中由于腐蚀、磨损、介质不均匀结垢、脱落）、转子受疲劳应力作用造成转子零部件（如叶轮、叶片、平衡盘等）局部损坏、脱落、产生碎片飞出等。以上故障均会造成转子质心发生偏移，这种质心偏移造成转子振动。
        2.2、转子轴系不对中
        机组通常由多个转子组成，其中包括原动机转子及压缩机转子，各转子之间通过联轴器连接组成轴系，来传递扭矩及动力。由于装配误差、机组工作运转下热膨胀、承载荷后变形以及机组基础累积沉降等原因，会造成机组轴系不对中。当机组产生轴系不对中时，就会产生附加弯矩，给轴承增加附加载荷，从而对转子产生附加激励，通过一系列反映引起机组振幅超差，严重时会造成机组轴承或联轴器损坏、机组地脚螺栓断裂扭弯、轴承油膜失稳、转子弯曲、转定子间刮碰摩擦等。
        2.3、转子弯曲
        转子弯曲包括弓形弯曲和临时性弯曲两种故障。转子弓形弯曲是永久性弯曲。产生转子弯曲的原因包括：转子长期存放不盘车、机组热状态下停车但未及时盘车、转子受外力冲击、转定子件之间抱紧摩擦以及转子长期运转后自然弯曲加大等。
        3、压缩机故障诊断技术方法
        3.1、参数诊断法
        参数诊断法主要是根据对压缩机不同运行阶段的参数值进行选取，并和相应的基准数据进行对比，若是运行参数超出正常运行值范围，则表示压缩机运行存在故障。接着，对相应故障阶段进行继续分析，进而确定设备故障所在，并进行修理。在设备参数选择方面有着多个不同角度，如热力参数、压力参数等。其中，热力参数诊断技术应用最常见。压机运行过程中，通过对温度、压力测量值进行监控，对照其正常范围值，判断压缩机运行情况，对超出的范围值进行进一步分析，以确定设备故障范围。
        参数诊断法在确定故障具体位置上仍然有着一定局限性。通过采取施工图以及信号判断、数据分析，实现更为具体、准确的故障判断。但是，由于施工图测量较为烦琐，对测量设备与操作专业性的要求也较高，准确率也极易受到外界因素影响。必须使用一些测量简便、容易数据，才能提升参数法的进一步精确。
        3.2、振动法诊断技术
        压缩机在运行时，各个零件协同运动难免出现振动与噪音，通过对振动与噪音值进行监测、测量，观察其是否在规定范围来判断其正常与否。

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在实际操作过程中，对于压缩机振动值监测较为容易，而对于噪音监测则极易受到外部环境影响，出现测量值偏大现象。因此，在实际应用过程中，主要通过对振动值监测来实现对压缩机故障判断。因为压缩机运行涉及多个零部件，产生的振动信号也比较繁杂，多种类型信号交加，为故障信息的准确判断带来较大难度，目前，在振动信号提取方面的方法主要有时域征兆与频域征兆两种，通过与标准振动图谱进行比对来实现对压缩机故障点的判断。
        3.3、油液分析诊断法
        压缩机组中接触摩擦相对运动会导致设备零部件出现磨损，润滑油的运用极为重要。实际上，压缩机不同运行阶段，润滑油也会产生不同的衰败长度，产生不同数量、尺寸、形状特征的磨损微粒。所以，润滑油中包含了压缩机运行状态的重要信息。油液分析法则是采集润滑油样品，并使用相关检测技术对样品中磨损微粒进行分析、判断，对压缩机磨损情况进行定量与定性分析，同时，对其运行趋势进行有效预测。油液分析的过程主要包括润滑油性能衰败分析与磨损微粒分析。其主要步骤有取样、样品制作、数据监测与收集、诊断结论等环节。
        4、维护对策
        4.1、压缩机清理
        做好压缩机清理工作，能够大幅减小振动问题发生概率，其重点在于对叶轮与隔板的清理。压缩机长时间高速运行，在叶轮与隔板处极易出现结疤现象，影响压缩气量的吸入，破坏转子运转平衡，导致严重资源浪费，也严重损伤压缩机使用寿命，因此，必须及时做好对压缩机叶轮与隔板的清理工作。可采用在设备进气口进行反复注水的方式清理，借助叶轮的离心作用去除结疤。但是，在设备高速运转时，直接注水清洗可能会使设备损坏，为此可事先对水进行雾化处理以降低水对设备产生的压力。对于沙尘的清理，宜采用二氧化碳进行清理，能够有效保护设备并实现较好的清理效果。
        4.2、加强压缩机日常监测
        ①定期监测压缩机的振动幅度、位移情况，借助传感器监测、数据信息观察、听声等措施，分析压缩机在运行中是否处于正常状态，确保压缩机设备可以正常运行。②做好离心式氨氮压缩机油质状态检测工作，通过分析压缩机运行中的温度、压力、流量、转速等有关数据信息，明确压缩机工作点部位，将已经偏离的数据及时调整，提高压缩机设备运行的稳定性。③做好压缩机振动轴位移监测工作，记录其轴位移的数据信息，一旦出现了异常数据，必须要及时采取有效的应对措施。
        4.3、离心式氨氮压缩机的保养
        第一，要给压缩机定期加油。因为压缩机很多零部件在运行过程中经常产生各种摩擦，定期加油可以起到润滑的作用，同时减小阻力。有些零部件因为其性质的特殊性，对于油的选择也比较讲究，这时候就需要请教专门的维修人员或者要严格根据相关规定进行适当地加油。对于一些特殊的部件，对于润滑油的选择有特殊的要求，对于它们的加油方式我们要严格按照相关规定进行。第二，要努力做好设备房和设备卫生清洁工作。离心式氨氮压缩机的二级保养法就是要对过滤器过滤网以及气阀等进行清洁，避免出现诸如压缩机的气阀出现堵塞等问题，经常清洗有利于降低对压缩机的磨损。针对有些常年不使用的设备，相关工作人员也要做到其保养工作，必要时要添加润滑剂予以封存，以免出现设备无法正常使用甚至是报废等情况的出现。如果有些机器设备长久不使用，在一段时间之后也要再次加入润滑油，避免润滑油作用消失出现故障。
        5、结束语
        离心式氨氮压缩机在化工领域中的应用十分广泛，具有转动稳定、转速快、部件不易损坏、流量大、不间断工作等特点。做好离心机压缩机的日常维护工作，加强压缩机故障的实时诊断，这样才能够提高离心式氨氮压缩机的运行稳定性、安全性。
        参考文献：
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        [3]何家辉. 氮气压缩机防喘振控制系统设计优化及DCS实现[D].兰州大学,2016.