陈永周
中国石油哈尔滨石化公司 哈尔滨 150056
摘要：
离心式压缩机是一种非常核心的设备，其运行的安全与稳定会对企业的效益产生直接影响。比如催化装置生产运行中，由于离心压缩机故障出现非计划停车状况，那么可能给企业造成数百万甚至上千万的损失。因此，在离心式压缩机实际使用过程中，如何能够快速的辨识出故障发生部位以及原因，并采取措施进行防范和处理就成为了业界所关注的一个重要话题。本文对离心式压缩机故障诊断与处理进行分析，以供参考。
关键词：离心式压缩机；故障诊断；处理分析
引言
压缩机是一种产生驱动力，使低压气体提升为高压气体且排出气体压力（表压）大于0.2MPa的流体机械设备。按压缩方式不同分为两类：容积式和透平式。其中，前者包含回转式和往复式，后者包含复合式、轴流式、离心式等。在石油化工行业中，常见的压缩机形式包括往复式、轴流式、离心式等。往复式压缩机的应用非常广泛，通常应用于压缩流量较小、压比较高的场合。
1离心压缩机运行常见故障
离心压缩机故障现象分析
通常情况下，离心压缩机的工作动力主要来自电动机或是透平机，通过多机并联压缩的方式，从而启动离心压缩机，实现气体压缩。在运行过程中，离心压缩机正是通过控制油温、油压以及瓦温等信号控制，使其处于正常的工作指标，一般情况下，若是某一个信号超出工作参数，则就会呈现出故障问题。其故障主要表现形式多样，有开启后无法进行加载，压缩机并没有正常工作；还有就是在离心压缩机正常运行中，压缩机出现喘振现象，剧烈的振动使得压缩机各个部件出现严重的损坏。另外离心压缩机在运行中，进水过滤器出现不正常的肮脏现象。
2离心压缩机故障诊断技术
基于神经网络的离心压缩机故障诊断技术，在离心压缩机的一些内部元件故障诊断中，由于直接拆卸压缩机展开故障诊断不现实，当前可以基于离心压缩机故障与引发原因之间所存在着的非线性关系，借助神经网络诊断方法，实现对离心压缩机的故障诊断。当前借助SOM神经网络可以构成分析与竞争同时存在的诊断系统，当离心压缩机出现运行故障时，故障会对SOM神经网络带来干预，从而影响原本设定的参数，而导致参数出现明显的异常。而SOM神经网络就可以反向对引起参数变化的故障进行判断，有效定位故障类型。
3压缩机高压缸振值不规律异常波动原因分析
对机组润滑油进行分析取样，润滑油各项指标均正常，润滑油温一直控制在37～38℃，润滑油油压保持428～435kPa，润滑系统各参数均在合理范围内，且频谱图中1/2倍工频处振幅值变化不大，排除油膜振荡的可能。使用型号CSI2140频谱分析仪对机组运行情况进行分析诊断，一般情况，转子不平衡表现为，谐波能量集中于基频，并且会出现较小的高次谐波；不对中故障表现为2倍频明显较高；摩擦故障表现为同时出现1/n及n倍频率。而查看该机组运行频谱图，未见明显异常，排除压缩机转子不对中，转子不平衡，转子摩擦的可能。分析机组历史趋势图，结合机组实际运行情况，在大部分时间机组整体振值、温度等参数趋于平稳，无明显增加趋势，偶尔会出现突然跳动，所以初步判断，机组内可能进入不明物体冲击轴系导致高压缸振值异常波动。
4离心压缩机故障优化处理对策
4.1对振动类故障的处理方法
第一，针对于离心压缩机运行中所出现的不正常的振动故障问题，要求能够对症下药，采用针对性的措施进行有效控制。如离心压缩机在临界点的转速中出现振动较大的故障问题，其可以通过调整临界转速的方式，有效地解决振动过大的问题。第二，针对于油膜振动故障，可以通过在离心压缩机的系统结构的参数设置的方式，如调整机组转子的偏心值大小，减少轴承的高度运转带来的振荡问题。
第三，对于喘振故障处理，需要将离心压缩机设置在喘振的工作参数之内，同时还可以通过设计喘振的保护系统，控制离心压缩机不会出现喘振现象。
4.2压缩机高压缸振值不规律异常波动采取措施
（1）在尾气透平过滤器骨架上增设材质为316L规格为20目的过滤网。防止结焦物透过骨架孔隙进入尾透叶轮造成冲击；（2）修改检修计划，利用装置半年一次碱洗停车时间，拆卸检查尾气透平压缩机过滤网，清理过滤网附着结焦物；（3）工艺上，除去洗涤油中不饱和键成份，调整高压洗涤塔运行参数，降低尾气中洗涤油含量，及时排掉尾气透平入口气液分离罐液体，使油气充分分离，减少洗涤油气进入尾气透平压缩机的量。通过采取一系列措施，目前机组运行稳定，没有出现高压缸振值PY2701X/Y和PY2702X/Y异常波动现象。
4.3重视报警信号
离心式压缩机组都是高压带电设备，安全性非常重要。目前市场上主流的压缩机设备都配备有各种相关的保护措施，如电机保护、压力保护、温度保护等等。因为操作人员的专业性不足或者不重视等原因，调查中发现过很多工作人员忽略保护信号甚至重置设备保护信息的问题。而往往是一些问题没有被及时发现和排查之后，导致整个离心式压缩机设备由一点小问题产生了最后的大问题，严重的可能导致压缩机直接损坏，引发整个生产系统无法运行甚至产生安全事故的情况。所以，发现异常信号要及时记录和反馈，认真排查故障，保证压缩机良好健康的运行。
5离心压缩机的喘振控制策略
5.1随时调整设施的压力
离心式压缩机在运行过程中，应随时对压力展开监测，当压力超过标准值时立即进行调节，并通过调节进口流量的方法对出口压力进行调节。此外，可借助防喘振调节阀，使内部压力释放；可以借助设备的旁通来排出压力，使设备的压力保持在标准范围内，从而保证离心式压缩机运行的稳定性。
5.2合理调整离心式压缩机的参数
采用离心式压缩机时，应根据企业的实际情况了解其内部结构，合理地调整其结构参数，以确保其正常运行，避免出现喘振现象。如果需要对叶轮进口侧进行加厚，则离心压气机应采用可调导叶，如果有必要，应对导叶进行调整，使之从叶轮出口转向叶轮。
5.3设置防喘裕度
将不同转速的喘振流连在一起即可得到一个喘振线，以此为基础，再以5%余量依次向右平移两次，则可得到3个喘振线，即喘振线、防喘振线和防喘振线。这些防喘振线中，当机组工作点逐渐接近或直接进入该线时，防喘振控制系统将开启防喘振线，直到工作点离开喘振线；而防喘振快开线则是在机组流量迅速下降时，工作点将迅速接近第二防喘振线，此时防喘振控制系统将给出提示信号，使防喘振阀开启至设定的安全开度，从而使工作点迅速进入安全区域。
结束语
离心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。
参考文献
[1]郭少锋,张博,马翔飞,苏炤兴.状态监测在离心压缩机维修中的应用[J].石油化工自动化,2019,55(06):32-37+46.
[2]吴斌.基于支持向量机的离心压缩机振动故障诊断研究[D].山东大学,2018.
[3]孔岱.基于Petri网的离心式压缩机故障诊断研究[D].西南石油大学,2017.
[4]陈振新.关于离心压缩机振动故障分析及处理措施探讨[J].化工管理,2017(34):170.
[5]杨利伟.离心式压缩机振动故障现象分析及处理[D].北京化工大学,2017.