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离心式压缩机运行机理及常见故障

    【中国压缩机网】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、油管等润滑系统有关。当油故障时,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。
 

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