离心压缩机故障分析及改进措施

摘要：当前，随着工业的发展，维护离心式压缩机安全、稳定长周期运行，已成为油气生产过程中不可忽视的重要课题。而离心压缩机需要准确的故障诊断方法，以此来强化离心压缩机的运行。基于此，文章对离心压缩机故障进行分析，并提出解决对策，以期能够提供一个借鉴。

关键词：离心压缩机；故障分析；改进措施

中图分类号：TB652 文献标识码： A

1.离心式压缩机概述

离心式压缩机是一种速度型压缩机，它是利用气体具有可压缩性这一物理特性，在离心力的作用下压缩并输送气体。气体在高速旋转叶轮的离心力作用下，获得速度能和压力能，通过扩压器将部分速度能转化为压力能，最后达到提高气体压力的目的。某公司动力分厂气体车间是以生产氮气和压缩空气为主的生产车间，它为公司其他各分厂提供稳定、优质的保护氮气、工艺及仪表压缩空气。压缩机是该车间的主要设备，目前拥有各种型号空压机组30多台。由于H型离心式压缩机具有产气量大、易损件少、能长周期运行等优点，因此在氮气、压缩空气生产中，该型离心式缩机占了主导地位（其结构简图见图1），所以该类型设备运行状态是否受控将直接影响到公司的安全稳定生产。

图1 H型离心式压缩机结构

H型离心式压缩机主要是由主机部分、冷却器、油站和电动机组成。机组的质量控制点较多，如机组水平、旋转件转子的平衡、支承轴承接触质量和间隙控制、大小齿轮啮合情况、联轴器对中状况、密封泄漏控制以及电动机运行状态等。

由于H型离心式压缩机具有转速高、功率大且连续长时间运行等特点，这就对压缩机在零部件的制造、安装、运行和维护检修等方面提出了高要求。但在实际生产运行过程中，由于各方面的原因，如组成各零件部件在与安装过程中，不可能十分完美；且机组长周期运行中受众多外在因素的干扰和影响等都可能使机组运行进入故障状态。如何掌握压缩机组运行过程中的故障特征，防止压缩机在运行过程中的突发事故发生，确保机组运行状态受控

2.离心压缩机的故障类型分析

在离心压缩机的故障中有一项喘振是压缩机所特有的现象，所谓喘振现象指的是在压缩机运行中，如果负荷在规定的范围值之下的时候，就会破坏正常的气体输送，这样压缩机气体就会不规则的排出，压缩机就会出现剧烈的振动，在这样的状态下工作是非常危险的，还会造成压缩机其它各个部件的损坏，严重时还会发生一些难以大的事故，造成难以弥补的损失，引起离心压缩机喘振的主要原因是对各个气体的循环系统做好控制。

离心压缩机进水滤器被堵、排气温度高，在离心压缩机运行的过程中，有冷却的水压过低的现象，造成排气温度高，引起这个现象的最重要的原因，就是进水过滤器脏，这种情况必须要停机清理；如果油压过低，那么高速的离心压缩机就会被损坏，如果压缩机的密封油压达不到要求，那么就有可能造成缸体的气体串气和跑油；如果控制油压低，机组可能跳脱等，造成油压过低的原因是保护装置失灵。

3.离心压缩机的故障诊断方法

3.1基于神经网络的离心压缩机故障诊断

离心压缩机的故障与引发原因之间，存有非线性的关系，所以利用神经网络诊断的方法，在根本上分析离心压缩机的运行，通过离心压缩机自身的组织变化，诊断其在工业生产中的故障。起初离心压缩机的故障诊断，采用了谱图的方式，但是谱图诊断缺乏故障信号，无法准确判断故障类型，因此工业领域内将神经网络引入到离心压缩机故障诊断中。

SOM根据离心压缩机的运行，构成了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，SOM会主动判断故障的属性，由于属性之间的神经元具有权值连接，所以神经元存在控制作用。SOM神经网络为诊断离心压缩机的故障，创建输入层，通过输入层判断离心压缩机对外界因素的反应。离心压缩机潜在的故障对SOM神经网络存在干预性，影响原本设定的参数，导致参数部分出现明显的异同，而SOM神经网络将故障信息做为判别条件，输入到神经网络系统内，便于快速诊断出离心压缩机的故障。

3.2基于小波分析的离心压缩机故障诊断

（1）小波分析的网络结构。小波分析在离心压缩机故障诊断中同样可以形成神经网络结构，描述压缩机的基本特性。小波分析获取离心压缩机潜在的故障信息后，会调节参数，与预先设定的相吻合，待参数调节完成后，小波分析逐步降低输入值，层次性分解离心压缩机传递出的故障信号，准确判断离心压缩机的故障。例如：离心压缩机表现出故障特征后，小波分析会将故障信息传达出的参数划分成三个层次，完成神经网络结构的构建，第一层是输入层，主要是小波变换后，在离心压缩机内获取的故障参数，具有明显的特征向量；第二层是输出层，用于形成故障诊断的模型，体现小波分析神经网络结构的分析作用；第三层是隐含层，此部分的神经元数目比较多，构成了复杂的网络结构，在小波分析故障诊断中发挥评估与评价的作用，明确诊断出离心压缩机的故障。

4.改进离心压缩机故障措施

4.1机组转数的控制

离心压缩机的气压机组的在正常生产的时候，它的转数是由DSC上的压力控制器控制来调节转速的，它会控制机器的转数在规定的范围之内。机组无论是开机还是停机，在这个过程当中都可以利用速度控制选择开关来进行手动或自动的调节，同时进行升/降机组转速的调节和控制。

4.2润滑油温度和油泵出口压力的控制

离心压缩机控制系统的油温控制阀负责润滑油温度的调节，润滑油温度设定在49℃控制器发现润滑油的温度不在这个值上时，可以自动进行调节，也可以通过对冷油器的冷却水进行调节从而达到调节润滑油温度的目的，当油温过高的时候，如果无法降低水量那么控制系统可以切换至冷油器。润滑油泵的出口压力是由压控制阀来进行调节的。

4.3采取防腐处理措施 ，减少叶轮冲刷及腐蚀

在离心压缩机的振动故障中，为了防止叶轮动平衡中出现不良的情况，就需要对于级间管线内壁与级间换热器内壁采取有效的防腐措施，比如不锈钢喷镀法等，使其有效的避免腐蚀现象的出现，提高叶轮抗冲刷以及抗腐蚀性能的能力，以免在长期的运行过程中，叶轮由于处理介质或者是电化学腐蚀等杂质颗粒所带来的磨损。与此同时，在进行机组的检修与保养时，需要定期对级间管道、进气管道、冷却器外壳和内部的污垢进行一定的清除，降低其出现腐蚀的几率。