摘   要：在各種大型煉油化工廠的生產(chǎn)過(guò)程中，離心式壓縮機(jī)是壓縮和輸送化工生產(chǎn)中各種氣體的關(guān)鍵設(shè)備，如果離心壓縮機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)故障，將會(huì)影響生產(chǎn)過(guò)程的有序進(jìn)行，對(duì)其開(kāi)展有效地檢修與維護(hù)管理工作顯得尤為重要。文章簡(jiǎn)述離心式壓縮機(jī)的工作原理、典型結(jié)構(gòu)和常見(jiàn)故障，介紹離心式壓縮機(jī)在應(yīng)用過(guò)程中的故障案例、處理方法及檢維修策略。

關(guān)鍵詞：離心式壓縮機(jī)；故障案例；處理方法；檢維修策略

0  引言

某煉油化工廠某裝置配備有5臺(tái)離心式壓縮機(jī)，生產(chǎn)廠家為某國(guó)外知名品牌壓縮機(jī)廠，型號(hào)為C80M*3，額定流量220Nm3/min，轉(zhuǎn)速2980r/min，軸功率1543kW，進(jìn)氣壓力0.099MPa，排氣壓力0.95MPa，輸送介質(zhì)為壓縮空氣。壓縮機(jī)為電機(jī)驅(qū)動(dòng)，機(jī)身采用水平剖分式，多軸三級(jí)壓縮，級(jí)間配置冷卻器。自2006年投用運(yùn)行至今，期間對(duì)級(jí)間冷卻器進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化改造，運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)故障停機(jī)，現(xiàn)針對(duì)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的常見(jiàn)缺陷故障及處理作簡(jiǎn)要論述。

1  離心式壓縮機(jī)簡(jiǎn)介

1.1離心式壓縮機(jī)工作原理

離心式壓縮機(jī)通過(guò)葉輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)空氣轉(zhuǎn)動(dòng)，在離心力的作用下，空氣被甩到葉輪后面的擴(kuò)壓器中去，空氣經(jīng)擴(kuò)壓器逐漸降低速度，動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能。葉輪不斷旋轉(zhuǎn)，空氣不斷被吸入甩出，從而保持了壓縮空氣的連續(xù)流動(dòng)[1]。

1.2離心式壓縮機(jī)典型結(jié)構(gòu)

離心式壓縮機(jī)按照零部件的運(yùn)動(dòng)方式可以概括分為轉(zhuǎn)子和定子兩大部分。轉(zhuǎn)子包括軸、葉輪、推力盤等。定子是固定元件，主要包括擴(kuò)壓器、蝸殼、級(jí)間冷卻器及機(jī)殼。在轉(zhuǎn)子與定子之間設(shè)有密封元件，如：氣封、油封。

2  離心式壓縮機(jī)常見(jiàn)故障

2.1潤(rùn)滑油溫度高

潤(rùn)滑油溫度高會(huì)導(dǎo)致潤(rùn)滑、冷卻效果變差，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞軸承引起機(jī)組停機(jī)。常見(jiàn)的原因及應(yīng)對(duì)措施如表1所示。

2.2潤(rùn)滑油壓力低

潤(rùn)滑油壓力過(guò)低會(huì)導(dǎo)致流入潤(rùn)滑部位的油量減少、油溫上升，軸承中的油膜易被破壞從而造成燒瓦事故。常見(jiàn)的原因及應(yīng)對(duì)措施如表2所示。

2.3排氣溫度高

排氣溫度高會(huì)使氣體壓縮效率降低和功耗增加。機(jī)組因過(guò)熱導(dǎo)致潤(rùn)滑油黏度降低，造成轉(zhuǎn)動(dòng)部位因潤(rùn)滑不良而磨損。常見(jiàn)的原因及應(yīng)對(duì)措施如表3所示。

2.4軸承振動(dòng)高

軸承振動(dòng)過(guò)高會(huì)加劇轉(zhuǎn)動(dòng)部位的磨損，情況嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞轉(zhuǎn)子，影響設(shè)備長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。常見(jiàn)的原因及應(yīng)對(duì)措施如表4所示。

3  離心式壓縮機(jī)故障案例

3.1轉(zhuǎn)子故障引起的聯(lián)鎖停機(jī)

3.1.1故障經(jīng)過(guò)

某日，該裝置計(jì)劃將2#空壓機(jī)切換至1#空壓機(jī)運(yùn)行。10時(shí)24分啟動(dòng)，各參數(shù)正常。10時(shí)26分加載，各級(jí)振動(dòng)、排氣溫度、排氣壓力、油壓油溫以及電流等參數(shù)均正常。10時(shí)29分機(jī)組按操作規(guī)程正常切換，10時(shí)30分1#空壓機(jī)三級(jí)振動(dòng)一級(jí)報(bào)警，約3秒鐘后三級(jí)振動(dòng)二級(jí)報(bào)警聯(lián)鎖停機(jī)。

3.1.2故障處理

拆卸一、二級(jí)止推軸承檢查，發(fā)現(xiàn)止推軸承的油槽周邊存在輕微污跡，未見(jiàn)異常磨損痕跡，如圖1所示；拆檢三級(jí)轉(zhuǎn)子組件發(fā)現(xiàn)葉輪鎖緊螺栓與葉輪鎖緊標(biāo)記位置錯(cuò)開(kāi)約90度，如圖2所示。

進(jìn)一步拆檢發(fā)現(xiàn)螺栓斷裂，如圖3所示，且發(fā)現(xiàn)三級(jí)主止推瓦磨損嚴(yán)重，如圖4所示。最后決定更換新的三級(jí)轉(zhuǎn)子組件、潤(rùn)滑油及油過(guò)濾器，油路吹掃清洗，清理油箱。檢修結(jié)束開(kāi)機(jī)運(yùn)行正常。

3.1.3原因分析及應(yīng)對(duì)措施

(1)1#空壓機(jī)三級(jí)振動(dòng)高跳停的原因可能為：

①三級(jí)止推軸承巴氏合金涂層脫落或異物進(jìn)入推力瓦，造成潤(rùn)滑部位磨損；

②拆檢時(shí)發(fā)現(xiàn)葉輪鎖緊螺栓偏離鎖緊標(biāo)記線約90度，可能為緊固螺栓斷裂造成轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡被破壞。

(2)應(yīng)對(duì)措施：

①加強(qiáng)機(jī)組大修深度，以往正常空壓機(jī)大修范圍未包含有拆檢軸瓦內(nèi)容；

②做好潤(rùn)滑油定期更換工作。

3.2級(jí)間冷卻器故障引起的聯(lián)鎖停機(jī)

3.2.1故障經(jīng)過(guò)

某日5時(shí)46分42秒至5時(shí)47分38秒，4#空壓機(jī)二級(jí)出口冷后溫度從47℃漲到59℃，機(jī)組聯(lián)鎖停機(jī)(聯(lián)鎖溫度是58.9℃)。

3.2.2故障處理

停機(jī)后，儀表檢查正常，拆卸二級(jí)冷卻器，發(fā)現(xiàn)二級(jí)冷卻器端部K型條老化，如圖5所示，更換密封膠條后開(kāi)機(jī)正常。

3.2.3原因分析及應(yīng)對(duì)措施

(1)查空壓機(jī)三級(jí)出口溫度變化趨勢(shì)，溫度幾乎沒(méi)變，但空壓機(jī)二級(jí)溫度突然增高，可能的原因有：

①儀表故障；

②冷卻器芯竄氣，部分高溫氣體未經(jīng)過(guò)冷卻進(jìn)入下一級(jí)。儀表檢查未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，二級(jí)冷卻器芯端部的K型條老化嚴(yán)重，密封不嚴(yán)，導(dǎo)致二級(jí)溫度套管局部溫度上升。此密封條為上一次計(jì)劃?rùn)z修時(shí)更換，實(shí)際使用運(yùn)行時(shí)間約2個(gè)月，判斷密封條存在質(zhì)量問(wèn)題。

(2)應(yīng)對(duì)措施：

①加強(qiáng)對(duì)配件的管理，每次檢修記錄更換配件的廠家，發(fā)生故障時(shí)可追溯；

②對(duì)密封條材質(zhì)進(jìn)行升級(jí)，延長(zhǎng)其使用壽命；

③空氣側(cè)溫度增加一個(gè)探測(cè)儀，溫度聯(lián)鎖設(shè)置二取二。

3.3入口過(guò)濾器缺陷引起的聯(lián)鎖停機(jī)

3.3.1故障經(jīng)過(guò)

某日23時(shí)25分，5#空壓機(jī)三級(jí)振動(dòng)達(dá)到1.13mil，機(jī)組聯(lián)鎖停機(jī)(聯(lián)鎖值1.1mil)。

3.3.2故障處理

經(jīng)檢查該空壓機(jī)入口過(guò)濾器反吹系統(tǒng)軟管破損脫落，存在2處漏點(diǎn)。機(jī)組拆檢發(fā)現(xiàn)三級(jí)葉輪表面附著一層泥狀軟垢約1mm，如圖6所示。清潔葉輪、更換入口過(guò)濾器反吹系統(tǒng)破損脫落的軟管后，機(jī)組開(kāi)機(jī)正常運(yùn)行。

3.3.3原因分析及應(yīng)對(duì)措施

(1)原因分析：入口過(guò)濾器反吹系統(tǒng)軟管破損脫落，存在2處漏點(diǎn)且入口空氣濾芯已使用1年，過(guò)濾效果變差，導(dǎo)致進(jìn)入空壓機(jī)的雜質(zhì)增多，加之當(dāng)時(shí)空氣濕潤(rùn)，易形成氣溶膠顆粒進(jìn)入空壓機(jī)，最終在三級(jí)葉輪表面積累成泥狀軟垢，泥狀軟垢不斷地形成與脫落，引起轉(zhuǎn)速較高的三級(jí)轉(zhuǎn)子振動(dòng)出現(xiàn)波動(dòng)。隨著垢層變厚，對(duì)轉(zhuǎn)子的影響擴(kuò)大，最終達(dá)到聯(lián)鎖值導(dǎo)致機(jī)組停機(jī)。

(2)應(yīng)對(duì)措施：定期對(duì)空氣過(guò)濾器檢查有無(wú)連接件脫落現(xiàn)象，按時(shí)更換過(guò)濾元件。

4  離心式壓縮機(jī)檢維修策略

4.1機(jī)組中修

計(jì)劃中修[2]周期為1年。

4.1.1檢修內(nèi)容

(1)清洗、檢查機(jī)組冷卻水系統(tǒng)；

(2)檢查空氣入口過(guò)濾器；

(3)檢查冷凝水疏水系統(tǒng)；

(4)檢查潤(rùn)滑油系統(tǒng)，更換潤(rùn)滑油過(guò)濾器濾芯；

(5)清洗、檢查各級(jí)級(jí)間冷卻器；

(6)清洗、檢查各級(jí)殼體，并更換殼體密封圈；

(7)檢查壓縮機(jī)對(duì)中情況，齒式聯(lián)軸器清洗、檢查，更換潤(rùn)滑脂；

(8)清洗、檢查各級(jí)擴(kuò)壓器及葉輪；

(9)測(cè)量、調(diào)整各級(jí)葉輪與擴(kuò)壓器徑向間隙和軸向間隙；

(10)測(cè)量、調(diào)整各級(jí)轉(zhuǎn)子推力間隙。

4.1.2計(jì)劃更換備件

(1)機(jī)組各處?kù)o密封件；

(2)潤(rùn)滑油及油濾芯；

(3)級(jí)間冷卻器氣水分離器。

4.2機(jī)組大修

計(jì)劃大修周期為3年。

4.2.1檢修內(nèi)容

包括中修項(xiàng)目。

拆檢轉(zhuǎn)子：

(1)解體各級(jí)轉(zhuǎn)子及軸瓦，并著色檢查；

(2)測(cè)量各級(jí)轉(zhuǎn)子前、后軸瓦的徑向間隙，并檢查軸瓦磨損情況，必要時(shí)進(jìn)行更換；

(3)測(cè)量各級(jí)轉(zhuǎn)子油封與氣封的徑向間隙，并檢查磨損情況，必要時(shí)進(jìn)行更換；

(4)測(cè)量轉(zhuǎn)子組件軸的各項(xiàng)外形尺寸，葉輪及推力盤的徑向跳動(dòng)，檢查轉(zhuǎn)子腐蝕情況，必要時(shí)做動(dòng)平衡修復(fù)或更換轉(zhuǎn)子。

4.2.2計(jì)劃更換備件

(1)機(jī)組各處?kù)o密封件；

(2)潤(rùn)滑油及油濾芯；

(3)級(jí)間冷卻器氣水分離器；

(4)各級(jí)氣封、油封，視情況更換徑向瓦及推力瓦；

(5)各轉(zhuǎn)子視結(jié)垢、磨損情況進(jìn)行更換；對(duì)更換下的轉(zhuǎn)子做動(dòng)平衡測(cè)試，合格后作為下次檢修備件；

(6)更換入口過(guò)濾器濾芯。

4.3機(jī)組備件計(jì)劃

(1)機(jī)組各處?kù)o密封件儲(chǔ)備2臺(tái)套；

(2)各級(jí)轉(zhuǎn)子徑向軸瓦(帶油封)、推力瓦儲(chǔ)備2臺(tái)套，氣封3臺(tái)套；另單獨(dú)儲(chǔ)備1臺(tái)套油封；

(3)級(jí)間冷卻器氣水分離器儲(chǔ)備2臺(tái)套；

(4)各級(jí)轉(zhuǎn)子組件儲(chǔ)備2臺(tái)套。

5  結(jié)語(yǔ)

本文簡(jiǎn)要闡述了離心壓縮機(jī)在實(shí)際使用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題及處理措施，并結(jié)合運(yùn)行實(shí)際制定了與之匹配的檢維修策略。在離心壓縮機(jī)的生產(chǎn)應(yīng)用中，我們發(fā)現(xiàn)除了會(huì)發(fā)生常見(jiàn)故障外，還會(huì)出現(xiàn)各種各樣意料之外的狀況。因此，將離心壓縮機(jī)在應(yīng)用過(guò)程中產(chǎn)生的故障案例進(jìn)行收集統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)離心壓縮機(jī)設(shè)備維護(hù)、管理具有重要意義。