离心式压缩机组（精选10篇）
离心式压缩机组 篇1
该离心式压缩机组是由蒸汽透平驱动的分为五段、三缸的离心式压缩机。压缩机的一、二段为低压缸,三、四段为中压缸,第五段为高压缸。首次大修,工期25天。下文对机组检修的吊装施工组织,吊索具的选用做简要阐述。
1 检修概况
离心式压缩机组的厂房设计紧凑,空间狭小,压缩机位于三楼,标高11 m,透平、低压缸、中压缸、高压缸呈一字型排列,如图1。周围不到2 m宽过道,压缩机周围布满了各类管线。厂房有一部60 t的行车,原提升高度为4.9 m,整个房顶铺满了彩钢瓦,厂房半封闭设计。
检修主要内容:清理检查上下缸,清理检查更换转子、隔板;检查更换轴承、密封等;调整各部件间隙等。
压缩机厂房空间狭小,计划将主要的零部件,上缸、转子、全部的隔板、TT阀等运到专门的检修场地,进行翻缸、清洗、清理、检查、修理修复、组装等工作。
主要的零部件情况:
透平上缸重约20 t,转子重约7.6 t,长5.7 m,最大直径约2 m;低压缸重约59 t,转子重约12 t,转子长5.7 m,最大直径约1.6 m;中压缸重约5.9 t,转子重约12 t,转子长5.8 m,最大直径约1.2 m;高压缸重约30 t,转子重约3 t,转子长3.7 m,最大直径约1.0 m;隔板数量37对,最大低压缸隔板重量约7 t。
2 检修计划
根据检修计划、检修施工安排,基本设施,工艺交出设备的时间,对吊装顺序进行了分析和安排。
机组检修内容全面、检修深度大、检修工期短,只有25天。
ELLIOTT机组各部件结构尺寸大、重量重,拆装过程几乎全程需要行车配合。
工艺首先交出透平,后交出压缩机停车。
施工安排希望先修透平,透平检修技术难度相对压缩机大,相对检修时间长。高压缸是桶式压缩机,需要在主井口架设导轨将内缸抽出,并在导轨旁边拆出两片钢格板,将内缸吊下后,再拆除导轨和全部吊装井上横梁和覆盖的钢格板,打开全部的吊装井,方可吊装透平和其它压缩机的缸体等。如果,按原施工计划先吊装透平上缸,必须拆吊装井,而当抽高压缸内缸时又必须恢复吊装井,架设导轨。这样就会拆装吊装井2次,增加了工作量,延长了工期。为了争取时间,满足检修需要,综合考虑停车、检修方案、吊装设施,对吊装顺序做了优化。
考察现场后,增加了一个5 t的行车,透平交出后,可先用于透平的检修,拆卸盘车电机等附属部件,主行车准备吊高压缸。也可在主行车吊运缸体、转子的同时,进行其它的检修工作。
压缩机交出后,首先安排吊运高压缸内缸,然后依次进行透平、压缩机缸的吊装运输。
打开主吊装井,拆除11 m空中的横梁是个难点,最后,选用工程车载人拆卸横梁螺栓,横梁用主行车吊下,安全快捷。
主要零部件吊装顺序
拆2块钢格板-吊下高压缸内缸-拆除导轨和主吊装井口吊运透平上缸-吊运TT阀-吊运中压缸-吊运高压缸缸-吊运透平转子-吊运中压缸转子-吊运低压缸转子-视情况吊运隔板等部件。
回装时,先回吊透平转子,最后回吊装高压缸内缸,其它根据检查修复进度情况安排。
3 检修过程[1]
透平、压缩机的缸、转子等大宗零部件的吊运采用60T行车从吊装井吊装,小的零部件用推车送到楼口的平台用25T吊车分批吊装。
3.1 压缩机缸体的吊装
3.1.1 吊装方法
为了保护设备,降低提升高度,低压缸、中压缸吊装缸和转子时,采用了平衡梁和子母环。
经过现场测量吊装高度为4900 mm(吊钩下沿至低压缸压缩机水平剖分面),经过吊车调整限位,最大吊车提升高度为5200 mm。考虑吊具葫芦、卸扣的长度,吊耳到水平剖分面距离,直接用钢丝绳连接吊耳吊装,钢丝绳与垂直面角度约32°,设备的吊耳是垂直焊在上缸表面,这种情况吊耳受到较大的弯矩,因此,为了保护吊耳,采用了2×50 t平衡梁。
低压缸重59 t,在压缩机组中最重,以低压缸选平衡梁,兼顾中压缸,高压缸吊耳间距4640 mm,中压缸吊耳间距4630 mm,选用梁的长度4640 mm。中压缸重量、尺寸均比高压缸小,且吊耳间距为1630 mm,符合梁的使用条件,吊装低压缸和中压缸可使用同样的吊具和平衡梁,节约成本。以下对高压缸吊装高度进行核算。
选用组合平衡梁,可调节长度,吊运不同长度的物体。
50T平衡梁使用条件:6 m间距内使用,β≤45°,每个头部可承担25 t,平衡梁吊点和实际吊点间距公差在±84 mm之间。
选用子母环,避免吊钩中有多股钢丝绳相互挤压。根据行车的吊钩,选用50 t子母环: b=400 mm, e=240 mm。
3.1.2 吊索具的选用[2]
3.1.3 吊装高度计算
吊耳到吊勾内沿高度=3158 mm
压缩机水平剖分面到吊耳高度=762 mm
拆卸高度=916 mm
需要总的吊装高度=4836 mm
吊装可利用的高度=4900+300(增加的高度)=5200 mm
吊装富裕高度=364 mm
增加的高度是对吊车的限位做了调整,增加了300 mm的提升高度。
钢丝绳核算:
受力分析,缸重59 t,吊具重约1 t。
根据经验公式[3],计算索具拉力S=Q/n×C,吊索具分支数n=4,吊物重Q=60 t, 吊索顶端夹角α≤90°,角度系数C=1.41。
S=60/4×1.41=21.15 t,选用钢丝绳、吊索具符合要求。
3.2 透平缸的吊装
3.2.1 吊装方法
透平上缸重约20 t,沿轴向缸体分为2段,高压段和低压段,为了节省时间,减少工作量,整体吊装透平缸,包括调节阀组件等,重约21 t。采用4点吊装,用手动葫芦,方便调节重心,靠近缸的垂直剖面加挂手动葫芦,保护剖面连接,使之受到较小的弯矩。
中心到吊钩高度H1=3200 mm,拆卸高度1000 mm,最小总的需要的吊装高度3200+1000=4200 mm。最大的允许的吊装高度5200mm,吊装富裕高度5200-4200=1000 mm。
吊点数据H2=1200 mm,H3=600 mm。A=1336 mm,B=1524 mm, C=1380 mm。
3.2.2 吊索具的选用
3.2.3 钢丝绳核算
根据经验公式[3],计算索具拉力S=Q/n×C,吊索具分支数n=4,透平缸加吊索具Q≈21 t, 吊索顶端夹角α≤90°,角度系数C=1.41。
S=21/4×1.41=7.54 t,选用钢丝绳、吊索具符合要求。
3.3 转子的吊装
3.3.1 吊装方法
透平、低压缸、中压缸转子吊装方法大同小异,高压缸的转子随内缸一起吊运到检修厂房,这里对透平的转子做阐述。
中心到吊钩高度3500 mm,拆卸高度1000 mm,最小总的需要的吊装高度3500+1000=4500 mm。最大的允许的吊装高度5200 mm,吊装富裕高度5200-4500=700 mm。
3.3.2 吊索具的选用
根据经验公式,计算索具拉力S=Q/n×C,吊索具分支数n=2,透平缸加吊索具Q≈7.6 t, 吊索顶端夹角α≤90°,角度系数C=1.41。
S=7.6/2×1.41=5.36 t,选用钢丝绳、吊索具符合要求。
4 吊装质量控制[4]
(1)专业机构对行车进行检查、检修、维护,进行承载试验和试验运行检查的性能。
(2)钢丝绳、卸扣、手拉葫芦应有出厂合格证,使用前进行全面检查。
(3)起吊作业人员必须具备起吊作业资格、经验,必须获得国家相关部门颁发的《特种作业资格证书》。
(4)检查机房内被吊物件移动线路上有无妨碍移动的设备和管线等存在。检查确认上、下部缸体之间无任何连接件。
(5)缸吊装作业
上部缸体必须已经用顶丝均匀顶起5~10 mm,用标尺测量汽缸四角高度,使其偏差不大于2 mm,同时检查事先在转子两端轴颈架设的百分表变化情况,确认缸内有无卡涩和掉落。起重机主钩微微起吊,待钢丝绳完全吃力后,缸体周围安排人员观察,并仔细倾听汽缸内有无金属的碰撞、摩擦声,随时用框式水平仪检查汽缸的水平情况,并注意观察转子两端轴颈的百分表变化情况,确认转子不随大盖同时吊起时,方可继续起吊大盖。发现异常情况,即刻告知吊装作业指挥。立即停止提升,检查、确认、处理好异常情况后再继续起吊。当上缸体吊起100~150 mm时,暂停起吊,再次仔细检查缸内情况,应无卡死、无物件掉落和其他异常时,再慢慢起吊上缸体至水平剖分面超过转子、导向杆和缸体螺栓等有碍水平移动的高度。起吊过程中汽缸四角应有专人扶稳,特别注意上缸体脱离导向杆时突然摆动,碰伤转子。
(6)转子吊装作业
起吊前,必须检查转子无异常情况,检查转子扬度。起重机主钩微微起吊,待钢丝绳完全吃力后,用安装的手拉葫芦进行校平、找正调整,误差不大于0.10 mm/m。转子必须慢慢提升,提升过程中注意检查转子扬度,保持误差不大于0.10 mm/m。至超过缸体螺栓等有碍水平移动的高度。
5 结 语
考虑工期,现场环境,吊装设施情况,通过安排吊装顺序,并采取措施,使吊装作业在最优化情况下进行。
在不利的条件下,精心计算吊装高度,采取合理的吊装工具,组织吊装,保护设备,保证吊装安全,完成透平、压缩机的缸和转子吊装等作业。
摘要：在较短工期的要求下,优化了压缩机检修施工线路,核算吊装空间高度,提高可利用起吊高度,选用了平衡梁、子母环,降低起吊需要高度,保证了设备和吊装的安全。
关键词：压缩机,吊装组织,高度核算,吊索具
参考文献
[1]中华人民共和国国家发展和委员会.SH/T3515-2003大型设备吊装工程施工工艺标准[S].2004:1-83.
[2]杨文渊著.起重吊装常用数据手册[M].北京.人民交通出版社,2001:3-48.
[3]蔡裕民著.吊装工艺计算近似公式及其应用[M].北京.化学工业出版社,2004:15-16.
[4]丁士成.CO2压缩机安装质量控制[J].小氮肥,2006(2):3-5.
离心式压缩机常见故障分析 篇2
【关键词】离心式压缩机；石油化工；故障分析
离心式压缩机的无论是从其设计图式、使用方式上，其的效率都是其质量优良标准评价的一个重要因素。一般来说，离心式压缩机的效率决定因素很大程度是由其的制造工艺来决定的。特别是在现在这样一个科学技术爆炸性发展的时代，各个能源类的企业的发展也是如同雨后春笋一般。这就给离心式压缩机的性能提出了高的要求，从而适应进步地时代所提出的新要求。离心式压缩机的发展在20世纪到现在一直以来就是其的发展黄金时期。正是在这样一个发展迅猛的时期，其的毛病故障也是层出不穷。
1.离心式压缩机的发展简史
1.1离心式压缩机的发展历史
离心式压缩机的故乡不在我们中国。它最早出现于世界上是18实际左右。当年，Papin通过了他的文章著作，最先提出了离心式压缩机的设计思想。也就是从这个时候开始，离心式压缩机开始逐渐的发展蓬勃壮大。19世纪左右，离心式压缩机有一个重要的技术突破。那就是在离心式压缩机中融合了逐渐成熟的叶轮机械理论。这就是意味着离心式压缩机中已经逐渐的将叶扩压器作为主要地离心手段。20世纪，离心式压缩机的工作性能也是得到了划时代性的提高。各种各样的关于离心式压缩机理论的研究已经是灿若繁星。也早已有专家学者们将自己的理论申请了专利。例如我国蜚声中外的科学家吴仲华教授的两簇流面理论，就为叶轮机械内部的三元流场问题的解决打下了坚实的基础。德国的Krain博士的三维气动设计方法对于改善离心式压缩机的三元叶轮的设计也是具有重要的作用。放眼于世界来说，中国目前的离心式压缩机的发展进程还是不如国外。我国整体的关于离心式压缩机的研究技术也是慢了国外发展进步的一大截。虽说如此，但是目前国内的各大高校对于离心式压缩机技术的人才培养也是给出足够的重视。我国的离心式压缩机技术相信也能够在不久的将来获得骄人的成绩。
1.2离心式压缩机的划时代进步里程碑
一个机器出现关于划时代进步的里程碑自然和其故障的分析解决的发展历史离不开。常见的离心式压缩机的故障毛病检测因素有：振动频率、振动时发热所引起的温度、以及其的压力大小，变形程度等。大多数的专家们会首要地选择离心式压缩机的振动测试。其原因不光是因为振动所发生的响应进而所带来的参数具有一定的代表性，更重要的是振动测试比较方便易行，操作简单。而且我国关于振动测试方面的仪器设计也比较成熟，能够很好地把握住机器的振动参数采集。振动故障的分析主要是以测试时间信号为主，对于得到的频谱进行分析，然后根据频谱来确定故障。振动测试故障分析技术的成熟简化了离心式压缩机的故障检验，加速了离心式压缩机的改良创新。不得不说是离心式压缩机发展史上一个重要的突破。
2.离心式压缩机的基本工作原理
2.1基本工作原理
如同前面所述，现今的离心式压缩机主要是采用了叶轮式的设计。那么当气体进入了离心式压缩机当中，在叶轮叶片的高速旋转作用之下，在与叶轮同时进行高速旋转的过程中向叶轮出口的部位流动。在过程中，由于叶轮自身所存在的扩压作用，使得气体的压力能量和动能都得到了增强。随后，气体便进入了扩压器当中，在扩压器当中，动能又将转化为压力能。气体再通过层层的弯道、回流器等流入了下一级叶轮再进行新一轮的压缩。这样一来便能够得到人们所要求的气体压力。这也就是离心式压缩机基本的工作原理。大自然运动的变化是复杂又不可预测的。气体再离心压缩机中的运动方式以及其的运动参数，不是笔者的三言两语能够道得清的。气体压力在符合人们标准之前，在不同截面上的运动情况各个相同。从绝对的坐标平面上来进行考虑，高速旋转的叶轮当中的气流所位于空间中任何一点的参数是周期性变化的。但是离心式压缩机的内部结构复杂，各个截面上的参数变化却是多样的。
2.2离心式压缩机的优点
离心式压缩机能够在18世纪出现至今还在广为使用，自然有着其不可替代的优点所在。经过了时代的优胜劣汰的选取，现今所使用的离心式压缩的一个最为显目的优点那就是流量大。离心式压缩机的大流量满足了石油化工企业的逐渐向着大负荷发展的方向要求。另外，离心式压缩机采用的叶轮设计的转速高，在使用过程当中，能够的利用率也很高。这一大优点也就使得石油化工企业能够直接驱动机器，省去了中间启动环节中的麻烦步骤，一来节约了能源，二来也便捷人们对于离心式压缩机的变速调节。第三大优点便是离心式压缩机的结构设计紧凑，占地面积小。一般来说，压缩机的容量大的话，那么其的活塞也会随着成正比例增长。刚刚所提高的离心式压缩机的容量大的优点并没有成为其活塞设计的制约因素，相反，离心式压缩机的活塞大小仅仅是同容量压缩机的十分之一。另外，离心式压缩的工作状态稳定，质量有保证排气也是均匀干净，没有被石油所污染。
3.离心式压缩机的常见故障分析
3.1振动故障分析
离心式压缩机是许多大型化工企业的关键设备，其所占地位非常重要。一旦出现故障，往往造成很大的经济损失。因此如何管好这些机器，保证机组安全、稳定长周期运行，一旦出现故障能迅速查明原因，加以排除就成为一个特别重要的课题。在离心式压缩机的各种故障中，最经常碰到的，影响最大的就是振动问题。引起振动的因素很多，最重要的就是找出各种振动的特点和规律，当出现振动故障时，能迅速找出原因，提出相应的对策。振动是造成工程结构损坏及寿命降低的原因。同时，振动将导致机器和仪器仪表的工作效率、工作质量和工作精度的降低，由此可见振动控制十分必要。
3.2离心转子的失衡问题
旋转机械的转子由于材料质量和加工技术等各方面的影响，转子上的质量分布对中心线不可能绝对地轴对称，因此任何一个转子不可能做到绝对平衡，转子质量中心与旋转中心线之间总是有偏心距存在。这就使转子旋转时形成周期性的离心力干扰，在轴承上产生动载荷，使机器产生振动，我们把旋转质量沿旋转中心线的不均匀分布称为不平衡。转子不平衡的特征有：一在转子径向测检的频谱图上，转速频率成分具有凸出的峰值。二转速频率的高次谐波值很低，因此反映在时域波形图上是一个正弦波。三对于普通两端支撑的转子，轴向测点上的振值并不明显。关于转子失衡的现象，不同的离心压缩机会有着不同的表现，这里就不再一一进行赘述。能够使得离心压缩机的转子出现不平衡的主要原因有：旋转体几何形状设计不对称，重心不在旋转轴线上；铸件有一气孔，造成材料内部组织不均匀，材料厚薄不一致，如：焊接结构由于厚度不同而造成质量不对称；焊接和浇铸上的造型缺陷。
4.结语
离心式压缩机最为现今石油化工企业生产活动的主流，其的装置设置，以及其的故障分析自然不能够马虎了事。离心式压缩机是炼油装置中一个重要组成部分。现在计算机科学技术普及，使得离心式压缩机的故障检测也将更加精准，这对于离心式压缩机的完善也有着促进作用。
【参考文献】
[1]高其烈.空气压缩机的技术进展和趋向.风机技术，2005，10（2）：53-56.
[2]花严红，袁卫星，王海.离心压缩机研究现状及展望.风机技术，2007，2（3）：45-48.
离心式压缩机组 篇3
空压机和氮压机分别作为空分装置和炼钢工艺原料气的关键性咽喉机组, 正常状况下需要保证工作的长期稳定性和有计划的停车检修, 压缩机故障时从故障征兆出现到发生时间很短, 进而故障处理需要准确无误性和时效性。远程诊断系统通过对机组轴振动和位移等关键参数进行远程监控和诊断, 能尽量提前发现异常问题, 从而及早发现和消除故障隐患, 并缩短故障排除所需时间, 保证装置的稳定生产, 提高装置的整体效益[1]。
1系统架构
完整的远程监测与故障诊断系统分为3个不同的层, 即远程层监控诊断层、Internet层和现场数据采集系统层, 其中远程层为诊断中心的主体, Internet层为数据通信支撑, 现场数据采集系统层为诊断分析数据的来源。如图1所示:
远程诊断中心的Web服务器访问设在各用户现场的e M3000系统诊断服务器, 并读取该服务器中的数据 (现场企业级e M3000系统诊断数据服务器可与Web浏览站用同一台服务器) 。远程用户同本地用户一样, 看到的是现场ICS3000数据采集器按照设定规则采集并存储的数据, 或者是当前的实时数据。
1.1现场数据采集系统
机组的轴振、轴位移测量, 通过机组就地电涡流传感器的前置器 (派利斯PT2010系列) BUF缓冲接口同轴电缆连接输出原始信号[1], 包括:
1.1.1交流直接输入。未滤波数据, 用于时间波形、通频轨迹显示, 获得正确幅值、相位;
1.1.2交流矢量滤波输入。用于波德图、极坐标绘图, 获得高分辨率图形和正确的相位信息;
1.1.3交流抗混滤波输入。用于频谱类分析图形绘制显示、提纯轨迹类绘图, 避免频率混叠;
1.1.4直流输入。用于轴中心线位置绘制显示。
以上信号进现场数据采集诊断服务器完成分析, 服务器具备完善的数据预处理能力, 采用的分析方法如:时波分析, 频谱分析, 轴心轨迹, 空间全矢谱分析, 小波分析, 波德图和极坐标图分析, 三维频谱分析等。
现场侧数据交换机需要提供一个固定IP, 用以实现点对点的安全通讯。
1.2 Internet层
Internet层是系统数据传输的支撑层, 可以支持不同地域的企业级e M3000在线监测与故障诊断系统的接入, 获得远程故障诊断中心的诊断服务, 同时也为处于不同地域的咨询专家或企业在外出差的领域专家访问远程诊断系统。
e M3000系统提供专门的WEB程序, 以满足网上所允许的计算机上使用IE浏览而无需其他任何软硬件。
1.3远程监控诊断系统
远程诊断中心是分布于各个企业的e M3000系统的故障诊断专家知识支持中心, 由多台远程诊断工作站、信息系统工作站、中心数据库监控服务器和中心Web服务器等组成, 构成一个集信息处理、智能推理和网络服务等功能的复杂系统。
远程诊断中心具有更丰富的专家诊断知识, 包括国内外研究成果和现场诊断经验提炼出的具有权威性的专家诊断知识, 当远程用户提交设备运行信息并提出诊断要求后, 中心可给出更加准确的诊断结论。
远程诊断系统通过软件自动分析和诊断专家会诊分析, 可实现对机组经常出现的转子或联轴器不对中、不平衡、轴瓦损坏、止推瓦损坏、油膜振荡、压缩机喘振等故障诊断分析。
2软硬件组成
2.1机组侧监控诊断主要软硬件 (见表1)
2.2监测点数 (见表2)
3系统调试
对于在线监测诊断系统来说, 数据采集系统的可靠性和实用性非常重要, 一般数据采集系统和分析诊断场所有一定距离, 在现场调试过程中对数据采集系统的工作自连性、可靠性至少要进行两次以上测试。
首先现场通过组态程序进行采集模式、通道布置、灵敏度、传感器类型等一系列设置, 下载给数据采集器, 完成现场采集系统的组态编译。
当测试由于系统掉网、振动信号丢失或恢复引起故障时, 信号采集方式的转换能否重新工作, 这个过程必须是全自动的, 否则任何一个环节可能因无人在现场而引起整套系统的瘫痪。
测试Internet网络链接层, 拔掉网线数分钟后, 现场采集器自动联网, 并正常运行;关闭采集器电源数分钟, 保持服务器工作正常, 然后恢复采集器供电, 采集器自动上网并正常工作;断开涡流传感器信号, 数分钟后采集模式变化为自由采集, 然后恢复振动信号, 数分钟后采集模式变为同步整周期采集。
4诊断服务
4.1电话诊断咨询
在现场用户装置出现影响正常运行的故障或故障隐患时, 应用户要求, 可提供相关电话诊断服务, 如:故障诊断理论咨询、故障处理办法咨询、现场操作注意事项咨询、检维修方案策略咨询等。
4.2 24小时预警服务
当远程诊断系统监测到用户装置运行异常或出现影响到安全运行故障时, 远程监控系统通过短信的方式把报警信息发送给用户方指定负责人;开空项目负责人会根据短信报警的等级不同, 及时与用户相应联系人进行电话沟通。
4.3定期远程诊断服务及书面诊断报告
装置定期状态评估报告, 专家诊断小组人员针对远程监控系统监测得到的数据, 对所服务项目装置提供运行状态分析评估, 并出具书面报告。
5故障处理
该装置空压机自开车运行后, 高、低压侧振动值一直平稳地运行在40um左右, 经半年运行后, 空压机低压侧轴振动值逐渐上升至60um, 公司诊断专家经过诊断软件分析, 对径向、轴向所有的动态信号和静态信号进行融合, 结合实时的空压机运行电流和排气压力, 认为是电机和空压机连接的联轴器连接问题, 利用全厂停车检修时间, 拆卸空压机联轴器重新做动平衡, 安装开车后振动值至今一直稳定在20um左右。
6结语
远程诊断监控系统的应用, 使人们摆脱距离的约束, 让信息互联代替人的移动。在远程网络范围内, 实现异地查看机组运行状态, 以数据在网络上的传递替代人在地域上的奔波, 大大提高故障问题处理速度。
通过对远程侧离心压缩机关键数据的监控和分析诊断, 提供多种专业诊断和分析报告, 及时准确掌握设备的运行状态及变化趋势, 对确保设备安全、正常和高效运行, 避免压缩机带病运行, 防止突发事故的发生, 为设备的检修提供了参考依据, 延长了设备安全稳定运行周期, 对提高设备综合管理水平, 提高企业经济效益和社会效益有着积极的作用。
参考文献
离心式压缩机工作原理与故障维修 篇4
关键词：压缩机；工作原理；故障；维修
前 言
离心式制冷压缩机的构造和工作原理与离心式鼓风机极为相似。但它的工作原理与活塞式压缩机有根本的区别，它不是利用汽缸容积减小的方式来提高汽体的压力，而是依靠动能的变化来提高汽体压力。离心式压缩机具有带叶片的工作轮，当工作轮转动时，叶片就带动汽体运动或者使汽体得到动能，然后使部分动能转化为压力能从而提高汽体的压力。1炼厂离心式压缩机工作原理
1.1炼化装置常用压缩机
炼油厂常用压缩机按工作原理结构，基本可分成透平式和容积式压缩机两大类。透平式压缩机有离心式和轴流式两种，如催化装置的主风机采用的是轴流式的较多，而气压机均是离心式压缩机。容积式压缩机有往复式和回转式，如螺杆式压缩机。
1.2离心式压缩机结构特点
离心式压缩机由转子及定子两大部分组成，转子包括转轴，固定在轴上的叶轮、轴套、平衡盘、推力盘及联轴节等零部件。定子则有气缸，定位于缸体上的各种隔板以及轴承等零部件在转子与定子之间需要密封气体，之处还设有密封元件。叶轮是离心式压缩机中最重要的一个部件，驱动机的机械功即通过此高速回转的叶轮对气体作功而使气体获得能量，它是压缩
机中唯一的作功部件，亦称工作轮。叶轮一般是由轮盖、轮盘和叶片组成的闭式叶轮，也有没有轮盖的半开式叶轮。主轴是起支持旋转零件及传递扭矩作用的。根据其结构形式有阶梯轴及光轴两种。平衡盘，在多级离心式压缩机中因每级叶轮两侧的气体作用力大小不等，使转子受到一个指向低压端的合力，这个合力即称为轴向力。轴向力对于压缩机的正常运行是有
害的，容易引起止推轴承损坏，使转子向一端窜动，导致动件偏移与固定元件之间失去正确的相对位置，情况严重时，转子可能与固定部件碰撞造成事故。平衡盘是利用两边气体压力差来平衡轴向力的零件，它的一侧压力是末级叶轮盘侧间隙中的压力，另一侧通向大气或进气管，通常平衡盘只平衡一部分轴向力，剩余轴向力由止推轴承承受，在平衡盘的外缘需安装气封，用来防止气体漏出，保持两侧的差压。轴向力的平衡也可以通过叶轮的两面进气和叶轮反向安装来平衡。推力盘，由于平衡盘只平衡部分轴向力，其余轴向力通过推力盘传给止推轴承上的止推块构成力的平衡，推力盘与推力块的接触表面应做得很光滑，在两者的间隙内要充满
合适的润滑油，在正常操作下推力块不致磨损，在离心压缩机起动时，转子会向另一端窜动，为保证转子应有的正常位置，转子需要两面止推定位，其原因是压缩机起动时，各级的气体还未建立，平衡盘二侧的压差还不存在，只要气体流动，转子便会沿着与正常轴向力相反的方向窜动，因此要求转子双面止推，以防止造成事故。联轴器，由于离心压缩机具有高速回转、大功率以及运转时难免有一定振动的特点，所用的联轴器既要能够传递大扭矩，又要允许径向及轴向有少许位移，联轴器分齿型联轴器和膜片联轴器，目前常用的都是膜片式联轴器，该联轴器不需要润滑剂，制造容易。
1.3炼厂离心压缩机的工作原理
汽轮机或电动机带动压缩机主轴叶轮转动，在离心力作用下，气体被甩到工作轮后面的扩压器中去。而在工作轮中间形成稀薄地带，前面的气体从工作轮中间的进汽部份进入叶轮，由于工作轮不断旋转，气体能连续不断地被甩出去，从而保持了气压机中气体的连续流动。气体因离心作用增加了压力可以很大速度离开工作轮，气体经扩压器逐渐降低了速度，动能转变为静压能，进一步增加了压力。如果一个工作叶轮得到的压力还不够，可通过使多级叶轮串联起来工作的办法来达到对出口压力的要求。级间的串联通过弯通、回流器来实现。
2离心式压缩机故障诊断处理
2.1压缩机喘振
当压缩机发生喘振时，排出压力大幅度脉动，气体忽进忽出，出现周期性的吼声以及机器的强烈振动。如不及时采取措施加以解决，压缩机的轴承及密封必将首先遭到破坏，严重时甚至发生转子与固定元件相互碰擦，造成恶性事故。出现喘振的原因是压缩机的流量过小，小于压缩机的最小流量，管网的压力高于压缩机所提供的排压，造成气体倒流，产生大幅度的气流脉动。如压缩机原来进气温度为20℃，因生产中冷却器出了故障，使来气温度剧增到60℃，这时，压缩机会突然出现喘振，其原因就是因为进气温度升高，使压缩机的性能曲线下移，而管网性能曲线未变，压缩机的工作点落在喘振限上就会出现喘振；压缩机进气管被异物堵塞、生产中高压蒸汽供应不足、气体分子量改变等都会使压缩机出现喘振，应查明故障原因及时加以处理。如压缩机出口阻塞或出口止逆阀卡塞应设法降低出口压力；压缩机进口流量小应增大进口流量；氢氮比失调，氢气含量高应调节氢氮比等。
2.2压缩机空气压力不足
在电机运转，压缩机向储气罐充气的情况下，气压表指示气压达不到起步压力值。主要原因有：气压表失灵；空压机与电机之间的传动皮带过松打滑或空压机到储气罐之间的管路破裂或接头漏气；油水分离器、管路或空气滤清器沉积物过多而堵塞；压缩机排气阀片密封不严，弹簧过软或折断，压缩机缸盖螺栓松动、砂眼和气缸盖衬垫冲坏而漏气；压缩机缸套与活塞及活塞环磨损过甚而漏气等。压缩机与电机之间的传动皮带过松打滑或接头漏气等，如果上述试验无放气声或放气声很小，就检查压缩机皮带是否过松，从压缩机到储气罐、到控制阀进气管、接头是否有松动、破裂或漏气处。如果压缩机不向储气罐充气，要检查油水分离器和空气滤清器及管路内是否污物过多而堵塞，如果是堵塞，应清除污物。检查压缩机的排气阀是否漏气，弹簧是否过软或折断，气缸盖有无砂眼、衬垫是否损坏，根据所查找的故障更换或修复损坏零件。检查压缩机缸套、活塞环是否过度磨损。检查并调整卸荷阀的安装方向与标注箭头方向是否一致。
3压缩机主轴抱死及轴瓦或连杆瓦松旷
傳动的轴瓦或连杆瓦异常松旷。分析故障原因：一是润滑油变质或杂质过多，供油不足或无供油。二是轴瓦移位使压缩机内部油路阻断，轴瓦与连杆瓦拉伤或配合间隙过小。排除方法：检查润滑油的油质及杂质含量，与使用标准比较，超标时应立即更换；检查空压机润滑油进油压力、机油管路是否破损、堵塞，压力不足应立即调整、清理或更换失效管路；检查轴瓦安装位置，轴瓦油孔与箱体油孔必须对齐；检查轴瓦或连杆瓦是否烧损或拉伤，清理更换瓦片时检查曲轴径是否损伤或磨损，超标时应更换；检查并调整轴瓦间隙。
4 主机转子轴向窜
拆除止推盘前后止推轴承，用百分表测量转子轴向的端面，向前后2个方向轴向移动，直至转子内部件接触机壳部件位置。测量转子总窜量S，其值应等于转子与定子间左右两侧窜量之和。装上止推轴承工作侧瓦块，测量转子自工作侧向排气端的窜量S1，转子自工作位置向前窜量S2=S- S1，通过3个数据确定转子定心。比较S1、S2，必要时调整止推轴承触垫片。应旋转转子进行多次测量。
5 结束语
离心式压缩机组 篇5
1 石化行业离心压缩机密封系统对其机组振动的影响
石化行业离心压缩机密封系统对其机组振动的影响主要是压缩机密封系统对转子振动的影响。在离心压缩机工作运行中, 随着转子转速和介质压力的提高, 使转子柔性增加以及密封间隙减少, 密封腔流体激振是离心压缩机转子发生强烈振动的根本原因。压缩机密封装置引起转子的自激激振, 会使机组产生振动故障, 严重影响机组的安全稳定运行。
1.1 离心压缩机密封系统密封特性系数会影响转子振动
离心压缩机密封系统密封特性系数包括主刚度系数、交叉刚度系数、主阻尼系数和交叉阻尼系数[1]。在离心压缩机密封系统密封特性系数中, 主刚度系数和交叉阻尼系数对转子振动几乎不产生影响, 主要影响转子振动的系数为交叉刚度系数和主阻尼系数, 其中交叉刚度系数是引起转子振动的因素, 而主阻尼系数是使转子趋向稳定的因素。交叉刚度系数和主阻尼系数是矛盾因素, 而转子振动主要取决于矛盾更偏向的因素。
1.2 离心压缩机转子的转速会导致密封系统影响转子振动
离心压缩机转子振动与转子的转速具有直接关系。若离心压缩机转子的转速达到某种特定值时, 转子的振动才会发生明显的增强, 而转子的转速低于这种特定值使, 离心压缩机的密封系统会减弱转子的振动, 从而降低机组的振动, 保障机组的安全稳定运作。此外, 转子上的各级叶轮的密封对转子的振动影响效果不同, 其中, 以中间叶轮处的密封对转子的振动影响最明显[2]。因此, 在离心压缩机操作使用过程中, 控制转子的转速, 避免转子发生剧烈的振动而影响机组的振动, 从而保障机组运行的安全稳定。
2 石化行业离心压缩机密封系统的技术完善
石化行业离心压缩机密封系统的技术主要有传统迷宫密封、浮环密封、油膜螺旋槽机械密封以及干气密封。油膜螺旋槽机械密封和干气密封较传统迷宫密封和浮环密封更具优越性, 而干气密封是石化行业离心压缩机密封系统未来发展方向。
2.1 传统迷宫密封
传统迷宫密封主要是以梳齿密封为主要密封结构, 常用于透平压缩机、汽轮机以及燃气轮机等主轴密封。早期的迷宫密封最大的缺点是泄漏量大, 改进后的迷宫密封能有效的阻挡气体外泄, 然而改进后的迷宫密封未根本改变密封形式, 压缩机蒸汽的进入会引发腐蚀问题, 并且机组振动时, 增加转子与定子相碰的接触面积, 从而增加离心压缩机的危险性[3]。现当代, 石化行业对离心压缩机压力、组机大型化及高环保要求, 迷宫密封已经不推广使用。
2.2 浮环密封
离心压缩机使用最为广泛的密封系统是浮环密封, 浮环密封可用在较高参数下的旋转轴密封上, 通过回收和分离后再与外回流混合, 可以重复使用。浮环密封的主要优点是非接触和寿命长, 常常用于转速和压力较高的离心压缩机, 而其主要的缺点是密封系统泄露量大, 需要一套完善的供给、分离和控制系统, 然而腐蚀性、油溶性等物质会对控制系统会造成一定的损害, 并且浮环密封对环境的污染较为严重。浮环密封检修费用较为低廉, 密封效果较好, 常用于瓦斯气和中、高压氢气离心压缩机, 然而长期使用浮环密封对环境的污染较大, 不利于环保, 因此, 浮环密封逐渐被更为先进的油膜螺旋槽机械密封所取代。
2.3 油膜螺旋槽机械密封
油膜螺旋槽机械密封是在浮环密封的基础上进行的改造。目前, 油膜螺旋槽机械密封及其配套技术已经逐渐完善, 其密封端面的线速度可超过100m/s, 若油膜螺旋槽机械密封审计精确, 各种配置良好, 理论上可以实现密封系统的无磨损、零泄露以及内回流不回收。由于油膜螺旋槽机械密封是在浮环密封上进行的改造, 其利用原先的密封油路系统, 而取消浮环密封原内回流分离和回收系统, 实现浮环密封的精简, 从而提高压缩机的密封效果。
2.4 干气密封
离心压缩机的干气密封是一种新型的非接触式机械密封, 其构造类似于普通平衡型机械密封。干气密封是一种无油、干燥以及洁净的气体密封, 其利用气体通过密封间隙时被节流和减压以实现密封的效果。干气密封中的微小间隙可保障气体的泄漏率最低, 并且密封的动环和静环不产生摩擦, 使整体密封耗能低。干气密封能有效的阻止工艺气体进入大气, 而又能隔离密封气体进入压缩机内, 实现完全的隔离, 并且密封运行耗能低, 能有效的提高企业经济效益, 与浮环密封相比, 其密封辅助系统也缩小和简化, 降低检修费用, 节省资源, 是最理想的压缩机密封系统[4]。然而干气密封设计、制造等技术含量较高, 因此, 干气密封未能广泛被使用, 但干气密封是石化行业离心压缩机密封系统未来发展方向。
3 结束语
离心压缩机是石化行业的关键设备, 在石化行业中占有重要地位。离心压缩机机组振动会影响离心压缩机工作状况, 降低企业经济效益。离心压缩机密封系统对机组振动具有显著的影响, 其主要通过影响离心压缩机的转子振动而影响机组振动, 而压缩机密封系统特性系数以及转子的转速使离心压缩机密封系统对转子造成振动, 进而影响机组振动。不断完善密封系统技术, 降低压缩机密封系统对机组振动的影响, 从而促进企业稳定发展。
参考文献
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[3]吕子文, 龚翠兰.CDP-416型压缩机密封气系统的改造[J].油气储运, 2010, 07 (14) :539-542
离心式压缩机组 篇6
斯凯孚 (SKF) 推出磁浮轴承解决方案, 实现了冷水机组中离心压缩机的无油化运行。
该系统解决方案将高速永磁电机和集成控制的主动式磁浮轴承结合在一起, 同时配备市场上标准的变频器, 通过避免机械接触和油润滑产生的摩擦损耗, 大幅度的提高压缩机能效, 从而降低运行成本。与传统的齿轮驱动离心压缩机相比, 可提高至少10%的能效。同时由于运行中不再需要润滑油系统, 无振动无摩擦, 也提高了蒸发器和冷凝器的传热效率, 可保证冷水机组极低噪声的运行环境。
该磁浮轴承系统每分钟的转速可超过40 000 r/min, 同时可适应压缩机的频繁启动以及瞬态的激增力。主动控制系统可实现每秒钟15 000次的位置传感追踪, 以微米级精度保持主轴转子位置, 同时消除振动。
离心式压缩机密封技术初探 篇7
1 迷宫密封简介
迷宫密封还可称之为梳齿密封, 迷宫密封是最基本的离心压缩机密封形式。此种类型的密封是通过节流间隙中节流过程和密封腔内动能转化为热能, 从而实现密封。迷宫密封的优点包括结构简单、安装和操作也较为简单, 且辅助设备较少。通常条件下可允许压缩机内的气体可微量泄漏到大气中, 但其只是在低压介质密封的情况下使用。空气作为介质的此类压缩机一般均是通过节流降低泄漏, 且较便宜, 且泄漏气体量的多少对主机效率有一定程度的影响, 所以应该对迷宫式密封的主要还是研究其节流功能。
2 浮环密封简介
在液体密封的方式中, 浮环密封是其中的一种, 浮环密封的发展是从固定套筒式油封进而逐渐演变的。浮环在旋转轴上, 位于两个浮环密封腔和转子的间隙较小的环。封油注射后浮环密封腔, 浮动环间隙向内外浮环外漏。因为在高速旋转状态下的转子, 为流进浮环密封间隙内的油, 同时在转动轴的作用下形成油膜的能力。浮环密封的优点: (1) 适用于高速、各种压力等级, 应用操作方位较广; (2) 属于非接触式密封, 可靠性高, 寿命长。
浮环密封不仅有优点, 同样也具有一定的缺点, 其主要缺点包括两种, 其一为存在较大的内泄漏事件, 然而内泄漏漏油事件处理、回收均较为复杂, 其中便包括脱气槽、控制系统及油气分离器等, 一旦内泄漏的情况过于严重时, 若该系统也出现失灵的情况, 那么密封油污染在工艺回路上便会存在一定的危险, 可能会导致产品的质量降低, 使得催化剂毒化, 最终导致装置出现停机的情况。所以为了对这一缺点进行克服, 那么就一定要减少内泄漏发生。缺点二是此种密封方式控制系统香闺来说较为复杂, 油气压差较小。
3 机械密封简介
过去的时候, 浮环密封及迷宫密封均有较广的用途, 但是近些年来, 密封技术得到了快速的发展, 机械密封与干气密封在现在已经得到了更广泛的使用推广。机械密封正在逐渐的替代浮环密封, 其具有泄露率低、密封油消耗少、润滑系统和控制系统简单安全、操作方便可靠, 缺点是机械密封成本高, 但总体来说, 机械密封具有非常明显的优越性。
4 干气密封简介
干气密封属于20世纪我国开始发现的一项新型技术, 其和其他密封方式比较具有非常显著的优点。通常条件下, 干气密封和机械密封比较, 两种在剖面较为相似, 但干气密封则是充分的实现了在转动垂直平面内完成的。另外, 对其公用面结构进行分析, 我们可以发现干气密封是由螺旋槽表面、台阶形密封、扁平密封块以及锲形密封块等组成的。下文对干气密封的特点、工作原理及应用等进行了介绍, 详细如下文:
4.1 干气密封特点
干气密封是一种先进的非接触式密封, 且干气密封功率消耗量非常小, 一般只占有5%的接触式机械密封;干气密封与其他密封方式对比时, 此种密封方式气体泄漏量非常小;在离心压缩机可以选择用自己的技术为气密封, 密封过程无不良影响;介质实现零逸出, 是一种环保型密封;干气密封的优点是辅助系统简单、可靠, 同时在使用过程中不需要维修和保养。
4.2 干气密封工作原理
干气密封主要分为两个功能区, 外区域和内区域, 气体进入开槽的外区域这些槽将压缩进入的气体, 在槽根部形成局部的高压区, 使端面分开, 并形成一定厚度的气膜, 为了获得必要的泵送效应, 动压槽必须开在高压侧。开槽的密封间隙内的压力增加对干气密封的工作是至关重要的, 它将保证即使在轴向载荷较大的情况下, 密封也能形成一个不被破坏的稳定气膜。密封的内区域 (即坝区) 是平面的, 靠它的节流作用而限制了泄量。密封工作时端面气膜形成的开启力与由弹簧和介质作用力形成的闭合力达到平衡, 从而实现了非接触运转。干气密封的弹簧力是很小的。主要目的是当密封不受压或不工作时能确保密封的闭合, 防止意外发生。
4.3 离心式压缩机干气密封的应用
升压机:压缩机停止运行之后, 两个肝气密封面相互接触, 压缩机中进口压力与出口压力相等, 不能够通过对压缩机出口气体密封, 因此使用氨气压缩机、天然气压缩机共同提高密封气体内的压力。此种密封, 故而采用1台天然气压缩机、氨气压缩机共用的升压机提高密封气的压力。AMPLFLOW控制系统入选此种增压控制控制系统, 其是通过压缩机逻辑孔来操作电路控制器, 用2个球阀制动的电磁阀来启动, 打开球阀可使驱动空气和工艺气进入到升压机, 升压机驱动空气活塞, 待其连接到较小活塞上, 压缩工艺气体, 从而产生高压气体。
我公司氨压缩机 (MCL807 (低) +3MCL807) 干气密封流程:氨气压缩机是沈阳鼓风机集团有限公司, 其是由蒸汽轮机驱动, 氨压缩机干气密封属于串联是干气密封的类型。特殊条件下, 没有经过调整阀的氮气可替代从压缩机出口密封气作为机组的密封气。压缩机启动时一级密封气采用3.42MPa的氮气, 经过过滤单元作为一级密封气分别进入高、低压缸高、低压端第一级密封腔。正常启动后倒换用压缩机三段出口防喘振冷却器前气体和三段出口冷却后气体供气。95%的密封气经疏齿密封进入缸体。剩余密封同二级密封气一起排放向火炬。
合成气压缩机干气密封流程:合成气体压缩机是由美国德莱赛兰生产的离心式压缩机, 由蒸汽轮机驱动, 有低压缸和高压缸两个缸体。其也属于串联式干气密封类型的一种。干气密封与一般机械密封的平衡型集装式结构一样, 但端面设计不同, 表面有几微米至十几微米深的沟槽, 端面宽度较宽。干气密封在两个密封面上生产出一个稳定的气膜, 该气膜具有非常强的刚度, 其可以让两个密封面绝对分离, 但会维持一定的距离, 一般为几微米。密封间隙太大, 会导致泄漏量增加, 密封效果较差;而密封间隙较小, 容易使两密封面发生接触, 因为干气密封的摩擦热不能及时散失, 端面接触无润滑, 将很快引起密封变形、端面过度发热从而导致密封失效。
5 结束语
螺旋槽结构形式与密封刚度之间有非常密切的联系, 然而迄今为止主要包括单项槽和双向槽, 单项槽的优点是密封刚度适当, 在中压和高压离心压缩机方面适用范围较广, 而双向草的密封气膜刚度较差, 其可安装在传动侧和驱动侧, 降低零部件的使用数量, 在低压离心压缩机方面有一定的应用范围。
参考文献
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[2]葛元义, 王天全, 赵继文等.重油催化裂化装置2MCL456型离心式压缩机密封系统的改造[C].//2001年石油炼制技术大会论文集.2001:967-971.[2]葛元义, 王天全, 赵继文等.重油催化裂化装置2MCL456型离心式压缩机密封系统的改造[C].//2001年石油炼制技术大会论文集.2001:967-971.
[3]刘冬菊, 哈福民, 印明洋等.筒型离心式压缩机干气密封定位凸台的补焊[J].风机技术, 2006, (4) :26-27, 61.[3]刘冬菊, 哈福民, 印明洋等.筒型离心式压缩机干气密封定位凸台的补焊[J].风机技术, 2006, (4) :26-27, 61.
离心式压缩机常见故障分析 篇8
在离心式压缩机的各种故障中, 经常碰到的, 影响最大的就是振动问题。振动是造成工程结构损坏及寿命降低的原因。引起振动的因素很多, 最重要的就是找出各种振动的特点和规律, 当出现振动故障时, 能迅速找出原因, 提出相应的对策。
1 压缩机常见故障产生原因、振幅、振动效率
下面就压缩机常见的机械振动故障进一一列举, 以便在生产实践中对离心压缩机产生的振动原因做出迅速而正确的判断:
1.1 故障产生原因、振幅、振动效率及特征 (见表1)
一般说来, 对于因操作转速接近临界转速而引起的压缩机振动故障我们常采取变换操作转速或变更临界转速的方法加以校正。而结构性共振我们则采取改变部件的设计, 改变部件的自振频率来进行优化, 另外, 像不同心、轴弯曲、不见松动、齿轮缺陷、密封片摩擦、基础不坚等常见普通故障, 我们一般采取重新找正、直轴、紧固松动部件加防松部件、重新检查安装、修补基础等一般方法即可解决, 但是像油膜振荡、喘振、转子不平衡等这几种比较复杂且典型的振动故障, 则需要细致分析、加以处理。
2 压缩机典型振动故障分析
离心压缩机是一种高转速、高功率, 是制造精度非常高的动力机械。压缩机的振动故障诊断技术经过多年的发展, 已经形成了比较完整的一套方法, 下面就几种典型的压缩机振动故障进行进一步分析:
2.1 油膜振荡
油膜振荡是高速滑动轴承的一种特有故障, 它是由油膜力产生的自激振动。转子发生油膜振荡时输入的能量很大, 引起转子轴承系统零部件的损坏, 甚至整个机组的毁坏, 其防治措施主要有以下几种:
1) 避开油膜共振区:使压缩机工作转速避免在一阶临界转速的两倍附近运转。
2) 增加轴承比压:即增加轴瓦工作面上单位面积所承受的载荷。增加比压就等于增加轴颈的偏心率, 提高油膜的稳定性。
3) 减少轴承间隙:轴承间隙减小, 侧可提高发生油膜振荡的转速。
4) 控制适当的轴瓦预负荷:预负荷为正值, 就是轴瓦内表面上的曲率半径大于轴承内圆半径, 等于起到增大偏心距的作用。
5) 选用抗振好的轴承:圆柱轴承抗抗性最差, 其次是椭圆轴承最好的是三油楔和四油楔轴承。
6) 调整油温:升高油温, 减小油的粘度, 可以增加轴颈在轴承的偏心率, 有利于轴颈稳定。
2.2 旋转脱离
旋转脱离的机理:当离心式压缩机工况发生变化时如果流过压缩机的量减小到一定程度, 进入叶轮或扩压器的气流方向发生变化, 气流向着叶片工作面产生冲击, 在叶片非工作面上产生很多气流旋涡, 旋涡逐渐增多。使流道流通面积减少。假如2流道中旋涡较多, 多余的气体就会进1和3叶道, 进入1叶道的气体正好冲击叶片非工作面, 使旋涡减少, 而进入了叶道的气体冲击工作面使旋涡增多, 堵塞流道的有效流通面积, 迫使气流折向其他流道如此发展下去, 旋涡组成的气团转速反向传播, 并产生振动。
2.2.1 类型
旋转失速有渐进型和突变型两种。渐进型失速是随气量的减小, 气流堵塞区所占的面积是逐渐扩大的;突变型失速是在气量减少到一定程度后失速区迅速扩大, 占据较大面积, 更容易产生较大的气流脉冲, 会引起强烈的机器和管道的振动。
2.2.2 特征
(1) 失速区内气体减速流动, 依次在各个叶道内出现与旋转方向相反做环向移动, 叶轮内压力是轴不对称的。
(2) 旋转失速产生的振动基本频率, 叶轮失速0.5～0.8转速频率扩压失速在0.1～0.5转速频率。
(3) 压缩进入旋转速后, 压力发生脉动, 但流量基本不变。
(4) 旋转失速引起的振动, 强度比喘振小。
2.3 喘振
喘振是突变型失速的进一步发展。当气量进一步减小时, 压缩机整个流量被气体旋涡区所占据, 这时压缩机出口压力会突然下降。但是有较大容量的管网压力并不会马上下降, 出现管网气体向压缩机倒流现象。当管网压力下降到低于压缩机出口压力时, 气体倒流停止, 压缩机又恢复到原来压力后, 又会出现整个流道内的旋涡区。这样周而复始, 出现了压力和流量周期性的脉动, 并发出低频吼叫, 机组产生剧烈振动。其产生的原因可分为以下几类:
(1) 压缩机转速下降而出口压力未下降引起的喘振; (2) 管网压力升高引起的喘振; (3) 压缩机流量下降引起的喘振; (4) 压缩进气温度高引起的喘振; (5) 分子量减小引起的喘振; (6) 压缩机进气压力下降或入口管网阻力增大引起的喘振。这些情况都能使性能曲线下移而使工作点落到喘振动线上而使机组发生喘振。
2.4 转子不平衡
旋转机械的转子由于受到材料质量和加工技术等各方面的影响, 转子上的质量分布对中心线不可能绝对地轴对称, 转子质量中心与旋转中心线之间总是有偏心距存在。我们把旋转质量沿旋转中心线的不均匀分布称为不平衡。它又分为:
2.4.1 固有不平衡
即使制造过程中各个转子已做了动平衡, 但是在连接起来的转子系统中还是不可避免地出现某些固有不平衡。这种不平衡将引起稳定的每转一次的转速频率振动其幅值不随时间而变, 只是随某一给定转速下操作条件 (温度、压力、负荷等) 的变化, 这种固有的不平衡, 最有效的防治方法就是改善转子的平衡条件来降低激振力。
2.4.2 转子的飞缺
离心压缩机转子飞缺最常见的是转子结疤大量不均匀脱落, 使转子产生阶越式不平衡变化。在修理时单独测振幅不能确定区缺的发生, 因此还必须同时测向位。
3 改进措施
结合笔者在压缩机保养、维修的研究中所发现的如叶轮及隔板结疤、气封材料腐蚀、喘振、找正精确度低等问题, 建议对压缩机的使用做出如下改进:
(1) 压缩机的叶轮及隔板结疤较快, 严重影响打气量和转子的动平衡, 需经常揭盖清理。对生产影响较大, 造成很大的损失和浪费, 建议在进气口机组运行过程中加水, 利用转子的离心力把疤冲掉。但转速很高易产生水冲击破坏叶轮, 需对入气口所加水进行高压雾化, 使水均匀进入压缩机流道。
(2) CO2气在进入压缩机前进行充分除尘, 需要增加两台电除尘, 确保气体除尘量10mg/m3以下, 减少压缩机的结疤。
(3) 现在用的气封材料为铝, 在机组运行过程中易被氧化腐蚀, 且不耐冲刷, 经常断裂变形, 与转子产生摩擦引起压缩机振动。建议气封材料改为浸四氟, 这样可避免上述问题出现。
(4) 建议一、二段冷却器改为波纹管换热器, 这种冷却器使气体和水能够加剧湍流, 管内外不易结疤, 提高换热效果。从而避免因气体得不到充分冷却而使压缩机稳定工作范围变窄发生喘胀节, 避免压缩机受到外力作用, 在运行过程中不能自由膨胀而引起振动。
(5) 建议在压缩机进出管上安装波纹管膨胀节, 避免压缩机受到外力作用, 在运行过程中不能自由膨胀而引起振动。
(6) 为了提高机组检修时的找正精度, 建议使用激光找正仪, 使找正误差控制在0.02mm之内, 并且避免了找正过程中的视觉误差。并在每台压缩机上安装在线检测系统, 以便在机组运行过程中进行连续而有效的检测, 掌握它们的运行状态, 为操作、检修和改造提供依据。
4 结束语
随着石油化工技术的发展, 离心压缩机越来越多地应用到生产中, 并不断朝高速、高压力、大流量方向发展。对离心压缩机的振动原因、机理、故障等进行深入地分析有着重要的意义和价值。在实践中应妥善维护和检修, 改善压缩机的运行状况, 减少非计划停车的次数, 从而保证压缩机的长周期安全稳定运行。
摘要：详细地分析了引起压缩机振动的几种主要原因, 包括转子不平衡产生的振动的机理、轴系不对中产生的振动机理、油膜振荡与喘振产生的振动的机理等, 并结合笔者研究经验, 提出了改进措施。
关键词：压缩机,故障,分析
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离心式压缩机组 篇9
【关键词】离心式冷水机组；变频调速；节能效果；变频改造
一、前言
离心式冷水机组运用于中央空调系统中具有明显的优势，在功能上，离心式冷水机组的单机制冷量大；在体积方面，离心式冷水机组结构紧凑，不仅重量轻，而且占地面积较小；在运行方面，离心式冷水机组运行平稳，工作可靠，且其运行产生的振动幅度小，噪音小。但是，由于我国部分地区的中央空调负荷会随着季节的温度变化、昼夜温度的变化而变化，而当前的离心式冷水机组运行调节对机组的节能效果不明显，常常导致中央空调常年运行的费用居高不下的情况。本文通过选用型号为YKCECEQ75COF的约克离心机进行变频节能效果分析，以得出离心式冷水机组变频调速后节能效果的结论。
二、离心式冷水机组变频调速装置运行原理
离心式冷水机组变频调速装置也可被称为VSD，其主要运用独特的控制逻辑，通过将导流叶片开关度和电机转速进行同步调节，最终实现变频调速的目的。导流叶片能够让叶轮进口的制冷剂的绝对速度有预旋，因此可以调节能量头，并且能通过让流量改变以实现调节制冷量的作用[1]。在对导流叶片进行调节后，能够使压缩机可以在最大压头下的任何一个点上运行。若离心式冷水机组负荷降低，则导流叶片就会关闭，进而使离心式冷水机组的负载减轻。通过进口导叶调节，能够让喘振点在极小的制冷量情况下才得以发生。当室外温度和中央空调负荷降低时，可以运用变速控制使压缩机转速降低，一方面能够使离心式冷水机组在部分负荷中平稳、有效的运行，另一方面能够极大的降低离心式冷水机组的功耗，实现变频调速节能效果。
三、离心式冷水机组变频调速节能原理分析
对于大型建筑而言，离心式冷水机组运用于中央空调系统中具有明显的优势，是空调冷源的首选产品，其工作点主要受到离心式制冷机的特性以及换热器的特性的共同影响。在离心式制冷机和特定的换热器匹配后，离心式制冷机的自身特性会对实际制冷量产生影响，同时，冷凝器和蒸发器的运转也会对制冷量产生影响[2]。
（一）部分负荷状态下运行的节能 离心式冷水机组几乎有九成的运行时间都在部分负荷工况状态下运行的。一般而言，在部分负荷状态下，离心式冷水机组可以运用调节导流叶片开度的方式，调节离心式冷水机组的制冷量。在70-90%部分负荷的时候，其可以达到最高的制冷效率，当负荷降低，则单位制冷量的能耗将大幅度上升[3]。通过使用变频调速装置，能优化电机转速和导流叶片的开度，让离心式冷水机组的运行转速尽可能降低，而使节能效率达到最高，减小能耗。
（二）低温冷却水状态下运行的节能 离心式冷水机组在昼夜温度变化和季节温度变化等条件下运行时，其冷却水的温度通常相对较低，需要有足够的蒸发压力和冷凝压力才能满足离心式压缩机的运行条件，而通过调节进口导叶或降低输气量来满足离心式压缩机的工作，则或从一定程度上降低离心式冷水机组的节能效率。因此，需要通过使用变频调速装置调节压缩机的转速，从而使离心式冷水机组适应冷凝温度的变化，充分发挥低温冷却水的节能优势，实现离心式冷水机组变频节能[4]。
四、离心式冷水机组变频调速的节能效果分析
本文的节能效果分析主要选用约克离心机，其机组型号为YKCECEQ75COF，满负荷制冷量为2109kW（600TR），冷冻水温度为7-12℃，冷却水温度为32-37℃，其中蒸发器污垢系数为0.0176m2·℃/kW，冷凝器污垢系数为0.044m2·℃/kW[5]。
（一）变水温工况
当室外温度降低时，冷却水的温度也会随之降低，离心式冷水机组负荷也会相应的降低，在变水温工况下，变频的离心式冷水机组和定频的离心式冷水机组的节能效率有很大差别，具体数值参照表一。
通过表一数据可以看出，当负荷占比100%时，定频离心式冷水机组比变频离心式冷水机组的节能效率高，而在负荷占比低于100%的情况下时，变频离心式冷水机组的节能效果更为显著。
（二）恒水温工况
在冷却水温度不发生变化的情况下，离心式冷水机组的负荷会降低，恒水温下工况效率的具体数值可参照表二。
通过将表二的恒水温工况与表一的变水温工况进行对比，可以发现在40-80%的负荷比内，变频离心式冷水机组在恒水温下节能效果降低，并且其节能范围也大幅度减小，而在其他负荷比内电能的消耗却在增高。
（三）机组负荷占比不变，冷却水温度变化
当使离心式冷水机组负荷占比保持不变，冷却水温度发生变化的情况下，离心式冷水机组节能效果如表三所示。
通过对表三进行分析可知，当使离心式冷水机组负荷占比保持不变，冷却水温度发生变化的情况下，变频离心式冷水机组在25℃以下的范围内可以达到节能效果，并与冷却水温度降低成反比，即冷却水温度越低，变频离心式冷水机组的节能效果更加显著。
五、结束语
综上所述，通过对离心式冷水机组进行变频调速，可以在一定程度上提高离心式冷水机组的节能效果。随着我国工业的发展和人民生活水平的提高，离心式冷水机组特别适合采用变频调速装置进行变频改造，其在改造后具有高效節能的效果，值得被广泛运用于各个领域中。然而，在对离心式冷水机组进行变频改造时，必须要在计算精确的情况下进行，科学合理的确定定频离心式冷水机组和变频离心式冷水机组的数量，并且，在实际运行时，需要根据不同的工况配置相应的运行负荷，才能最大程度的实现节能效果。
参考文献
[1]何己有.离心式冷水机组变频拖动的节能改造[J].聚酯工业，2011，08（01）：182-183.
[2]詹彦敏，万斌.空调冷水机组合并优化节能改造[J].中国科技信息，2011，01（09）：23-24.
[3]闫唯嘉，任庆昌，闫秀英.基于遗传算法的冷水机组负荷分配与出水温度的优化[J].制冷与空调，2011，12（02）：235-236.
[4]林晓丽.全热回收型冷水机组的应用[J].暖通空调，2011，19（05）：94-95.
离心式压缩机的喘振原因及控制 篇10
离心式压缩机目前广泛运用于石油、天然气、化工、冶金以及制冷等行业, 具有结构简单、体积小、效率高排放量大、气体不会受油污染并且能够在正常情况下平稳运转、压缩气流无脉动的优点。在工业生产中, 压缩机的正常安全可靠运行是生产得以正常高效率平稳运行的关键。但是由于离心式压缩机对气体的流量、温度以及气压的变化比较敏感, 所以在运行中容易发生喘振问题。而喘振对压缩机具有一定的危害性, 是导致离心式压缩机损坏的主要原因之一。
轻微的喘振不会损坏压缩机, 但应当避免压缩机在喘振发生的条件下进行运行。严重的喘振会导致压缩机机组剧烈震动, 导致流量波动幅度过大, 如果不能及时有效的采取措施加以控制, 会造成压缩机内部零件的损坏, 严重时有可能导致压缩机烧瓦甚至发生气体爆炸的事故。因此, 有效的对离心式压缩机的喘振问题进行预防和控制提高压缩机的抗喘振性能是保证工业生产正常运行的重要前提, 对喘振现象的有效控制能够使压缩机安全有效稳定运行, 从而减少对压缩机检修维护的费用, 提高压缩机的生产效率, 对工业生产的稳定运行和安全生产有着重要的意义。
二、喘振原因
喘振作为离心式压缩机运行中的一种特殊现象, 易造成气流往复强烈冲击, 严重影响压缩机运行部件, 是造成运行事故的主要因素。喘振是离心式压缩机本身固有的特性, 导致喘振产生的因素有两方面:内在因素是由于离心式压缩机中的气流在一定的条件下出现了“旋转脱离”这种状况;而外在因素是由于离心式压缩机管网系统的特性。
离心式压缩机的工作原理是通过叶轮的高速旋转提高气体压力, 而气体的升压过程主要是在扩压器和叶轮内完成的。压缩机通过叶轮的高速旋转产生的离心力把叶轮中心的气体甩向外边缘, 使气体获得高速度, 再通过扩压器将气体的速度转化为压力能, 与此同时叶轮的中心部位便形成了负压力区, 使得气气体可以不断地被吸入流道中。
在压缩机的运转过程中, 气体流量会不断减小, 当减小到最小流量的时候, 压缩机的流道中就会出现严重的气体涡动, 致使压缩机的出口压力大幅度的下降引起巨大的反差导致“旋转脱离”这种状况的发生。由于管网中的气体压力不会很快下降, 这就会导致管网中的气体压力大于压缩机的出口压力, 从而导致管网中的气体倒流, 直至管网与压缩机的压力相平时才会停止倒流。而在叶轮的旋转作用下, 气体的压力会升高, 当气体压力大于管网压力时, 气体就会流向管网从而导致管网中的气体压力上升, 形成恶性循环。这是喘振产生的主要原因。
三、喘振的控制
1可以采取部分回流的办法来达到要求, 既能达到低负荷生产的要求, 又能满足流量大于喘振点流量的要求。即只要返回流量不小于喘振点流量与流入流量之差就能够防止压缩机的喘振现象发生;
2在压缩机的气体流入口安装温度检测表和流量监视仪表, 同时在压缩机的气体流出口安装压力监视仪表, 一旦出现喘振便及时报警;
3在压缩机的出口设置防喘振线。压力边缘值设为压缩机最低允许工况点, 一旦压缩机的进口流量压力值低于边缘值也就是最低允许工况点, 防喘振线便会自动打开使压缩机出口气体流回进口。
4在操作压缩机过程中, 必须密切观察压缩机蒸汽及系统设备的各项参数, 以确保在压缩机有发生喘振的倾向时及时提前做出调整。尤其是在防喘振曲线的控制上, 一定要根据系统入口的流量以及压力, 确保防喘振点, 远离防喘振线。
四、喘振的预防
喘振是发生于压缩机的常见现象, 除了有效地控制还应该对喘振加以预防以便及时发现喘振现象, 只有控制预防双管齐下才能更加能够确保压缩机的稳定运行。对喘振现象的预防需要压缩机操作人员能够对喘振发生前的征兆现象做出明确而又准确的判断, 对喘振的判断可以通过以下几个方面进行判断:
1听声音。当压缩机的工况有发生喘振现象倾向时, 压缩机的排气管道中会发出有规律的周期性噪音, 而当压缩机进入喘振现象时, 噪音会立刻增大, 甚至出现爆音现象, 如果噪音增大, 则很有可能使压缩机发生喘振现象。
2观察仪表。喘振现象有气流减小的特点, 并且气流会有周期性的脉动现象, 如果观察到流量表和压力检测表的指针有大幅度摆动的现象, 则很有可能是压缩机发生了喘振现象。
3防喘振点的现场有效合理控制。为了确保防喘振点远离防喘振线, 在现场ITCC的控制上分为手动跟自动状态, 一定要根据系统的流量变化随时调节, 确保防喘振点远离防喘振线。
结语
虽然喘振现象是离心式压缩机的固有特性, 但实践证明, 喘振现象是能够有效地控制, 预防和避免的。采取有效的预防措施和操作, 同时提高操作人员的判断能力预防技能, 加强对压缩机的保养和管理, 可以有效地避免离心式压缩机发生喘振现象并且避免喘振带来的严重后果, 为离心式压缩机的稳定运行和安全生产提供可靠地保障, 从而增加机组的工作寿命, 增加机组的运行周期。对喘振的有效控制和预防才能够降低压缩机的检修维护费用, 降低成本, 从而提高经济运行效率。
摘要：在当今的石油化工工业和天然气运输工业中, 离心式压缩机发挥着至关重要不可替代的作用, 因此保证离心式压缩机正常运行是石油化工行业正常生产的重要前提, 而喘振现象是离心式压缩机运行中的常见现象。掌握喘振现象发生的原因以及对喘振现象有效地预防和控制是确保离心式压缩机能够稳定运行的重要前提。本文将对离心式压缩机的喘振原因以及如何防止喘振的发生及对喘振问题该如何控制进行探讨。
关键词：离心式压缩机,喘振,控制,预防
参考文献
[1]唐宇, 石成江, 吴华远.离心压缩机喘振原因分析及控制措施[J].当代化工, 2012 (09) .
[2]兰海峰.离心式压缩机运转失效分析[J].科技风, 2008 (07) .