离心式压缩机常见故障分析及处理措施

2019年07

月设备运维

离心式压缩机常见故障分析及处理措施

董元亮张博强孙德超栾硕赵小阳（沈阳鼓风机集团股份有限公司，辽宁沈阳110869）

摘要：离心式压缩机因具有结构简单紧凑、输气量大、运行效率高以及可以做到对介质气无油压缩等优点，在石油、化工、制冷等

领域得到了越来越广泛的应用。本文介绍了离心式压缩机的结构及其工作原理，进一步分析日常运行中的常见故障及处理措施，

为机组的现场安装检修和运行维护提供参考。

1.离心压缩机的结构及工作原理

1.1离心压缩机结构

离心压缩机由定子及转子两大部分组成。定子件主要包

括：机壳、隔板（扩压器、弯道、回流器）和密封，轴承等。

①机壳：压缩机的机壳根据压力和介质需要可采用铸钢或

铸铁材料制成，目前大部分机壳已采用碳钢型材焊接而成。

②隔板：隔板的作用是把压缩机的各级叶轮分隔成连续性

流道，隔板相邻的面构成扩压器通道，来自叶轮出口的气体通

过扩压器把一部分动能转换为压力能。

③级间密封及轴端密封：压缩机的级间密封一般采用迷宫

密封，目的是减少压缩机各级气体回流防止级间串气。而轴端

密封则根据需要选取不同形式的密封，比如迷宫密封、碳环密

封、干气密封等。

④轴承：离心压缩机的轴承分为支撑轴承和推力轴承。支

撑轴承的作用是承受转子重量和其他径向附加力，保持转子转

动中心与气缸保持一致并在一定转数下旋转。目前最为常见

的支撑轴承是由五块可倾瓦块及轴承体组成的可倾瓦轴承，可

倾瓦块能随转速，载荷的变化自由摆动，在轴颈周围形成多油

楔，且各个油膜压力总是指向中心，具有较高的稳定性。推力

轴承的作用是承受转子的残余轴向力，限制转子的轴向窜动。

通常分为米歇尔推力轴承和金斯伯雷推力轴承。

离心压缩机的转子件主要包括：主轴、叶轮、轴套、平衡盘、

推理盘及联轴器等。

①主轴：主轴的作用是传递功率，要有足够的机械强度。

②叶轮：叶轮可分为开式叶轮、半开始叶轮、闭式叶轮。半

开式叶轮常用于大型空分机组的首级叶轮以及SVK等齿轮压

缩机叶轮。闭式叶轮在离心压缩机中应用最为广泛，其与轴之

间设计有过盈配合，通过加热的方式装配在主轴上。叶轮是对介质气做功的核心部件。

③轴套：轴套热装在主轴上，它们把叶轮固定在正确的位

置上，并且对主轴起到保护作用，使主轴避免受到气流冲刷并

防止与密封进行刮碰，也起到导流作用。

④平衡盘：在多级离心压缩机中,由于每级叶轮两侧的气体

作用力不一致,就会使转子受到一个指向低压端的合力,这个合

力,我们称为轴向力。轴向力对于压缩机的正常运转是不利的,

它使转子向一端窜动,甚至使转子与机壳相碰,发生事故。因此

应设法平衡它,平衡盘就是利用它的两侧气体的压力差来平衡

轴向力的零件。热套在主轴上,通常平衡盘只平衡一部分轴向

力,剩余的轴向力由止推轴承来承受。

⑤推力盘：平衡盘平衡后的残余轴向力通过推力盘作用在

推力轴承上。

⑥联轴器：联轴器作用是连接原动机转子（或齿轮箱高速

轴）和压缩机转子，传递功率和扭矩的部件。膜片联轴器因其

综合补偿两周相对位移的能力强且无需润滑，目前在离心压缩

机组中应用最多。

1.2离心压缩机的工作原理

介质气在通过高速旋转的叶轮时，在离心力的作用下，一

方面压力得到提升，另一方面速度也得到极大增加，原动机的

机械能转变成气体的静压能和动能。此后，气体流经扩压器通

道时流道截流面积逐渐增大，前面气体流速降低，后面的气体

又不断涌向前，使气体的动能进一步转换成静压能，达到最终

的增压目的。

2.常见故障及相应处理措施

2.1支撑轴承温度高

①轴瓦间隙偏小：调整轴瓦间隙。②瓦块表面巴氏合金存

在砂眼裂纹等缺陷：重新浇铸巴氏合金。③轴瓦设计不合理，

瓦块超负荷运行：改进轴瓦设计结构，改善承载能力。④机组

长期处在振动值偏高状态下运行会加速轴瓦的损耗：及时处理

振动问题，使轴系稳定运行。

⑤润滑油含水或带杂质进入轴颈与轴瓦之间破坏液体摩

擦：定期采样化验分析油品，必要时更换润滑油；轴瓦拆检回装

过程中确保轴承箱及轴瓦轴颈的清洁。

⑥进油温度偏高：适当开大冷却水。⑦进油压力偏低进油

量不足：适当增加进油压力；检查清理轴承座的进油通道必要

时适当扩大轴瓦进油孔径；刮瓦块进油侧油楔，使油楔加宽加

深以增大瓦块进油。

⑧回油不畅热量不能及时带走：检查轴承箱溢流孔及回油

管线是否存在阻塞；检查油箱排烟风机工作是否正常；刮瓦块

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回油侧油楔，促进回油。⑨测温线松动或损坏：检查测温线连

接情况并测阻值；检查中控室仪表卡件。

2.2推力轴承温度高

①进油压力偏低进油量不足：适当增加进油压力；检查清

理轴承座的进油通道必要时适当扩大轴瓦进油孔径；刮瓦块进

油侧油楔，使油楔加宽加深以增大瓦块进油。②进油温度偏

高：适当开大冷却水.③润滑油含水或带杂质进入轴颈与轴瓦

之间破坏液体摩擦：定期采样化验分析油品，必要时更换润滑

油；轴瓦拆检回装过程中确保轴承箱及推力盘的清洁。④推力

轴承安装不当或推力盘安装不到位：拆检检查推力轴承水准快

是否相互卡滞导致瓦块摆动不灵活；检查推力盘是否安装到

位。⑤轴向力大：调整工艺参数降低轴向力，必要时核算实际

轴向力与设计偏差，如有必要增大平衡盘更换平衡盘密封。⑥

级间密封或平衡盘密封失磨损失效：解体检查级间密封及平衡

盘密封间隙，更换间隙超差或损坏的密封；检查上下隔板中分

面间的密封胶条或密封胶，如有必要进行更换或重新涂抹密封

胶。⑧平衡关堵塞：平衡管堵塞会造成平衡盘的副压腔压力无

法泄掉，平衡盘两侧压差降低，平衡盘的平衡能力随之降低。

⑨设计不合理，瓦块超负荷运行。

2.3轴位移偏大

①压缩机喘振：应避免压缩机处于喘振工况下运行，喘振

会造成压缩机出入口压力剧烈波动，引起转子轴向窜动。②负

荷变化大，各段压力控制不好，压比变化大：调整工艺参数，稳

定运行。③级间密封、平衡盘密封间隙超差或失效：更换密封。

④位移盘跳动大：加工调整位移盘，将跳动值降至要求范围内。

⑤轴位移零位不正确或仪表问题：检查重新定零位；检查仪表

线路。

2.4轴振动超标

①轴瓦间隙超差瓦背紧力不足：适当调整轴瓦间隙；检查

瓦背与压盖的过盈量，如有必要加工轴承压盖中分面，时过盈

满足要求。

②对中偏差较大：校验对中，如有必要进行调整。③润滑

油变质或含水：化验油品必要时更换润滑油；另润滑油温度要

控制在35-45℃间。

④油膜激荡：适当降低润滑油温度；增加瓦块比压；⑤基础

刚度不足：检查底座地脚螺栓、压板等是否有松动，灌浆是否完

整充实以及基础是否存在下沉情况，根据实际情况进行调整改

进。⑥因加工制造或腐蚀、结垢、弯曲等造成转子不平衡：根据

具体情况进行修复并重新做转子动平衡。⑦喘振：喘振是压缩

机的危险工况，目前所有压缩机都设有防喘振控制画面，较好

判断，要注意的是工艺工况调节时要避免运行点落入喘振区。

⑧气体激振：此类振动是由于气体被高速旋转的主轴所带动产

生的旋流在密封圆周方向间隙不均的情况下形成不均匀的压

力分布导致转子失稳。多发生于分子量较大且内部压力较高

的机组。可通过降负荷缓解，一般需对平衡盘密封及轴承进行

改造。⑨管道振动引发压缩机振动：消除管道应力。⑩转定子

刮碰或进异物：：开盖或抽芯检查，根据情况进行修复。⑾仪表

问题：检查仪表线路。

总结：为了使压缩机能够长期平稳可靠的运行，在日常维

护使用过程中应严格按照设备监测数据调整合适的运行方式，

对设备进行定期的维护保养，及时找出引起设备不良的故障原

因加以分析排查，观察问题的细节，不可蛮干，以保证压缩机的

高效和使用寿命。仪表自动化设备故障与

维护措施

李瑞（青海盐湖工业股份公司镁业有限公司动力厂，青

海格尔木816000）

摘要：随着工业水平的提高，自动化仪表设备被大量应用在

企业生产的过程中，并且取得了良好的效果，与此同时，围绕着

自动化设备展开的研究，也变得更加系统和深入。文章首先简

明扼要地概述了对自动化仪表设备进行维护的意义，接下来结

合实际情况，分析了液位控制仪表、流量控制仪表等自动化设

备在运行过程中较常发生的故障，最后提出了自动化仪表设备

所适用的维护措施，例如，日常维护、周期性维护等，供相关人

员参考。

关键词：仪表自动化设备；常见故障；维护措施

近几年，仪表自动化在企业内部的地位逐渐提高，这是因

为仪表自动化、企业管理和企业生产间的关系，已经为人们所

熟知，但是，自动化仪表在实际应用的过程中，往往会难以避免

的出现故障或问题，甚至给企业在安全、经济等方面造成损失，

要想从根本上解决该问题，关键是结合实际情况，选择相应的

维护技术，保证自动化仪表始终处于正常的运行状态，充分发

挥出仪表自动化对企业发展具有的推动作用，本文所讨论内容

的现实意义不言而喻。

1维护自动化仪表设备的意义

企业管理者应选派专人负责对自动化仪表设备进行保养

和维护，以此来避免在日常生产的过程中，自动化设备存在问

题，导致意外事故发生的情况出现。研究表明，如果相关人员

没有及时发现并解决设备故障，不仅会给企业生产带来影响，

还会导致安全事故的发生。对自动化设备进行维护的目的，主

要是延长设备的使用寿命，使生产效率得到大幅提高[1]。作为

企业生产所必需的工具设备，自动化仪表与生产质量、效率间，

存在着十分紧密的联系，也就是说，如果想要取得和预期相符

的生产效率，定期对自动化仪表进行维护，及时发现并解决相

关设备存在的故障很有必要。

2自动化仪表设备的常见故障

2.1液位控制仪表

如果在正常的运行状态下，仪表设备的显示值呈现出极端

的状态，则需要及时检查并调整仪表参数，避免由此而引发更

严重的问题。一般来说，液压位置与仪表的运行情况密切相

关，因此，相关人员可以通过检查液压位置的方式，确定故障点

和故障来源，若液压在许可范围内变化，检修维护工作应当将

液压控制系统作为重心，若液压的变化范围难以确定，相关人

员便需要通过调整操作工艺的方式，对该问题进行解决。另

外，导压管同样是需要重点检查的对象，在对其进行检查时，相

关人员应将液位显示数值和现场指标加以比对，两者一致代表

导压管不存在泄露的情况，反之，便需要对导压管进行检查，确

定泄漏点并制定解决方案。

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