增压机常见振动故障的分析和诊断文献综述

 2022-10-28 10:25:00
  1. 文献综述(或调研报告):
  2. 离心压缩机工作原理:

离心式压缩机是指气体压缩机的运动是沿着径向垂直于压缩机轴的方向进行的。离心式压缩机排气,气流没有脉冲、没有油,性能曲线平坦,具有较宽的操作范围和相对平坦的性能曲线。离心压缩机广泛应用在各种工艺流程中,用来输送空气、氢气、氮气、各种工艺气体或混合气体并提高其压力。

离心式压缩机的结构主体由定子、转子和轴承等组成。定子由机壳、隔板、级间密封和蜗室等构成。转子主要包括主轴、叶轮、轴套、轴螺母、垫片、平衡盘和推力盘等。支撑轴承根据具体要求使用斜瓦轴承。推力轴承常常采用米契尔式和金斯伯雷式两种类型。轴端密封根据用户的需求和使用场合可以选择不同类型的轴端密封,如迷宫密封、浮环密封、机械密封、干气密封、抽气密封和充气密封等。[1]

  1. 离心压缩机常见振动原因分析

2.1喘振

喘振是由于传真是因为压缩机气量减小的时候出口压力下降产生的。在这个时候,由于管网压力容量较大,因此不会立即减小,而是会出现管网气体倒流的现象。当管网的压力下降,并且低于压缩机的出口压力时,就不会再产生气体倒流,当压缩机恢复了原有压力,气体又会出现在流道内。这种现象如果不停的产生,就会让压缩机产生周期性的振动,而且管网容量越大,振动幅度就会越大。[2]

    1. 转子不平衡

离心式压缩机在安装和制作的过程中,由于受到材料质量以及加工技术等各方面因素的影响,导致转子上的质量分布无法完全按照中心线轴对称,故难以实现转子平衡,进而导致转子质量中心、旋转中心线存在一定偏离,转子在旋转的过程中,便会受到离心力的影响和干扰,使轴承产生核载,导致压缩机出现振动故障。对该问题出现的原因进行分析,主要包括三方面,即加工因素、设计因素以及材料因素。其中,材料因素主要是磨损性能差,运行中常因变形而导致质量分布不均,铸件存在气孔,材料厚度不一致;设计因素主要是旋转体形状问题;加工元素,切削误差以及焊接、浇注上的缺陷问题。[3]

    1. 转子与气封间的摩擦

在离心压缩机的制作过程中,为了提高压缩机的效率,需要减小叶轮顶间隙和密封间隙,从而控制气体不泄露,但是减小间隙,还会使流体动力激振以及气封与转子产生摩擦现象。一般的摩擦是有两种形式:①局部摩擦,是指转子和气峰在正常运转时,由外部因素的干扰,发生了局部碰撞磨损的现象。②大弧度摩擦接触,这种就是在产生局部摩擦后,使原有的振动频率加大而产生的。[4]

    1. 旋转失速

比喘振更为局部的现象,失速发生于当局部有逆流产生、流速/动量减小、压力降低等现象的时候。失速会在某一段的某个部件上发生,且经常伴随着次同步的振动和压力脉动的增长,并且可能会对某段压力增长有一定程度的削减。重要的是,在压缩机运行范围内的任意一点都可能产生失速现象,但是在极高或极低的流速下更常见。[5]

离心压缩机有一定的工作范围,当流量过大时,离心压缩机的流通能力达到最大。无法继续提升流量,即发生堵塞现象。当离心压缩机的流量减小到一定程度时,将发生旋转失速,离心压缩机内部流体流动不稳定,使整个系统发生振动,运行效率显著降低。[6]

    1. 转子不对中

转子不对中与转子不平衡从表面上看没什么区别,但两者实则属于两种状态,转子不对中主要表现内容有:①位置不同的振动大小由负荷大小来决定,负荷降低时,往往高振动更加明显;②联轴器同一侧互相垂直的2 个方向上,2 倍频的相位差是基频的2 倍。目前,转子不对中的解决办法有减小安装误差、提高设计精度、重新设置导向系统等。[7]

3 振动故障诊断

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