第八章 离心压缩机的安全可靠性 §8-1 强度与振动 §8-2 轴端密封 §8-3 转子主要形为公差 §8-4 整机运行考核项目 §8-5 压缩机运行与维护

第八章 离心压缩机的安全可靠性 §8-6 离心压缩机故障诊断 §8-7 离心压缩机的保护 §8-8 离心压缩机常见故障与处理 §8-9 离心压缩机ＡＰＩ标准 §8-10 化工离心压缩机现状

第八章 离心压缩机的安全可靠性 §8-1 强度与振动 一、叶轮强度 高速旋转离心力 轴过盈配合压紧力 应力

§8-1 强度与振动 二、 转子临界转速 若转子旋转的角速度与转子弯曲振动的固有圆周频率相重合，则转子发生强烈的共振导致转子的破坏，转子与此相应的转速称为转子的临界转速 刚性轴 柔性轴 一般 X 为防止轴承油膜振荡，工作转速应低于二倍的第一阶临界转速 X 用普劳尔传递矩阵法可计算转子临界转速 X 对大型压缩机多缸串联机组，需计算轴系扭转振动的临界转速

§8-1 强度与振动 三、轴向推力及平衡 1 转子承受的轴向力 叶轮两侧的流体压力不等 流经叶轮的流体轴向分动量的变化 （1） 闭式叶轮轴向推力计算

§8-1 强度与振动 (2) 半开式叶轮轴向推力计算

§8-1 强度与振动 2 轴向推力的平衡措施 （1）叶轮对排

§8-1 强度与振动 （2）叶轮背面加筋 流体旋转角速度增加，离心力增加，压力降低

§8-1 强度与振动 3 平衡盘 转子上必须保留3000－8000 N 的轴向力使其作用在止推轴承上，以防止转子轴向窜动。通常应设置转子轴向位移限制器。

§8-1 强度与振动 四、抑振轴承 1 滑动轴承的基本工作原理 当转子由静止变为转动时，转子轴径被轴径和轴承之间收敛间隙中流动着的润滑油（收敛油膜）动压力托起，从而防止了轴径和轴承表面的干摩擦和碰撞。 偏心距（大）－反映一定的油楔形状（最小厚度小）－一一对应一定载荷（大）和偏心角

§8-1 强度与振动 3 半速涡动和油膜振荡 （1）半速涡动 当外界干扰使轴径中心o’移至O”，油膜压力和载荷形成合力Dp，其水平分量推动轴径返回O’，而垂直分量推动轴颈绕平衡位置O’涡动。 涡动特征：A 涡动角速度约为转子角速度一半或稍低，故半速涡动 B 涡动与转子转向相同 C 涡动一旦产生，在相当广的转速范围内持续下去 涡动分类：A 收敛型 油膜阻尼力大于推动力，O”－O’ B 稳定型 油膜推动力作功与阻尼力吸收功相等 C 发散型 油膜阻尼力小于推动力，轨迹发散，危险

§8-1 强度与振动 （2）油膜振荡 当转子转速升高到二倍与第一阶临界转速时，半速涡动角速度等于第一阶临界转速，发生共振，称为油膜振荡 故要求工作转速低于2倍的一阶临界转速

§8-1 强度与振动 4 防止油膜振荡的方法 A 提高转子刚度（第一阶临界转速），对多级较困难 B 采用抑振性能好的轴承。

§8-1 强度与振动 抑振轴承 （1）普通的圆柱轴承：低速重载偏心大，稳定 ；而高速轻载不稳定 （2）椭圆轴承：偏心大，两个油楔，抑制轴径失稳，允许轴径正反转 瓦间隙 顶： (1.0-1.5)D/1000 侧间隙： (1.0-3.0)D/1000 （3）多油叶轴承：偏心大，多油楔，抑振性能由于椭圆轴承 （4）多油楔轴承：与多油叶类似，但只允许轴径单向转动 瓦间隙 (1.5-2.5)D/1000

§8-1 强度与振动 （5）可倾瓦轴承：轴承由多块可以绕支点偏转的活动瓦块组成。 抑振性最好，油楔数多，自动调整平衡位置 瓦间隙 (1.2-2.5)D/1000

§8-1 强度与振动 （6）垫块式止推轴承 由转子上转动的推力盘与轴承上几块扇形面形成的收敛油楔动压力来平衡转子的轴向推力载荷。 推力瓦间隙：0.20-0.35 mm，支撑轴径大者取上限

§8-2 轴端密封 梳齿密封只用于允许少量气体泄漏的机器。 一 机械密封 静动端面固体摩擦，密封液润滑

§8-2 轴端密封 二、液膜密封 固体间摩擦转化为液体摩擦，非接触式密封；浮动环密封 密封油压比被封气体压力大0.05－0.1Mpa 密封间隙小： 适合于大压差，高转速场合

§8-2 轴端密封

§8-2 轴端密封

§8-2 轴端密封

§8-2 轴端密封

§8-2 轴端密封 三 干气密封 采用气体密封，最高压力在10Mpa以下

§8-2 轴端密封

§8-2 轴端密封

§8-2 轴端密封

§8-3 转子主要形位公差 一 转子各主要部位径向和轴向跳动

§8-3 转子主要形位公差 二、轴径圆柱度 不大于0.015-0.03 mm

§8-4 整机运转考核项目 1 检修资料：齐全，符合标准 2 振动：各轴承部位振动幅度不大于0.05 mm 3 轴承温度：经8h试运转，不大于65 4 原动机输出功率：达到设计标准或生产要求 5 压缩机性能：流量、压比符合设计标准，或达到生产要求 6 调速器性能：平稳控制转速波动率不大于5%，迟缓率不大于0.5％。 7 辅助系统润滑油、封油和真空复水泵系统符合验收标准，满足生产要求 8 仪表齐全好用 现场压力表、温度计仪表室控制调节仪表 9 管线和阀门 无泄漏

§8-5 离心压缩机组的运行和维护 一 启动 1 启动电动油泵投入工作 （1）润滑系统低压油路油压要求达到0.1-0.15Mpa稳定油压 （2）进入各轴承的润滑油温度要求在25－35oC 范围内 （3）高位油箱中应充满润滑油 2 压缩机进气管路中的节流门的节流板开度为5－10o 3 叶轮压缩机出气管路中的闸阀要关闭，打开出气管路的旁通管路中的闸阀，关闭放空阀。 1)当原动机达到额定转速时，主油泵开始正常工作，自动停止电动油泵。润滑系统高压油路（为压缩机液动调节系统和液压式轴向位移安全器供油）要求达到0.6MPa的稳定油压；低压油路要求达到0.1-0. 15MPa的稳定油压；

§8-5 离心压缩机组的运行和维护 2）机组轴承振动在规定范围内； 3) 机组轴承温度在规定范围内； 3) 机组轴承温度在规定范围内； 4) 冷油器出口油温达到40oC时，对冷油器供水，保持轴承进口处 油温在30 ℃ -40℃范围内。冷油器内的水压应低于油压； 5) 机组无负荷运行正常后，逐渐开启进气管路上的节流门，直到全 开。然后逐渐关闭出气管路的旁通闸阀和开启出气管路上的闸 阀，调节出气管路中的气体压力，达到工艺流程的压力要求； 6) 控制叶轮压缩机缸间、段间冷却后的进气温度在要求的范围内 （由调节气体冷却器的冷却水量来达到）； 7) 调节叶轮压缩机的性能，使其满足工艺流程的需要，机组投入正 常运行； 8) 记录原动机拖动叶轮压缩机组的启动时间，启动电流与启动功 率。

§8-5 离心压缩机组的运行和维护 二、叶轮压缩机组的运行 (1) 监视并记录机组各轴承的振动振幅：振幅达到规定值时应发出 (1) 监视并记录机组各轴承的振动振幅：振幅达到规定值时应发出 声、光报警讯号；达到极限值时应自动连锁停机。 (2） 监视并记录机组各轴承的温度：温度达到规定值时应发出声、 光报警讯号；达到极限值时应自动连锁停机。 (3) 监视并记录润滑系统的油压：油压低于规定值时应发出声、光报 警讯号，并连锁自动启动电动油泵；电动油泵投入工作后，油压 继续降低至极限值时，应自动连锁停机。 (4) 监视并记录转子的轴向位移：轴向位移达到规定值时发出声、光 报警讯号；轴向位移达到极限值时，应自动连锁停机。

§8-5 离心压缩机组的运行和维护 (5)监视叶轮压缩机严禁进入喘振区域运行：当接近喘振区域时，防喘 振调节装置动作，自动打开出气管路中的旁通管路上的放空阀，放 空或者把一部分气体回流到压缩机的进气管路中（如机组没有防喘 振装置，可手动放空或打回流）。； (6)监视润滑系统油箱的油位：油位下降至最低油位线时，应发出声、 光报警讯号；加添新油后，油位仍继续下降时，应停机检查。 (7)巡回监视机组的运行情况：如果发出机组内部有磨撞声响，或者任 何一个轴承或密封处冒烟时，应立即停机检查。 (8)监视并记录气体冷却器的出口气体温度、进口气体温度，冷却水的 进、出水温度及冷却水的压力。当冷却器的出口气体温度超过规定 数值时，应发出声、光报警讯号，增加冷却水量，开动冷却塔轴流 风机以降低冷却水的温度。

§8-5 离心压缩机组的运行和维护 三、叶轮压缩机组的停机 (1)逐渐打开旁通管路上的闸阀，同时关小进气管路上的节流门，关闭 出气管路中的闸阀 (2）原动机停机。 (3）润滑系统油压降低到规定值时，电动油泵连锁自动启动。 (4) 记录停机时间。 (5) 机组停止转动30min后，或者从轴承箱流出的润滑油温度低于 450C时，方可停止电动油泵。 (6) 切断气体冷却器和冷油器的供水，并排除其内部的积水。 (7) 机组停机后每隔30min将转子盘转1800，直至压缩机机体温度降 至室温

§8-5 离心压缩机组的运行和维护 四、离心压缩机的主要操作参数 1 汽轮机操作参数：主蒸汽压力温度，汽轮机排气温度，汽轮机轴承进油压力和温度，轴瓦温度以及轴瓦回油温度和回油状况，汽轮机转速。 2 真空复水系统操作参数：复水器真空度，复水器液位，复水器上、下水压力，复水泵运行状况以及两级抽气器使用情况。对抽汽式，检查抽汽压力和流量。 3 压缩机操作参数：压缩机各段出口温度和压力，轴承进油压力回油温度，轴瓦温度及回油状况，轴承振动和位移情况等。 4 润滑系统操作参数：润滑油泵出口压力，油冷却器出口油温，油过滤器压降，动力油压力，润滑油进轴承压力，油箱液位， 高位油箱以及各轴承回油情况，润滑油泵运行状况等

§8-5 离心压缩机组的运行和维护 5 轴封系统操作参数 封油泵的出口压力，油冷却器出口油温，油过滤器压降，封油与密封气压差，油箱液位，封油高位油箱和封油的回油状况，封油泵运行状况。 以上五个方面的操作参数，必须按时进行巡回检查，但不一定所有参数都作记录，各企业可根据设备使用情况及需要摘录其中部分参数。

§8-5 离心压缩机组的运行和维护 五、离心压缩机维护的内容： 1 润滑系统：按工艺规程规定时间，检查润滑系统各部位的温度、压力、压差和液位指示值，发现偏离操作指标时，要及时进行调节，以利于润滑系统的正常运行。 ２密封系统：按工艺规程规定时间，检查密封系统各部位的温度、压力、压差和液位指示值，发现偏离操作指标时，要及时进行调节，以利于密封系统的正常运行。 ３　真空复水系统：按规定时间和路线，检查真空复水系统各部位的温度、压力、真空度和液位指示值，发现偏离操作指标时，要及时进行调节，使其恢复正常。 ４　工艺和蒸汽系统：按规定时间和路线，检查工艺和蒸汽系统各部位的温度、压力、液位指示值，发现偏离操作指标时，要及时进行调节，使其恢复正常。

§8-5 离心压缩机组的运行和维护 ５　主机：主机是检查维护的主体，要按规定时间严格检查各轴承的振动，瓦温，回油情况，转速和轴位移的指示情况，如果发现偏离操作指标规定范围，要采取有效措施，排除故障原因，使主机运行转为正常。 ６　做好设备、阀门和管线的防冻、防凝工作，避免设备冻坏、管线堵塞而影响生产。

§8-5 离心压缩机组的运行和维护 六：离心压缩机特护中的巡检内容（机、电、仪、管、操）： 　１　钳工：检查轴承、调速系统、密封系统、齿轮传动机构、联轴器 是否正常，紧固件有无松动。 2 电工：检查电机的电流是否在范围内，备用油泵的开关是否在自启 动位置，各种接地有无松动， 各指示等是否失灵，电机冷 却系统是否正常。 3 仪表工：检查轴振动和轴位移探头电压是否良好，阀门定位器和调 节阀的开度是否正常，转速表、压力表、流量计、温度计 等计量表计是否失灵，仪表空气和各引压线是否带液，防 喘振控制系统以及压力、温度、流量控制回路是否正常工 作。

§8-5 离心压缩机组的运行和维护 4 操作工：检查压缩机的转速、流量、各段进出口压力与温度、汽轮机 的进汽流量、压力、温度和凝汽器的真空度、复水器液位、 各轴承的振动值，转子轴位移值及其方向，润滑油的压力与温 度，调节油，密封供油（或气）的压力以及密封系统的泄漏状 况等。 重点是压缩机的进口流量和凝汽器的真空度。 5 管理技术人员状态检测人员：检查并收集整理通频振动趋势，各振动 分量（低频、半频、工频、二倍频、三倍频…）幅值及相位变化 趋势，轴心轨迹， 进动方向，频谱图等，重点是低频、半频、 工频、二倍频的变化趋势，并且每月要对机组运行状况提出书面 报告。

§8-6 离心压缩机机械故障诊断 一、机械故障诊断的必要性 故障指机器丧失工作效能的程度。 现代机器故障诊断技术：对机器进行在线的、动态的监测与诊断，使机器在运行中或基本不拆卸的情况下，根据机器运行过程中产生的各种物理的、化学的信号进行采集、存储、处理和分析，及时了解机器的健康状况，对已形成和将要形成的故障进行诊断，判定故障的部位、性质与程度及其产生的原因，预测机器未来的技术状况，从而采取消除故障的措施。 定期预防性维修制度－预防性维修制度，延缓停机大修时间，节省维修费用，增加持续生产时间。

§8-6 离心压缩机机械故障诊断 二、 故障诊断监测系统 主要环节： 1 机器状态参数的检测，即信号采集 2 信号处理，提取故障特征信息 3 确定故障，发生部位、类型和程度 4 对确定的故障作防治处理与监控

§8-6 离心压缩机机械故障诊断 三、故障检测技术 检测信息：振动，声音，变形，应力，裂纹，磨损，腐蚀，温度，压力，流量，转 速，扭矩，电流和功率 1 机器振动检测技术（应用最广，机械振动故障率达60％以上） A 振动信号的采集 振动位移、速度和加速度 （测振传感器，如压电式，电涡流式） B 振动信号的数据处理 提取与故障有关的信息，并从模拟量转化为数字量，进行信号 分析处理，获取用于故障分析的数字或图形。如波形图、轴心图等。

§8-6 离心压缩机机械故障诊断 2 热红外技术：轴承温度 3 声发射技术：从材料内部相对运动发出的弹性波，发现机器等局部材料的塑性 变形、位错运动、裂纹及其扩展、焊接处的缺陷或流体泄漏等故障。 4 噪声分析：采集叶片、轴承、密封、齿轮等处发生的各种频率成分的噪声使用 精密的声级计并经处理分析，可诊断处零部件的故障部位。 5 润滑油的光谱、铁谱分析：磨损零部件碎屑掺入润滑油，可应用光谱、铁谱分 析测定各种金属元素含量、磨粒大小和分布，判断磨损程度。

§8-6 离心压缩机机械故障诊断 4 机械故障诊断方法 综合比较诊断法，特性变化诊断法，故障树诊断法，专家系统诊断法和神经网络诊断法

§8-7 离心式压缩机的保护 一、 温度保护措施： 1 压缩机缸、段间进气温度保护（进口电接点水银温度计或铂电阻温度计，30 －40，省功） 喘振或阻塞 2 润滑油和封油的进机温度保护以及油箱油温保护 （1）润滑油和封油粘度、油性 （2）油温35 以下 ，加热；50 以上，冷却并声光信号报警 3 轴瓦工作温度保护（轴承电接点水银温度计或铂电阻温度计） （1）润滑油和封油粘度、油性， （2）巴氏合金强度瓦背靠近巴氏合金处埋有热阻或热电偶 （3）一般圆柱轴承 45－60， 65：报警；75：连锁停机

§8-7 离心式压缩机的保护 二、 压力保护措施： 1 压缩机出口压力保护 2 润滑油（轴承形成液体润滑）和封油（浮环形成油膜密封）供油压力保护 （1）润滑系统油压：0.08-0.15Mpa; 变速箱油压：0.2-0.3 Mpa （2）润滑系统油压： 0.06Mpa为最低限，辅助油泵自动启动，发声光报警信 号0.05Mpa自动停机连锁，发声光报警信号 （3）保证油压头，提供足够流量润滑油到轴承箱； 压力波动，增加油封难度，泄漏 3 冷却压力保护（进水管电接点压力表 0.15-0.2MPa) (多数情况，润滑油油压和变速箱油压相等） (多转子体系的临界转速，转子之间连接后的临界转速）

§8-7 离心式压缩机的保护 三、 机械保护措施： 1 压缩机转子轴位移 （1）位移指示或便送仪表，声光报警，停机 （2）轴向力增加： 1 压缩机转子轴位移 （1）位移指示或便送仪表，声光报警，停机 （2）轴向力增加： A 级间密封损坏 B 压缩机突然停机，出口气体排不出 C 平衡机构失效 （3）轴位移保护措施 哨笛式 触点式 电磁式 液压式 涡流式

§8-7 离心式压缩机的保护 A 哨笛式轴位移保护装置

§8-7 离心式压缩机的保护 B 触点式轴位移保护装置

§8-7 离心式压缩机的保护 C 电磁式轴位移保护装置

§8-7 离心式压缩机的保护 D 液压式轴位移保护装置 喷嘴－挡板机构

§8-7 离心式压缩机的保护 E 电涡流位移传感器

§8-7 离心式压缩机的保护 三、 机械保护措施： 2 振动 （1）振动幅值显示、报警、高报警、停机连锁 （2）转子不平衡 2 振动 （1）振动幅值显示、报警、高报警、停机连锁 （2）转子不平衡 （3）多转子体系的不对中 （4）机组的自激振荡（油膜振荡） （5） 喘振现象

§8-7 离心式压缩机的保护 三、 机械保护措施： 3 转子超速：重锤式超速保护机构

§8-8 离心式压缩机常见故障及其处理 一、润滑油液面下降的原因及处理方式 1 原因： （1）冷油器管束因应力或腐蚀开裂，穿孔，使润滑油漏于冷却水中 （2）管路油冷器管壳之间和阀门法兰联接处密封不严，产生泄漏。 （3）油压太高或油封间隙太大，润滑油由油封处漏损 （4）低点排空阀未关严， 润滑油由排空阀跑去 2 措施 （1）堵塞裂缝、穿孔的冷却管或更换管束 （2）更换泄漏处联接垫片，上紧连接螺栓，使各联接处无渗漏现象 （3）调整系统油压或更换油封零件，使油压和油封间隙符合标准要求 （4）经常注意检查，关好低点排空阀门，防止润滑油由此泄漏

§8-8 离心式压缩机常见故障及其处理 二 润滑油压力下降的原因是什么？ 如何处理? 1 原因 （1）润滑油过滤器堵塞，油压损失太大 （2）主油泵磨损严重，间隙超标，供油压力不足 （3）回油阀失效，主油泵输出的润滑油，经回油阀返回油箱 （4）轴瓦损坏，轴瓦间隙严重超标，泄油量增加太多 （5）油温升高，润滑油粘度下降，各部位泄漏量增加较多 （6）压力表失灵，润滑油压力正常，但压力表指示有误

§8-8 离心式压缩机常见故障及其处理 2 措施： （1）解体检查清洗润滑油过滤器，保持过滤器的清洁度，减少油压损失 （2）解体检查主油泵磨损情况，更换磨损零件或将油泵整体更新，确保 油泵处于完好状态 （3）解体检查修理回油阀，更换损坏零件或将回油阀整体更新，确保回 油阀好用 （4）停机检查轴瓦磨损情况，更换损坏严重，间隙超标的轴瓦，保持轴 瓦间隙符合设计标准。 （5）打开油冷却器水阀或使开度增加，提高冷却水量，使油温降至正常 （6）更换压力表，输通压力表接管，使润滑油压力能准确无误地传至压 力表

§8-8 离心式压缩机常见故障及其处理 三、润滑油油温上升或下降的原因是什么？如何处理？ 1 原因： （1）油冷器冷却水管阀门未开或开度不够，润滑油的热量不能及时被 水带走 （2）润滑油加热器启动后未停，使润滑油一直处于加热状态 （3）油冷器管束结垢严重，冷却效果很差，润滑油的热量无法及时带走 （4）气温突然升高，油温和冷却水温受气温影响而升高，冷却水量 又 未及时调节 （5）轴瓦间隙较小，或巴士合金脱落，摩擦严重，产生大量的热 （6）冬天气温突然下降，油温和冷却水温受气温影响而下降，冷却水量 又未及时调小。

§8-8 离心式压缩机常见故障及其处理 2 措施： （1）检查并打开冷却水阀，或将冷却水阀开度增大，增加冷却水流 量，使油中热量及时带走。 （2）停止加热器工作，避免润滑油温因加热器未停而升高 （3）解体检查油冷器，清除管束污垢层，提高油冷器换热效率 （4）及时调节冷却水流量，使气温突然升高带来的影响，由冷却水流 量予以平衡 （5）检查并修理轴瓦，使轴瓦间隙适当扩大，减少摩擦产热 （6）冬天气温降低，要及时调小冷却水流量，避免润滑油热量带走太 多，油温偏低

§8-8 离心式压缩机常见故障及其处理 四、润滑油泵不上量是何原因？如何处理？ 1 原因 （1）入口过滤器堵塞，管路阻力太大，阀板脱落，润滑油流动受阻 （2）泵入口有漏气现象，泵的吸入能力下降 （3）润滑油泵磨损严重，各部位间隙严重超标，泵的吸入能力受影响 （4）润滑油箱呼吸孔阻塞，油箱具有一定的真空程度，影响泵的吸入 性能 （5）润滑油箱液面下降的太低，油泵无法吸入润滑油

§8-8 离心式压缩机常见故障及其处理 2 措施： （1）解体检查并清理入口过滤器，减少管路阻力，提高油泵入口的通 过能力，增加润滑油的输出量 （2）检查、必要时更换泵入口段法兰联接所用垫片，上紧螺栓，提高 入口段各联接部位密封的可靠性，促使润滑油泵吸入能力提高 （3）解体检查油泵磨损情况，更换磨损零件或油泵整体更新，确保各 部位间隙符合设计标准，提高油泵吸入性能 （4）检查并清理润滑油呼吸孔，确保呼吸孔正常工作 （5）检查润滑油箱液位下降情况，注入适量合格润滑油，保证液位在 标准规定高度

§8-8 离心式压缩机常见故障及其处理 五、润滑油与封油互窜的原因是什么？如何处理？ 1 原因： （1）润滑油进机压力高，轴瓦和油封间隙大，润滑油可由此窜入油封 （2）润滑油油温高，油的粘度下降而流动性能改善，窜入油封 （3）润滑油回油系统阻塞，油流不畅，轴承箱油池液面太高，导致润 滑油窜入封油 （4）封油压力过高，浮环间隙太大；油温太高，油的粘度下降以及封 油回油系统阻塞也会导致封油窜入润滑油 （5）浮环卡死，浮环间隙形不成环形密封油膜， 密封气夹带封油， 从油膜缺口处窜入润滑油 （6）封油或润滑油压力不稳

§8-8 离心式压缩机常见故障及其处理 2 措施 （1）检查轴瓦和油封间隙，更换间隙超标的轴瓦和油封零件，提高其 工作可靠性；调节进机油压力，使其在操作指标范围内 （2）调节油冷器冷却水流量， 使润滑油温度控制在正常范围 （3）检查回油系统，使润滑油回路畅通无阻，轴承箱无润滑油积存 （4）检查浮环间隙，更换间隙超标浮，保证浮环有可靠的工作性能； 调节封油压力，使其处于正常操作指标范围；调节油冷器冷却水 流量，控制封油温度在操作指标范围；检查并畅通回油系统， 保持封油回路系统无阻塞现象等 （5） 解体检查清理浮环内杂物，使浮环在压力油膜的作用下能自由浮 动，在浮环间隙内建立有效的液体密封环，避免气体夹带封油 （６）检查并调整工艺操作系统。

§8-8 离心式压缩机常见故障及其处理 六、润滑油和封油污染的原因是什么？如何处理？ １原因： 六、润滑油和封油污染的原因是什么？如何处理？　 　１原因： 　（１）密封气未经净化处理或净化处理效果较差，使密封气中含有大 　　　　量Ｈ２Ｓ等腐蚀性介质，造成管路系统严重腐蚀，从而导致封 　　　　油和润滑油的污染 　（２）气体介质脱液不完全，残存液体颗粒在气体夹带下获得速度和 　　　　压力能，并随气流一起进入机体，这种具有速度和压力能的液 　　　　体颗粒，对梳齿密封的密封齿会产生很大的冲击力，密封齿在 　　　　冲击力的连续作用下将遭到破坏，密封性能下降或完全丧失， 　　　　导致带液气体介质窜入封油和润滑油中 　（３）密封气压力波动大，气体介质和封油互窜 　（４）汽轮机密封汽带水，并沿汽封窜入汽轮机轴承箱，导致润滑油 　　　　污染

§8-8 离心式压缩机常见故障及其处理 ２措施： （１）采取有效措施提高密封气净化效果，使密封气中腐蚀性介质含 　（１）采取有效措施提高密封气净化效果，使密封气中腐蚀性介质含　 　　　　量达标，或采用无腐蚀性的氮气作为密封气，避免封油直接与 　　　　腐蚀性介质气体接触 　（２）调解操作指标，改进工艺流程，增设脱液措施，使进机气体介 　　　　质无液体夹带现象，消除液体颗粒对密封齿的冲击。 　（３）加强巡回检查，注意操作参数，保证密封气压力的稳定性，提 　　　　高梳齿密封装置工作的可靠性，防止介质气体窜入封油 　（４）做好蒸汽的脱水工作，注意进机蒸汽的温度和压力，确保蒸汽 　　　　参数的稳定性，使进机蒸汽不带水

§8-8 离心式压缩机常见故障及其处理 七、径向轴瓦温度升高的原因是什么？如何处理？ １原因： 七、径向轴瓦温度升高的原因是什么？如何处理？　 　１原因： 　（１）轴瓦间隙太小，润滑油排泄量不够充分，摩擦产生热量不能及 　　　　时带走 　（２）轴承进油节流孔偏小，进油量不足，摩擦产热量无法全部带走 　（３）进机油温偏高，提高了轴承工作的环境温度，轴瓦温度升高 　（４）轴承设计结构不合理，轴瓦处于超负荷运行，轴瓦与轴颈无法 　　　　形成液体摩擦 　（５）轴瓦浇铸质量不佳或巴氏合金牌号成分不对，无法满足使用要求 　（６）润滑油中含水或其它杂质，降低其油性和粘性，影响压力膜形 　　　　成，造成边界摩擦或干摩擦。

§8-8 离心式压缩机常见故障及其处理 ２措施： （１）检查轴瓦配合间隙，刮研轴瓦内径，使轴瓦与轴颈配合间隙达标 　（１）检查轴瓦配合间隙，刮研轴瓦内径，使轴瓦与轴颈配合间隙达标 　（２）检查轴承进油节流孔板，加大节流孔径，提高油量 　（３）开大油冷器水阀，增加冷却水量，降低润滑油进机温度 　（４）改进轴承设计结构，改善轴瓦承载状况，降低轴瓦运行负荷，确 　　　　保轴承在液体摩擦状态下工作 　（５）选择高速轻载巴氏合金（一般为锡基巴氏合金），化验分析合金 　　　　成分是否达标，提高浇铸质量，严格加工精度，满足生产要求 　（６）采取过滤措施，将润滑油中水分和杂质清除，或更换新的合格油 品，确保其性能达标

§8-8 离心式压缩机常见故障及其处理 八、推力瓦温度升高的原因是什么？如何处理？ １原因： 　１原因： 　（１）结构设计不合理，推力瓦承载面积太小，单位面积承受负荷超标 　（２）级间密封或中分面密封失效，使后一级叶轮出口气体泄至前一级， 　　　　增加叶轮压力两侧压力差，形成较大的推力 　（３）平衡管堵塞，平衡盘副压腔压力无法卸掉，平衡盘不能正常发挥 　（４）平衡盘密封失效，工作腔压力不能保持正常，平衡盘平衡能力下 　　　　降，并将下降部分载荷传至推力瓦，造成推力瓦超负荷运行 　（５）推力轴承进油节流孔径小，油流量不足，摩擦产热量无法全部带走 　（６）润滑油中带水或含有其它杂质，推力瓦无法形成完整液体润滑 　（７）轴承进油温度太高，推力轴瓦工作环境不良69

§8-8 离心式压缩机常见故障及其处理 ２措施： （１）校核推力瓦压强，适当扩大推力瓦承载面积，使其能力达标 　（１）校核推力瓦压强，适当扩大推力瓦承载面积，使其能力达标 　（２）解体检查级间密封和中分面密封状况，更换损坏的级间密封零 　　　　件，刮研中分面，杜绝中分面密封失效现象 　（３）检查平衡管，清除堵塞物 　（４）更换平衡盘密封条，提高密封能力 　（５）扩大轴承进油节流孔孔径，增加润滑油流量，及时带走摩擦热量 　（６）采取过滤措施，清除油中水分和其它杂质，或更换合格油 　（７）开大油冷器水阀，增加冷却水流量，降低轴承进油温度，改善轴 　　　　瓦工作环境

§8-8 离心式压缩机常见故障及其处理 九、轴震动超标是何原因？如何处理？ １原因： 　１原因： 　（１）机组对中允差超标，这是引起机组振动的主要原因之一，机组 　　　　中对包括原动机与齿轮箱以及齿轮箱与压缩机的对中工作，其 　　　　中任一处对中允差超标都将引起同样的后果 　（２）转子由于结构设计不合理，制造工艺欠佳，出场时平衡状态不 良，或在安装使用过程中产生新的不平衡 （3）机组出入口管线连接别劲，或走向不合理， 工作时引起较大热应力 （4）转子与定子同心度允差超标，有摩擦碰撞现象 （5）工艺系统波动，气体介质流量大幅度变化，引起压缩机喘振 （6）轴承类型选择、结构设计不合理，或使用维修时轴瓦间隙、润滑油 温度等参数控制不当

§8-8 离心式压缩机常见故障及其处理 2 处理措施 （1）检查转子对中情况，调整机组各轴承、使其符合机组转子对中标准 的要求；转子对中时要考虑机组工作状态下温度的影响，并将温升 较高的轴承预留一热胀值，使机组运行状态的对中达到最佳状态 （2）从设计制造入手，做到结构设计合理，制造组装工艺精良，确保出 厂时转子平衡状况符合标准要求，在使用维修过程中，要做到精 心维护，科学检修，防止转子平衡精度遭到破坏 （3）松开入口法兰联接螺栓，或重新配管，纠正错口、偏口现象，接触 附加应力；改进管路走向，降低工作状态管线对设备的作用力，使 设备在运行过程中处于最佳状态

§8-8 离心式压缩机常见故障及其处理 2 处理措施 （4）解体检查转子与定子的同心度，调整转子（或定子）使其同心度 符合标准要求，避免转子和定子摩擦碰撞现象 （5）按时进行巡回检查， 注意操作参数的变化，做到精心操作，即时 调节，防止压缩机在喘振边界或喘振区运行 （6）选择抗干扰性能较好的轴承，设计时适当减少轴瓦的承载面积，以 提高轴承比压；在使用维修过程中，适当减少轴瓦间隙和提高润滑 油温度，使轴瓦的运行处于稳定状态

§8-8 离心式压缩机常见故障及其处理 十、中间冷却器出口温度太高是何原因？如何处理？ 1 原因： （1）中间冷却器管束结垢，冷却效果下降，富气热量无法被带走 （2）冷却水温度较高，压力偏低或流量偏小 （3）富气温度偏高或流量增加，冷却水未及时调大 2 措施： （1）解体检查中间冷却器，清除管束污垢，提高冷却效果 （2）联系循环水场，降低循环水温度，提高循环水压力 （3）调整工艺操作，降低富气温度；降低压缩机转速，减少富气流 量；开大冷却水阀，增加冷却水流量

§8-8 离心式压缩机常见故障及其处理 十一、机组性能下降的原因是什么？如何处理？ 1 原因： （1）压缩机级间密封损坏严重，密封性能下降，气体介质内部回流增加 （2）叶轮冲刷磨损严重，转子功能下降，气体介质受功量降低 （3）汽轮机快开阀过滤网堵塞，蒸汽流通受阻，流量小，压降大，输出 功率降低，降低了机组性能 （4）汽轮机叶片结垢，使蒸汽膨胀受阻，影响蒸汽膨胀做功转化率 （5）复水器真空度低于操作指标，汽轮机排汽受阻 （6）蒸汽温度、压力参数低于操作指标，蒸汽内能较低，不满足要求

§8-9 离心式压缩机常见故障及其处理 2 措施： （1）解体检查压缩机，更换已损坏的级间密封零件 （2）更换冲刷磨损严重的叶轮 （3）汽轮机快开阀解体检查，清除过滤网堵塞物 （4）汽轮机进行解体检查，清除叶片上的污垢层 （5）打开复水器端盖，检查并清理复水器管束污垢层，提高复水器冷 凝效果；检查两级抽气器喷嘴，清除喷嘴堵塞物，提高抽气器的 抽气能力；检查复水器密封部位，提高其密封性能 （6）联系送汽单位，提高蒸汽温度和压力，使蒸汽参数满足操作指标 要求

§8-9 离心式压缩机API标准要求简介 目的：为石油化工设备销售制订一部规范，用作产品订货的参考 一、 对机组寿命和连续运行周期要求 1 所有压缩机、润滑油和密封油系统最少有20年寿命和至少3年连续运行周期 2 汽轮机设计寿命至少20年，连续运行至少5年 3 联轴器连续使用寿命至少3年 二、 对压缩机性能基本要求 1 没有负偏差 2 压头-流量曲线由额定点至预期喘振点连续上升 3 在无旁路的情况下，压缩机应适合于任何流量下，至少在约大于喘振点流量10%的范围连续运行

§8-9 离心式压缩机API标准要求简介 三、对叶轮要求： 1 整装齿轮空压机的叶轮应选不锈钢 2 叶轮可采用焊接、铆接、铣削、铸造等方法加工，经买方同意，也可采用蚀刻和锡焊法加工 3 经买方同意，铸件和锻件叶轮可采用焊接和铆接加工 4 技术协议中应对叶轮形式和与轴的组合方式明确化 5 每个叶轮应进行115%额定速度的超速试验，试验时间不低于1min，然乎进行 磁粉和渗透检验；超速前后尺寸测量无塑性变形 四、对轴的要求： 1 轴为锻件和热轧合金钢，全部为机械加工表面，表面粗糙度为Ra0.8，装轴承处应更低一些 2 装径向振动探头的部位不能电镀、镶套和焊接。表面粗糙度为Ra0.4-0.8，通过衍磨或砂纸打磨得到。该区域还应退磁或其它处理，达到电跳值或机械跳动值不超过最大允许峰-峰值的25%，或者对装径向振动探头区域不超过6mm；两者之间取最大值；对装轴向位移探头区域，不超过13mm。 3 装轴承处不允许镀铬

§8-9 离心式压缩机API标准要求简介 五、对密封系统要求： 1 防止机体内气体泄漏到大气中，防止密封液进入机体，防止大气进入壳体和齿轮中带入灰尘和水分 2 密封系统必须做到不停机更换附件，要适应机组操作和备用各工况，材料要适合使用条件 3 密封油与润滑油可以分开或在一起。 4 密封液可以泵送，也可为高位油箱式，要有一定压差；泄露到机组内的密封液要有专用管线排出 5 一般要有隔离缓冲气注入各组密封之间，购买方应提出注入气的成分和要求

§8-9 离心式压缩机API标准要求简介 六、对转子动力系统要求： 1 销售方必须确定主机和驱动机的临界转速，确保额定速度避开之。 2 根据买方要求，提供从0到跳闸转速有阻尼不平衡响应分析，确保振幅不超标 3 扭矩分解 4 无阻尼扭振自然频率应至少高于或低于可能激振频率的10%。 5 转子最后动平衡后允许残存的不平衡量（在各轴承处） Umax (g) <6350W(kg) /min(n,25000r/min) 叶轮上禁止焊接平衡块 6 任何平面上，未滤波的振幅峰-峰值在临近径向轴承处测量不超过：

§8-9 离心式压缩机API标准要求简介 七、对轴承的要求 1 径向轴承：瓦面要浇巴氏合金，采用钢瓦架，剖分式；要有防转销和 轴向安全设施；消除油膜波动，对转子有阻尼作用，降 低加、卸载过程和过临界时的振动值，将转子受力传递 到轴承箱 2 止推轴承：推力盘表面粗糙度Ra0.4；轴向总的跳动值不超过12mm 其承载能力不能超过极限载荷50% 极限载荷为下列值中最小值 （1）最小允许油膜厚度下的载荷 （2） 蠕变限制时的载荷 （3） 最大温度下巴氏合金达到屈服强度时的载荷 3 最苛刻条件下轴承油温升不超过30K。轴承出口油温不超过80，入口油温超过50应有特殊设计

§8-9 离心式压缩机API标准要求简介 八、对润滑要求： 1 一般，润滑油为碳氢化合物 2 油压要保证油能达到润滑部位，油泵要有可靠的备用泵，带有入口过滤器、油冷器、低油压停车开关和其它必要的仪表；备用泵电机驱动并能自动驱动。 3 油系统承压元件必须为钢制的 4 一般，油冷器为可抽芯的管壳式换热器；大于0.45m2的换热面积；管子外径不小于15mm，壁厚不小于1.25mm；管子为钝化海军铜；油侧压力高于水侧（防水漏入油）；油冷器不能安装在油箱内部 5 油过滤器精度达10mm, 新滤芯压降不能大于允许压降的15% 或34kPa,框架最少能承受5atm 6 润滑油加热器功率保证在最低环境温度下12h内将整箱油加热到开机温度

§8-9 离心式压缩机API标准要求简介 7 油箱材料为奥氏体不绣钢，容量要保证停车时不溢出，也要保证有足够的时间供颗粒杂质沉淀和水汽凝结。泵正常流量下至少可抽3min才能到油位下限；底板向排污口倾斜；应有足够大的排气孔，供密封失效后进入油系统的气体排出。设计时按正常气封间隙的两倍泄露量计 8 管线、管子和配件应为不绣钢，回油管线尺寸大小应确保在油流速0.3m/s时油位不超过管径的一半，确保流畅。水平管线按流向有一定的倾斜度（至少40mm/m)；调节阀的泄放口应返回油箱

§8-9 离心式压缩机API标准要求简介 九、对控制和仪表的一般要求： 1 提供基于控制的微分处理器和适合室外安装的仪表系统，有要求时该微分处理器应能与购买方DCS系统通讯 2 所有线路都应有可拆的保护管。水平剖分壳体和可拆卸容器前不应设置不可拆卸接头 3 对整装齿轮空压机来说，当出口压力要求稳定，但环境剧烈波动的条件下，或系统空气要求相对稳定的条件下，要进行流量调节（入口导叶或截流阀） 4 必须安装压缩机喘振识别和保护系统 5 提供软停车方式，除了紧急停车系统以外，在该方式下入口阀关闭，卸除驱动器上的负荷 6 对停车后没有达到冷却周期的热启动提出警告 7 控制系统有一定的容量，当喘振或其它有问题操作迹象出现时，自动记录下报警或提出前的数据

§8-9 离心式压缩机API标准要求简介 8 对仪表和控制盘要求 （1）控制模式选择开关 （2）人工强制控制和调节按钮 （3）数字显示温度和压力 （4）历史趋势显示 （5）报警和停车控制设施 （6）报警指示和复位按钮 （7）控制盘上启动和停车 （8）振动测量和显示 （9）微处理器和所有仪表功能自动诊断 （10）压缩机操作时间累积记录和总启动次数记录 (11) 油系统充分冷却后，自动切除辅助油泵 （12）控制盘有充分的密封性，在黑暗中和强光下都可以看到

§8-9 离心式压缩机API标准要求简介 9 对温度计的要求 （1）均防腐蚀，表盘直径最少达125mm，并且是双金属的，内充液 体，白底黑字；温敏元件内必须充满液体 （2）安装在压力淹没区域内的温度计，必须为300系列不绣钢材质， 接头直径为NPS3/4, 并且为可分离的杆状热偶 10 对压力表的要求： （1）引管材质为310不绣钢，运动部件也为不绣钢 （2） 表盘直径110mm，NPS1/2阳螺纹合金钢接头，白底黑字。 （3）正常压力指示在表盘中间，任何情况选用的压力表量程比安全阀 设定值大10%以上 （4） 每个压力表都提供一个内部碟片或内部返回线， 以释放超压的 压力

§8-9 离心式压缩机API标准要求简介 11 安装和校验的仪表部位 （1）径向振动和轴向位移变送器 （2）径向振动和轴向位移监测器 （3）轴承温度监测器

§8-9 离心式压缩机API标准要求简介 十、 对机器保护系统的要求： 1 保护系统组成 （1）采集变送系统：信号采集、必要的信号状态器、信号传输电 缆、端子板 （2）监视系统：信号处理、报警、停车、逻辑推理、动力供给、显 示、输入输出、保护传输等部件 2保护系统功能： （1）通过前置探头，完成轴径向振动、轴向位移和壳体振动等监测 和信号处理 （2）通过热阻和热偶，完成各测点的温度监测及信号处理 （3）通过电磁式速度传感器，完成机械运动件的速度信号的采集、 传输和处理

§8-9 离心式压缩机API标准要求简介 3 保护系统常规硬件： （1）监测径向振动、轴向位移、相位、速度的探头和变送器 （2）安装在壳体上的加速度传感器(安装滚动轴承的电机、风机、 泵、齿轮箱等； 加速度信号只用于检测，速度信号可用于保护） （3）温度传感器 （4）监视系统（动力电压90-132V或180-264V） （5）电缆和保护管（信号电缆[用整根，不超过150m] 和动力电缆最 小距离 120 V 300mm 240 V 450 mm 480 V 600 mm) （6）接地 （7）现场安装的仪表

§8-9 离心式压缩机API标准要求简介 4 监测系统 （1）径向轴振动监测范围为0-125mm, 有要求可选0-250mm （2）径向轴振动监测的回路故障设定在低于变送器线性范围上限 125mm, 高于其线形范围下限125mm, 但最小的绝对间隙设置为 250mm （3）径向轴振动应使用一对来自各个轴承上的两个变送器监测 （4）径向振动停车系统设置成范围可调的，使一个或两个采集到的信 号可以引发停车信号输出 （5）用算术方法对监测到的振动值减去转子机械或电子调动值是不允 许的

§8-9 离心式压缩机API标准要求简介 4 监测系统 （5） 轴位移监测范围为-1mm-+1mm （6）轴位移监测的回路故障设定在变送器线性范围两端但最小的绝对 间隙设置为 250mm （7）轴位移监测应用一对通道，检测系统能显示从0为起点的两个通 道偏差，共用一个报警和停车设定点，但有各自调节机构 （8）轴位移停车系统设置成范围可调的，使一个或两个采集到的信 号可以引发停车信号输出

§8-9 离心式压缩机API标准要求简介 5 报警和停车项目 项目 报警 停车 振动高 末级空气温度高 润滑油压力低 供油温度高 项目 报警 停车 振动高 末级空气温度高 润滑油压力低 供油温度高 油过滤器差压高 密封系统压力低 分开的指示灯 备用泵操作 油箱液位低 入口过滤器差压高 驱动器振动高 表盘微正压风 喘振识别 允许启动条件 分开的指示灯

§8-9 离心式压缩机API标准要求简介 十一、机械性能试验要求 （一）测试内容 1 润滑系统、轴承系统、密封系统和振动监测系统在内整机机械性能和操作性能试验，应在额定操作速度下连续运行4h 2 包括喘振、额定和最大流量在内至少5个工作点参数应记录下来 3 不允许使用入口导叶进行节流 4 所有润滑油压力、粘度、温度均应在供货商推荐值范围内 5 在额定速度下，进行不同振幅值扫描，测量仪器的量程范围最小要达到额定功率的2.5-8倍，若振幅值超标20%,与供货商联系

§8-9 离心式压缩机API标准要求简介 （二）合格标准 1 试验在额定操作点下的消耗功率不超过额定操作点下功率的104% 2 从试验额定操作点到喘振的压升最少有10% 的余量 3 机械和驱动机的振动值在每一个性能点上都能满足要求 4 润滑油出入口温差不超过30， 轴承、密封和齿轮应检查，轴承上应无异常 5 齿轮密封面应渗透检验 （三）重新进行机械性能试验条件 机械性能试验后，更换或修改轴承、密封或揭大盖，对其它零部件修改以校正机械状况和性能，前面进行试验无效。

§8-9 离心式压缩机API标准要求简介 （四）选择性试验条款 1 性能试验 2 导叶试验（包括喘振、额定、最大流量在内5个点） 3 噪声试验 4 转子备件试验 5 整机试验 6 串机试验 7 氦气试验 8 辅助设备试验

§8-10 化工用离心式压缩机现状 一、 发展历程 （1）从20世纪70年代开始，在上海吴泾化工总厂国产30万吨/年合成 氨装置建设中，上海鼓风机厂、上海压缩机厂、上海冷冻机厂、杭州汽轮机厂分别研制成功工艺空气压缩机、合成气压缩机、氨冷冻压缩机及其配套驱动汽轮机。 （2）在此期间，我国最大的离心压缩机专业制造厂——沈阳鼓风机厂，工业汽轮机专业制造厂——杭州汽轮机厂，分别从新比隆和西门子公司引进了先进的技术软件和成套设备，使我国离心压缩机组设计制造整体水平上了一个台阶。 （3）同时，国内的研究机构也加快了研究进度，西安交大等院校和中科院系统很快在三元流理论和气体试验方面取得突破，三元流动叶轮设计计算方法和分析程序及真实气体的模拟计算方法等达到国际先进或领先水平。

§8-10 化工用离心式压缩机现状 二、大型压缩机发展方向  （1）大型离心压缩机组属技术密集型、高难度产品，必须拥有先进的专业设计制造技术。由于化工和石油化工装置不断向大型化发展，用户对压缩机组的能耗、可靠性、配套水平等技术指标的要求也越来越高。  （2）在二氧化碳压缩机方面，过去出现了一些压缩机性能与工艺条件不匹配的事故。现在西安交大、沈阳鼓风机厂都有自己的二氧化碳闭式试验台，问题已得到解决。因此，对大型化肥和石油化工压缩机的改进已基本上集中在压缩机性能本身的改进上。 （3）目前，世界上先进的压缩机制造厂家都在致力于这方面的研究。如在压缩机的气动性能设计上使用的程序，能够适用于几百个大气压，在近临界区域条件下适用于几十种复杂气体，大大提高了计算精度；在转子稳定性研究上，已经研制出超二阶、三阶的高柔性转子，并已成功使用；还在部件成套技术上有了很大发展，如在密封、轴承、调节系统、辅机配套水平等方面。因此，如何跟踪世界上先进的压缩机设计制造技术是当务之急。

§8-10 化工用离心式压缩机现状 三、大型离心压缩机组的改进 需要加强以下方面研究： （1）三维工程设计CAD开发。采用三维工程设计可以优化设计机组布置，使机组布置美观，且具有自动进行干涉检查的功能，避免设计缺陷。能够自动进行结构分析，提高设计精度和设计效率。CAD的主要开发内容有：建立三维实体造型设计模型，建立三维实体设备图库、数据库等。 （2）转子--轴承系统动力特性设计专家系统的开发。在设计过程中，当转子--轴承系统动力特性不能满足设计规范的要求，或已经制造出来的机组出现振动过大、运行不稳定等情况时，就必须修改原机组的结构参数、物性参数值。但是影响转子--轴承系统动力特性的结构参数有很多，修改哪一个或几个结构参数最有效，能立竿见影地解决设计和机组稳定运行问题，是建立该专家系统软件的目标。主要研究内容有：各种转子结构、轴承结构参数对转子--轴承系统动力特性的影响、建立智能型专家系统设计计算软件包等。

§8-10 化工用离心式压缩机现状 （3）智能型计算机控制系统开发。目前世界上已广泛采用了微机控制的三重冗余、容错控制器、多功能防喘振、性能调节、安全保护综合控制系统，使离心压缩机控制由传统的模拟仪表控制变为多功能的专家控制系统。主要研究内容有：研制大化肥装置用离心压缩机组专用的、具有防喘振、性能调节、安全保护的数字式微机综合控制系统。