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【摘 要】随着社会的发展，工业企业竞争越来越激烈，企业的发展中非常重要的一个部分是离心压缩机的振动，其直接影响着企业的生产效率和产品的质量，因此进一步加强对离心压缩机振动的研究非常有必要，从而降低压缩机的振动幅度，进一步促进企业的快速发展，基于此本文分析了离心压缩机振动的分析和对策。
【关键词】离心压缩机；振动；原因；对策
1、离心压缩机的特点
离心式压缩机属于透平压缩机机种之一，在以前，压缩空气只被用于中低气压和大气量的环境中。目前，用于压缩和化工生产各种气体的运输，排气压力已经比之前有了很大的提高。
1.1、离心式压缩机的优点
在我国的实际生产中离心式压缩机得到了广泛应用，主要原因是由于它有以下优点：
（1）结构设计紧凑、占地面积小相对于相同流量的活塞压缩机的体积，离心压缩机的重量与占地面积比它要小得很多，正常情况下为活塞压缩机占地的10%左右。
（2）运输比较方便、安全、可靠由于体积小，占地面积小，交通运输比较方便。
（3）转速高综合利用能源好正常的离心式压缩机的转速为2000～5000rpm，一般被用在直接驱动工业的汽轮机，这样既简化了机器的结构，又能够节约资源，还可以实现压缩机的转速调节。
（4）流量大到目前为止，离心压缩机的最高流量可达到360000h/Nm3，正因为如此，它满足了石油化工机器设备向大负荷机器方向发展的需要。
（5）结构比较简单，发生零件损害的情况比较少，方便工人的操作与维修，机器运转的费用也相对比较低。
1.2、存在的一些缺点
（1）单级压比低正常的单级压比≯1.5，排气的压力比为≯50Mpa。如高压聚乙烯的生产工程，利用离心压缩机进行生产就满足不了实际需求，而只能用往复式压缩机。
（2）不适合用在排气量不太大的环境。
（3）热能利用率低，一般情况下，等温的效率只有60%～70%，然而往复压缩机的效率就可以达到70%～80%左右。（4）离心压缩机制造的费用相对较高。
2、离心压缩机的工作原理
要想深入地了解并研究离心压缩机，就要对其工作的原理有足够的了解，知道其来龙去脉，这会为接下来的研究带来很大的方便。它主要是叶轮在气体进入之后，由于转子的快速转动，会带动叶轮也做高速的转动，这样就相应的带动了气体旋转做功，当达到了所需要的压力时，气体就会通过排气口被排出，这样循序渐进反复地对气体做功，直到满足实际生产的需要此过程才会停止。
其实气体的运动轨迹本身就是一种不规律的路径，尤其是在离心式压缩机中，则更是如此，因此它的热动力参数（压力，温度，比容，速度，内能，动能等）不一定是只沿着流动通道的每个部分的类型不同。
参数在相同的横截面，每个点也是不一样的。从绝对坐标平面上，在任何参数点所占用的空间都是会发生循序性的变动，在机器实际的工作过程中，气体的流动基本上都是三元非定常流动。
因此，根据这一特性，科研人员在设计叶轮的时候，一般都是采用三维流动设计理论，这样一来，它的实用性会相对比较高。然而，为了使问题变得简单，我们虚构一个问题：通过每一个点的相同部分中的流路中的转动或静止不变的空气流的热动力学参数是一样的，所述叶轮内以稳定的状态中工作时，在点通道气体参数的相对坐标，它不会随着时间而改变，这是一元定常流动。
从离心式压缩机的前面每个部分的描述中，我们对离心式压缩机有了一定的了解，其基本原理可概括如下所示：从所述入口到所述离心压缩机出口的气体是不间断的。气体进入压缩机后，在高速转动的叶轮的作用下不断地被压缩，得到的压力能和动能，通过叶轮通道、固定流道，然后绝大部分的动能会转变成压力能，经过反复地做功直到达到要求才会停止。
3、引起离心式压缩机振动故障的主要原因
1）转子不对中问题的分析
转子不对中主要是由于压缩机在制造的过程中没有完全按照压缩机安装标准来进行，从而造成了压缩机转子的不对中，并且在日常的使用过程中会因为使用者的操作不当或是因为压缩机荷载过大等原因让压缩机的转子位置产生偏差，从而不能让压缩机转子完全对中。而且在压缩机的导向系统中，如果不能很好地锁紧，那么压缩机的转子也不能够很好的对中。而转子不对中的类型主要分为三种，即平衡不对中，角度不对中以及角度不对中。在转子不对中的特征方面，主要有以下几点特征可以判定转子是否不对中，如果压缩机振动的频率是转子工作中频率2倍左右的话，那么可以判定压缩机振动是由于转子不对中产生的。而如果激励力幅是随着不对中量的增大而增大，那么也可以判定振动是由于转子不对中产生的。如果转子的负荷增大压缩机的振动幅度也产生相应的增大，那么压缩机的振动也是由于转子不对中产生的
2）涡动现象引发离心压缩机振动故障。油膜振荡和喘振是由涡动现象引发压缩机振动故障的两种常见情况，前者是油膜涡动引起，后者是由处理气流涡动引起。油膜振荡主要是由油膜涡动的油膜力引起的自激振动，且一旦发生会使离心压缩机转速持续提升，当瞬时振幅突然升高带动局部油膜破裂时，会对轴承和转子产生强大的沖击，损坏系统配件；喘振主要是由于压缩机转速下降而出口压力未下降或者压缩机进气压力下降等造成入口管网阻力增大的因素引起压缩机处理气流量减小所造成的，当处理气流量突然减少时，会在压缩机流道形成气体涡动，从而造成管网压力高于出口压力，而加之入口气量受阻，所以会引发出口气倒吸至压缩机的现象，而当倒流回压缩机的入口气使管网压力降低时又会使整个流量被气体旋涡区所占据，进行形成压力和流量周期性的脉动，使压缩机组产生剧烈振动。
4、离心式压缩机振动故障的防治及应对措施
4.1、解决转子不平衡问题的对策
对于转子不平衡造成压缩机振动的情况，如果是因为转子质量不平衡，可以采用改变转子质量的方法让转子质量平衡，减轻压缩机振动情况。如果是由于转子在生产时就产生了弯曲，那么需要对转子进行校准，使其平衡。如果是转子由于过热产生的弯曲，可以采取低速盘车的方式来让转自平衡。而如果是转子的部件脱落或是产生损坏，可以停下压缩机对其进行检修。如果是转子上因为结垢的原因产生的不平衡需要对转子进行清洗工作。
4.2、采取有效措施避免油膜涡动和气流涡动危害发生
避免油膜涡动产生油膜振荡，首先要使离心压缩机在长期持续运行过程中避免在一阶临界转速的两倍附近运转，使之无法进入油膜共振区；其次，通过增加轴瓦工作面上单位面积所承受的载荷来使油膜更趋于稳定；再次，通过将轴瓦预负荷维持在正值以及减小轴承间隙，来增大偏心距，从而提升离心压缩机油膜共振转速区间，当压缩机正常运行的转速难以达到共振区间时便可以有效避免油膜振荡的发生。为了防止气流涡动产生喘振通常情况下可以采取以下的方面进行防治：
1）降低运行速度，从而能够大大降低出口压力，使其不容易进入喘振状态。
2）在设出口旁路将多出的气量重新返回机组处理气入口，其防止避免喘振的原理主要是通过降低气量的方法。
3）通过定期的对压缩机气体出入口进行相应的监测仪表的工作状态的检查，从而使得喘振与报警联锁或与紧急停车联动的运行得到一定的保障。
总之，保证离心压缩机组的安全、平稳可靠运行，降低机组故障发生率及其带来的事故风险，是实现工业处理和轻烃上产等经济生产目标的重要工作。因此需要引起我们的重视，在生产运行过程中准确判断引起振动故障的因素，采取有效的防治措施，从而进一步促进企业的发展。
参考文献：
[1]史生霖.离心压缩机振动故障研究与分析[D].沈阳工业大学，2014.
[2]温磊，鲍连欣.关于离心压缩机振动的分析和对策[J].科技创新导报，2014，16：67.
[3]徐洪淼.离心压缩机振动故障分析与处理[D].沈阳工业大学，2009.
【关键词】离心压缩机；振动；原因；对策
1、离心压缩机的特点
离心式压缩机属于透平压缩机机种之一，在以前，压缩空气只被用于中低气压和大气量的环境中。目前，用于压缩和化工生产各种气体的运输，排气压力已经比之前有了很大的提高。
1.1、离心式压缩机的优点
在我国的实际生产中离心式压缩机得到了广泛应用，主要原因是由于它有以下优点：
（1）结构设计紧凑、占地面积小相对于相同流量的活塞压缩机的体积，离心压缩机的重量与占地面积比它要小得很多，正常情况下为活塞压缩机占地的10%左右。
（2）运输比较方便、安全、可靠由于体积小，占地面积小，交通运输比较方便。
（3）转速高综合利用能源好正常的离心式压缩机的转速为2000～5000rpm，一般被用在直接驱动工业的汽轮机，这样既简化了机器的结构，又能够节约资源，还可以实现压缩机的转速调节。
（4）流量大到目前为止，离心压缩机的最高流量可达到360000h/Nm3，正因为如此，它满足了石油化工机器设备向大负荷机器方向发展的需要。
（5）结构比较简单，发生零件损害的情况比较少，方便工人的操作与维修，机器运转的费用也相对比较低。
1.2、存在的一些缺点
（1）单级压比低正常的单级压比≯1.5，排气的压力比为≯50Mpa。如高压聚乙烯的生产工程，利用离心压缩机进行生产就满足不了实际需求，而只能用往复式压缩机。
（2）不适合用在排气量不太大的环境。
（3）热能利用率低，一般情况下，等温的效率只有60%～70%，然而往复压缩机的效率就可以达到70%～80%左右。（4）离心压缩机制造的费用相对较高。
2、离心压缩机的工作原理
要想深入地了解并研究离心压缩机，就要对其工作的原理有足够的了解，知道其来龙去脉，这会为接下来的研究带来很大的方便。它主要是叶轮在气体进入之后，由于转子的快速转动，会带动叶轮也做高速的转动，这样就相应的带动了气体旋转做功，当达到了所需要的压力时，气体就会通过排气口被排出，这样循序渐进反复地对气体做功，直到满足实际生产的需要此过程才会停止。
其实气体的运动轨迹本身就是一种不规律的路径，尤其是在离心式压缩机中，则更是如此，因此它的热动力参数（压力，温度，比容，速度，内能，动能等）不一定是只沿着流动通道的每个部分的类型不同。
参数在相同的横截面，每个点也是不一样的。从绝对坐标平面上，在任何参数点所占用的空间都是会发生循序性的变动，在机器实际的工作过程中，气体的流动基本上都是三元非定常流动。
因此，根据这一特性，科研人员在设计叶轮的时候，一般都是采用三维流动设计理论，这样一来，它的实用性会相对比较高。然而，为了使问题变得简单，我们虚构一个问题：通过每一个点的相同部分中的流路中的转动或静止不变的空气流的热动力学参数是一样的，所述叶轮内以稳定的状态中工作时，在点通道气体参数的相对坐标，它不会随着时间而改变，这是一元定常流动。
从离心式压缩机的前面每个部分的描述中，我们对离心式压缩机有了一定的了解，其基本原理可概括如下所示：从所述入口到所述离心压缩机出口的气体是不间断的。气体进入压缩机后，在高速转动的叶轮的作用下不断地被压缩，得到的压力能和动能，通过叶轮通道、固定流道，然后绝大部分的动能会转变成压力能，经过反复地做功直到达到要求才会停止。
3、引起离心式压缩机振动故障的主要原因
1）转子不对中问题的分析
转子不对中主要是由于压缩机在制造的过程中没有完全按照压缩机安装标准来进行，从而造成了压缩机转子的不对中，并且在日常的使用过程中会因为使用者的操作不当或是因为压缩机荷载过大等原因让压缩机的转子位置产生偏差，从而不能让压缩机转子完全对中。而且在压缩机的导向系统中，如果不能很好地锁紧，那么压缩机的转子也不能够很好的对中。而转子不对中的类型主要分为三种，即平衡不对中，角度不对中以及角度不对中。在转子不对中的特征方面，主要有以下几点特征可以判定转子是否不对中，如果压缩机振动的频率是转子工作中频率2倍左右的话，那么可以判定压缩机振动是由于转子不对中产生的。而如果激励力幅是随着不对中量的增大而增大，那么也可以判定振动是由于转子不对中产生的。如果转子的负荷增大压缩机的振动幅度也产生相应的增大，那么压缩机的振动也是由于转子不对中产生的
2）涡动现象引发离心压缩机振动故障。油膜振荡和喘振是由涡动现象引发压缩机振动故障的两种常见情况，前者是油膜涡动引起，后者是由处理气流涡动引起。油膜振荡主要是由油膜涡动的油膜力引起的自激振动，且一旦发生会使离心压缩机转速持续提升，当瞬时振幅突然升高带动局部油膜破裂时，会对轴承和转子产生强大的沖击，损坏系统配件；喘振主要是由于压缩机转速下降而出口压力未下降或者压缩机进气压力下降等造成入口管网阻力增大的因素引起压缩机处理气流量减小所造成的，当处理气流量突然减少时，会在压缩机流道形成气体涡动，从而造成管网压力高于出口压力，而加之入口气量受阻，所以会引发出口气倒吸至压缩机的现象，而当倒流回压缩机的入口气使管网压力降低时又会使整个流量被气体旋涡区所占据，进行形成压力和流量周期性的脉动，使压缩机组产生剧烈振动。
4、离心式压缩机振动故障的防治及应对措施
4.1、解决转子不平衡问题的对策
对于转子不平衡造成压缩机振动的情况，如果是因为转子质量不平衡，可以采用改变转子质量的方法让转子质量平衡，减轻压缩机振动情况。如果是由于转子在生产时就产生了弯曲，那么需要对转子进行校准，使其平衡。如果是转子由于过热产生的弯曲，可以采取低速盘车的方式来让转自平衡。而如果是转子的部件脱落或是产生损坏，可以停下压缩机对其进行检修。如果是转子上因为结垢的原因产生的不平衡需要对转子进行清洗工作。
4.2、采取有效措施避免油膜涡动和气流涡动危害发生
避免油膜涡动产生油膜振荡，首先要使离心压缩机在长期持续运行过程中避免在一阶临界转速的两倍附近运转，使之无法进入油膜共振区；其次，通过增加轴瓦工作面上单位面积所承受的载荷来使油膜更趋于稳定；再次，通过将轴瓦预负荷维持在正值以及减小轴承间隙，来增大偏心距，从而提升离心压缩机油膜共振转速区间，当压缩机正常运行的转速难以达到共振区间时便可以有效避免油膜振荡的发生。为了防止气流涡动产生喘振通常情况下可以采取以下的方面进行防治：
1）降低运行速度，从而能够大大降低出口压力，使其不容易进入喘振状态。
2）在设出口旁路将多出的气量重新返回机组处理气入口，其防止避免喘振的原理主要是通过降低气量的方法。
3）通过定期的对压缩机气体出入口进行相应的监测仪表的工作状态的检查，从而使得喘振与报警联锁或与紧急停车联动的运行得到一定的保障。
总之，保证离心压缩机组的安全、平稳可靠运行，降低机组故障发生率及其带来的事故风险，是实现工业处理和轻烃上产等经济生产目标的重要工作。因此需要引起我们的重视，在生产运行过程中准确判断引起振动故障的因素，采取有效的防治措施，从而进一步促进企业的发展。
参考文献：
[1]史生霖.离心压缩机振动故障研究与分析[D].沈阳工业大学，2014.
[2]温磊，鲍连欣.关于离心压缩机振动的分析和对策[J].科技创新导报，2014，16：67.
[3]徐洪淼.离心压缩机振动故障分析与处理[D].沈阳工业大学，2009.